Brevet FR2377492A1 — publié le 19780811

La présente invention concerne la construction de b timents et > plus exactement, des couvertures de bâtiments. La présente invention peut trouver une application lors de I'édification des différents bâtiments, par exemple de pavillons d'exposition. Le choix de la construction de la couverture est de grande importance a l'édification des différents types de batiments. Pour recouvrir des grandes portées des batiments, on utilise souvent, en tant que construction principale, des couvertures en arc. On connaSt la construction de la couverture du hangar construit a l'aéroport Bristol-Filton (Angleterre) dont les principaux élémentsporteurs sont les arcs a tirants. Les tirants réunissent les extrémités des arcs, étant fixés en outre aux arcs, å l'aide des suspensions dans la portée entre les appuis. Sur les arcs se trouvent les pannes sur lesquelles est posée la toiture en platelage en acier profilé. L'inconvénient de la construction écrite consiste en ce que' le matériau de la toiture (du platelage en acier profilé) ne prend pas part a la répartition des charges subies par l'arc et ne remplit que la fonction de protection. En outre, lorsque la toiture est au niveau des arcs, la surface de la toiture et le volume intérieur du bâtiment sont plus grands qu'en cas de couverture plate, ce qui entrain l'accroissement des frais d'exploitation pour le chauffage du bfltiment On connaît une construction de la couverture de hangars types battis en Allemagne au cours des années 1938 1941, réalisée sous forma d'un arc tridimensionnel de section triangulaire dont les faces latérales étaient formées par une rangée d'éléments d'acier trapézoTdaux servant simultanément de protection et prenant part a la répartition des charges subies par l'arc. L'inconvénient de la construction décrite réside dans le fait que la toiture est au niveau de l'arc, ce qui amène, aussi bien qu'au cas précédent, a l'augmentation des dépenses d'exploitation pour l'entretien du bâtiment. On connatt également une construction de la couverture d'un hangar construit A Milan en 1939. L'élément porteur principal est un arc dont les extrémités sont réunies par un tirant réalisé sous forme d'un élément rigide ou ferme. De plus, le tirant et l'arc sont reunis entre eux, dans la portée, au moyen de suspensions paires. Pour la réalisation de la toiture du bâtiment, dans le plan des tirants et perpendiculairement A ces derniers, sont disposées des fernes qui jouent le rôle de poutres auxiliaires. Sur ces fermes sont posées les pannes sur lesquelles est logée la couverture d'ardoises. Les inconvénients de cette construction résident dans son grand poids, dans une quantité considérable de main-d'oeuvre nécessaire pour le montage, car la couverture est composée d'un grand nombre d'éléments a monter, ainsi que dans le fait que la toiture ne remplit que la fonction de protection sans prendre part z la répartition des charges subies par les tirants. La présente invention vise a éviter les inconvenients susmentionnés. Dans le cadre de l'invention, on s'est proposé de mettre au point une telle construction de la couverture du batfimest qui aurait un poids faible convenable et assurerait la diminution de la quantité de maind'oeuvre nécessaire pour son montage. On arrive a résoudre ce problème par le fait que dans la construction de la couverture du bâtiment, composée d'une série d'éléments qui se succèdent et sont l'arc et le tirant dont les extrémités sont réunies directement-entre elles, tandis que dans la portée l'arc et le tirant sont reliés par l'intermédiaire de paires d'éléments de suspension, selon l'invention le tirant de chaque arc est réalisé sous forme d'au moins un panneau, ayant une ossature en membrures longitudinales et traverses ainsi qu'une revêtement en tôle précontrainte relié à ossature Il est avantageux de réaliser le tirant de chaque arc en panneaux inférieur et supérieur, parallèles et montés aux différents niveaux ; dans ce cas5 le panneau supérieur doit recouvrir partiellement le panneau inférieur de façon qu'une des membrures longitudinales se trouve au-dessus de la membrure longitudinale du panneau inférieur et lui étant réunies. I1 est également possible de réaliser une variante de réalisation de l'invention selon laquelle, dans le panneau inférieur, le revêtement en tale se trouve entre les membrures longitudinales et les traverses de l'ossature. L'essence de la présente invention réside dans ce qui suit. La construction de la couverture est composée d'une série d'éléments qui se succèdent et sont des arcs avec tirants. Les extrémités de l'arc et du tirant sont réuniesdirectement entre elles par l'interiédiaire des paires de suspensions dans la portée. Le tirant de chaque arc est réalisé sous forme d1au moins un panneau ayant l'ossature membrures longitudinales et traverses et un revttement, en t6le précontrainte, réuni à l'ossature. A l'application sur le revêtement d'une charge agissant du haut vers le bas, des efforts de compression apparaissent dans l'arc et dans le tirant et dans les suspensions, des efforts de traction.Les efforts qui naissent dans le tirant agissent simultanément sur les membrures longitudinales de l'ossature du panneau et sur le revêtement en t81e. La participation du revêtement en tale, avec les membrures