Brevet FR2395367A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne un bloc-cadre rigide en flexion, de préférence en béton armé, comportant deux cadres rigides en flexion disposés verticalement et parallelement entre eux et reliés, au moins dans la zone de leurs extrêmités, par des éléments de liaison qui courent horizontalement et perpendiculairement aux cadres. On connait, à partir du Brevet DT-OS 2 315 592, un bloc-cadre de ce type. Le bloc-cadre connu ne possede pas de sol, mais ce sol ne doit etre fabriqué que sur chantier, la couverture, qui ne participe pas statiquement à la résistance du bloc cadre, d'un autre bloc-cadre disposé sous le bloc-cadre en question, pouvant servir de coffrage. Dans le bloc-cadre connu, il est désavantageux que des parties essentielles du bloc de construction, à savoir le sol, ne puissent être fabriquées que sur chantier et que les longrines supérieures de cadre du bloc-cadre reçoivent en outre la charge du sol disposé sur la couverture. L'invention a pour objet d'éviter cet inconvénient. Selon l'invention, cet objet est atteint par le moyen qu'une plaque formant sol et recevant la charge est reprise par les longrines inférieures de cadre, par le moyen que les cadres présentent, dans le prolongement de leurs montants de cadre verticaux, des appuis, dont la hauteur est supérieure à la plus grande flèche autorisée sous charge pour la longrine horizontale inférieure et que les éléments de liaison horizontaux entre les cadres constituent des parties d'une construction en cadre rigide en flexion, dont le plan de cadre court perpendiculairement aux plans de cadre des cadres rigides en flexion et verticalement. T1 faut supposer ici que la plaque formant sol ne dépasse nulle part vers le bas au-delà de l'empla cement présentant la plus forte flèche des longrines de cadre. L'avantage de l'invention réside en ce qu'il est possible de monter rapidement des bâtiments en utilisant les blocs-cadres, du fait que ceux-ci présentent déjà un sol pleinement capable de reprendre les efforts et qu'en poutre, le poids de blocs-cadres disposés l'un au-dessus de 1 autre peut hêtre dirigé exactement dans le prolongement des montants verticaux de cadre, en direction du bloc-cadre respectivement disposé immédiatement en-dessous, ce qui fait que les longrines supérieures de cadre ne sont pas sollicitées en flexion en plus par le bloc-cadre qui se trouve au-dessus et que le comportement statique d'un bâtiment à plusieurs étages peut se déterminer facilement. Grâce aux éléments de liaison horizontaux, il se produit un raidissement supplémentaire de l'ensemble du bloc-cadre.Du fait qu'un sol est déjà prévu, le bloc-cadre peut déjà être monte en usine, ce qui fait que l'on peut par exemple déjà y adapter un plancher. De plus, on peut dejà y mettre en usine des cloisons séparatrices et des parois extérieures, et il est possible d'y monter un chauffage par le sol et meme des réseaux pour l'eau et pour ltelectricite, déjà en usine, ainsi que les fenêtres et portes, ce qui fait que le bloc-cadre peut etre amené sur le chantier dans un état déjà complètement monté. On peut menle y mettre déjà en usine des blocs sanitaires et y installer des meubles. En ce qui concerne les appuis, il s'agit principalement d'éléments supplémentaires disposés dans le prolongement des montants verticaux, pouvant etre formés de béton ou de métal, en particulier d'acier ou, de façon appropriée, également d'un caoutchouc synthétique suffisamment apte à recevoir des efforts, par exemple un matériau exploité sous le nom de néoprène. Les appuis permettent de réaliser un réglage précis en hauteur. Si le bloc-cadre ne présente pas un périmètre carré, mais un périmètre rectangulaire avec des côtés de longueur différente, on prend comme point de départ dans ce qui suit que ce sont les deux cadres rigides en flexion qui courent dans le sens de la longueur du bloc-cadre. La plaque formant sol peut être conçue de façon quelconque. Dans une forme d'exécution de l'invention, cette plaque formant sol est pourtant essentiellement mise en contrainte perpendiculairement à la direction longitudinale du bloc-cadre. Dans le bloc-cadre décrit, à périmètre rectangulaire, la direction de contrainte de la plaque formant sol court donc dans la direction de la plus petite dimension de la plaque formant sol. L'avantage de la forme d'exécution décrite, réside en ce qutavec des moyens simples, on peut obtenir un raidissement de la plaque formant sol suivant deux directions et, de façon plus précise, une fois dans la direction dans laquelle la plaque formant sol est contrainte, et une autre fois dans la direction