Brevet FR2411283A1 — publié le 19790706

La présente invention concerne les charpentes de toitures pour les bâtiments, ainsî qu'un procédé de fabrication de telles charpentes. De manière classique, les couvertures des bâtiments sont portées par des charpentes constituées de fermes ayant pour mission de reporter latéralement sur les murs la charge de la toiture ; lorsque la toiture et la charpente présentent une masse importante, par exemple dans le cas de combles aménageables, il est nécessaire de prévoir des murs de refend, ce qui d'une-part implique une dépense supplémentaire et d'autre part impose un certain nombre d'impératifs quant à ltemplacement, la forme et la disposition des pièces. lie mon- tage de la charpente doit alors être effectué par des équipes. spécialisées. De plus, les charpentes en bois doivent être traitées contre les insectes attaquant cette matière, ce qui est- également une cause d'augmentation du prix de revient du bâtiment L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et également de créer des charpentes de toitures à la fois légères et solides pour couvrir des bâtiments de formes et de dimensions extrêmement diverses, selon un procédé très simple A cet effet, l'invention concerne une charpente de toiture pour bâtiment comportant au moins deux murs opposés tels que des pignons, caractérisée en ce qu'elle comporte des poutres métalliques solidarisées aux murs opposés et dressées entre ces murs, et des cadres de toiture métalliques sur lesdites poutres, ces cadres de toiture étant fixés au bâtiment, aux poutres métalliques et également entre eux. Bllnvention concerne également un procédé de construction de charpente de toiture caractérisé en ce qu'on place des poutres métalliques sur chant, et ensuite on pose sur chaque poutre des cadres de toitures métalliques que l'on fixe auxdites poutres et également entre eux. D'autres caractéristiques, avantages et particularités de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, concernant des modes et des formes de réalisation possibles, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue partielle d'une pers pective cavalière d'une première forme de réalisation d'une charpente de toiture construite conformément à ltinvention la figure 2 représente une poutre métallique faisant partie d'une charpente de toiture construite conformément à l'invention la figure 3 représente un cadre de toiture faisant partie d'une charpente de toiture construite conformément à l'invention la figure 4 représente un cadre de plafond pouvant faire partie d'une charpente de toiture construite conformément à l'invention ;; la figure 5 représente un haut de pignon pouvant faire partie d'une charpente de toiture construite conformément à l'invention ; et la figure 6 représente une vue partielle d'une perspective d'une seconde forme de réalisation d'une charpente de toiture construite conformément à l'invention. La charpente de toiture de l'invention représentée est plus spécialement conçue pour des maisons individuelles elle comporte des poutres métalliques maîtresse 1, dont une seule est visible sur la figure 1, franchissant le bâtiment d'un mur pignon 2 à un autre (dont un seul également est représenté), et reposant verticalement sur ces deux pignons les deux poutres métalliques I sont maintenues en position verticale par le fait qu'elles sont fixées, par l'intermédiaire de repos de poutres 3, par exemple par boulonnage, à toute pièce métallique réservée à cet effet à la partie supérieure des pignons, ces derniers étant éventuellement préfabriqués, la charge pouvant éventuellement être répartie par un fer de linteau sur plusieurs modules de ces pignons préfabriqués. Sur les poutres métalliques 1, sont posés et fixés des cadres de toiture 4, également métalliques, dont un seul est représenté sur la figure 1. Une caractéristique avantageuse des poutres métalliques 1 et de ces cadres de toiture 4 est d'être réalisés en atelier et conçus sous forme modulaire, ce qui leur permet de pouvoir être adaptés à toutes les formes et toutes les dimensions de bâtiments, que ces bâtiments soient eux-mêmes conçus sous forme modulaire ou non, les dimensions étant des -multiples ou des sous-multiples du module désiré par l'architecte ou le réalisateur, afin de permettre toutes les combinaisons possibles. lies cadres de toiture 4 sont constitués ici par des tubes 41 parallèles à section rectangulaire fixés par soudage à deux plats de rive 42 également parallèles. Ils sont ici inclinés de façon à être fixés d'une part en bas du rampant sur des attaches 5 réservées à la partie supérieure des murs de façade, ces murs étant par exemple constitués de panneaux de façade sous la forme de modules juxtaposables, d'autre part sur le rampant à l'aide d'attaches de repos Il (non représentées sur la figure 1) prévues sur les poutres maîtresses 1, et par ailleurs au fa1tage, par l'assemblage par boulonnage des plats 42 assurant la fermeture des panneaux respectifs. L'ensemble des fixations énumérées ci-dessus assure une triangulation parfaite procurant à l'ensemble la stabilité nécessaire. lies plats de rive 42 qui forment la partie inférieure des cadres de torture et assurent la jonction des différentes parties dudit cadre sont des bandeaux de tôle percés de trous pour la fixation de croches de gouttière. En plus des avantages inhérents au fait que la toiture peut être réalisée sous forme