Brevet FR2451489A1 — publié le 19801010

L'invention est relative à des organes de lIaison pour l'assem blague et le démontage rapides des éléments d'une charpente, tels que chevrons ou montants. Différents types d'organes de liaison des éléments d'une charpente ont déjà été proposés. On rencontre par exemple des pièces de liaison pourvues de griffes qui se plantent de part et d'autre des chevrons ou des montants de bois, pour réaliser un angle et en assurer la stabilité géométrique et mécanique. Ces pièces ne peuvent réunir que des élénents de charpente en bois. Beur mise en place nécessite un outillage spécial, de mise en oeuvre assez pénible et en outre, ces pièces ne sont pas démontables sans dommage. Il existe également des goussets de type tubulaire qui recouvrent les éléments à assembler pour former l'angle voulu. Ils constituent des pièces femelles dans lesquelles sont emmanchés les éléments à assembler. Leur fabrication nécessite un outillage compliqué et leur prix de revient est donc élevé. Par ailleurs, ces pièces femelles sont pratiquement irréalisables sur une profondeur suffisante pour garantir une bonne résistance, et la stabilité de lten- semble est donc problématique. Ces deux catégories de goussets présentent en outre l'incon- vénient commun de déborder la surface des éléments de charpente assemblés, donc de créer une discontinuité du contour ce qui est parfois particulièrement gênant au niveau du faîtage. Il a bien été proposé des organes malles de raccord pour des éléments tubulaires destinés à la construction rapide de meubles, comme par exemple le système dit "APTON Ces raccords, hormis le fait qu'il n'est pas possible de transposer facilement eette solution dans le domaine des charpentes, nécessitent l'utilisation d'un manchon tubulaire intermédiaire entre chaque élément à assembler et l'organe de raccord et ne peuvent être montés qutà force, ce qui exclut prJtiquement tout démontage sans dommage. La présente invention vise à l'élimination de tous les inconvénients évoqués plus haut et propres aux goussets connus, en permettant un assemblage et un démontage aisés, avec un outillage simple et léger, ce qui met l'opération à la portée de tout bricoleur notamment pour des types de constructions légères à assembler soimême. Blle trouve une application particulièrement intéressante pour la réalisation économique de serres, ateliers, abris de jardin, séchoirs, garages et autres édifices du même genre. Hormis un assemblage rapide, l'invention vise à permettre un démontage aussi simple et sans dommage pour les éléments, et assurer une excellente résistance de la charpente assemblée.La charpente doit en outre pouvoir être réalisée aussi bien avec des chevrons et montants en bois classiques qu'avec des chevrons profilés métalliques, par exemple en aluminium ou alliage léger et auxquels on fait appel de plus en plus souvent. Les organes de liaison selon l'invention s'emmanchent aux extrémités de chevrons ou montants tubulaires ou profilés, mais leur utilisation avec des éléments de charpente en bois plein comme les chevrons classiques, reste toujours possible et aisée par l'adjonction aux extrémités des éléments à assembler de pièces profilées intermédiaires. On fera donc par la suite référence à des chevrons ou montants tubulaires, étant entendu que cette dénomination recouvre également des éléments pleins prolongés par des pièces tubulaires de même profil. Les organes de liaison entre éléments de charpente tels que chevrons ou montants verticaux, selon 11 invention se présentent sous forme de pièces mâles s'emmanchant dans chacun des éléments tubulaires à assembler et définissant l'angle de raccordement nécessaire. Ces pièces sont constituées essentiellement d'un voile central plan bordé par deux flancs normaux au voile et parallèleDentre eux. le plan du voile colncide avec le plan médian de l'élément de charpente correspondant et les deux flancs servent de surfaces de guidage et de contact coopérant avec les surfaces internes des éléments tubulaires. L'invention et certaines autres caractéristiques est exposée dans la description qui suit et nour l'intelligence de laquelle on se référera aux dessins parmi lesquels - la figure 1 représente en plan avec une section