longitudinale du bloc-cadre, au moyen des longrines horizontales inférieures rigides en flexion du cadre.Comme on le sait, dire que la plaque formant sol est contrainte dans une certaine direction, ne signifie pas qu'il existe une précontrainte, la plaque formant sol ne doit donc pas obligatoirement être en'béton précontraint, bien que ceci sois possible. Du point de vue statique, la plaque formant sol peut être conçue de façon à reposer simplement sur les longrines horizontales inférieures. Dans une forme préférée d'exécution de l'invention, la plaque formant sol forme toutefois avec les longrines mentionnées un plancher-poutre. L'avantage sty trouve dans un bon transfert des efforts agissant sur la plaque formant sol sur les autres parties du bloc-cadre, ce qui permet de charger relativement fort la plaque formant sol pour une épaisseur relativement faible de cette plaque formant sol. Selon une forme d'exécution de l'invention, le plancher-poutre peut présenter, en plus des deux longrines courant dans la direction longitudinale du bloc-cadre, un autre renfort en forme de poutre courant dans la direction longitudinale. Ceci élève d'autant la capacité de portance du sol. Il est également possible de prévoir un ou plusieurs renforts formant poutres, courant perpendiculairement . De préférence, les autres renforts formant poutres, sont également reliés, rigidement en flexion, avec les éléments horizontaux de liaison de la longrine inférieure, Selon une forme d'exécution de l'invention, au moins une des longrines est précontrainte. II s'agit ici de préférence de la longrine inférieure, mais il peut également y avoir avantage à précontraîndre, seule ou en plus, la longrine horizontale supérieure. I1 est même possible de précontraindre d'autres parties du bloc-cadre, en particulier les éléments de liaison horizontaux disposés entre les cadres rigides en flexion. L'avantage d'une précontrainte de ce type réside en ce qu'à résistance égale à la flexion, les sections de la pièce précontrainte peuvent être plus faibles, Dans une forme d'exécution de l'invention, le bloc-cadre présente, de façon connue en soi, une plaque formant couverture. Ceci présente alors, s'il est prévu les appuis décrits ci-dessus et assurant un écartement, l'avantage d'une isolation acoustique et d'une isolation thermique supplémentaire. Selon une forme d'exécution de l'invention, la plaque formant sol est conçue de façon à fournir une contribution statique à la résistance de l'ensemble du bloc-cadre et, dans ce but, elle est en particulier contrainte perpendiculairement aux longrines supérieures, courant longitudinalement, du cadre. Pour un périmètre rectangulaire du bloc-cadre, il se produit alors à nouveau l'avantage d'une exécution particulièrement légère de la couverture, Selon une autre forme d'exécution de l'invention, cet avantage peut encore s'accroÎtre par le moyen que la plaque de couverture forme avec les longrines supérieures de cadre, un plancher-poutre. Pour conserver une hauteur utile la plus grande possible, au moins en dehors de la zone des cadres rigides en flexion, il peut être approprié de ne prévoir dans la zone de la plaque de couverture aucun autre renfort formant poutre, mais, pour limiter la fleche de la plaque formant couverture, si c'est nécessaire, de prévoir une longrine supérieure de cadre avec une section supérieure à celle des longrines inférieures et/ou de précontraindre les longrines supérieures. Si l'on concrétise en commun plusieurs des caractéristiques décrites ci-dessus, de façon que deux cadres rigides en flexion soient reliés, également, avec rigidité en flexion, l'un au-dessous de l'autre, par des éléments de liaison et que la plaque formant sol et la plaque formant couverture soient conçues, avec les longrines de cadre qui les portent, sous forme de plancher-poutre, où la direction de contrainte court perpendiculairement à la direction longitudinale du bloc-cadre, on obtient alors par mètre carré de surface utile du bloc-cadre, pour une capacité donnée de charge, un poids de béton qui peut être inférieur au poids d'un plancher massif traditionnel de même cpacité de charge, ce qui fait que le mode de fabrication possible avec les blocs-cadres, objets de l'invention, n'apporte aucun accroissement du poids de l'ensemble du bâtiment et, en cas d'utilisation des appuis qui assurent un exactement entre les blocs-cadres, présente en outre encore l'avantage d'une bonne isolation acoustique et thermique. Dans une forme d'exécution de l'invention, la plaque formant sol s'étend au-delà du montant vertical du cadre. On obtient alors, dans un bâtiment terminé à