Brevet FR2328810A1 — publié le 19770520

La présente invention a pour objet un appareil destiné à supprimer temporairement ou définitivement toute possibilité de mouvement horizontal d'une construction ou d'une structure sans éliminer la possiblité de déplacement vertical. Une structure dotée d'une possibilité de déplacement vertical est généralement montée sur une suspension élastique qui peut être assez souple dans la direction transversale pour rendre la structure sensible aux forces horizontales telles que le vent. C'est le cas par exemple des constructions installées sur des ressorts à base d'élastomère et les mouvements horizontaux engendrés par l'action du vent peuvent nuire sérieusement au confort des occupants. La stabilisation au vent, suivant les techniques habituelles, est faite par Itin terposition au niveau de la suspension élastique de gros ressorts en caoutchouc travaillant au cisaillement dans le sens vertical. Dans le cas où la suspens ion élastique est destinée à absorber les chocs ou les séismes, le procédé proposé jusqu'à présent comporte des patins horizontaux frottant l'un contre l'autre et maintenus au contact l'un de I1 autre au moyen de la pression exercée par un vérin hydraulique ; lorsqu'un séisme ou un choc surviennent, un dispositif électrique fait tomber-la pression dans le vérin et les deux patins se séparent, laissant l'immeuble libre de se déplacer horizontalement sur la suspension élastique, qui peut alors absorber la secousse.L'inconvénientde ce système est l'utilisation d'un fluide sous pression avec les risques de fuite qu'elle comporte. L'appareil, qui fait l'objet de la présente invention et que nous appellerons souvent dans ce qui suit stabilisateur, sans que ce nom puisse constituer une restriction, est un dispositif purement mécanique s'adaptant à tous les cas et fonctionnant par blocage de la structure dans le sens horizontal tout en permettant un mouvement dans le sens vertical. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui montrent un exemple de réalisation de l'invention, sans aucun caractère limitatif. La planche Il Z contient trois figures représentant toutes les trois un type de stabilisateur la figure 1 est une vue du stabilisateur en position fermée la figure 2 est une vue du stabilisateur en position ouverte la figure 3 est une coupe éclatée du stabilisateur. La planche II/Z représente une vue en élévation d'un immeuble sur suspension élastique équipé de stabilisateurs. Un dispositif selon l'invention est constitué par deux tubes, en métal ou en béton ou tout autre matériau résistant (fig. 2 PL I/2). Le tube 1 coulisse à I'intérieur du tube 2 ; les deux tubes sont munis à leurs extrémités de flasques 3 et 4 percés de trous dans lesquels sont placées les fixations à la structure celles-ci peuvent être constituées par des boulons ou des tiges, ou tout autre moyen susceptible de relier les stabilisateurs à la structure. La planche II/2 montre la coupe verticale d'un immeuble installé sur une suspens ion élastique 8 ; les stabilisateurs sont montés dans la position ouverte de la figure 2, planche I/2 ; on voit sur la planche II/2 les tubes 1 et 2 des stabilisateurs, les flasques d'extrémité 3 et 4 et les fixations hautes 9 et basses 10 aux planchers ll et 12 de la structure.Il faut remarquer que c'est la suspension élastique 8 qui supporte le poids de 1'immeuble et non les stabilisateurs ; cependant, les éléments de la suspension élastique peuvent être à base d'un élastomère sujet au fluage : c'est-à-dire que la déflexion verticale de ces éléments sous du poids du bâtiment augmente faiblement, mais régulièrement avec le temps; c'est là un phénemène naturel qui ne doit pas être contrarié par les stabilisateurs : pour cette première raison les tubes 1 et 2 doivent coulisser l'un dans l'autre, afin de permettre à la déflexion verticale de se poursuivre dans le temps. Ceci vaut pour le fonctionnement en service normal ; nous verrons une deuxième raison du coulissage lorsque survient par exemple un choc ou un séisme.A ce stade de la description, les stabilisateurs fonctionnent parfaitement pour s'opposer à un déplacemen-t de l'immeuble, suivant une direction horizontale, provoqué, par exemple, par l'action du vent ; il faut cependant pouvoir restreindre le libre coulissement des tubes 1 et 2, si on veut que les stabilisateurs s'opposent également à une rotation de ltimmeuble autour d'un axe horizontal. La planche I/2, figures 1, 2 et 3, montre un exemple des moyens de blocage qui peuvent être utilisés.Il s'agit de grosses vis 5 vissées sur la périphérie du tube 2 et qui s'appuient simplement, par leur extrémité plane sur la paroi du tube 1 ; le nombre de vis, leur diamètre et les dimensions du filetage déterminent la pression exercée sur le tube 1, c'est-à-dire, par frottement, la force verticale qui s'oppose au libre coulissement du tube 1 dans le tube 2 ; les moyens de-blocage sont calculés de façon à ce que la force verticale totale qu'ils développent soit supérieure aux efforts verticaux introduits par la rotation de l'immeuble, mais inférieure au poids de l'immeuble, pour éviter le transfert de la charge sur les stabilisateurs. Cette dernière condition se trouvera d'ailleurs automatiquement remplie de par les dimensions modérées des moyens de blocage. Voyons maintenant le fonctionnement des stabilisateurs, lorsque survient un choc ou un séisme.La planche I/2, figure 3, montre un ressort de traction 6 placé à l'intérieur du tube 2 et fixé d'une part à l'extrémité inférieure du tube 1 et d'autre part à I'embase 7 du flasque 4 par ailleurs, l'un des niveaux de fixation, par exemple 9 (PL II/2),est constitué d'un matériau dur et cassant comme l'acier à haute résistance ou la fonte, et calculé pour se rompre sous les premières secousses du choc ou du séisme envisagé, tandis que autre, par exemple 10, est calculé pour rester parfaitement intact. La rupture des fixations 9 entraîne la désolidarisation du flasque 3 d'avec le plancher 11 de la structure et le rappel vers le bas du flasque 3 par le ressort 6 (PL I/2) ; c'est ladeuxième raison du coulissage du tube 1 dans le tube 2.Le ressort de traction 6 doit être calculé de telle sorte que sa force de rappel soit nettement supérieure à la force verticale développée par le frottement des moyens de blocage 5, de façon à obtenir un rappel rapide. L'action du ressort 6 amène ainsi le flasque 3 au contact de ltextré- mité supérieure du tube 2 et le stabilisateur se retrouve dans la position fermée de la figure 1 PL I/2 ; la suspension élastique est ainsi libre d'agir et d'absorber le choc ou le séisme.Après le passage du phénomène, il suffit de desserrer les moyens de blocage 5, de remonter les flasques 3 dans leur position initiale, par exemple à l'aide dtun vérin, et de poser de nouvelles fixations de rupture 9. Lorsqutaucun choc ou séisme ntest à craindre, les deux niveaux de fixations sont évidemment de résistance égale et calculés de façon à ne jamais se rompre. L'appareil objet de ltinvention peut être utilisé pour stabiliser au vent les structures ou les constructions équipées d'un ou de plusieurs niveaux de suspension élastique. Le nombre et la dimension des appareils et leurs fixations à la structure doivent être suffisants pour qu'ils résistent au moins aux efforts tranchants développés par le vent Ces stabilisateurs peuvent être placés en n'importe quel point de la structure, mais l'emplacement le plus approprié est situé au meme niveau que la suspension élastique ; si l'immeuble comporte plusieurs niveaux de suspens ion élastique, les stabilisateurs sont insérés à ces différents niveaux ou seulement à quelques niveaux déterminés par le calcul. Si la suspension élastique est destinée à absorber les chocs ou les séismes, les appareils sont équipés d'un niveau de fixations de rupture permettant en cas de choc ou de séisme la libération d'une extrémité de l'appa- reil et le libre jeu horizontal de la structure sur sa suspension élastique. Si cette dernière est prévue seulement pour atténuer les vibrations dues à ltenvi- ronnement, les fixations sont d'égale résistance et elles sont équipées ellesmêmes d'un montage anti-vibratile destiné à empêcher la transmission des vibrations ; ce dispositif peut être, par exemple, un enrobage de caoutchouc. REVENDICATIONS 1. Appareil caractérisé en ce qu'il supprime temporairement ou définitive ment toute possibilité de mouvement horizontal dtune=stracture ou oud'une construction sans éliminer la possibilité de déplacement vertical. 2. Appareil caractérisé en ce qu'il empêche temporairement ou définitivement la rotation autour d'un axe horizontal dtune structure ou d'une construction sans supprimer la possibilité de déplacement vertical. 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qutil compor- te deux tubes constitués d'un matériau résistant, coulissant l'un dans l'autre et munis, chacun à leur extrémité , de fixations permettant de les relier à la structure. 4. Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'une au moins des deux extrémités de l'appareil reçoit des fixations constituées dtun matériau dur et cassant et destinées à se rompre sous ltaction d'un choc ou d'un séisme déterminé, 5. Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'une ou l'autre ou les deux fixations de l'appareil à la structure sont munies d'un disposi tif antivibratile absorbant les bruits ou les vibrations dues à ltenvironne~ ment. 6. Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs de blocage destinés à freiner le coulis sage des deux tubes l'un dans l'autre. 7. Dispositif suivant les revendications 3 et 4 caractérisé en ce qu'il compor te un moyen de rappel automatique d'une extrémité de l'appareil vers l'autre extrémité après rupture des fixations prévues à cet effet.