Brevet FR2408700A1 — publié le 19790608

L'invention concerne une charpente de toiture en tôles profilées, de préférence en tales profilées trapue zoidales, qui convient pour la couverture d'ouvrages du type halle à grande portée. On connaît des charpentes de toiture légères des types de construction les plus divers. D'une manière prédominante, ces charpentes de toiture légères sont constituées par des ouvrages en forme de cadre ou de ferme, de différentes formes de construction avec coques porteuses, par exemple des tôles profilées, et sans sous-tension additionnelle, ces éléments étant disposés directement ou par l'intermédiaire de pannes. Les tôles profilées en acier prévues comme couverture ont, entre autres fonctions, celle de transmettre les charges verticales et horizontales qui s'exercent sur la toiture, par exemple les charges dues à l'action du vent, à la charpente, des plateaux rigides à la poussée étant formés avec une configuration correspondante. On connaît, de plus, des treillis plans, dans les plans des membrures supérieures et inférieures desquels sont disposées des tôles profilées qui sont utilisées pour la transmission des forces qui s'exercent sur Les membrures. On connaît aussi des charpentes dans lesquelles les tôles profilées en acier sont recourbées plastiquement et peuvent être utilisées sous la forme d'un double cintre articulé. Dans ces tôles recourbées plastiquement sont disposés additionnellement des tirants qui absorbent les forces de poussée horizontale qui résultent de la charge verticale. On connaît des constructions en surfaces porteuses exécutées en bandes de tôle trapézoidales, qui sont recourbées autour de leur axe longitudinal et reposent sur des plateaux d'appui en forme d'auge ou ondulés, des chevalets ou des consoles. Pour accroître la stabilisation transversale des membrures supérieures actives statiquement des bandes de tôle profilées en forme d'auge, des profilés de renforcement sont disposés sur les bords longitudinaux. On a cherché à accroltre la capacité de charge de la tale par un bombement transversal Ce mode de construction présente, toutefois, l'inconvénient qu'une préfabrication coûteuse est nécessaire du fait du bombement en forme d'auge. I1 existe, en outre, un problème de transport non négligeable posé par les pièces de tale recourbées, qui se manifeste finalement en ce que, en raison des longueurs de tôle laminées par le transport, les portées sont fortement limitées. Par ailleurs, les éléments d'appui indiqués sont liés à une dépense élevée. On connaît, de plus, des éléments de couverture auto-porteurs en profilés de tôle, qui sont recourbés de façon convexe dans le sens longitudinal comme aussi vers le haut dans le sens transversal et sont munis sur les catés longitudinaux d'un prolongement plié ou d'un bourrelet marginal, lesquels se recouvrent avec ceux de l'élément voisin. En outre, pour augmenter la portée d'appui en appui, une bande transversale peut être disposée pour absorber les forces de traction. Les bourrelets marginaux de la tôle ont une configuration telle que des plaques isolantes peuvent être disposées du côté intérieur. Avec ces éléments de toiture, on est parti du fait que l'on emploie exclusivement des tales non profilées, ce qui a pour conséquence que des tôles relativement épaisses doivent être utilisées. Ce mode de construction est, par conséquent, très coûteux en matériau, ce qui déjà a une répercussion défavorable pondéralement parlant. Etant donné que les tales sont recourbées plastiquement, des dispositifs ou des formes sont nécessaires, qui augmentent sensiblement le prix d'un renforcement devenu indispensable. I1 résulte, en outre, de la courbure plastique des éléments de tale un problème de transport qui n'est pas négligeable du fait de l'importance des dimensions. On connait aussi des charpentes qui sont formees en plaques ondulées et en barres profilées reliées de manière à résister à la poussée, ce par quoi les axes longitudinaux des ondulations des plaques ondulées se développent transversalement par rapport à l'axe principal du système, et les barres profilées sont disposées le long des lignes de pli des plateaux de l'enveloppe prismatique voisins. Dans cette configuration, les languettes d'appui habituelles ne sont pas nécessaires, car les plateaux de l'enveloppe prismatique