plusieurs étages, un balcon. De la meme façon, dans une forme d'exécution de l'invention, la plaque formant couverture s'étend au-delà des montants verticaux de cadre. On obtient alors une protection solaire ou un balcon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention, où les différentes caractéristiques peuvent se concrétiser isolément en soi ou à plusieurs, en combinaison quelconque, dans une forme d'exécution de l'invention, et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels La Figure l donne une représentation perspective d'un exemple d'exécution d'un bloc-cadre selon l'invention La Figure 2 représente une section correspondant à la ligne II-II de la figure I et La Figure 3 donne une représentation perspective correspondant à la Fiv.1 d'un autre exemple d'exécution d'un bloc-cadre selon l'invention avec balcon et protection solaire, partiellement interrompue. Le bloc-cadre présente deux cadres rigides en flexion disposés verticalement et parallelement l'un à l'autre, dont l'un est formé d'une longrine inférieure horizontale 10, d'une longrine supérieure horizontale Il et de deux montants 12 et 13 verticaux reliant entre elles, avec rigidité en flexion, les extrêmités des longrines mentionnées, et dont l'autre cadre présente une longrine inférieure 20 de conception absolument identique, une longrine supérieure 21 et deux montants verticaux 22 et 23. Les extrémités supérieures des montants v erticaux 12 et 22 sont reliés par une traverse 25, rigidement reliée avec eux en flexion, et courant horizontalement et perpendiculairement en direction longitudinale des longrines supérieures de cadre 11 et 21; De la même façon les extremités inférieures des montants verticaux mentionnés sont reliées par une traverse 26 et les montants verticaux 13 et 23 disposés à l'autre extrémité du bloc-cadre sont reliés en haut par une traverse 2i et en bas par une traverse 28, avec rigidité en flexion. De plus, le bloc-cadre présente une plaque formant sol 30 et une plaque formant couverture 31. Comme la Figure 2 le montre, la plaque formant couverture 31 présente, dans sa zone situee entre les longrines Il et 21, une épaisseur notablement plus faible que celle qu'elle présente là où la hauteur libre du bloc-cadre,'dans la zone des cadres, est un peu plus faible qu'à l'intrieur du bloc-cadre. La plaque formant couverture 31 constitue avec les longrines Il et 21 et les traverses 25 et 27 un plancher-poutre. De la meme façon la plaque formant sol 30 présente une epaisseur sensiblement plus faible quel'épaisseur des longrines inférieures 10 et 20; la plaque formant sol 30 constitue également un plancher-poutre avec les longrines inférieures 10 et 20 et avec deux autres poutres de renfort 33 et 34, qui courent parallelement áux longrines de cadre 10 et 20 et, comme le montre la figure, constituent un renfort à écartement régulier, avec une poutre de renfort 41 simplement suggérée sur le dessin et courant perpendiculairement à demi-longueur des longrines 10 et 20 et avec les traverses 26 et 28. La totalité du bloc-cadre est fabriqué en béton armé et coulé d'une pièce. La plaque formant sol 30 et la plaque formant couverture 31 sont contraintes dans le sens de leur plus faible dimension, donc perpendiculairement à la direction longitudinale des longrines 10, 11, 20 et 21, ce qui signifie que l'armature doit etre disposée pour reprendre préférentiellement les efforts dansla direction indiquée. La plaque formant sol 30, la plaque formant couverture 31, les traverses 25, 26, 27 et 28, forment avec les montants verticaux 12, 13, 22 et 23, un bloc-cadre rigide en flexion qui réunit entre eux, en rigidité de flexion, les deux cadres 10, 11, 12, 13 et 20, 21, 22, 23. Dans l'exemple d'exécution, le bloc-cadre présente une largeur, mesurée perpendiculairement à la direction longitudinale de la longrine 10, de 300 cm, et une longueur de 600 cm. Il est approprie, pour réaliser des projets de construction, de prévoir d'autres blocs-cadres avec d'autres longueurs de 300 et 900 cm. La hauteur du bloc-cadre, dans l'exemple d'exécution, est de 345 cm. L'épaisseur du plancher-poutre formant sol entre sa face inférieure 36 et la face supérieure du plancher 37 se monte à 27 cm, l'épaisseur de la plaque formant sol 30, en dehors de la zone des longrines 10 et 20 et des renforts 33 et 34, se monte à 5 cm.L'épaisseur de la plaque formant couverture, en dehors de la zone des longrines Il et 21, se monte à 8 cm, l'épaisseur des longrines il et 21, mesurée entre la face inférieure 39 et la face supérieure 40 de la plaque de couverture 31, se monte à 30 cm. La largeur, visible dans la représentation