longitudinales de l'ossature du panneau, 9 la répartition des charges agissant sur le tirant, est assurée du fait que le revêtement est relié à l'ossature du panneau. La réunion du revêtement et de ossature du panneau les fait travailler en traction comme un seul élément. Ainsi donc, le revêtement en tale, qui remplit la fonction d'une toiture, participe en mmme temps la répartition -des charges agissant sur le tirant. Lorsqu'au revetement est appliquée une charge agissant d'en bas vers le haut, il apparaît dans l'arc des efforts de traction et dans le tirant et les suspensions, des efforts de compression Pour faire participer le revêtement en tBle a la répartition des efforts de compression appliqués au tirant, le revêtement est précontraint. L'amélioration du travail de la construction sous l'effet des charges asymétriques et alternatives est assurée par le fait que le revêtement en tôle est précontraint. L'augmentation de la rigidité du tirant est obtenue parce que le tirant de chaque arc peut être réalisé à partir des panneaux supérieur et inférieur, parallèles, disposés aux différents niveaux et compost chacun d'une ossature comprenant les membrures longitudinales avec traverses et d'un revêtement en t81e relié l'ossature. I1 est à noter que le panneau supérieur recouvre partiellement le panneau inférieur de sorte qu'une des membrures longitudinales de l'ossature du panneau supérieur est disposée au-dessus de la membrure longitudinale de l'ossature du panneau inférieur et se trouve reliée A cette dernière. Les revetements en tôle des panneaux supérieur et inférieur, dans ce cas, peuvent être aussi précontraints. Dans la variante décrite, le revêtement en tôle du panneau inférieur peut être disposé au-dessus de l'ossature du panneau, ainsi qu'entre les membrures longitudinales et les traverses. Dans ce dernier cas, les traverses et les membrures longitudinales sont disposées différents niveaux. L'invention peut trouver une application dans les bâtiments équipés des lanterneaux d'aération. En cas de nécessité de réaliser les lanterneaux a vitrage vertical, on relie, à travers les montants des châssis des lanterneaux, les membrures longitudinales des ossatures des panneaux supérieur et inférieur disposes l'une au-dessus de l'autre. Quand on a besoin de réaliser les lanterneaux à plans inclinés des vitrages, on dispose les panneaux supérieur et inférieur de façon que le plan du châssis de lanterneau, reliant les membrures des ossatures des panneaux supérieur et iaférieur,fonme avec l'horizontale un angle requis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples non limitatifs de réalisation de la construction et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une construction proposée de la couverture, vue de dessus ; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure i - la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 - la figure 4 est une variante de la construction de la couverture, vue de dessus ; - la figure 5 est une coupe. suivant la ligne V-V de la figure 4 - la figure 6 est une coupe analogue a la figure 5, mais le revêtement du panneau inférieur étant disposé entre les membrures longitudinales et les traverses de l1ossature -;; - la figure 7 est une coupe transversale de la construction proposée de la couverture du b timent, avec des lanterneaux d'aération & vitrages verticaux - la -figure 8 est une coupe analogue b la figure 7 de la construction proposée de la couverture du estiment, mais les lanterneaux d'aération étant vitrages inclinés. La construction représentée de la couverture du batiPtent (figures 1 et 2) comprend une série d'éléments qui se succèdent et sont cl posés d'un arc 1 et d'un tirant 2, dont les extrémités sont reliées diracteient entre elles, tandis que dans la portée, ces éléments sont reliés par l'intermédiaire de paires 3 de l'élément de suspension. Le tirant 2 de chaque arc I est réalisé sous forme d'au moins un panneau ayant l'ossature en XP"hrures longitudinales 4 (figure 3) avec traverses 5 et d'un revêtement précontraint en toie 6 relié a l'ossature. Pour augmenter la rigidité du tirant 2 (figure 4) > ce dernier est réalisé à partir des panneaux parallèles inférieur et supérieur disposés s des niveaux différents ; chaque panneau est composé d'une ossature comprenant des membrures longitudinales 7 et 10 (figura 5) avec des traverses 8 et 11 et des revetements en t81e 9 et 12 reliés å l'ossature. Dans ce cas, le panneau supérieur recouvre partiellement le panneau inférieur de façon qu'une des membrures longitudinales 7 de- de-l'ossature du panneau supérieur se trouve disposée au-dessus de la membrure longitudinale 10 de l'ossature du panneau inférieure,etlui étant reliée.Pour augmenter davantage la rigidité du tirant, le revêtement en t81e 12 (figure 6) du panneau inférieur est placé entre ses membrures longitudinales 10 et les traverses 11. Dans ce cas, les traverses 11 et les membrures longitudinales 10 sont disposées a des niveaux différents, ce qui assure l'évacuation facile des précipitations atmosphériques de la toiture, par écoulement sur le revêtement 12 du panneau inférieur. Pour aménager dans la couverture du bâtiment les lanterneaux d'aération à vitrage vertical, on réunit, par l'intermédiaire des montants des châssis 13 des lanterneaux, la membrure longitudinale 7 (figure 