Brevet FR2352138A1 — publié le 19771216

La présente invention a pour objet une ossature porteuse capable de supporter des charges très importantes à une très grande hauteur avec un minimum de surfaces pouvant donner prise au vent horizontal ou pouvant freiner un tirage naturel ou artificiel, notamment dans la réalisation d'entrées d'air de tours de réfrigération. De façon connue, les parois de tours de réfrigération sont supportées dans la hauteur des entrées d-'air, par des piliers inclinés disposés en V successifs et dont l'axe longitudinal est situé sur un cône sensiblement tangent à la surface de la courbe de la paroi pour des hauteurs de tordre de 10 à 12 m. Il existe aussi des formes de re'alisa$on dans lesauelles deux séries de poteaux en V comme ci-dessus, sont décalées l'une par rapport à l'autre d'un demi écartement ; au croisements les poteaux de la série ? sont reliés avec ceux de la série 2 de façon à lImiter la hauteur lIbre de flambement danffl une direction et autoriser ainsi une hauteur d'entrée d'air de l'ordre de 20 m. Ainsi qu'bon l'a précisé, ces structures de l'art antérieur étaient limitées en hauteur libre en raison de la limitation due au flambement des piliers, eu égard aux dégagements ou passages nécessaires au tirage et à la nécessité de profils pratiquement aérodynamiques. La présente invention vise à se dégager des contraintes de l'art antérieur en réalisant une ossature porteuse susceptible d'autoriser des entrées d'air qui ne soient pas limitées en hauteur par des problèmes de flambement ; c'est ainsi qùe pourront être atteintes pour la première fois des hauteurs de l'ordre de 30 m, par exemple, lesquelles correspondent aux nécessités de nouvelles techniques de tours de réfrigération liées à l'augmentation de leur puissance nominale pour les centrales nucléaires. A cet effet, l'ossature porteuse profilée selon l'invention, notamment pour tours de réfrigération de grande hauteur, du type comportant une pluralité de piliers individuels inclinés, ancrés au sol, et formant par pairles des V inversés dont le sommet coopère aec la base de la coque de ladite tour et dont le pas est au mini mum égal à l'ouverture à la base dudit V, l'axe longituninal de chacun desdits piliers étant situé sur un cône sensiblement tangent au niveau de sa base à la surface de la paroi de la coque, est caractérisée en ce que chacun desdits piliers est étroitement associé en résistance et sur sa longueur à un panneau structuré, situé dans un plan vertical orienté pour contenir ledit piller. Selon l'une des formes de réalisation de l'invention, lesdits panneaux ont une forme sensiblement rectangulaire, de grand'axe vertical. Avantageusement, dans ce cas, ledit pilier est sensiblement orienté selon une diagonale dudit rectangle. C'est précisément la coopération des piliers et des panneaux qui augmente, d'une manière générale, la résistance au flambement des divers éléments associés sous l'effet des charges verticales ou inclinées. Selon une caractéristique de l'invention, lesdits panneaux sont constitués par deux poteaux sensiblement verticaux que réunissent une pluralité de poutres transversales. te plus, chacun desdits poteaux est commun à deux panneaux consécutifs, ces derniers définissant une succession de dièdres à arête verticale. Cette coopération double, d'une part, des piliers inclinés et de leurs panneaux associés, et d'autre part, de ces ensembles entre eux par le jeu des poteaux d'extrémité commun permet une réduction des sections à un minimum (dégagement important, résistance au passage faible) tout en autorisant à l'ossature de franchir des hauteurs très importantes. La coopération entre'piliers et panneaux structures peut avoir lieu par l'intégration dans l'épaisseur desdits piliers ou leur association latérale très étroite. Préférentiellement, notamment dans le cas d'ossatures circulaires, l'angle d'ouverture des dièdres précités est voisin de 900. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites poutres desdits panneaux présentent une section transversale légèrement trapézoldale encastrée dans les poteaux associés et prolongée perpendiculairement à leur axe longitudinal d'un plateau horizontal d'épaisseur décroissante vers l'extérieur. Ce profil assure une excellente résistance au flambement, limité du fait des interactions des éléments constitutifs de la structure, tout en laissant un passage maximum entre poutres voisines. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention, ressor tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, d'une forme de réalisation de l'invention, en réfé rence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble en élévation d'une tour de réfrigération supportée par une ossature selon l'invention - la figure 2 est une vue en plan de l'ensemble de la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective de quelques panneaux successifs et des piliers associés - la figure 4 est une vue ae dessus agrandie et partielle de la ceinture de panneaux de l'ossature - la figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 4. Pour bien faire comprendre l'invention, on décrira ci-après un cas d'application pratique de l'invention à une tour de réfrigération de très grande hauteur ; il va de soi que les chiffres cités n'ont que valeur d'exemple et que l'invention peut être appliquée à d'autres constructions, de nature, de forme et de hauteur différentes. On se réfèrera tout d'abord à la figure 3 qui montre un tronçon de l'ossature selon l'invention composé d'une succession de panneaux, chacun désigné par 1 dans son ensemble, affectant une forme rectangulaire, et constitué de poteaux verticaux 2 que réunissent des poutres sensiblement horizontales 3. Pour fixer les idées, on signalera que cette ossature est prévue pour une hauteur de 32 m audessus du sol, les panneaux ayant une largeur de 15 m. tans cette forme de réalisation, les piliers inclinés 4 sont accolés à la face interne (regardant vers l'axe de la tour) du panneau aux éléments duquel ils sont intimement reliés, par tous moyens connus, au niveau des points de contact ou de croisement. On remarquera que les piliers 4 sont sensiblement orientés selon la diagonale partant du coin intérieur haut