Brevet FR2398151A1 — publié le 19790216

La présente invention concerne une=nouvelle structure sandwich, du type comprenant deux surfaces à savoir une semelle comprimée et une coque tendue, et une âme comprimée située entre lesdites deux surfaces, la semelle comprimée étant celle qui est soumise à une certaine force, telle que la pression du béton si ladite structure est utilisée comme banche ou élément coffrant ; une telle structure repose sur des appuis. La présente invention concerne plus particulièrement une nouvelle structure sandwich utilisable dans le cas suivant - les appuis sont coplanaires, ponctuels ou linéaires. - on cherche à obtenir une face globalement plane reposant surales appuis et sur laquelleM#nnents'appliquer sensiblement perpendiculairement des forces. - le cas de charge est prédéterminé I les forces sont ponctuelles ou répar- ties ; elles varient éventuellement en restant proportionnelles les unes aux autres, mais varient peu les unes par-rapport aux autres. - on cherche à btenirune~structure rigide dans son ensemble, ne nécessitant donc de la part des appuis que des réactions perpendiculaires au plan de la structure. I1 est bien connu des structures sandwich constituées de deux plaques minces parallèles, rigides et résistantes, appelées semelles, maintenues de part et d'autre d'une plaque de forte épaisseur appelée âme, réalisée avec un matériau léger. Si les semelles résistent bien aux efforts de traction ou de compression auxquels-elles sont soumises, par contre l'amie résiste moins bien aux efforts tranchants et surtout les liaisons âmesemelle résistent très mal aux efforts de cisaillement. la structure selon la présente invention pallie cet inconvénient majeur en ne soumettant ni l'âme ni les jonctions âme-semelle et âme-coque au cisaillement. De fagon plus precise, la structure selon ltinvention qui est du type comprenant une âme solide comprimée disposée entre deux surfaces à savoir une semelle comprimée soumise à une charge et une coque tendue, un ou plusieurs appuis disposés à la périphérie de ladite structure reliant lesdites surface comprimée et tendue, est notamment remarquable entre que ladite semelle comprimée est plane; alors que ladite eoque tendue est convexe, la convexité étant dirigée vers I1 extérieur de ladite structure, ladite coque et ladite semelle adhérant l'une à l'autre au niveau desdits appuis. D'autres avantages et earaetéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description qui va- suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en perspective d'un premier cas d'application de la structure selon l'invention, - la figure la est une vue en coupe de la structure de la figure 1, - la figure lb est une vue en élévation de la structure de la figure I, la la figure aest une vue en perspective d'un deuxième cas d'application de la structure selon l'invention, - la figure 2a est une vue en coupe de la structure de la figure 2 - la figure 2b est une vue en élévation de la structure de la figure 2 - la figure 3 est une vue en perspective d'un troisième cas d'application de la structure selon l'invention, - la figure 3a est une vue en coupe de la structure de la figure 3 - la figure 3b est une vue en élévation de la structure de-la figure 3 - la figure 4 est une vue en perspective d'un quatrième cas d'application de la structure selon l'invention, - la figure 4a est une vue en coupe de la structure de la figure 4, et - la figure 4b est une vue en élévation de la structure de la figure 4. L'originalité de la structure suivant la présente invention, vient de ce qu'elle comporte les trois -composants suivants - une coque reposant sur les appuis et formant poche entre ceux-ci. La forme de cette coque est celle qu'elle prendrait si, fixée aux appuis, et n1 étant pas rigide, elle suportait directement les forces auxquelles la structure doit pouvoir résister. Cette coque pourra comporter tout type de renforts ponctuels, en particulier au droit des charges ou appuis ponctuels. - un matériau léger remplissant le volume compris entre la coque et le plan des appuis, fera office d'âme et sera--donc sollicité en compression lorsque