Brevet FR2435567A1 — publié le 19800404

La présente invention concerne les structures de bâtiments à élements préfabriqués, et en particulier à éléments en béton. Il existe de nombreuses structures de bâtiments à éléments préfabriqués, utilisées notamment dans la construction d'établissements scolaires. Une technique habituellement retenue consiste à prévoir des panneaux de façade porteurs bordés par des éléments de raccordement non porteurs. De tels panneaux sont nécessairement massifs en raison de leur fonction porteuse, et ont un poids dépassant largement trois tonnes lorsqu'ils sont réalisés en béton blanc ; de ce fait, ils sont onéreux et leur coût apparait encore plus important lorsqu'ils rentrent dans la fabrication de bâtiments ne comportant pas d'étages ce qui est très souvent le cas pour des établissements scolaires visant l'école primaire et/ou maternelle. La présente structure, sans être limitée à cette dernière application, a pour objet de simplifier la conception de bâtiments à éléments préfabriqués et faciliter les opérations de montage, diminuant ainsi les temps de pose et de ce fait le coût de telles réalisations. Il s'agit plus particulièrement d'une structure de bâtiments à éléments préfabriqués, caractérisée par le fait-qu'elle comporte une ossature porteuse en béton formée de poteaux verticaux à section cruciforme et de poutres horizontales reposant directement sur lesdits poteaux, une pluralité de longrines horizontales en béton reliant les extrémités inférieures des poteaux à section cruciforme sur la périphérie du bâtiment, et des panneaux de façade verticaux non porteurs reposant directement sur les longrines par leur bord inférieur et fixés aux poutres horizontales de l'ossature porteuse en leur bord supérieur. La structure de l'invention peut présenter en outre l'une au moins des caractéristiques suivantes - les poteaux verticaux à section cruciforme du rez-de-chaussée ont leur extrémité inférieure encastrée dans une fondation préfabriquée associée dont les bords supérieurs servent d'appui aux longrines horizontales, ces fondations étant de préférence- constituées par des dés en béton armé dans lesquels est ménagée une réservation recevant l'extrémité inférieure du poteaux à section cruciforme, auquel cas il est avantageux que les extrémités inférieures des poteaux à section cruciforme présentent un décrochement sur leurs quatre faces de bord de façon que les épaulements ainsi formés constituent des appuis pour lesdits poteaux sur les bords supérieurs des dés en béton, - des plots de raccordement en mortier sont prévus contre deux faces internes des poteaux à section cruciforme adjacentes à la face de bord desdits poteaux contre laquelle est disposée une longrine horizontale, de sorte que lesdits plots enrobent les armatures saillant des extrémités des longrines d'une part et les armatures saillant de l'encastrement des poteaux à section cruciforme d'autre part, - les têtes de poteaux à section cruciforme présentent une platine d'appui pour l'appui d'au moins deux poutres horizontales, - le raccordement des poutres horizontales en tête des poteaux à section cruciforme est réalisé par un élément plat présentant des branches fixées aux poteaux à raccorder, ledit élément plat étant en outre avantageusement cruciforme et fixé sur une tige métallique sensiblement verticale saillant en tête des poteaux à section cruciforme grâce à un trou central pour le passage de ladite tige, - les longrines présentent un rebord supérieur longitudinal formant bord de pivotement pour les panneaux de façade verticaux dont le bord inférieur présente une rainure prévue pour coopérer avec ledit rebord, - des éléments d'étanchéité sont prévus entre les bords des panneaux de façade verticaux, - pour une structure de bâtiment ne comportant qu'un rez-de-chaussée, les poutres horizontales en béton sont en forme de U pour recevoir les cheneaux, lesdites poutres présentant avantageusement en leurs extrémités des rails scellés à la préfabrication en fond de U, lesdits rails permettant un boulonnage sur un élément plat de raccordement en tête de poteau à section cruciforme. L'invention concerne également un procédé de montage d'une telle structure de bâtiment à éléments préfabriqués, et plus particulièrement un procédé caractérisé par le fait qu'il comporte les phases successives d'érection de poteaux verticaux à section cruciforme, de mise en place et de raccordement de poutres horizontales reposant sur lesdits poteaux et de longrines horizontales reliant les extrémités inférieures des poteaux sur la périphérie du bâtiment, et enfin de mise en place de panneaux de façade par appui de leur bord inférieur sur les longrines et pivotement jusqu'à verticalité et de fixation desdits panneaux aux poutres horizontales en leur bord supérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, en référence aux figures du dessin annexé ou - la figure 1 illustre, en perspective, une portion de structure de bâtiment ne comportant pas d'étage, conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue montrant un mode préférentiel d'encastrement des poteaux verticaux à section cruciforme, - la figure 3 détaille le raccordement des longrines horizontales, - la figure 4 illustre le raccordement des poutres horizontales supérieures en angle, lesdites poutres prenant appui en tête du poteau cruciforme associé, - la figure 5 est une coupe par un plan vertical, illustrant la mise en place des panneaux de façade une fois l'ossature porteuse terminée, - les figures 6 et 7 sont des coupes de détails illustrant respectivement la fixation des panneaux de façade mis en place et des moyens