Brevet FR2352199A1 — publié le 19771216

a présente invention a pour objet un perfectionnement apporté au "dispositif de jonction" entre barres ou 'noeud" utilisé dans les structures ou les réseaux réalisés dans l'espace dans lesquels les barres peuvent être placées dans n'importe quel sens, soit dans un plan, soit dans l'espace. La difficulté fondamentale qui s'est posée pour arriver a obtenir une structure de ce genre, a toujours été celle de parvenir a mettre au point un dessin de -ce noeud qui, tout en présentant l'ensemble de bonnes propriétés que l'on est en droit d'en attendre, permette une fabrication bon marché. Jusqu'à présent, on a utilisé ou proposé des dispositifs de jonction qui présentent une certaine limitation en ce qui concerne l'orientation des barres dans toutes les directions de l'espace, soit parce que leurs noyaux ou leurs parties centrales sont ouverts et qu'on y a accès par l'intérieur, soit parce que leur noyau est formé de pièces qui ne présentent pas un degré suffisant de symétrie et qui ne permettent le raccord des barres que dans des directions qui occupent seulement une partie de l'espace entourant le noyau en question, soit encore parce que leur noyau est formé de différentes pièces qui nécessitent entre elles des connexions, de sorte qu'elles créent des différences de résistance mécanique selon les diverses directions, qu'elles ne permettent pas un accès total selon n'importe quelle direction relative et qu'une fois le noeud formé, elles empêchent dans de nombreux cas de pouvoir assembler ou désassembler les barres, après jonction des pièces constituant le noyau, ce qui ne manque pas de limiter les possibilités offertes pour procéder au montage des éléments de la struc ture. Or, pour les structures modernes à réaliser dans l'espace, on a précisément tendance a remplacer les profilés classiques b section ouverte par des profilés tubulaires dont la section est circulaire ou a toute autre forme quelconque. Mais la difficulté qui a été exposée plus haut n'en devient dès lors que plus évidente, étant donné que le dessin des noeuds reste soumis à certaines conditions. La présente invention a pour but de créer un noeud ou raccord entre barres d'une structure auquel on puisse donner le dessin voulu et qui ait une nature telle qu'on puisse y associer des barres orientées selon n'importe quelle direction de l'espace. Ce noeud doit présenter également des qualités propres de résistance et d'esthétique, être bon marché et pouvoir être monté avec rapidité. En outre, il doit permettre de monter dans n'importe quel ordre les barres constitutives de la structure, de même que de modifier ou de remplacer n'importe laquelle de celles-ci en vue d'apporter à la structure des transformations éventuelles qui pourraient en être exigées Ce but est atteint conformément à l'invention en utilisant comme noyau une pièce dotée d'une épaisseur suffisante et d'une assez grande résistance, telle qu'une sphère creuse ou bien telle qu'une pièce qui ait une autre forme géométrique du même genre tout en présentant un haut degré de symétrie.Cette pièce présente en outre des orifices filetés orientés selon chacune des directions dans lesquelles l'on désire que soit orientée l'une des barres de la structure. Tous les axes de ces orifices passent de préférence par un point central, lequel sera considéré dès lors comme le centre géométrique du noeud. Selon une autre caractéristique du noeud en question les bouts des barres sont formes par des pièces conformées de manière à permettre le montage de ces barres, même après avoir procédé à la fixation des noyaux sur lesquels elles viennent se raccorder, dans le cas où ces noyaux auraient été préalablement fixés au moyen d'autres barres mises en place auparavant. Pour cette raison les barres, qui sont en général en forme de tubes, présentent à leur extrémité une bague, laquelle comporte un orifice central axial à travers lequel, avant de la solidariser avec le tube au moyen d'une soudure ou par tout autre procédé quelconque, on fait passer une vis dont la matière, les dimensions de la tête, le diamètre et le genre de pas de vis sont choisis de manière à pouvoir transmettre