la structure sera chargée. Cette âme comprimée pourra-être pourvue de tout renfort nécessaire au droit des charges ponctuelles. Cette âme adhèrera le mieux possible à la coque bien que eela ne soit pas théoriquement nécessaire. - une semelle plane reposant et adhérant parfaitement à la coque au droit des appuis et sur l'âme partout ailleurs. Le rôle de cette semelle sera double d'une part habillage et protection de l'amie ; d'autre part, en résistant localement ou globalement à la compression transmise par la coque au droit des appuis, elle maintiendra ladite coque sur lesdits appuis. Lorsqu-'une résistance locale à la compression est requise, en partieulier au droit des appuis ponctuels, des renforts pourront être intégrés à cette semelle. Pour éviter tout flambement de cette semelle, la meilleure adhérence possible à tâme sera recherchée.Dans certains cas, on peut avoir intérêt à substituer à cette semelle plane une plaque ondulée remplissant le même office mais adhérant mieux à l'âme et offrant une-meilleure résistance au flambement. Certains cas vont maintenant être explicités permettant de mieux voir la structure selon l'invention. ler cas Dans ce cas, les appuis sont rectilignes parallèles et la charge est uniformément répartie applications : toiture, bardage, plancher d'éehafaudage et plancher léger, "coffrage tiroir", platelage de table de coffrage... Forme de la structure idéale 1 sandwich plan parabolique à épaisseur constante (figure 1) coupe perpendiculaire aux appuis 2 (figure la) droite-parabole coupe parallèle aux appuis 2 (figure lb) droites parallèles. Dans- toutes ces applications, les appuis 2 pourront être soit indépendants, saint intégrés à la structure qui comprend done une coque 3, une semelle 4 et une âme 5. Danse cas d'une application de la présente invention au bardage et à la couverture, on aura intérêt à utiliser comme semelle de la tôle ondulée ou du polyester ondulé et de la mousse phénolique comme âme. Dans le cas d'une application de la présente invention au coffrage horizontal du béton, on pourra utiliser comme semelle un sandwichpolyester- contreplaqué et comme âme de la mousse polyuréthane ou du polystyrène expansé. 2ème cas Dans ce cas les appuies sont rectilignes, parallèles et verticaux, et la charge est~répartie uniformément à une certaine cote et ståceroRt linéairement vers le bas. applications : coffrage vertical du béton, parois verticales d'une piscine polygonale, barrage, porte d'écluse, "muraille de navire',' ... formes des structures idéales :-- - sandwich plan parabolique à épaisseur constante (figure 1) l'épaisseur des semelles et coques pourra dans ce cas varier avec la pression - sandwich plan parabolique à épaisseur variant linéairement (figure 2) . eoupe perpendieulaire aux perpendiculaire aux appuis (figure 2a) droite-parabole coupe parallèle aux appuis (figure 2b)droites concourantes. Pour toutes ces applications, il sera possible d'utiliser, par exemple, pour la semelle 6 et la coque 7, un sandwich plastique renforcé verre - contreplaqué et pour l'amie 8, de la -mousse polyuréthane ou du polystyrène expansé. 3ème cas Dans ce cas, les appuis sont rectilignes, disposés en rectangle et la charge est uniformément répartie. applications panneau résistant à une pression uniforme quelconque, le cadre servant d'appui peut éventuellement être intégré à la structure. forme d'une-des structures possible panneau type "arc de cloître" (figure 3) La coque 9 est monobloc et se compose de quatre parties 9', éven- tuellement à coupe droite-parabole. tes figures 3a (coupe) et 3b (élévation) permettent de mieux voir la structure selon l'invention. 