rabattue et en coupe selon le plan AA, un exemple d'organe de liaison selon l'invention destiné à l'assemblage d'un chevron à une structure, - les figures 2 et 3 et 4 sont des variantes de l'exemple précédent, - la figure 5 illustre un exemple d'organe selon l'izventiorl destiile à l'asserobla > ge de deux chevrons par une vue en plan avec sections rabattue s - la figure 6 repr.selte une variante d'exécution d'un organe de liaison. du meme gendre, - la figure 7 illustre un autre exemple d'organe de liaison selon l'invention, destiné au raccordement de deux chevrons à contrepente sur un montant vertical. Un premier exemple illustré par la figl est celui d'un organe pour l'assemblage d'un chevron (figuré en pointillés) à une surface plane d'une structure. Cette surface peut être la partie verticale d'un pan de mur (figuré en hachures) à laquelle des chevrons doivent être fixés selon un angle prédéterminé pour réaliser une construction en applique du type appentis. L'organe de liaison comporte un voile central 1 plan occupant le plan vertical médian du chevron. Il est bordé par deux flancs 2, 3 normaux au plan du voile 1, parallèles à l'axe du chevron, la distance séparant les faces extérieures des deux flancs 2, 3 étant la même que celle séparant les faces internes supérieure et inférieure du chevron. A son extrémité tournée vers le pan de mur le voile 1 est bordé par une nervure 4 servant de semelle d'appui normale au voile 1, reliant entre eux les flancs 2 et 3 en les coupant selon un angle correspondant à l'inclinaison voulue pour le chevron par rapport au pan de mur. Sur la figure l'inclinaison du chevron par rapport à la verticale est de 600.A son extrémité opposée au mur, le voile 1 est de préférence bordé par une nervure 5 normale au voile 1 et reliant également les deux flancs 2, 3 entre eux. Le long de la nervure d'appui 4 et sur une partie de la longueur de celle-ci, le voile présente un évidement 6 pour permettre la fixation de l'organe de liaison contre le pan de mur. Cette fixation se fait par tout moyen approprié usuel tel qu'une ou- plusieurs vis traversant la nervure d'appui 4. Àu voisinage de son autre extrémité, près de la nervure 5, le voile 1 est percé d'une ouverture 7 permettant le passage d'une goupille ou pièce similaire. Cette goupille (non représentée) sert à maintenir le chevron tubulaire qui en place recouvre l'organe de liaison jusqu a la nervure d'appui 4. Le chevron est bien enteiidu coupé à son extrémité selon l'angle approprié. Pour l'assemblage du chevron tubulaire au an de mur on procède d'abord le hauteur voulue à la fixation de l'organe de liaison au nur jar eele par une vis traversant la nervure d'appui 4. Cette fixation est aisée du fait de l'évidement 6. Le chevron tubulaire coupé à l'angle correspondant est glissé jusqu'à la nervure 4 sur l'organe de liaison et fixé à celui-ci par exemple par une goupille introduite dans l'ouverture 7 et deux ouvertures correspondantes dans les trois latérales du chevron. sWotons que fondamentalement rien ne serait changé si au lieu d'un pan de mur vertical, on avait une assise horizontale ou même oblique. Ainsi les figures 2 et 3 représentent des variantes d'organes de liaison du même type mais destinés à servir à l'assemblage d'un montant tubulaire vertical sur une structure présentant une surface horizontale comme, par exemple, une assise en béton ou un profil continu courant horizontalement sur le sol, ou à un niveau supérieur. La différence entre les organes de liaison des figures 1 et 2 réside simplement dans l'introduction de formes à angles droits.Dans la figure 3, l'évidement du voile central contigu à la nervure d'appui est en deux parties symétriques séparées par un prolongement médian du voile, ce qui améliore la rigidité de la liaison et la qualité de l'ancrage de l'organe de liaison sur la structure horizontale par deux vis au lieu d'une, par exemple. Une autre variante est représentée à la figure 4. Dans ce cas, l'organe de liaison est venu directement d'une pièce avec une partie solidaire de la nervure d'appui. Cette partie est tubulaire et est destinée à recevoir un élément de structure mâle qui peut venir sty emmancher. Un autre exemple d'organe de liaison selon l'invention est illustre à la