Brevet FR2414594A1 — publié le 19790810

Systêse coutructif t'ossature de batiment , à partir de composants te structure compatibles, pouvant recevoir des composants compatibles de façade, de second oeuvre ou d'équipement. La présente invention est du domaine de la construction préfabriquée. Elle a pour objet un système constructif de structure ou ossature d'dit fice destinée à reoevoir des composants compatibles de construction par exemple des composants de façade et de second oeuvre ou d'équipemoat. La présente invention a également pour objet les composants compatibles ils en oeuvre par le dit système constructif. Jusqu'à présent la construc- tion par préfabrieation était conçue coupe un système fermé et rigide dans 1equel à partir d'un modèle propre à un constructeur sont préfabriqués en usine les composants necessaires à l'édification du dit modèle indéfiniment répété. Le système fermé présenté de nombreux inconvénients dont les principaux ont entre autres - Une importante immobilisation de capitaux au niveau de l'unité de pré. fabrication qui ne peut fonctionner de façon continue mais plutot de fa çon discontinue au grè des besoins. - Une grande rigidité architecture etune grande difficulté pour adapter les modèles aux gents locaux. - L'impossibilité d'utiliser les composants disponibles en telle eu telle région sur le marché ne provenant pas du même fabricant. La tendance actuelle vise à orienter la profession vers la constructioa par composants compatibles. Par construction par composants compatibles on entend la construction réalisée à partir d'éléments ou composants de gros oeuvre, de second oeuvre ou d'équipement fabriqués indépendamment les uns des autres et indépendamment d'un projet précis. Les dits éléments ou composants sont regis par un certain nombre de regles et notamment des normes dimensionnelles permettant de les assembler entre eux en les rendant compatibles et ce quelle que soit leur provenance ce qui les rend autonomies d'un système constructif donné. Dans cette optique la réalisation d'un proses architectural s'effectue- ra à partir d'un catalogue des composants compatibles disponibles sur le marché, les dits composants pouvant être des composants de gros oeuvre ou de structure connue de composants de second oeuvre ou des composants d'équipeaent. La présente invention rise à la réalisation d'un système constructif d'ossature d'édifice à partir de composants ctmpatibles succeptibles d'accueillir tous types de composants notamment de façade de-second oeuvre ou d'équipement donc ouvert et permettant de créer des formes architecturales très diverses donc souple. A cet effet, le système constructif de structure ou d'ossature d'édifices selon l'invention pouvant recevoir des composants coapatibles de façade et/ou de second oeuvre et/ou d'équipement se caractérise essentiellement en ce que l'ossature est réalisée à partir de composants compatibles de poutre, de poteau et de plancher, que le composts de poutre sont des fonds de poutre en U destiné à recevoir un ferraillage correspondant aux effort appliqués, sucoeptibles d'être reliés entre eux suivant des-noeuds à angles variables et conformés pour pouvoir être dotés d'une ou de plusieurs réservations en un ou des points de leur longueur pour la liaison avec ou entre eux des coupe sants poteaux inferieurs et ou supérieurs et que les composants de plancher sont des dalles Worizontales posées en appui sur les bords des coupe posants de poutre et juxtaposées et que'un béton de liaison est coulé sur les éléments de poutre jusqu'au niveau des dites dalles et entre les dites dalles. Suivant une autre caractéristique de l'invention le composant fond de poutre est un caisson en U évidé de longueur modulaire et de hauteur de soffite ou de retombée dont la paroi inférieure est constituée de place en place d'un voile mince succeptible d'être brisé pour obtenir la ou les réservations pour les poteaux, le dit caisson. recevant le ferraillage necessaire. Cette disposition de l'invention permet à partir da composant fond de poutre modulaire de réaliser toute combinaison exigée par les contraintes techniques ou architecturaleN les poteaux pouvant être placés en bout du composant fond de poutre ou en un point de sa longueur à distance modulaire. En fonction des noeuds le composant fond de poutre modulaire peut être tronçonné si necessaire ou découpé en biseau pour se lier angulairement avec d'autres éléments. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention les dallez vexant en appai sur les dits éléments de poutre sont de forme rectangle et sont dotées d'une feuillure périprique avec redan en sorte que leur base soit de di-eition supérieure-leur surface supérieure ce qui lors de leur jonction détermine un joint plus large à la surface du plancher qudà la base les dites dalles étant percées de canaux pour le passage des gaines. Cette disposition de l'invention a pour avantage de faciliter le claveta g. des dalles par le béton de liaison qui sera coulé entre elles ou sur les composants de poutre sur lesquels elles reposent. Elle a également pour avantage en raison de la grande largeur du joint en surface de permettre de dissimuler facilement et sans décrochement à angles vifs les variations de niveau qui peuvent exister de l'une a' l'autre dalle et également de permettre le passage des gaines dans les canaux transversaux et dans les Joints sans necessiter de faux plafond ce qui permet ie diminuer la hauteur d'étage et le coût de la construction. De préférence les poteaux utilisés sont des poteaux tubulaires creux rew cevant un ferraillage et un renplissage en béton ou des poteaux du type à broche préfabriqués, mais il va de soi que le système constructif selon l'invention accepte parfaitement les poteaux coffres de type traditionnel Si necessaire de même que des systèmes de plancher différent , D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitrontà la lecture de la description, ci-après du système constructif selon l'invention et des composants mis en oeuvre donnés à titre C'exemple de réalisation non limitatif et illustré par les dessins joints dans lesquels s - Les figures 1.2 et 3 représentent sous des angles différents les élé ments de poutres. - Les figures 4 et 5 représentent les différents types de poteaux. - Les figures 6.7.8 9 10 et 11 représentent en coupe différents types de noeuds réalisables sous des anglesde valeur variable. - La figure 12 représente une vue en plan et coupe du composant dalle et la figure 12 B représente en coupe la jonction de deux dalles. - La figure 13 représente une vue en perspective d'un niveau réalisé par assemblage des éléments selon les figures précédentes. - Les figures 14.15 et 76 représentent en vue schématique l'assemblage dalle poutre et dalle composant de poutre. - La figure 17 est une vue en coupe de deux types de liaison entre poteaux. - La figure 18 représente une vue en élévation et en coupe d'une ossatu re d'édifice réalisée par mise en oeuvre du système constructif objet de l'invention. - La figure 19 représente une vue en plan d'une ossature selon le êse système conatructifr Tel que représenté aux figures 1.1B.1C, 2.2B et 3 le composant poutre est constitué d'un fond de poutre 1 ayant le forme d'un caisson longitudinal ou d'une goulette en U avec un fond 2 et deux-parois latérales ou rebords 3 parallèles ménageant un évidement 4. DePréférence la longueur du composant fond de poutre 1 est établie en ultiples d'un module dimensionnel qui peut être le module de 0,30 mètre plus à chaque extrémité la longueur d'appui sur les poteaux qui peut être de 0,04 mètre les dites extrémités étant biseautée. A titre d'exemple la longueur du composant fond de poutre peut être de 2,70 mètre + 0,08 mètre soit 2,78 mètres. La hauteur des parois latérales 3 est égale à la hauteur de soffite ou hauteur de retombée et peut ttre par exemple de h = 0,20 mètre ou ul- tiple de 0,10 mètre. Ce composant d'épaisseur 0,04 pour la protection au feu est légèrement armé pour permettre la manutention. Préférentiellement comme représenté notamment en figure 1C la paroi interne des rebords ou ailes 3 est conformée pour accrocher au béton de remplissage ou de liaison qui y sera coulé. A cet effet le c8té interne de chaque paroi des ailes 3 est doté d'une nervure 5 en saillie longitudinale. On peut cependant concevoir qu'à cet effet tout moyen équivalent soit utilisé et notamment que les parois internes soient dotées de rainures longitudinales ou qu'elles soient inclinées en sorte que l'évidement 4 ait une cope tronc-pyramidale ou plus simplement qu'elles soient d'une rugosité suffisante pour faciliter la préhension et l'accrochage. Le fond 2 du composant poutre 1 tel qu'illustré en figures 7 