de la Figure 2, des longrines 10, 20, Il et 21 et des poutres de renfort 33 et 34, se monte à 22,5 cm. Les montants verticaux 12, 13, 22 et 23, présentent une section carrée, d'une longueur d'arête de 22,5 cm, les traverses 26 et 28 ont exactement la même hauteur que les longrines 10 et 20 et présentent dans la direction longitudinale du bloc-cadre la meme dimension que les montants verticaux 12, 22, 13, 23, et les traverses supérieures 25 et 27, dont la hauteur, à leur tour, est la même que la hauteur des longrines horizontales supérieures Il et 21. Le bloc-cadre, coulé en une pièce, est de préférence fabriqué en utilisant du béton normalisé Bn 550, mais on peut également utiliser du béton léger, de préférence ayant même résistance. Le poids du bloc-cadre décrit, mais avec une longueur de 900 cm, atteint, en utilisant du béton normalisé, 17 tonnes, le poids au mètre carré de surface utile atteignant alors 0,63 tonne, L'ensemble du bloc-cadre pèse donc moins que des planchers massifs pouvant subir la même contrainte. Le bloc-cadre décrit peut être transporté par véhicules routiers à un chantier et être mis en oeuvre avec les grues habituelles de chantier. Il y est avantageux que le bloc-cadre, par suite de sa grande rigidité, puisse être transporté en situation autoportante, c'est-à-dire sans appui dans sa région médiane, ce qui permet de maintenir faible la hauteur de transport. Si l'on monte un- bâtiment de plusieurs étages en utilisant le bloc-cadre décrit, les différents blocs-cadres ne sont pas directement posés l'un au-dessus de l'autre, mais disposes avec interposition de pieces d'appui 45 disposées exactement au-dessus des montants verticaux 12, 13, 22 et 23. La Figure 1 ne représente qu'un appui de ce type. Ces appuis peuvent être des pièces distinctes, mais ils peuvent également être coulés en même temps que le bloe-cadre. La hauteur de l'appui 45 est calculée pour que, lors de la charge extrême autorisée, le sol du bloc-cadre situé immédiatement au-dessus ne vienne pas au contact de la face supérieure de la plaque formant couverture 31, malgré.la flèche provenant de la charge et du poids propre. Au lieu du béton armé, le bloc-cadre selon l'invention peut également etre fabriqué en acier ou en un autre metal convenable. Les différents blocs-cadres peuvent être empilés sans mortier, de sorte que devient possible le montage du gros-oeuvre même en hiver. Une liaison des différents blocs-cadres peut se faire en direction horizontale par vissage ; on introduit dans ce but des boulons filetés dans les montants verticaux, par des trous non représentés sur le dessin. Sans raidisseurs supplémentaires, les blocs-cadres peuvent être disposés les uns au-dessus des autres jusqu a une hauteur de 6 étages.Avec des raidisseurs supplémentaires, par exemple au moyen de cages d'ascenseurs ou d'escaliers en béton, il. est possible de monter des batiments jusqu'à une hauteur de 15 étages sans modification des sections des différents blocs-cadres, Dans des bâtiments de cette hauteur, il peut être approprié de relier en outre entre eux les blocs-cadres dans la zone des limites des étages, par un chaînage horizontal. Dans la zone de la plaque formant sol il est prévu des évidements 42 qui traversent les traverses perpendiculaires 26 et 28 et la poutre renfort 41, en plus des évidements 43 qui traversent les longrines 10 et 20 et les poutres de renfort 33 et 34. Les évidements 43 se trouvent au plus près des montants verticaux. Les évidements mentionnés servent à poser des conduites pour le courant élettrique et/ou l'eau dans la zone de la plaque formant sol, horizontalement, entre differents blocs-cadres disposés les uns à côté des autres.De plus, le bloc-cadre présente, comme le montre la Figure 1, des evidements 44 courant perpendiculairement dans la plaque de sol 30 et la plaque d'ouverture 40, disposés au voisinage des montants verticaux et permettant entre autres de poser des conduites de tout type d'un bloc-cadre au bloc-cadre immédiatement supérieur ou inférieur. A l'aide de ces évidements, il est en outre possible de procéder à une fixation par vissage entre les blocs-cadres disposés les uns à côté des autres, vissage qui s'entreprend de préférence dans la zone évidements 42 ou 43 voisins au plus près des montants verticaux, parce qu il est possible d'intervenir, en traversant la plaque de sol ou la plaque de couverture, dans lespace creux si tué entre la plaque de couverture d'un bloc-cadre et la plaque de sol du bloc-cadre qui se trouve au-dessus. Si on le désire, il est possible de prévoir également des gaines courant verticalement à l'intérieur des montants