sont reliés entre eux de manière à résister à la flexion dans la région des lignes de pli.On peut considérer les barres profilées dans le sens le plus large comme une construction porteuse et les plaques ondulées ne sont, par conséquent, pas des éléments auto-porteurs, mais sont à regarder simplement, en liaison avec les barres profilées, comme des éléments de couverture ou de planchéiage. Cette proposition de charpente est par rapport au mode de construction classique entachée d'inconvénients en ce qui concerne l'économie de matériau. I1 est, de plus, considéré comme étant défavorable, comme c'était déjà le cas des solutions précédentes, qu'une dépense élevée soit à noter éventuellement dans la préfabrication et dans le montage. Pour toutes les toitures mentionnées, appartenant à l'état de la technique, il se pose, par conséquent, un sérieux problème de transport et l'économie de matériau ne donne pas satisfaction. L'invention a pour but de créer unetoiture en tôles profilées, qui supprime les inconvénients signalés, avec laquelle l'emploi de matériau et la dépense technologique sont réduits à un minimum et qui assure un transport rationnel sur le chantier. Le problème technique de l'invention consiste à créer une toiture légère économique en tôles profilées, avec laquelle, en utilisant pleinement la tale profilée, n'importe quelle portée peut être couverte. Ce problème est résolu dans les grandes lignes d'après l'invention caractérisée en ce que des tales profilées planes sont bombées élastiquement et sont reliées par des tirants ainsi que par des remplissages. De plus, les tôles profilées en acier sont reliées, sur leurs côtés d'appui, à des poutres de bordure, qui sont accouplées de leur côté dans leur prolongement extérieur avec des profilés de bordure. Les tirants peuvent être disposés à volonté à l'écar- tement nécessaire suivant la charge et en fonction de la portée des éléments isolants. Des éléments isolants en forme de plateaux sont fixés horizontalement en fonction de l'importance fonctionnelle du batiment4- à étage unique à couvrir sur les côtés supérieurs et inférieurs des tirants. Une autre caractéristique de l'invention est telle que plusieurs segments de toiture précontraints peuvent être accouplés par la disposition d'un autre tirant, ce qui permet une variabilité de la configuration de la projection horizontale des bâtiments. Une tale de recouvrement profilée est avantageusement disposée au-dessus du joint ou des joints dans l'accouplement de deux ou plus de deux segments de toiture. Par la disposition du caté du faite de cette tale de recouvrement, on évite la pénétration de l'eau à l'intérieur du bâtiment. L'avantage essentiel de l'invention se trouve dans le fait que l'on réalise, par suite de la suppression d'une construction porteuse, une économie de matériau, ce qui se traduit finalement par une économie de poids non négligeable pour l'ensemble de la charpente. I1 est, de plus, avantageux, d'après l'invention, que par l'emploi de tales profilées en acier planes, et par le fait que ces tales peuvent etre bombées une fois arrivées sur le chantier, une utilisation efficace du volume de transport et par là un transport rationnel soient réalisés. Etant donné que les t8les profilées en acier n'éprouvent aucune modification de forme dans le domaine de la préfabrication, restent par conséquent à l'état plan et ne sont bombées qu'au moment du montage, la dépense technologique élevée, en partie par la machine à plier et autres, peut être réduite fortement. La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à un exemple de réalisation de l'invention, -dessins dans lesquels - la figure 1 montre une coupe transversale d'un segment de toiture, - la figure 2 une vue en coupe transversale d'un segment de toiture avec des éléments isolants disposés dans la région des tirants, - la figure 3 une vue en coupe transversale de la charpente avec accouplement de deux segments de toiture, - la figure 4 une configuration avec gouttière et une disposition de la poutre de bordure avec profilé de bordure, - la figure 5 montre la configuration du fate. La charpente conforme à l'invention consiste en une structure statique comprenant des tôles profilées en acier 1, des tirants 2, des remplissages 3 ainsi que des poutres de bordure 4 avec des profilés de bordure 