au noyau les efforts auxquels la barre sera soumise. On doit signaler que la broche ou vis est munie à une de ses extrémités d'une tête qui fixe sa position à l'intérieur de la bague ou du bouchon de la barre, la broche ou vis traversant la bague pour faire saillie à l'extérieur de la barre, sur une distance dont la longueur a été fixée à l'avance. Cette vis est dotée de deux écrous : le premier est un écrou mobile, susceptible de se déplacer le long du pas de vis, lequel est placé le plus près de la tête de la vis dont il n'est separé que par la bague qui est fixée sur la barre; quant à l'autre écrou, il est-fixé sur la tige de la vis, soit au moyen d'une soudure, soit au moyen d'un contre-écrou, soit encore au moyen d'un autre procédé de fixation, et c 'est celui qui se trouve situé sur la vis à l'extrémité opposée à la tête de celle-ci de manière à laisser encore dépasser au bout de la vis une partie dont la longueur a été fixée à l'avance et qui est pourvue d'un pas de vis. L'ensemble de ces pièces qui. se trouvent au bout de la barre et que l'on appellera ci-après, d'une façon générale, le bout de la barre, se trouvent habituellement déjà montées avant que l'on procède à la soudure de la bague à l'extrémité de la barre. Ceci parce que, d'une façon générale, la section de ces barres est fermée, de sorte qu'il n'y a pas moyen d'y avoir accès par l'intérieur. La jonction de chacune des barres avec le noyau se fait en vissant l'extrémité libre du pas de vis, au moyen de l'écrou qui est fixé sur la vis, dans l'orifice voulu du noyau lequel est taraudé jusqu'à ce que l'écrou vienne en butée contre la surface extérieure du noyau. Puis, une fois que les choses ont été disposées de cette manière, on déplace l'écrou mobile jusqu'à ce qu'il serre fortement contre la bague du bout de la barre. Grâce à cette mise en place adéquate de la barre et du noyau et grâce à la forme appropriée qui est donnée à ces éléments, on parvient à obtenir, non seulement que leur stockage et leur transport réclament assez peu d'espace et soient économiques, mais encore que 1'assenblage de ces éléments sur le chantier soit extrêmement simple et ne fasse que se répéter sans cesse d'une façon identique, ce qui permet d'atteindre de très bons rendements dans le montage. Afin d'en arriver à mettre les barres et les noyaux dans la position relative qu'ils ont à occuper les uns par rapport aux autres, il suffira d'effectuer, pour chaque extrémité de barre, l'opération qui a déjà été décrite ci-dessus, tout en ne veillant qu'à une seule et unique chose, savoir que chaque extrémité de barre soit bien vissée dans le trou correspondant du noyau sur lequel elle doit être raccordée. Un tel dispositif offre I' I'avantage que l'assemblage tout entier se fait par la partie extérieure de la pièce qui sert de noyau et que celui-ci peut très bien être constitué d'une seule et unique pièce, sans qu'il s'avère nécessaire qu'il soit formé de plusieurs parties qui soient-réunies les unes aux autres, comme cela est le cas dans certains systèmes existant à l'heure actuelle sur le marché et auxquels il a été fait allusion au début de la description.En revanche, avec le dispositif conforme à l'invention utilisant les noyaux tels que décrits ci-dessus, les barres peuvent être orientées selon toutes les directions de l'espace, sans rencontrer d'autre limitation que l'éventuelle interférence entre leurs extrémités au cas où les axes de deux barres formeraient un angle qui serait trop petit. I1 est même possible, en cas de modification, de percer avec un foret et de tarauder dans le noyau un trou fileté ayant l'orientation voulue afin d'y raccorder une barre qui n'avait pas été prévue au début et dont on peut avoir besoin par la suite pour des motifs spéciaux, à condition bien sir que les efforts transmis par cette nouvelle barre et qui viennent s'ajouter aux efforts des barres précedentes, ne dépassent pas les conditions de résistance que le noyau dont il est fait usage se trouve en mesure d'admettre. Avec le dispositif conforme à l'invention l'encastrement résultant du raccord des barres avec le noyau est très réduit. En effet, le comportement de la partie qui correspond