Brevet FR2303132A1 — publié le 19761001

La présente invention a pour objet des éléments de charpente ou de structure et leur procédé d'asseiblage. On connais déjX des procédés de réalisation de charpentes en béton armé, soit totalement sur le site de construction du bâtiment, soit seulement partiellement en utilisant des éléments standardisés préfabriqués. Dans ce dernier cas, il est nécessaire d'assembler rigidement les éléments les uns avec les autres ce qui jusqu'à ce jour n'a été réalisé que de manière artisa nale, peu précise et quelquefois précaire, On utilise également, pour réaliser des charpentes des éléments métalliques: poteaux, poutres, etc.. . . reliés rigidement entre eux au moyen de boulons ou similaires.Toutefois, ces éléments métalliques ne présentent pas, employés en llétat, une excellente résistance au feu; les organes de liaison sont apparents et le contact entre deux éléments métalliques adjacents ntest réalisé que sur une faible surface comparativement à l'aire de la sur face droite transversale de ltélément. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et à cet effet, elle propose un élément de charpente : poteau, poutre, etc. .. en béton ou en métal, ayant une forme générale allongée et profilée, caractérisé par le fait qutil comporte , à au moins une partie extreme et, en combinaison, d'une part des moyens permettant le contact entre cet élément et un autre élément de charpente adjacent sur une surface suffisante pour la transmission des efforts et d'autre part, des moyens pour relier de manière positive ces deux éléments l'un avec l'autre. L'invention sera bien comprise grâce à la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure I est une vue générale schématique, en perspective, d'une charpente réalisée à partir des eléments suivant l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'une première forme d'exécution d'un élément de charpente suivant l'invention faisant fonctinn de poteau. La figure 3 est une vue partielle, en perspective, montrant l'assemblage de deux poteaux. La figure 4 est une vue en perspective, d'une seconde forme d'exécution d'élément de charpente suivant l'invention faisant fonction de poutre. La figure 5 est une vue en perspective illustrant l'assemblage d'un poteau et de plusieurs poutres. La figure 6 est une vue en coupe par un plan axial de la zone d'assemblage de poteaux et de poutres, est La figure 7 une vue en coupe par un plan transversal de la zone d'assemblage d'un poteau et des deux poutres. Sur la figure 1 est représentée une charpente réalisée à partir d'éléments en béton suivant l'invention. Pour la clarté de la description, on désigne par poteaux les éléments 1 de direction générale vertical e et par poutres les éléments 2 de direction horizontale. Dans la forme d'exécution représentée sur le dessin, poutres et poteaux sont réalisés en béton, mais il est clair que d'autres matériaux peuvent etre utilisés. Le poteau 1 représenté sur la figure 2 comprend un corps principal 3 plein ou creux, de forme générale parallélèpipèdique ou de forme architecturale quelconque, à section droite transversale carrée, rectangulaire, ronde ou polygonale, prolongé à partir de sa surface transversale libre inférieure 4 par un pied 5 et à partir de sa surface transver sale libre supérieure 6 par une tete 7. Le- pied 5 se présente sous la forme d'un cadre métallique de forme polygonale , par exemple carrée dont les faces latérales 8 sont percées de trous9ronds, carrés ou de toute autre forme avec lesquels peuvent coopé rer les organes de fixation de deux poteaux adjacents, comme on le verra ultérieurement. L'aire du cadre que forme le pied est égale à UB partie suffisamment importante de l'aire de la section droite transversale du corps principal 3 de manière que la transmission des efforts entre deux poteaux adjacents puisse être réalisée de manière satisfaisante. La tete 7 d'un poteau se présente également sous la forme d'un cadre metallique d'un encombrement transversal légèrement plus grand que celui du cadre constituant le pied. Ainsi, le pied d'un poteau peut être logé dans et coopérer avec la tete d'un autre poteau placé en-dessous. Naturellement, il