Brevet FR2350542A1 — publié le 19771202

La présente invention concerne le noeud d'assemblage des structures spatiales tubulaires. Le développement des structures spatiales tubulaires est souvent limité par la complexité des noeuds d'assemblage conduisant, non seulement à des prix élevés de fabrication, mais également de montage. Différents procédés de prefabrication et d'assemblage des structures sont actuellement utilisés - préfabrication par éléments poutres (plane ou triangulaire) - prefabrication par éléments pyramides (carrée ou triangulaire) - préfabrication par éléments cubes - préfabrication par barres indépendantes. La majorité des assemblages utilisés actuellement nécessitent le façonnage des barres aux extrêmités (découpage en gueule de loup, coupe biaise, aplatissement, etc...) et conduisent à des prix de fabrication élevés Le procédé faisant appel à la soudure sur le chantier (soudure de tubes sur les noeuds) présente certains inconvénients résultant des difficultés de réglage et des coûts élevés de montage (la soudure réalisée sur chantier étant plus chère que celle réalisée en atelier). Le dispositif de la présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. Avec ce dispositif, il est possible en effet de réaliser les éléments à l'usine à partir de tubes coupés en longueur constante, avec une coupe droite, qui seront soudés sur des noeuds en acier moulé (ou en alliage léger). Ces éléments préfabriqués (pyramides ou carrés) seront assemblés sur le chantier à l'aide de boulons. Ce dispositif permet egalement de simplifier considérablement la fabrication et le montage des structures, tout en assurant une forme esthétique. La géométrie de la structure peut-être de trois types : soit du type simple pyramide (voir figure 1 et 3) constituée de pyramides et de carrés préfabriqués, soit du type double pyramide (voir figure 2 et 4) composée uniquement de pyramides préfabriquées (deux nappes de pyramides), soit du type cubes préfabriqués (figures 1A et 3A). Les trois géométries peuvent être soit planes, soit courbes, la trame peut-être rectangulaire ou biaise (figures 5, 6 et 7). Chacune des pyramides sera constituee de 4 tubes ronds, de longueur constante, coupés avec une coupe droite (perpendiculaire à l'axe du tube) formant les membru-res (supérieures ou inférieures) et de 4 tubes ronds coupés à longueur constante avec une coupe droite formant les diagonales, et les 5 noeuds d'assemblage. Dans le cas de la réalisation de la géométrie, suivant figure 1, les pyramides comporteront 4 noeuds servant d'assemblage des membrures et des diagonales (voir figures 8, 9, 10 et 11) et 1 noeud servant d'assemblage des diagonales avec la nappe inférieure préfabriquée en carre (voir figures 15, 16, 17, 18 et 19). La structure représentée sur la figure 2 sera constituée de pyramides identiques. Chacune sera composée de 5 noeuds et de 8 barres tubulaires. Les figures 8, 9, 10 et 11 representent le noeud faisant l'objet de la présente invention en forme hémisphérique. Ce noeud permet l'assemblage des membrures (a) et des diagonales (b). Il sera réalisé en acier moulé ou en alliage léger. Les noeuds hémisphériques seront raidis par les parois coniques (c). L'assemblage sur le chantier, entre deux demi-sphères,sera réalisé par un ou plusieurs boulons HR (d). Les noeuds hémisphériques comporteront des ouvertures (e) facilitant le serrage par les boulons. Les parois coniques (c) assurant la rigidité des noeuds seront terminées par un fond plan circulaire (g) muni d'un trou (h) pour passage de boulons HR. La transmission des efforts entre deux éléments préfabriqués sera faite par contact de deux fonds (g-). Le noeud pourra comporter des ouvertures (f) dans la partie supérieure et inférieure facilitant l'assemblage de panne ou l'accrochage d'éléments secondaires (gaines, sous-plafonds, cloisons, lampes, etc...)