7) de l'ossature du panneau supérieur et la membrure longitudinale 10 de l'ossature du panneau inférieur, qui sont disposées l'une au-dessus de l'autre. Pour aménager les lanterneaux d'aération a plans inclinés de vitrage, on dispose les panneaux supérieur et inférieur de façon que le plan du lanterneau 13 (figure 8), reliant la membrure longitudinale 7 de l'ossature du panneau supérieur à la membrure longitudinale 10 de ossature du panneau inférieur, forme avec la ligne d'horizon un angle requis. On indique ci-après le mode de travail de la construction propose de la couverture du bâtiment lorsqu'elle subit l'action de-charges différentes. A l'action sur la construction de la couverture d'une charga appliquée en n'importe quel point du tirant 2 (figuresl, 2) ou d'une charge uniformément répartie sur toute sa longueur et agissant du haut vers le bas, dans l'arc 1 apparaissent des efforts de compression et, dans le tirant 2 et t les suspensions 3, des efforts de traction. Dans la construction de la couver- ture connue dudit hangar bâti Milan, les éléments de toiture, ayant fonction de la protection, ne peuvent participer au travail en charge du tirant et sont, de ce fait, une construction complémentaire qui augmente le poids de la couverture. Dans la construction de l'invention, le matériau de toiture de protection, c'est-à-dire le revêtement en tôle des panneaux, sert simultané- ment d'élément de protection aussi bien que d'élément porteur. En outre, la réalisation du tirant, sous forme de panneaux a revêtement en tôle mince, permet de réduire le nombre d'éléments constituant la construction de la couverture du b timent. Les. deux caracteristiques, réunion par le revêtement des fonctions porteuses et de protection et réalisation du tirant sous forme de panneaux, permettent ainsi de réduire tant le poids de la construction de la couverture que la quantité de main-d'oeuvre nécessaire pour sa réalisation. La précontrainte des revêtements en tôle leur permet de participer au travail en charge du tirant subissant les efforts de compres- sion qui naissent par l'action sur la couverture d'une charge agissant d'en bas vers le haut. On a constaté que la construction proposée du tirant, réalisée en panneaux supérieur et inférieur disposés aux niveaux différents et se recouvrant partiellement de façon que l'une des membrures longitudinales de l'ossature du panneau supérieur se trouve au-dessus de la membrure longitudinale de l'ossature du panneau inférieur, lui étant reliée, peut être utilisée en tant qu'élément autonome de la couverture. Comme il découle de la description, la construction de la couverture proposée du bâtiment assure, gr ce A ce que ses éléments de protection participent.au travail en charge, une utilisation avantageuse du matériau employé pour la couverture. En comparaison avec d'autres solutions connues de ce genre, la construction proposée permet d'obtenir l'économie du matériau recherchée pour sa réalisation.La réalisation des tirants, sous forie de panneaux qui sont des éléments finis de la couverture, permet d'exclure plusieurs opérations, exigeant beaucoup de main-d'oeuvre, nécessaires pour la réalisation de la couverture et utilisées dans les constructions connues de ce genre, comme par exemple, les travaux au niveau pour le montage des fermes, des portées et des éléments de la toiture posés sur elles, et les travaux de bouchage des joints et de la mise en place de l'isolation hydrofuge, etc. La couverture de cette construction est réalisée par la méthode de montage en gros éléments préfabriqués à l'usine, et les travaux au niveau sont réduits au seul montage des parties finies de la toiture, composées de l'arc et du tirant, assemblés et réunis entre eux au sol, ainsi qu'au bouchage des joints longitudinaux entre lesdites parties. Ainsi donc, la quantité de main-d'oeuvre nécessaire pour le montage de la couverture de la construction proposée se trouve considérableient diminuée comparativement à la main-d'oeuvre décrite plus haut pour d'autres constructions connues de ce genre. REVENDICATIONS 1. Construction de la couverture de bâtiments composée d'une série d'éléments se succédant et constitués par un arc et un tirant dont les extrémités sont réunies directement entre elles, tandis que dans la portée ces arc et tirant sont réunis entre eux par l'intermédiaire des paires d'éldmeats de suspension, cette construction étant caractérisée en ce que le tirant de chaque arc est réalisé sous forme d'au moins un panneau ayant une ossature en membrures longitudinales et en traverses et un revêtement en tole précontrainte relié 9 cette ossature. 2. Construction de la couverture de bâtiment selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tirant de chaque arc est réalisé par des panneaux parallèles supérieur et inférieur, disposés a des niveaux différents, le panneau supérieur recouvrant partiellement le panneau inférieur de façon que lrune des membrures longitudinales de l'ossature du panneau supe- rieur se trouve au-dessus de la membrure longitudinale de l'ossature du panneau inférieur, et lui étant reliée. 3. Construction de la couverture de bâtiment selon la revendication 2, -caractérisée en ce que, dans le panneau inférieur, le revêtement en t81e est disposé entre les membrures longitudinales et les traverses de l'ossature.