est clair que l'encombrement transversal du pied peut être légèrement plus grand que celui de la tête du poteau placé en-dessous de manière que cette tête vienne s'encastrer dans ce pied. La hauteur H des faces latérales 10 de la tete est sensiblement plus grande que celle h des faces latérales 8. La différence H-h correspond sensiblement à l'épaisseur d'un plancher- ou à celle d'une poutre, comme on le verra ultérieurement. Les cadres métalliques émergeant du poteau 1 peuvent être constitués par des ensembles totalement tubulaires, tubulaires reconstitués ou partiels. n est clair que le cadre constituant la tête 7 a, en section droite transversale, la même forme que celui constituant le pied 5. La co opération de ces deux cadres de forme polygonale par exemple, constitue un moyen d'auto centrage des poteaux superposés. Chacune des faces latérales 10 est percée de deux séries de trous 11a, llb d'me part proches de l'extrémité libre supérieure de la tête et 12a, 12b,12c ,dlune patre proches du raccordement de cette tête et du corps principal 3. Ces trous sont destinés soit à coopérer avec des organes de fixation de poutres, soit à permettre le passage de fer de rigidification comme on le verra ultérieurement, La surface extrême libre supérieure 6 est pourvue2 à l'ex- térieur de la tête 7, de saillies 13 susceptibles de coopérer, comme on le verra ultérieurement, avec des creux correspondants prévus dans les poutres et constituant, de ce fait, un moyen d'auto centrage desdites poutres. Ces saillies ont préférentiellement une forme triangulaire canme représenté sur la figure 3, et il est prévu au moins autant de saillies attenantes que de faces latérales du corps principal du poteau. Sur la figure 3 sont représentées partiellement la partie ex trême supérieure d'un poteau la et la partie extrême inférieure d'un autre poteau lb avant emboîtement et solidarisation de leur tête 7 et pied 5 respectifs. Au montage, on effectue un déplacement relatif des deux poteaux dans le sens de la flèche F. Le pied et la tête sont ensuite solidarisés ensemble par boulonnage, soudage, ou tout autre moyen. Dans le cas où les deux corps principaux des poteaux sont creux ou partiellement creux, du béton est éventuellement coulé dans l'espace ainsi constitué. Le système est reversibile: le pied peut tenir lieu de tête et réciproquement. Sur la figure 4 est représentée une poutre suivant l'invention. Cette poutre comprend un corps principal 14 ayant en section droite transversale une forme carrée, rectangulaire, en forme de T, de C ou toute autre forme , prolongé par une partie extrême libre 15 ayant en section droite transversale une forme générale de U dont le fond 16 est plus ou moins épais. La s ou s face externe 17 du fond 16 comporte à son extrémité libre un creux 18 coopérant avec l'un: des saillies 13 et constituant un moyen d'auto centrage d'une poutre sur un poteau. Une patte 19 en métal par exemple relie les deux ailes du U en fermant la cuvette que forme ce dernier et est constituée sur la face extrême libre 20 de la poutre. En ménageant une mortaise dans la poutre à une partie quelconque de sa longueur, le système de poteau peut s'y inscrire et s'y assembler ce qui permet de laisser un tronçon de poutre en porte à faux. On décrira maintenant le mode de fixation d'une poutre sur un poteau. On place d'abord la partie extrême de la face extrême 17 de la poutre en appui sur la surface extrême libre supérieure 6 d'un poteau. Le creux 18 de la poutre coopère avec une saillie 13 du poteau. Ensuite, on engage dans la cuvette en U de la poutre un cavalier métallique par exemple ayant une forme de U ax deux ailes duquel sont fixés rigidement deux fers coudés 22 tournés dans le même sens que les ailes du cavalier. Le cavalier est placé dans la cuvette en ayant l'amie 23 tournée vers le poteau 1 et les fers 22 tournés vers le corps principal 14 de la poutre.Le cavalier est déplacé dans le fond 16 du U de manière à venir en premier lieu en-dessous de la patte 19, en deuxi ème lieu, à traverser le trou 12percé dans la tête de poteau. Ce trou a donc le même contour que celui de la section droite transversaS du cavalier. L'âme 23 