et 1B com- prend en des points régulièrement espacés selon le module d'un voile ince 6 succeptible d'strie brisé à la uatteline pour ménager une réservation pour des poteaux tel que décrit plus avant. De préférence le voile mince 6 est de forme carrée et de dimention légèrement inférieure à la section extirne du poteau correspondant ou égale à Sa section interne dans le cas du poteau tubulaire décrit plus avant. Les dits voiles minces 6 sont séparés par un espacement 7 de plus forte épaissour et de largeur pouvant être de l'ordre de 0,08 mètre. On conçoit que selon la conformation du poteau un ou plusieurs voiles 6 oote à côté puissent être brisés. Tel que représenté en figures 2 et 2B le composant fond de poutre est un compostant double en largeur. Le composant fond de poutre ou poutre est réalisé en préfabrication industrielle de toute manière connue. Il reçoit conne illustré en figure 7 le ferraillage 8 d'une poutre comple- te , la proportion d'acier étant fonction de la charge. Dans le cadre d'une préfabrication industrielle effectuée peur la co er- cialisation par catalogue sur le marché ouvert des composants le composant tond de poutre sera ré en dimensions modulaires telles que décrites plus haut, le dit composant étant destiné à recevoir le ferraillage et lt remplissage de béton constituant l'élément resistant de la poutre. Il va de soi que dans ce cadre du marché des composants compatibles que l'on peut appeler celui de la préfabrication amont (amont étant pris pour équivalent antérieur a la commande ou au projet à réaliser) l'utiliauteur à partir d'un fond de poutre modulaire pourra si besoin obtenir un ou plusieur tronçons les réservations pour le ou les poteaux étant ménagées à la derande. Dans le cadre d'une préfabrication pour un projet défini ou préfabrication aval et après étude des charges il est possible de réaliser le fond de poutre tel qu'illustré en figure 3 dans lequel les aciers 8 adaptés à la charge sont inclus directement,le fond de poutre 1 étant alers coulé d'une seule pièce sans évidement 4 Le fond de poutre t tel que décrit plus haut est destiné à coopérer avec un ou plusieurs poteaux 9 (fig.4 et 5). Les dits poteaux 9 peuvent être placé en bout de chacun des composants fond do poutre 1 qui reposent sur le dit poteau par leurs extrémités (fiv.13). On peut également concevoir dans le cas de la préfabrication amont que le ou les composants de poteaux 9 sont ou soient disposés en un ou des points quelconque du fond de poutre en regard d'une réservation 6 ménagée par rupture du voile 6. Dans le cadre d'une préfabrication amont telle que définie plus avant le composant poteauseraun poteau-tubulaire creux (fig. 4) l'épaisseur de 0,04 assurant la protection certaine au feu dans les cas général des constructions courantes. La section de ce poteau par exemple carrée ou rectangle, et sa hauteur est égale à la hauteur d'étage diminuée de la hauteur totale de la poutre ; le dit composant reçoit un ferraillage adapté aux charges. A titre d'exemple le composant poteau modulaire peut Entre de hauteur 2,30 mètres sous poutre et de section carrée de 0,30 x 0,30 eu de section 0,60 x 0,60 ou 0,60 x 0,30 mètre, un poteau de 0,60 x 0,30 pouvant Si besoin hêtre accolé à un de 0,30 x 0,30. Bans le cadre d'une préfabrication aval et après étude le poteau pourra être du type illustré en fig. 5 c'est-à-dire un poteau à broche inférieure 10 solidalfsée au poteau inférieur par un-ciment à baie de éaine synthétique et doté d'une réservation 11 à son sommet pour la broche du poteau supérieur. Le composant plancher est constitué de dalles 12 de forme rectangle et de dimensions modulaires destinées à venir en appui par leur bord et à être scellées à soc sur les bords 3 des fonds de poutres 1 qui sont disposées suivant une trame orthogonale. De préférence les dimensions des dalles sont exprimées en multiples du module de base de 0,30 cm pouvant atre par exemple de 1,20 m à 6 m de longuet à 0,60 ou 0,90 ou 1,20 de large, leur épaisseur étant calculée en sorte que par addition avec la hauteur des poteaux 9 et la hauteur de retombée on obtienne une hauteur d'étage complète. Dans le système modulaire choisi à titre d'exemple l'épaisseur des dalles sera de préférence de 0,20 m ce qui assure une bonne isolation accoustique avec une hauteur d'étage de 2,70 m et une hauteur sous plafond de 2,50 m. Les