verticaux. La Figure 3 donne une représentation interrompue d'un bloccadre qui ne se distingue du bloc-cadre représenté surla Figure 1 que par le fait que la plaque de sol 30 S'détend au-delà du cadre 12, 22, 25, 26, ce qui fait que lton constitue ainsi une plaque formant balcon 51 et quten outre la plaque formant couverture 31 s'étend de la même façon et constitue une protection solaire 52. Cette protection solaire 52 peut, du point de vue de sa capacité de portance, être conçue de façon à pouvoir être utilisée comme balcon1 de façon à recevoir également la charge utile de 500 kg exigée des réglements. Pour que ces pieces en saillie soient particulièrement stables, les longrines 10, 11, 20, 21, se prolongent au-delà des montants verticaux 12 et 22. Les plaques 51 et 52 forment, avec la plaque de sol 30 et la plaque de couverture 31, un plancher-poutre. Il peut être approprié de prolonger seulement soit la plaque de sol soit la plaque de couverture. Au besoin on peut -également prévoi un balcon périphérique ; mais on peut également prolonger, au moins pour quelques uns des blocs-cadres d'un bâtiment, la plaque de 50110u la plaque de couverture au moins dans deux directions au-delà des montants verticaux. Au besoin, un des côtés ouverts du bloc-cadre peut déjà être entièrement fermé en usine par une paroi ; cette paroi peut y être conçue de façon à ne pas assurer de fonction de portance, mais elle peut également servir en outre à raidir le bloc-cadre. Il est possible, au moyen de parois simples, d'utiliser le bloc-cadre de l'invention comme partie de gaine pour une gaine d'ascenseur, il est de plus possible de suspendre entre plaque de sol et plaque de couverture une volée d'escaliers ; cette volée d'escaliers s'appuie de façon appropriée sur un bloc-cadre qui court horizontalement mais aussi sur un renfort formant chevetre courant horizontalement de la plaque de sol et/ou de la plaque de couverture. Le bloc-cadre peut être conçu de façon suffisamment rigide pour ne présenter aucun gauchissement au transport, même s'il est transporte sur route librement supporté à l'aide d'un triqueballe, ce qui fait que même des vitres de fenêtres déjà posées ne sont pas endommagées par suite des déformations du bloc-cadre. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bloc-cadre rigide en flexion, de préférence en béton armé, comportant deux cadres rigides en flexion, verticaux, et disposés parallèlement l'un à l'autre, et reliés l'un à l'autre au moins par leurs extrêmités au moyen d'éléments de liaison courant horizontalement et perpendiculairement aux cadres , caractérisé en ce qu'une plaque formant sol et reprenant la charge est portée par les longrines inférieures, en ce que les cadres presentent dans le prolongement de leurs montants verticaux, des appuis dont la hauteur est supérieure à la flèche maxima autorisée sous charge des longrines inférieures horizontales et en ce que les traverses horizontales situées entre les cadres sont des parties d'une construction formant cadre et rigide en flexion dont le plan de cadre court perpendiculairement aux plans de cadre des cadres rigides en flexion. 21 Bloc-cadre selon revendication 1, caractérisé en ce que la plaque formant sol est essentiellement contrainte, perpendiculairement aux longrines qui courent dans la direction longitudinale du cadre. 3. Bloc-cadre selon revendication 2, caractérisé en ce que la plaque formant sol constitue avec les longrines horizontales inférieures un plancher-poutre. 4. Bloc-cadre selon revendication 3, caractérisé en ce que le plancher-poutre présente au moins une autre poutre formant renfort et courant parallèlement aux longrines disposées dans la direction longitudinale du cadre. 5. Bloc-cadre selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des longrines est précontrainte. 6. Bloc-cadre selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc-cadre présente, de façon connue en soi, une plaque formant couverture. 7. Bloc-cadre selon revendication 6, caractérisé en ce que la plaque formant couverture est essentiellement contrainte perpendiculairement aux longrines qui courent selon la direction longitudinale du cadre. 8. Bloc-cadre selon revendication 7, caractérisé en ce que la plaque formant couverture constitue avec les longrines supérieures, un plancher-poutre. 9. Bloc-cadre selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la plaque formant sol s'étend au-delà des montants verticaux, au moins d'un côté. 10. Bloc-cadre selon une quelconque des revendications 6 a 9, caractérisé en ce que la plaque formant couverture s 'étend au-delà des montants verticaux au moins d'un côté.