du cavalier étant située dans la tête 7 du poteau, on introduit entre cette âme et la face latérale interne du poteau, un coin 24 dont la pointe est dirigée vers le bas avec interposition ou non de cale d'épaisseur 24a. Du béton 25 est coulé dans la cuvette en forme de U de la partie extrême libre 15 et enrobe en l'immobilisant le cavalier 21. Le cas échéant, du béton 26 est coulé dans la tête 7 du poteau. Avant que de couler le béton 25 ou le béton 26, on peut si cela parait nécessaire, passer des fers 27 à travers la tête de poteau et dans la cuvette de la poutre. ll s'en suit une rigidité accrue de la liaison entre une poutre et un poteau. n est clair qu'un po teau peut suppoter plusieurs poutres placées en étoile autour de ce poteau, soit deux trois, quatre ou plus. Les poutres portées par des poteaux peuvent recevoir une dalle en béton par exemple comme illustré en 28 sur la figure 6. L'épaisseur de cette dalle est telle que la surface supérieure 29 affleure l'extrémité supérieure de la tête 7 du poteau 1. Les trous 11- lla, permettent de passer des fers 30 rigidifiant la liaison entre la dalle 28 et le poteau 1. De plus, cette dalle peut coter en épaisseur l'épaisseur exacte de la poutre. Naturellement, l'invention peut faire l'objet de très nombreuses variantes en ce qui concerne la forme des poteaux, des poutures, des moyens de liaison réciproques pot aux-poteaux et poteaux-poutres, ainsi que les charpentes qui peuvent être réalisées à partir de ces éléments. Comme on lga dit précédemment, poutres et poteaux sont réalisés en béton ou en métal RE VEND ICAT IONS 1. Elément de charpente ; poteau, poutre, etc... en béton ou en métal ayant une forme générale allongée et profilée caractérisé en ce qu'il comporte à au moins une partie extrême et en combinaison, d'une partdes mqr ens permettant le contact entre cet élément et un autre élément de charpente adjacent sur une surface suffisante pour la transmission des efforts et d'autre part, des rnoyens pour relier ces deux éléments l'un avec l'autre et de manière positive. 2. Elément de charpente suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal 3 prolongé à partir de ses deux surfaces extrêmes libres 4, 6 d'une part par un pied 5 et d'autre part par une tête 7, de telle manière que le pied 5 et le tête 7 de deux poteaux adjacents puissent coopérer l'un avec l'autre et être reliés positivement l'un à 1' autre. 3. Elément de charpente suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le pied 5 se présente sous la forme d'un cadre de forme polygonale dont les faces latérales 8 sont percées de trous 9 permettant le passage dor- ganes de fixation. 4. Elément de charpente suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tête 7 d'un poteau est réalisée sous la forme d'un cadre de forme polygonale dont les faces latérales 10 sont percées de plusieurs trqus lla, llb, 12a, 12b, 12c permettant le passage d'organes de fixation et le passage de fers de rigidification. 5. Elément de charpente suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé parle fait que la hauteur H de la tête est plus grande que la hauteur h d'un pied m inversement. 6. El ément de charpente suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une saillie 13 dépassant de la surface extrême libre 6 et attenante de la tête 7 coopérant avec un creux 18 d'un autre élément de charpente en constituant un moyen d'auto centrage de ces deux éléments dl'un par rapport à l'autre. 7. E lé ment de charpente suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un corps principal 14 prolongé à l'une au moins de ses extrémités par une partie 15 ayant an section droite transversale une forme générale de U ; une patte 19 fermant ce U à l'endroit de la face extrême libre 20 de la partie extrême 15. 8. Elément de charpente suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'un cavalier 21 ayant une forme de U est logé partiellement dans la cuvette en forrne de U de la partie extrême 15 dans laquelle est coulé du béton 26 ; l'âme 23 de ce cavalier étant située dans la tête 7 d'un élément de charpente adjacent et un coin 24 étant interposé entre cette âme 23 et la face interne de la tête 7.