à l'aide de boulonsmarteaux (i). Le noeud représenté sur les figures 8, 9, 10 et 11 peut-être utilisé également pour l'assemblage de deux sommets de pyramides dans le cas de la réalisation de la structure à double nappe de pyramide (figures 4 et 6). Dans ce cas, le diamètre de la sphère sera adapté au diamètre des tubes de diagonales. Le dispositif permettant la fixation des pannes ou gaines peut-être éventuellement supprimé. Les figures 12, 13 et 14 montrent une variante du dispositif représenté sur les figures 8, 9, 10 et 11. Au lieu de voiles coniques (c) on peut utiliser le voile cylindrique (c) avec des raidisseurs (k). Le principe d'assemblage des deux éléments hémisphériques, par boulons HR à l'aide de deux surfaces de contact, est le même (g). Le noeud décrit plus haut peut servir à l'assemblage des pyramides préfabriquées (membrures supérieures et diagonales). Les figures 15, 16, 17, 18 et 19 représentent le deuxième type d'assemblage faisant l'objet de la presente invention. Ce noeud permet la réalisation d'assemblage des diagonales (b) avec les membrures inferieures (m). Les diagonales forment, avec les membrures supérieures, les éléments préfabriqués pyramidaux (fig. 16, p). Les membrures inférieures seront préfabriquées sous forme de carrés ou de rectangles composés de 4 barres (m) et de 4 pièces en acier moulé (o). (figure 18 m o) Le noeud assemblant la pyramide avec les carres sera composé de 4 éléments - élément supérieur (n) faisant parti-e de la pyramide préfabriquée en forme d'une portion de sphère raidie par un élément conique (c) qui se termine par un fond horizontal (g) avec les lèvres-butées (p)-. - élément inférieur (n) qui est semblable à l'élément supérieur. - deux éléments intérieurs (faisant partie des carrés préfabriqués (o) qui sont constitués d'une demi-bague sphérique (r) sur laquelle sont soudés les tubes des membrures (m). - d'une platine horizontale (o) en forme d'un demi-cercle qui se termine dans le centre du cercle par une levre-butee (s) qui est en contact avec la levre- butée de l'élément supérieur et inférieur (n). Le serrage de ces 4 pièces sera réalisé par un boulon HR (p), (s) La transmission des efforts sera faite par les lèvres-butées (g) et les plaques (g) inférieure et supérieure jouant le rôle de couvre-joint. Les noeuds d'assemblage faisant l'objet de l'invention peuvent être utilisés pour laréalisation de structures tubulaires spatiales couvrant les bâtiments de différentes destinations (salle de sport, salle de spectacle, hall industriel, etc...) REVENDICATIONS 1 - Noeud d'assemblage des structures tubulaires spatiales préfabriquées par pyramides, caractérisé par le fait qu'il est en acier moulé ou en fonte, de forme hémisphèrique possédant un renfort conique, un fond de contact et l'ouverture facilitant l'assemblage de deux noeuds entre eux, chacun faisant partie d'un élément pyramidal different. 2 - Le dispositif, suivant la revendication 1, caractérise par le fait que la structure est préfabriquée par deux nappes de pyramides et que la liaison entre ces pyramides s'effectue conformément au dispositif suivant revendication 1. 3 - Le dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure est préfabriquée par "cubes". 4 - Noeud d'assemblage des structures spatiales tubulaires constitué de pyramides prefabriquees, caractérisé par lefait qu'il se compose de 4 parties formant ensemble une sphère - élément supérieur faisant partie de la pyramide préfabriquée en forme d'une portion de sphere raidie par un élément conique qui se termine par un fond horizontal avec les levres-butees. - élément inférieur qui est semblable à l'élément supérieur. - 2 éléments interieurs faisant partie des carres préfabriqués qui sont constitues d'une demi-bague sphérique sur laquelle sont soudés les tubes des membrures. - d'une platine horizontale, en forme de demi-cercle, qui se termine dans le centre du cercle par une leve-butée qui est en contact avec la lèvre-butée de l'élément superieur et inferieur. Le serrage de ces 4 pieces sera réalise par un boulon HR.