figure 5. Celui-ci est destiné à l'assemblage de deux chevrons (figurés partiellement en pointillés), formant entre eux un certain angle généralement 900, 120 ou 1300, par exemple au niveau d'un faltage. Bien que la forme représentrire et décrite main tenant soit symétrique, il est clair qu'il n'y a pas là-nécessité. L'organe de liaison est d'une façon générale constitué de deux parties réunies le long du plan bissecteur de l'angle de raccordement des chevrons. Elles comprennent chacune un voile central 1, 1' per peldiculaire au plan bissecteur déjà mentionné, bordé par deux flancs 2,3, respectivement 2', 3' normaux au plan du voile 1, 1' et parallèles aux axes des chevrons à assembler, la distance séparant les faces extérieures des flancs 1, 2 et 1', 2' étant égale à la dimension interne correspondante des chevrons. De part et d'autre du plan bissecteur, le voile 1, 1' est bordé par une nervure d'appui 4, 4'normale au plan du voile 1,1' et à l'axe des chevrons, et reliant entre eux respectivement les flancs 2, 3 et 2',3'. Les deux nervures d'appui 4, 4' forment un dièdre ouvert vers l'extérieur. Ce dièdre sert d'appui à une poutre de faîtage 8 représentée en pointillés, ou autre poutre d'angle de profil approprié et avantageusement de type tubulaire. De préférence et comme représenté, le dièdre est tronqué au voisinage de son arête par une surface plane 9 perpendiculaire au voile 1, 1' et reliant entre elles les nervures d'appui 4, 4' ce qui permet la fixation de la poutre d'angle 8 à l'organe de liaison par tout moyen approprié, par exemple par vis comme représenté. Les deux parties du voile 1, 1' sont bordées à leurs extrémités opposées par des nervures de renforcement 5, 5' reliant les flancs 2;3 et 2', 3'. Par ailleurs pour garantir la rigidité de l'ensemble le voile 1, 1' se prolonge sous les deux flancs inférieurs ou intérieurs 3, 3' par une extension il les réunissant entre eux. Cette extension il du voile 1, 1' est renforcée le long de son bord infé- rieur par une nervure 12 normale au plan du voile 1, 1', 1 1 et réunissant entre elles les nervures d'extrémité 5 et 5'.Les deux parties 1 et 1' du voile sont de préférence renforcées par une ou plusieurs nervures 13, 13' normales au plan du voile et réunissant les flancs 2 et 3, et respectivement 21 et 3' Il en est de même pour l'extension 11 du voile qui peut être renforcée par des nervures 14 reliant respectivewent les flancs inférieurs 3 et 3' à la nervure 12 bordant l'extension 11 du voile et disposées en concordance avec les précédentes. D'autres nervures secondaires comme celle désignée par la référence 15 peuvent aussi être prévues. Pour faciliter la fixation de la poutre 8, l'extension du voile 11 est de préférence partiellement évidée en 6 au voisinage de l'arête du dièdre 4, 4' ou de la surface plane 9 qui le tronque. Pour l'assemblage des chevrons, ceux-ci sont coure dans les cas précédents emmanchés autour des surfaces de guidage formes par les flancs 2, 3, 2', 3' jusqu'aux nervures d'appui 4, 4'. A cet effet, du fait de l'existence de l'extension 11, dans la paroi inférieure des chevrons sera ménagée une saignée (non figurée) de longueur convenable pour permettre l'emmanchement. Les chevrons sont définitivement immobilisés au moyen, par exemple, de goupilles les traversant ainsi que le voile 1, 1' par des ouvertures 7, 7' ménagées dans celui-ci. Ces ouvertures 7 et 7' sont de préférence au voisinage des flancs inférieurs 3, 3' et des nervures d'appui 4, 4' pour contrecarrer la tendance des chevrons à s'ouvrir du fait de leur saignée sur la paroi inférieure. Ce qui vient d'être dit en référence à un faîtage s'applique évidemment à l'assemblage d'un chevron incliné à un montant vertical. Une variante d'organe de liaison du m8me type est représentée à la figure 6. Dans cet exemple d'exécution, les nervures de renforcement sont disposées un peu différemment. Il en est de même de la forme de l'évidement pour la fixation de la poutre d'angle. En outre, au niveau de l'intersection des nervures d'appui et des flancs correspondants, une forme particulière permet par pincement élastique de solidariser aussi à ce niveau la poutre d'angle avec les flancs correspondants. Cette disposition est particulièrement utile contre