modulaire, cette structure en cadres de toiture permet de se passer au sol de murs de refend, et donne par conséquent à l'architecte toutes les possibilités d'agencement des surfaces habitables par simple cloisonnement. Ges cadres construits en ateliers arrivent au chantier munis de lattis réalisés aux dimensions imposées par le type de couverture choisi, par exemple de manière à recevoir une couverture en fibrociment ou des bardeaux d'asphalte, des ardoises, des tuiles, etc. Il peut s'agir.par exemple de lat tîs soudés GA à section en X ou de lattis en bois 6B avec interposition d'un film 6G de matière plastique, comme représenté sur une partie de la figure 3 afin de ne pas multiplier le nombre des figures. Sur les-murs extérieurs, avant ou après la pose des cadres de toiture 4, sont disposés des cadres de plafond 7 métalliques, également sous forme modulaire, qui sont ici fixés par boulonnage sous les poutres métalliques 1, destinés à supporter les plafonds ; ces cadres de plafond 7 sont munis en atelier de bois 8, fixés par exemple tous les 60 cm ; les cadres d'extrémité sont munis d'attaches de fixation 9 (figure 4). Si l'on désire réaliser des combles éventuellement aménageables, on peut disposer de poutre 1 en poutre 1 des cadres sous forme modulaire, reprenant les charges du plancher, et ne pénalisant que la surface utilisée. Moyennant la pose de lattis appropriés sur les cadres de toiture, n'importe quel type de toiture peut être réalisé, quel qu'en soit le profil, la pente, le type de couverture et les dimensions correspondantes, qu'elle comporte ou non des surfaces éclairantes telles que des lucarnes. Les pignons éventuellement préfabriqués peuvent également comporter une partie supérieure 10 constituée de tubes 101 entretoisés ici par des tubes 102, le revêtement extérieur étant assuré par des lattes 103 se recouvrant à clins, l'en- semble étant réalisé en atelier et solidarisé au bâtiment sur le chantier ; la figure 5 montre partiellement et schématiquement une partie supérieure 10 de pignon, les lattes de recouvrement étant représentées uniquement à gauche de la figure. lia charpente de toiture représentée sur la figure 6 correspond à une variante de réalisation de l'invention, le bâtiment étant construit compte tenu de la présence de combles aménageables. lià encore, sur les murs pignons, sont dresses deux poutres métalliques 1 allant d'un mur pignon à l'autre, ces poutres I ayant été munies en atelier de lattis pour pla coplâtre. Puis, sont disposés les cadres de toiture 4, comme il a déjà été vu ; certains de ces cadres de toiture, constitués de tubes 41 et de plats de rive 42, sont adaptés pour recevoir des lucarnes, cheminées, etc., par exemple grâce à des profilés 43, aux emplacements prévus pour les ouvertures dans le cas représenté sur la figure 6, une fenêtre, en façade, est réalisée au moyen d'une "façade-fenêtre" 44 avec menuiserie incorporée si nécessaire (cadre vertical reposant sur la poutre 1), deux cadres verticaux triangulaires 45 avec des montants verticaux reprenant le type de couverture ou bardage choisi, un petit cadre de toiture supérieur 46, ét un "fauxcadre" de jonction 47 entre le bas de la fenêtre et le bas du rampant, ce faux-cadre 47 comportant un plat de rive 42 (comme d'ailleurs le petit~cadre de toiture 46) pour la -fixa- tion de la gouttière ; afin de ne pas surcharger les dessins, à certains endroits où deux tubes profilés sont placés côte à côte, un seul a été représenté. lies cadres de toiture sont munis de lattis 6A ou de lattis GB comme représenté sur la figure 3, posés en atelier, éventuellement avec film interpose. lie sol des combles est constitué par des cadres de plancher 20 réalisés également en profilés, destinés à recevoir le plancher proprement dit, constitué de panneaux 30 isolés du niveau inférieur du point de vue thermique et acoustique par de la laine de verre et du placoplâtre (non représentés). lia liaison entre les poutres maîtresses 1 et les murs de façade est assurée par des cadres de raccordement 40 comportant des profilés en tales pliées réunis entre eux par des profils permettant la fixation des lattis et des sous-plafonds, munis d'attaches appropriées et fixés sous les poutres 1, et reposant, directement ou non, par exemple par l'intermédiaire d'organes de fixation 50 sur lesdits murs de façade. Le plafond des combles est réalisé à l'aide de cadres de plafond 60 également constitués de tôles pliées avec des lattis de bois fixés en atelier pour supporter une isolation en placoplâtre et laine de verre. Des bois 70 sont fixés sous les cadres de toiture 4 pour supporter l'isolation et les plaques de placoplâtre de rampant reliant le plafond et la partie verticale. Une charpente de toiture selon l'invention peut être posée selon plusieurs procédés ; à titre d'exemple, on peut opérer le montage sur d?s- murs existant, de la manière suivante : si les pignons sont sous forme de panneaux modulaires préfabriqués, on pose un fer de répartition des charges et d'alignement des panneaux ; puis on pose et on fixe à ce fer les poutres maîtresses 1, on pose les hauts de pignons 10, permettant le réglage vertical des poutres, s'il y a lieu ensuite, dans le cas des combles aménageables, on pose les cadres de plancher ; après quoi, on pose les cadres de couverture 4 ; les cadres de plafond peuvent être mis en place après ou avant les panneaux de couverture, selon qu'on les pose