en réalité à la jonction se rapproche très fort de celui d'une articulation parfaite. Pour cette raison il existe une grande similitude entre les hypotheses de calcul et le comportement réel, de même que la distribution réelle des efforts sur les barres de la structure est très semblable à celle qu'on obtient par le calcul, et cela est si vrai que les divergences entre l'une et l'autre seront très minimes.D'autre part, dans le cas qui est le plus courant où tous les axes des barres convergent en un seul et même point, il ne s'exerce aucun effort de flexion sur les barres et celles-ci sont soumises exclusivement à des efforts axiaux, de sorte qu'il est possible de considérer la structure et de la calculer comme s'il s'agissait de ce qu'on entend, en termes techniques, comme un treillis construit dans l'espace. Avec le dispositif conforme à l'invention, il est également possible de placer une barre entre deux noyaux d'une structure dont la position a déjà été fixée au préalable par le montage d'autres barres. Cette propriété présente un intérêt tout à fait particulier en vue d'assurer la construction de structures qui sont hyperstatiques à l'intérieur d'elles-mêmes, en ce sens que le nombre de barres aboutissant à certains noeuds est supérieur au nombre de barres qui serait strictement nécessaire pour déterminer leurs positions dans l'espace. En effet, dans de tels cas, les deux noeuds auxquels est raccordée une barre se trouvent déjà fixés dans la position qu'ils occupent, avant même qu'on ait pu mettre en place les dernières barres qui s'y raccordent.Du reste, ce n'est que dans la mesure où se vérifie la propriété ci-dessus qu'il est possible de mener comme il faut à bonne fin l'assemblage des barres en question. De plus, afin qu'il soit plus facile de réaliser un tel montage, les bagues qui se trouvent au bout des barres peuvent présenter un trou ayant un diamètre de perçage tel qu'il permette à la vis qui assure la jonction avec le noyau d'osciller quelque peu, comme représenté à la figure 5. Les jeux existant aux deux extrémités entre l'écrou et la bague sont fixés de manière à permettre une telle insertion a posteriori des barres. De cette façon on peut effectuer le montage de ces barres avec une mise en place parfaite, même lorsque les deux noyaux situés aux extrémités se trouvent déjà fixés dans leur position définitive. Par suite de la caractéristique précédente et du fait que l'accès à chaque noyau se réalise par la partie extérieure de celui-ci, le dispositif ci-dessus décrit permet non seulement de mener à bonne fin l'assemblage des barres de la structure dans n'importe quel ordre et quelle que soit la situation géométrique de ces barres, mais encore de pourvoir au remplacement de n'importe laquelle de ces barres, après que l'assemblage de l'ensemble se trouve achevé et avant que lton mette celui-ci en-charge. Les structures conformes à la présente invention permettent de faire reposer les éléments de recouvrement - tels que des plaques en métal ou en tole, des agglomérés en fibrociment, etc. directement sur les barres de la couche supérieure du réseau de la structure et cela grâce aux dimensions réduites que l'on peut donner aux noyaux, étant donné que ceux-ci n'exigent point qu'on puisse accéder à l'assemblage par leur partie intérieure. I1 en résulte dès lors que leurs dimensions peuvent très bien être égales ou même inférieures à celles de la section des barres qui y sont raccordées. Avec cette disposition, les barres elles-mêmes se trouvent en saillie par rapport aux noyaux, ce qui évite d'avoir à mettre en place des éléments auxiliaires, tels que des bandes, etc. servant d'appui pour les éléments de recouvrement. D'autres caractéristiques de la présente invention apparat- tront à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un noeud sur lequel se trouvent raccordées deux barres; Fig. 2 est une vue en coupe verticale du noeud en question et d'une barre présentée en position de raccordement; Fig. 3 est une vue analogue à figure 2, du même ensemble, une fois que les parties sont assemblées; Fig. 4 est une vue analogue aux figures 2 et 3, du même ensemble, une fois que les parties ont