dalles de plancher 12 qui de préférence viennent de préfabrication finies dessus et dessous sont dotées d'une feuillure périphérique 13Li5 large du niveau du plancher jusqu un redan 14 sensiblement médian que sous le dit redan en sorte que leur surface inférieure 15 soit de dimen sinon plus grande que leur surface supérieure 16. La base de la feuillure 13 combinée avec le redan constitue le systène de clavetage de la ou des dalles tandis que le sommet de la feuillure par accotement de deux dalles (fig. 12) constitue un joint large 17 ouvert vers le haut ménageant un évidement, des canaux transversaux ou longitudinaux 18 sont ménagés au moulage dans l'épaisseur des dalles 12 et débouchent au-dessus du redan pour le passage des conduits ou des gaines de fluide, les évidements de joint 17 permettant d'acheminer les dits conduits ou gaines dans des directions différentes et pouvant recevoir les boitiers de distribution et permettant l'accès aux dits conduits et gaines depuis l'intérieur du logement. Cette disposition de l'invention permet d'éviter les inconvénients des faux plafonds tout en garantissant une bonne isolation acoustique. En outre la largeur du joint au niveau du plancher est telle qu'au cas d'irrégularité de niveau celles-ci peuvent être dissimulées facilement lors du remplissage du joint et de la finition sans décrochement à angle droit. Lors de la réalisation de l'ossature d'édifice par mise en oeuvre du sys- tème constructif objet de l'invention les composants 1 de fond de poutre de dimension modulaire sont disposé suivant une trame orthogonale au choix et reposent à chacune de leurs extrémités sur les poteaux 9 les dalles 1? ou composant de plancher sont alors disposées sur la trame en appui sur chacun des bords 3 des fonds de poutre 7 correspondant (fig.13) la réservation de la broche supérieure de chaque poteau venant au niveau du plancher 12 (fig 17). Après mise en place des aciers d'armature 8 dans les fonds de poutre 7 une plaque de coffrage est disposée le long des fonds de poutre jusqu'à hauteur du plancher. Ce coffrage peut autre avantageusement constitué (fig. 14) par le support de la rembarde de protection 19 dotée d'une joue rapportée 20 au droit du bord externe supérieur du fond de poutre 1, la dite joue constituant une réserve de coulage permettant l'élimination des ponts. phoniques. On peut également concevoir (fig. 15) que soit mis en place contre le fond de poutre 1 un composant de façade ou panneau porté 21 qui servira de coffrage. On peut également comme représenté en figure 16 utiliser une paroi extéF rieure en sur porteur 22 avec suppression de 11 ossature de rive ltossa- ture interne restant réalisée à partir de composants décrits plus avant. Le béton de liaison 23 retablissant le monolothisme de la structure sera coulé jusqu'au niveau du plancher 12 dans et sur les fonds de poutre et dans les joints 17 en assurant la solidarisation des composants. Comme illustré en figure 17 le poteau supérieur 9 viendra s'esbroeher dans le poteau inférieur 9. On peut également concevoir que si necessaire pour des raisons de charge ou pour l'adaptation d'un composant d'équipement un poteau peut être disposé en un polit quelconque de la longueur du fond de poutre 1 dans le cas d'une prétabrication amont (fig.16). Danc ce cas le voile en vis à vis du fond de poutre sera brisé pour laisser le passage du ferraillage 8 de liaison entre poteaux supérieurs et inférieurs. De niveau en niveau par mise en oeuvre du système constructif selon l'invention on obtient une structure ou assature qui peut être du type représenté en figure 18 en coupe ou en figure 19 en plan. Sur cette structure seront adaptés de manière connue les composants co- patibles modulaires de panneaux de façade et les composants compatibles de second oeuvre (cloisonnement etc...) et d'équipement, les dits com- posants pouvant Entre choisis sur catalogue dans le cadre du marché des composants. Le système constructif selon l'invention présente l'avantage d'être ouvert à toute évolution en fonction des contraintes de réalisation ou des composants compatibles que l'ossature ainsi réalisée recevra. C'est ainsi que corme représenté aux figures 6,7,8 et 9 on peut très facilement réaliser selon les besoins des noeuds sur poteau de deux trois ou quatre composants fond de poutre, les dits composants pouvant être sinpletou