à la main ou à l'aide d'une grue, et selon qu'ils sont portés ou non par les cadres de couverture. I1 est également possible d'opérer le montage à côté du bâtiment, sur une dalle de béton par exemple, la mise en place sur le bâtiment étant effectuée à l'aide d'une grue ; il est alors possible de commencer par mettre en place les cadres de plafond 7 (ou les cadres de plancher 20 dans le cas de combles aménageables) ; puis, on pose les poutres métalliques 1 et éventuellement les hauts de pignon 10 et on opère leur fixation, ainsi- que les cadres de raccordement éventuels ; ensuite, on pose les cadres de toiture 4 ; en ce qui concerne les cadres de plafond, on les place évidemment après les cadres de toiture 4 s'ils doivent être fixés à ceux-ci. L'invention permet, en plus des avantages déjà énu métrés, de réaliser une toiture totalement sous forme modulaire (y compris sous-plafonds et planchers) ; les éléments composant cette toiture, préfabriqués en usine, peuvent être assemblés sur le chantier par simple boulonnage, grâce par exemple à des boulons cadmiés d'un seul diamètre, par une main d'oeuvre non spécialisée. Cette structure permet en outre d'avoir des cadres empilables donc facilement transportables, et ayant chacun un poids suffisamment faible pour pouvoir être porté sans engin de manutention. La protection des pièces métalliques peut être aisément assurée grâce à une peinture antirouille par exemple au chromate de zinc. Le fait que chaque tube soit soudé et fermé par des plats à ses extrémités permet d'emprisonner l'air existant à l'intérieur ; seul l'oxygène emprisonné peut donc provoquer la formation de rouille à l'intérieur des tubes. De plus, par temps chaud, la partie supérieure de la membrure prenant la température, le volume d'air enfermé communique la chaleur uniformément à la périphérie du tube ; on ne rencontre donc pas les dilatations génératrices de bruit qui prennent naissance habituellement dans le cas des profils ordinaires Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes et aux modes de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, délimité dans les revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Charpente de toiture pour bâtiment comportant au moins deux murs opposés tels que des pignons, caractérisée en ce qu'elle comporte des poutres métalliques solidarisées aux murs opposés et dressées entre ces murs, et des cadres de toiture métalliques sur lesdites poutres, ces cadres de toiture étant fixés au bâtiment, aux poutres métalliques et également entre eux. 2. Charpente de toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des cadres de plafond métalliques fixés aux poutres. 3. Charpente de toiture selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des cadres de plancher métalliques fixés aux poutres. 4. Charpente de toiture selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des cadres de plafond fixés aux cadres de toiture. 5. Charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un cadre de toiture muni d'une ouverture délimitée par des profilés. 6. Charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une "façade-fenêtre" solidarisée à une poutre métallique et coiffée par un cadre de toiture supérieur. 7. Charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un haut de pignon formé par des tubes métalliques. 8. Charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des cadres métalliques fabriqués en atelier et formés de tubes parallèles réunis par des plats. 9. Charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des cadres métalliques munis en atelier de lattis. 10. Charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des cadres sous forme modulaire. Il. Procédé de construction de charpente de toiture selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on place des poutres métalliques sur chant, et ensuite-on pose sur chaque poutre des cadres de toiture métalliques que l'on fixe auxdites poutres et également entre eux. 12. Procédé de construction de charpente de toiture pour bâtiment comportant au moins deux murs opposés, selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'onplace les poutres métalliques sur chant sur ces murs, et on pose des cadres de toiture sur ces poutres. 13. Procédé de construction de charpente de toiture pour bâtiment comportant au moins deux murs opposés, selon l'une quelconque des revendications 11 et l2, caractérisé en ce qu'on pose sur les murs des fers de répartition des charges et d'alignement, puis on place les poutres métalliques sur ces fers. 14. Procédé de construction de charpente de toiture pour bâtiment comportant au moins deux murs opposés, selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'on place des poutres métalliques sur chant à côté du bâtiment, et ensuite on pose sur chaque poutre des cadres de toiture métalliques que l'on fixe, et on réalise la charpente entièrement, et enfin on pose ladite charpente sur les murs à l'aide d'un engin de levage, et on fixe la charpente au bâtiment. 15. Procédé de construction de charpente de toiture selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on place-des cadres horizontalement, à côté du bâtiment, puis on place les poutres métalliques sur ces cadres, et on les fixe auxdits cadres, on pose les cadres de toiture et on les fixe, on réalise la charpente entièrement, et enfin on pose ladite charpente sur les murs et on la fixe au bâtiment.