5 reliés à leur prolongement. La figure 1 représente la vue en coupe transversale d'un segment de toiture dans sa constitution fondamentale. La tôle profilée en acier plane 1 est bombee elastiquement et cet état bombé est fixé au moyen de tirants 2 Le segment de toiture acquiert par là une précontrainte, ce par quoi la construction est mise en état d'absorber par elle même les forces d'aspiration, par exemple du vent. Suivant la capacite de charge, des remplissages 3 peuvent être disposés additionnellement sous la forme de barres, qui, d'une part, servent à supporter les charges ponctuelles et exercent, d'autre part, une action de stabilisation contre la poussée. Des éléments isolants 6 peuvent être disposés dans la région des tirants 2 en fonction de l'utilisation du bâtiment du type halle. Ces éléments isolants sont à fixer du côté supérieur et aussi du côté inférieur des tirants 2. Ainsi que le montre la figure 2, il est egalement possible de disposer les tirants 2 angulairement par rapport à l'horizontale Ceci dépend de la nature et surtout de l'importance des charges à absorber qui s'exercent sur la toiture. Cette construction trouve son emploi d'une manière prédominante par exemple en présence de charges non symetriques. Les tirants 2 peuvent titre disposés à volonté en fonction de leur nécessité du point de vue de la statique de la construction. Dans la disposition des éléments isolants 6, l'intervalle entre les tirants se juge d'après la portée maximale des éléments isolants.Avec la charpente conforme à l'invention, il est possible d'obtenir des portées plus importantes que ne le permettent, pour un seul segment, les longueurs de laminage maximales des tales profilees en acier 1, en accouplant deux ou plus de deux segments. C'est ainsi que la figure 3 représente la possibilité d'accouplement de deux segments de toiture avec des éléments isolants 6. Pour la liaison des deux segments, un autre tirant 7 est nécessaire, celui-ci pouvant être étayé éventuellement en fonction de la charge au moyen de remplis sage 3. Ainsi que le représente la figure 4 les tales profilées en acier 1 sont reliées, sur leurs côtés d'appui, à des poutres de bordure 4, qui sont reliées sur leur prolongemment extérieur du coté gouttière à des profilés de bordure 5. Les poutres de bordure 4 servent en meme temps d'appui pour la charpente et ont la tache de transmettre toutes les charges verticales aux supports ainsi que de prendre à leur compte la transmission des charges horizontales aux tirants 2, 7. Les profilés de bordure 5 forment pour les tales profilées en acier 1, du côté gouttière, une fermeture de construction. Par leur disposition, est assure l'absorption de la poussée du toit, qui résulte de la précontrainte et de la charge. Les profilés de bordure 5 servent en même temps de sécurité contre le soulèvement des tôles profilées en acier 1 et permettent, en outre, un écoulement non gêné de l'eau du toit. Dans l'accouplement de deux segments de toiture, comme le représente la figure 5, le joint du fate est recouvert de l'extérieur au moyen d'une tale de recouvrement profilée 8, de sorte que là aussi une pénétration de l'eau est empêchée. R E V EN~D~I C A T~IO NS 14 ) Charpente de toiture en tales profilées de préférence en tôles profilées trapézoidales, caractérisée en ce que des tales profilées en acier planes (1) bombées élastiquement sont reliées à des tirants (2, 7) et des remplissages (3), et, sur les catis d'appui des tôles profilées en acier (1), sont disposées des poutres de bordure (4) couplées avec des profilés de bordure (5) dans leur prolongement. 20) Charpente de toiture suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les tirants (2 , 7) sont disposés à volonté à l'intervalle nécessaire. 30) Charpente de toiture suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des éléments isolants (6) en forme de plateau sont fixes horizontalement sur les côtés supérieurs et inférieurs des tirants (2, 7). 4 ) Charpente de toiture suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que plusieurs seg ment s de toiture precontraints sont accouplés au moyen de tirants (7). 5 ) Charpente de toiture suivant la revendication 4, caractérisée en ce que, dans l'accouplement de deux segments de toiture, une tôle de recouvrement profilée (8) est disposée au-dessus du joint.