doubles selon les charges. Ces noeuds sont obtenus pré férentiellesont par tronçonnage des fonds de poutre selon les angles de jonction. On conçoit que le système constructif selon l'invention à partir do composants compatibles faciles à fabriquer industriellement est d'tee mise on oeuvre particulièrement simple sur le chantier. Il presente en outre l'avantqo d'être particulièrement souple et de permettre la réalisation de forme architecturales variées telles que façades arec décro chenet au biais. Cet avantage du système constructif selon l'invention est illustré par les figures 10 et 11. En figure 10 une poutre 24 est reliée à une poutre 25 à angle droit sur poteau 26 et une poutre 27 est reliée à une poutre 28 à angle droit sur un poteau 29 mn angle de valeur variable étant inscrit entre 25 et 28. Les composants de façade ou panneaux sont disposés de manière connue sur la structure ainsi réalisée et un panneau de liaison ou pièce d'angle 30 est dieposé à l'angle entre euxa Un remplissage du type cornu est maconné entre 25 et 28'. Cette solution peut notamment être utilisée dans le cas ou la structure schématisée par 25 et 28 doit être accolée à une construction mitoyenne non Jointive. En figure 11 est représentée une liaison entre deux poutres 31 et 32 sui- vant un angle obtus ; chacune des poutres repose sur son poteau 33 et un remplissage 34 est réalisé entre eux et caché par un panneau d'angle extérieur. Ces avantages de l'invention en font un système constructif particulièrement ouvert et souple il va de soi que les données dimenalonnelles ne le sont qu'à titre d'exen- ple non limitatif et que l'invention peut recevoir des variantes dans le domaine des équivalents techniques sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS RI/ Système constructif de structure ou d'ossature d'édifices, à partir de composants destinés à recevoir des composants compatibles de façade, de secend oeuvre, d'équipement ou autres caractérisé en ce quCil met en oeuvre des composants compatibles de poutre, de poteau et de plancher, - que les composants de poutre sont des fonds de poutres en U destins à recevoir un ferraillage correspondant aux effert appliqués, suc- ceptibles d'strie reliés entre eux suivant des noeuds à angles varia bles et conformés pour pouvoir être dotés d'une ou de plusieurs réservatiois en un ou des points de leur longueur pour la liaison avec ou entre eux des composants poteaux inférieurs et supérieurs - que les composants de plancher sont des dalles horizontales posées en appui sur les bords des composants de poutre et juxtaposées et qu'un béton de liaison est coulé sur les éléments de poutre jusqu'au niveau du plancher et dans les joints des dites dalles. R2/ Composant compatible de poutre mis en oeuvre dans le système cons tructif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est cons titué d'un caisson en U longitudinal de longueur modulaire et de hauteur de soffite dont la paroi inférieure est constituée de place en place d'un voile mince succeptible d'être briSé pour ménager la ou les réservations pour les poteaux le dit caisson recevant après préfabrication le ferraillage necessaire. 03/ Composant compatible selon la revendication 2 caractérisé en ce wue les parois latérales internes des ailes du dit composant sont conformée8pour accrocher avec le béton de remplissage. R4/ Composant compatible selon la revendication 2 et 3 caractérisé en- ce que la paroi interne de chaque aile présente au reins lie nervure longitudinale saillante. R3/ Composant compatible selon la revendication 2 caractérisé en ce que les voiles brisables sont de section inférieure à la section extérieure des composants de poteaux et sont à distance modulaire les uns des autres. R6/ Composant compatible de plancher mis en oeuvre dans le système cons tructif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est cons titué de dalles rectangle pourvues d'une feuillure de rive péripWéri- que large au niveau du plancher avec redan médian constituant avec la base de la feuillure système de clavetage et de canaux transver saux débouchant au-dessus du redan dans l'évidement du joint ménagé par la feuillure ce qui permet de faire circuler les conduits et gaines en les rendant accessibles depuis l'intérieur des logements et d'obtenir un joint large en surface permettant de dissimuler les irrégularitée de niveau.