été mises en tension; Fig. 5 est une vue en coupe verticale illustrant le montage d'une barre entre deux noeuds dont la position à été fixée au préalable;; Fig. 6 est une vue en élévation partielle d'une structure conforme à l'invention qui a été aménagée de manière à pouvoir recevoir directement sur elle les plaques de couverture. Comme représenté aux dessins le noyau 1 qui est constitué d'un corps qui est d'une seule pièce et creux, qui a de préférence la forme d'une sphère et qui est doté d'une grande résistance, comporte plusieurs trous 7 percés et taraudés dont les axes a, b, c, etc., convergent de préférence en un point central o, qui se trouve situé à égale distance des extrémités du noeud ou du noyau d'assemblage 1. Les barres 2 et 2a, qui conformément à l'invention, ont la forme de tubes, se trouvent fermées à leurs extrémités par des bagues 3, qui y sont fixées au moyen d'une soudure 3a ou par tout autre procedé et qui présentent un perçage axial 3b à travers lequel passe la vis, la broche ou le moyen de jonction.4, lequel a été monté au préalable, avant même de procéder à la soudure de la bague 3. La vis 4 reste logée à l'interieur de la bague 3 et de la barre 2 grâce à une tête 4a qui l'empêche d'en sortir ou d'en être délogée. Sur la partie filetée qui se trouve à l'extérieur sont montés, près de son extrémité, non seulement un écrou 5 qui peut y être fixé, soit au moyen d'une soudure 5a, soit au moyen d'un contre-écrou, et qui constitue la limite ou butée d'arrêt de la pénétration de la vis 4 dans le trou 7 qui lui correspond et qui a été taraudé dans le noeud 1, mais encore un autre écrou 6 qui reste libre lequel se trouve placé entre le premier écrou et la bague et qui constitue le moyen voulu pour mettre en tension la barre correspondante ou la rendre plus rigide. Sur les figures 2, 3 et 4, ont été illustrées les diverses phases successives de l'opération, telles qu'elles ont déjà été décrites ci-dessus et qui sont respectivement la phase de mise en position, la phase de jonction et la phase de mise en tension. On constate qu'entre l'écrou d'arrêt 5 et le bout de la vis 4 existe une cote S, qui correspond à la longueur minimale de vis nécessaire pour solidariser celle-ci avec le noeud 1 Cette cote S est égale à une longueur M de vis 4 diminuée de l'épaisseur sur laquelle se trouvent des écrous 5 et 6 lorsque ceux-ci sont au contact et, enfin, il existe une cote J d'un jeu destiné à permettre la mise en tension entre le noeud 1 et la barre 2.De cette manière se trouve déterminée la longueur de l'écart total N (voir figure 4), qui sépare le noeud en question de 1 1extrémité de la barre constituée par la bague une fois que celle-ci a été mise en tension. Dès lors, il s'ensuit que : N = M + J - S. Comme décrit ci-dessus, la figure 5 illustre un exemple particulier de réalisation de l'invention, dans lequel l'élément essentiel consiste dans le fait que le passage axial 3b de la bague est muni l'un évasement en forme de cône 3c qui permet une certaine inclinaison angulaire entre l'axe de symétrie x qui passe par le centre des noeuds 1 et la, lesquels ont été fixés au préalcr ble, et l'axe-de symétrie y de la barre 2 de telle manière que, sans rien changer ni à l'emplacement, ni d la position des noeuds 1 et la, il soit possible de procéder au montage et à la mise en tension de la barre 2. La figure 6, qui a déjà été commentée ci-dessus, illustre un exemple des conséquences ou des résultats qu'il est possible d'obtenir avec une structure conforme à l'invention. Les barres supérieures 2' de la structure sont disposées de telle manière qu' elles sont prêtes à recevoir les éléments de couverture 9, qui peuvent y être fixés par tout moyen 10, à condition que celui-ci soit parfaitement approprié à chaque cas particulier. comme déjà indiqué ci-dessus, les structures spatiales antérieurement réali sexes ne seraient pas capables de recevoir de cette manière les éléments de couverture en raison de l'absence de symétrie de leurs noeuds et à cause d'autres inconvénients qu'elles présentent par ailleurs. I1 doit être précisé que l'invention ci-dessus décrite à titre d'exemple n'est pas pour autant limitée aux détails précis du mode de réalisation décrit, mais que, bien au contraire, cette réalisation peut recevoir de nombreuses modifications sous réserve que celles-ci n'altèrent pas les caractéristiques essentielles de l'invention, telles que revendiquées ci-après. REVENDICATIONS 1.