vers le coin extérieur bas - du rectangle à grand'axe vertical constitué par chacun des panneaux 1. Les poteaux 2 sont communs à deux panneaux successifs de sorte à engendrer une succession de dièdres 5 alternativement ouverts vers l'intérieur et l'extérieur dont les poteaux 2 constituent les arêtes. Dans l'exemple représenté, l'ossature affecte une forme annulaire (figure 2) dont le diamètre intérieur est voisin de celui de l'assise 6 de la coque 7 de la tour. On notera que l'ossature de l'invention permettrait de suivre aisément en plan toute forme, notamment curviligne, de structure à supporter. Les figures 4 et 5 font apparaître entre autres la section des poutres 3 des panneaux t. Cette section présente une surface 8 légèrement trapézoOdale, par laquelle la poutre 3 est encastrée dans les poteaux 2 associés et qui est prolongée au droit de son bord supérieur par une surface allongée 9 d'épaisseur réduite et diminuant vers l'extérieur, surface définissant un prolongement en plateau 10 de chacune des poutres 3. tette section confère à la poutre une importante inertie sous un faible volume pour répondre au double critère de la résistance et de l'obstruction minimale de l'entrée d'air. La figure 4 montre en 2 les poteaux communs aux deux panneaux 1 du dièdre représenté, en 3 les poutres horizontales de ces panneaux et en 4, les piliers associés par liaison latérale à chacun des panneaux ; la figure 5 montre clairement la constitution d'un panneau 1 associé à un pilier incliné 3. La figure 1 donne une vue générale d'une tour de réfrigération de grande hauteur comportant une coque 7 supportée par une ossature 12 selon l'invention. En examinant les figures 1 et 2, on remarquera que, dans cet exemple, l'ossature 12 demeure extérieure à la coque 7 du fait que les charges apportées par cette tour sont, dans les plans tangents à la coque 7 au niveau de sa base, orientés vers l'extérieur de la tour. Ces charges sont reprises principalement, par les piliers inclinés 4 formant diagonale des panneaux structurés 1 et, partiellement, par les poteaux 2 verticaux intérieurs. L'invention ayant été décrite quant à son principe, on appréciera que la coopération des piliers et des panneaux associés à chacun d'eux ainsi que celle des panneaux successifs entre eux augmente de façon considérable la résistance au flambement des poteaux supports de charges d'application verticale ou oblique. Ainsi qu'on l'a déjà souligné, cette coopération permet de réduire les sections individuelles des éléments associés à un minimum sans imposer de limitation quant à la hauteur de l'ossature porteuse. En effet, et l'homme de l'art l'appréciera, chaque noeud de l'ossature ne peut se déplacer dans une quelconque direction sans mettre en jeu une énergie de déformation considérable au sein de l'ossature dont il fait partie intégrante. Par ailleurs, chaque élément constitutif est conçu pour présenter sur la section minimum une inertie maximum tant verticale qu'horizontale ; les éléments porteurs, poteaux 2 ou piliers 4, ont, de ce fait une longueur de flambement de l'ordre d'une hauteur d'étage, soit environ 4 m. L'invention n'impliquant aucune limitation du nombre d'étages, la hauteur libre de l'ossature sous les charges ne subit donc non plus aucune limitation. On rappelera brièvement les caractéristiques importantes de l'invention - possibilité d'atteindre des hauteurs très élevées sous fortes charges - surfaces donnant prise au vent horizontal ou freinant un tirage naturel ou artificiel limitées à un minimum - possibilité d'adaptation de l'ossature quant à son tracé au sol à des charges de forme, section et profil très divers. Pour des raisons de simplification, on n'a pas précisé les moyens utilisés pour relier entre eux les éléments constitutifs de l'ossature ; ces moyens font partie de ia technique courante de la construction, notamment en béton armé, et sont parfaitement connus de l'homme de l'art. il va de soi que la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ou représentées mais englobe toute variante d'exécution. REVENtI CATIONS 1. Ossature porteuse profilée, notamment pour tours de réfrigération de grande hauteur, du type comportant une pluralité de piliers individuels inclinés, ancrés au sol, et formant par paires des V inversés dont le sommet coopère avec la base de la coque de ladite tour et dont le pas est au minimum égal à l'ouverture à la base dudit V, l'axe longitudinal de chacun desdits piliers étant situé sur un cône sensiblement tangent au niveau de sa base à la surface de la paroi de la coque, ladite ossature étant caractérisée en ce aue chacun desdits piliers est étroitement associé en résistance et sur sa longueur à un panneau structuré, situé dans un plan vertical orienté pour contenir ledit pilier. 2. Ossature selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits panneaux ont une forme sensiblement rectangulaire, de grand'axe vertical. 3. Ossature selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit pilier est sensiblement orienté selon une diagonale dudit rectangle. 4. Ossature selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits panneaux sont constitués par deux poteaux sensiblement verticaux que réunissent une pluralité de poutres transversales. 5. Ossature selon la revendication 4, caractérisée en ce que chacun desdits poteaux est commun à deux panneaux consécutifs, ces derniers définissant une succession de dièdres à arête verticale. 6. Ossature selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits piliers sont intégrés dans l'épaisseur desdits panneaux structurés. 7. Ossature selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits piliers sont associés à l'une des faces dudit panneau. 8. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'angle d'ouverture des dièdres précités est voisin de 900. 9. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites poutres desdits panneaux présentent en section transversale une partie légèrement trapézoidale encastrée dans les poteaux associés et prolongée perpendiculairement à son axe longitudinal d'une partie allongée d'épaisseur moindre définissant un plateau horizontal. 10. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en béton arme.