4ème cas Dans ce eas, les appuis sont ponctuels, disposés en rectangle et la charge est uniformément répartie. applications : exemples : plancher portant directement sur 4 poteaux ou coffrage horizontal reposant sur les quatre montants d'une table de coffrage. forme d'une des structures possible panneau type "voûte~d'arrête'i (figure 4). Comme précédemment-, la coque I0, est monobloc et se compose de -quatre parties 10'. Les figures 4a -et 4b se réfèrent à une vue en coupe et à une vue en élévation de la structure de la figure 4. En ce qui concerne les matériaux constituant les éléments de la structure 1, diverses combinaisons sont possibles. En effet, la coque tendue, peut être réalisée en métal, en bois, en tissu, ou matière plastique éventuellement renforede. Pour sa part, l'âme comprimée, solide pourra se composer notamment de bois, de béton léger ou de matière -plastique telle que le polystyrène expansé ou mousse phénolique ou- plus avantageusement, telle que la mousse polyuréthane. La semelle plane comprimée sera par exemple choisie parmi les composants de la coque tendue. Selon un mode préférentiel de réalisation, les deux surfaces comprimée et tendue sont en matière plastique et 1' âme comprimée est de la mousse polyuréthane. De fait, le choix du matériau est guidé par certains facteurs c'est ainsi que pour la coque tendue, il faudra notamment veiller à la résistance-- à la rupture, à la flèche en charge, à la résistance aux chocs et à la facilité de mise en forme ; pour l'âme comprimée les facteurs suivants sont prédominants : résistance à I'écrasement, élasticité, rémanonce de l'élasticité, tenue dans le temps, facilité de mise en oeuvre, résistance au cisaillement, adhérence aux surfaces comprimée et tendue. En ce qui concerne la semelle plane comprimée, il conviendra de faire plus particuliè- rement attention à la résistance à l'écrasement, au bombement, au flambement, à la résistance au poinçonnement, à la résistance à la rupture et aux chocs. Comme cela vient d'être signalé, l'amie comprimée devra adhérer aux surfaces tendue ou comprimée, éventuellement à l'aide -d'une colle ; si toutefois cette adhérence tétait pas possible, ou bien disparaissait avec le temps, il conviendrait soit de fixer des pattes entre les deux surfaces, soit de coudre ces deux surfaces, ou bien encore capitonner ou river lesdites surfaces. I1 est bien entendu que la structure selon l'invention est calculée chaque fois en fonction d'un cas de charge partieulier, et qu'elle ne pourra supporter un autre cas de charge que si ce dernier ne diffère du premier cas que quantitativement. De légères variations qualitatives seront néanmoins admises a condition de faire travailler le volume comprimé au cisaillement, et la surface tendue à la flexion. En outre., -il est possible suivant le cas de modifier la forme de la coque, notamment en remplagant le profil parabolique par un profil circulaire. R E V E N D I C A -T I O N S 1) Structure notamment applicable dans le domaine du bâtiment, du type comprenant une âme solide comprimée disposée entre deux surfaces à savoir une semelle comprimée soumise à une charge et une coque tendue, un ou plusieurs appuis disposés à la périphérie de ladite structure reliant lesdites surfaces comprimée et tendue, caractérisée en ce que ladite semelle comprimée est plane, alors que ladite coque tendue est convexe, la convexité étant dirigée vers l'extérieur de ladite structure, ladite coque et ladite semelle adhérant l'une à l'autre au niveau desdits appuis. 2) Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite surface convexe a une section transversale parabolique. 3) Structure s.elon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite surface convexe a une section transversale circulaire. 4) Structure selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisée en ce que ladite surface convexe a une section longitudinale linéaire, parallèle ou non au plan de la semelle. 5) Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que l'amie comprimée est un matériau plastique alvéolaire. 6) Structure selon la revendication 5 caractérisée en ce que ledit matériau est une mousse phénolique, ou de polyuréthane, ou bien un polystyrène expansé. 7) Structure selon ltune quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que a semelle comprimée et/ou la coque tendue sont constituées d'une feuille do matière synthétique adhérant à I'âme comprimée, éventuellement à l'aide d'une colle. 8) Banche permettant le coffrage vertical de béton caractérisée en ce qu'elle se compose d'une pluralité de structures juxtaposées conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 7.