- Un dispositif de jonction pour la construction de structure réalisées dans l'espace, constitué par un certain nombre d'éléments centraux ou noyaux sur lesquels se raccordent les barres de la structure caractérisé en ce que les noyaux sont essentiellement constitués par des éléments en une seule pièce, qui, de préférence, ont une forme sphérique ou polyedrique ou dont la configuration géométrique présente un haut degré de symé- trie, ces éléments étant creux et présentant des parois suffisamment résistantes munies de plusieurs trous percés et taraudés dans lesquels se montent les barres de la structure, ces barres étant constituées par des éléments tubulaires de section quelconque dotés à leurs extrémités d'embouts munis de moyen de jonction et de tension tels qu'ils peuvent être manipulés et rendus plus rigides à partir de l'extérieur, même dans les cas où une barre doit être raccordée sur deux noyaux fixés à l'avance et de façon définitive, les barres supérieures de la structure permettant le montage direct sur lesdites barres des plaques ou éléments de couverture, aucune des parties de la structure ne faisant saillie au-dessus desdites barres. 2.- Un dispositif de jonction selon la revendication 1 caractérisé en ce que les trous forés dans les noyaux et taraudés en vue de recevoir les moyens de jonction et de tension, sont réalisés avec une orientation telle que leurs axes de symétrie convergent de préférence vers le centre géométrique du noyau, l'orientation et la mise en place des trous, ainsi que le dessin du noyau, étant tels que les barres puissent être raccordées au noyau avec n'importe quelle orientation spatiale à condition qu'un trou ait été percé au préalable sur le noyau selon une direction correspondant à cette orientation de la barre. 3.- Un dispositif de jonction selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments en bout de la barre ainsi que les moyens de jonction et de tension sont constitués chacun par une bague, laquelle est fixée de préférence par une soudure à l'embouchure de l'extrémité de la barre et est dotée dans le sens axial d'un trou foré dans-lequel est montée une tige filetée ou une vis, la vis étant montée à l'intérieur du tube de la barre avant de procéder à la soudure de la bague à l'extrémité de la barre, cette tige ou vis étant munie d'une tête qui l'empêche de sortir ou de se dégager du trou et portant de plus, dans sa partie qui se trouve à l'extérieur, les éléments nécessaires en vue d t as- surer la mise en tension de la barre en question. 4.- Un dispositif de jonction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les éléments de mise en tension de la barre sont constitués, d'une part, par un écrou qui est monté et fixé tout près de l'extrémité libre de la vis tout en laissant dépasser un tronçon fileté qui doit être introduit et vissé dans l'un des trous du noyau, jusqu'à ce que cet écrou vienne en butée contre ledit noyau, et, d'autre part, par un autre écrou, monte libre et placé entre le premier écrou et la bague de la barre lequel peut depuis l'extérieur être serré contre cette bague afin de mettre en tension la jonction entre la barre et le noyau et de rendre ladite barre plus rigide. 5.- Un dispositif de jonction selon la revendication 3 caractérisé en ce que les bagues des barres sont dotées d'évasements coniques ou inclinés qui ménagent un certain angle (a) de tolérance entre l'axe (x) qui passe par les centres des deux noyaux fixes et l'axe de symétrie (y) de la barre à mettre en place entre les noyaux en question de telle manière que, comme les noyaux n'ont à subir aucune manipulation à partir de leur partie intérieure et en vertu des conditions de jonction des barres qui doivent s'y rattacher, il soit possible d'effectuer l'assemblage de ces barres, même lorsque les deux noyaux correspondants aux deux extrémités se trouvent déjà dans leurs positions spatiales définitives.