les effets du vent. Un autre exemple d'organe de liaison selon l'invention est illustré par la figure 7. Celui-ci est destiné au raccordement de trois chevrons (représentés en pointillés) et plus particulièrement de deux chevrons de pans de couverture avec un montant vertical ou poteau, tel que le cas se présente pour la construction notamment de serres-chapelles. Les parties constitutives de cet organe sont similaires de celles du précédent, mais sont ici au nombre de trois, deux obliques et une verticale. Il n'et donc pas nécessaire d'entrer dans le détail, ce qui a été dit précédemment restant valable par analogie et les références étant les mêmes sauf pour l'indicew affectant celles de la partie verticale. Les caractères particuliers ou supplémentaires de cette réalisation vont cependant être mis en évidence ci-après. Les dièdres formés par les nervures d'appui 4, 4', 4" constituent un prisme droit à base triangulaire à l'intérieur duquel le voile 1, 1', 1" peut se prolonger. Dans ce prolongement peut avan tageusement être ménagée une ouverture centrale 15, ce qui per*.e-U-br2 le passage par exemple de conduites d'eau ou de câbles électriques. En l'absence de poutre d'angle prise entre les nervures d'appui 4, 4', 4" il n'eut pas utile de prévoir au voisinage de ces nervures d'autre évidement dans le voile 1, 1', 1". Seules deux extensivns 11, 11' du voile 1, 1', 1" sont ici prévues entre les flancs 3 et 2" et 3'et 3" respectivement, l'angle formé par les flancs supérieurs 2 et 2' restant libre pour la couverture du toit et la pose d'un joint servant de gouttière et éventuellement permettant le passage de personnes (non représenté). Les nervures de renfort habituelles peuvent se retrouver en 12, 12' 14, 14' par exemple. Il en est de même des ouvertures pour la fixation en 7, 7' et 7".Il y a pourtant lieu de noter que du fait que le montant tubulaire vertical doit présenter deux saignées opposées, l'ouverture correspondante 7" sera avantageusement remplacée par deux ouvertures symétriques proches des flancs verticaux 2" et 3". L'assemblage des éléments de charpente, chevrons et montant vertical ne pose pas de problème particulier et ce qui a été dit pour les autres exemples d'exécution peut être aisnment transposé. Des exemples qui viennent d'etre décrits, on voit que la solution consistant à utiliser des organes de liaison mâles, c'est-àdire s t emmanchant dans des éléments de cherpente femelles permet l'obtention de la continuité de la surface extérieure de la charpente une fois assemblée. En outre, lorsque l'assemblage est réalisé, on a une structure rigide, pratiquement indéformable, résistant aux contraintes de poussée et d'ouverture que l'on rencontre dans une ch rpente. La nervure de renfort 12 bordant l'extension 11 du voile 1, 1' dans le deuxième exemple décrit permet en outre la fixation'd'élé- ments dans chaque angle. Rappelons que si l'on veut utiliser des éléments de charpente en bois, il suffit de couper des chevrons tubulaires un peu plus long que l'emmanchement à réaliser pour prolonger le chevron de bois. Ces chevrons tubulaires sont profilés et géneralement obtenus par filage, ce qui garantit une géométrie parfaite, donc une bonne tenue des chevrons en bois. Par ailleurs, du fait de leur forme particulièrement simple un voile central avec des nervures et flancs perpendiculaires à ce voile, les organes de liaison selon l'invention peuvent être fabri qu4s facilement par moulage de matériau plastique, d'aluminium ou alliage léger injecté avec des moules très simples, en deux tarties au plus et avec des angles de dépouille nuls ou pratiquement nuls. le prix de revient en est par conséquent nettement inférieur à celui des disPositifs antérieurs connus. REVXlDICATIt 1 - Organe de liaison pour l'assemblage d'au moins deux éléments de charpente tubulaires à section rectangulaire ou d'un tel élément de charpente à une structure, caractérisé par le fait qu'il est constitué par autant de parties mâles qu'il y a d'éléments de charpente à assembler, s' emmanchant respectivement dans l'extrémité de chacun de ces éléments et comprenant un voile central plan raccordé à une paire de flancs latéraux plans normaux au plan de voile, parallèles à la direction générale de chacun des éléments à assembler et servant de surfaces de guidage et de contact coopérant avec les parois internes de ces éléments. 2 - Organe de liaison selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le voile central est renforcé par au moins une nervure normale à son plan et reliant les flancs de chaque paire. 3 - Organe de liaison selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'au moins une telle nervure se trouve à chaque extrémité de chaque partie male. 4 - Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que dans le voile central est ménagée au moins une ouverture pour la solidarisation en place de la partie male avec l'élément dans lequel elle est emmanchée. 5 - Organe de liaison selon l'une des revendications 2 à 4, destiné à l'assemblage d'un chevron tubulaire à une surface plane d'une structure, caractérisé par le fait qu'au moins une des nervures sert d'appui à l'organe de liaison contre la surface plane de la structure. 6 - Organe de liaison selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le voile est évidé le long d'au moins une partie de la lon gueur de la nervure d'appui pour faciliter la fixation de 1' organe à la structure. des des 7 - Organe de liaison selon l'une quelconque/revendications1 à 4, destiné à l'assemblage angulaire de deux chevrons tubulaires au niveau d'une poutre d'angle, caractérisé par le fait qu'il comprend deux parties mâles d'orientations générales symétriques par rapport au plan bissecteur de l'angle de raccordement des chevrons en place et terminées au sommet chacune par une nervure d'appui normale au voile, ces deux nervures formant approximativement un dièdre destiné à recevoir une poutre d'angle de profil approprié. 8 - Organe de liaison selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le dièdre est tronqué au voisinage de son arête par une nervure plane normale au voile et au plan bissecteur et reliant les deux nervures d'appui. 9 - Organe de liaison selon la revendication 7 ou la revendication 6, caractérisé par le fait que le voile central de chacune des parties se prolonge sous les. flancs inférieurs de chacune de ces parties, formant une extension qui réunit ces flancs. 10 - Organe de liaison selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'extension du voile est renforcée par une nervure le long de son bord extérieur. Il - Organe de liaison selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'extension du voile est renforcée par au moins une nervure normale à son plan et reliant chaque flanc inférieur à la nervure du bord extérieur. 12 - Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que l'extension du voile central est évidée au voisinage immédiat de l'arête du dièdre ou de la nervure qui le tronque pour faciliter la fixation de l'organe à une poutre d'angle. 13 - Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 destiné à l'assemblage de deux chevrons opposés à contrepente et d'un montant vertical, caractérisé par le fait qu'il comprend deux parties malles destinées à s'emmancher dans chacun des chevrons, symétriques par rapport au plan vertical d'intersection des pans correspondant à ces chevrons et terminées chacune par une nervure reliant leurs flancs, ces deux nervures formant un dièdre ouvert vers le bas, et une partie mâle inférieure verticale destinée à s 'emmancher dans le montant vertical, de constitution analogue aux deux précédentes et dont la nervure terminale forme avéc les deux précédentes un prisme droit à section triangulaire. 14 - Organe de liaison selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le voile central présente entre les flancs inférieurs des parties symétriques et les flancs de la partie verticale une extension qui relie ces flancs. 15 - Organe de liaison selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le bord de l'extension du voile central est renforcé par une nervure. 16 - Organe de liaison selon la revendication 15, caractérisé pcr le fait qu'au moins une nervure relie la précédeilte à au moins un flanc d'une des parties symétriques ou de la partie verticale. 17 - Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait qu'il est venu d'une pièce par simple moulage, notamment en matériau plastique, en aluminium ou alliage léger injecté.