d'étanchéité prévus entre panneaux adjacents. Dans les figures qui vont être décrites, on a représenté une structure de bâtiment à éléments préfabriqués sans étage. Il va de soi que l'invention s'applique également à des bâtiments à étages, et l'homme de l'art aura à sa disposition tous les moyens classiques pour le faire, en renforçant les plafonds par d'autres poutres notamment. Néanmoins, la variante décrite correspond à un besoin technique plus particulièrement ressenti et où l'invention apporte un progrès très important par rapport aux réalisations antérieures, en particulier dans la. conception de groupes scolaires modernes. Figure 1, une structure de bâtiment à éléments préfabriqués conforme à l'invention comporte une ossature porteuse en béton formée de poteaux verticaux 1 à section cruciforme (un seul poteau d'angle est visible ici) et de poutres horizontales 2 reposant sur lesdits poteaux, une pluralité de longrines horizontales 3 en béton reliant les extrémités inférieures des poteaux 1 sur la périphérie du bâtiment, et des panneaux de façade verticaux 4 non porteurs reposant directement sur les longrines par leur bord inférieur et fixés aux poutres 2 en leur bord supérieur. Tous les éléments cités sont préfabriqués, de sorte que le montage est considérablement simplifié, ainsi que cela sera ultérieurement décrit. Il est essentiel de comprendre que les panneaux 2, qui seront soit préfabriqués soit de façade traditionnelle, sont ici non porteurs, ce qui permet de prévoir des panneaux beaucoup plus légers, de l'ordre de 700Kg par exemple, alors que les conceptions en panneaux porteurs utilisaient des panneaux dont le poids dépasse couramment 3 tonnes ; ici, les panneaux de façade constituent un simple remplissage, leur choix et/ou définition étant laisses au maitre d'oeuvre selon le type de bâtiment concerné. Les poteaux verticaux à section cruciforme 1 ont leur extrémité inférieure encastrée dans une fondation préfabriquée associée 5 dont les bords supérieurs 6 servent d'appui aux lo ngrines horizontales 3 ; cette conception sera décrite à l'appui des figures 2 et 3 détaillant mieux la zone d'encastrement et d'appui. La tête des poteaux 1 présente une platine d'appui 7 pour l'appui d'au moins deux poutres horizontales 2 (ici, en angle, il y a deux poutres, mais trois ou encore quatre poutres peuvent prendre appui sur la platine 7). En outre, des appuis intermédiaires 8 peuvent être éventuellement prévus en cas de longrines de grande longueur. Figure 2, une réalisation préférentielle d'encastrement est illustrée la fondation préfabriquée 5 est constituée par un dé en béton armé dans lequel est ménagée une réservation recevant l'extrémité inférieure du poteau cruciforme 1. Cette extrémité présente avantageusement, comme illustré, un décrochement sur ses quatre faces de bord de façon que les épaulements 9 ainsi formés constituent des appuis pour le poteau 1 sur les bords supérieurs 6 du dé en béton 5. En effet, la cote verticale de la platique supérieure 7 sera vérifiée avec une bonne précision, une fois le mortier de scellement 10 pris après contrôle de la parfaite verticalité du poteau 1.On pourrait également ne pas prévoir de décrochement et une réservation plus importante, ce qui simplifie la conception du poteau cruciforme ; mais, dans ce cas, il faudra procéder à un réglage en altitude de la réservation à l'aide par exemple de mortier et de cubes métalliques, et régler la position du poteau dans sa réservation à l'aide par exemple de cales en bois avant de claveter avec du béton. Figure 3, une fois les longrines telles que 3 positionnées sur le bord 6 du dé en béton et contre la face de bord du poteau 1, on réalise par coulée des plots de raccordement tels que 12, contre les deux faces internes adjacentes 13, de sorte que lesdits plots enrobent les armatures 14, 15 en attente saillant respectivement des extrémités des longrines 3 d'une part et de l'encastrement des poteaux cruciformes 1 d'autre part. Figure 4, les poutres horizontales 2 en béton, ici en forme de U pour recevoir les cheneaux et former gouttière, reposent sur la platine 7 en tête de poteau 1. Le raccordement de ces poutres est réalisé par un élément métallique plat 16 présentant des branches fixées aux poteaux à raccorder et un trou central 17 pour le passage d'une tige métallique 19 filetée en bout et saillant en tête des poteaux 1. L'élément plat 16 sera de préférence cruciforme pour permettre indifféremment le raccordement de deux, trois ou quatre poutres horizontales en tête de poteau. Cet élément 16 sera fixé aux poutres à raccorder, par exemple par boulonnage, sur des rails scellés à la préfabrication en fond'de U 18, tels que les rails commercialisés, sous l'appellation "Halfen", et l'assemblage est ensuite claveté au mortier. Grâce à cette disposition, les poutres préfabriquées 2 sont positionnées sans réglage particulier, celui-ci étant en fait déjà effectué lors de la pose des poteaux 1. Le montage de l'ossature porteuse ainsi décrite ne pose pas de problèmes particuliers, et comporte les phases successives d'érection des poteaux cruciformes 1, et de mise en place et de raccordement des poutres horizontales 2 et des longrines 3. I1 reste maintenant à effectuer la mise en place et la fixation des panneaux de façade 4, phase illustrée en figure 5 Observons tout d'abord que les longrines 3 présentent un rebord supérieur longitudinal 19 et que le bord inférieur des panneaux 4 présente une rainure longitudinale 20 prévue pour coopérer avec ledit rebord. Pour la mise en place, chaque panneau est appuyé sur la longrine associée par son bord inférieur (rainure 20 contre rebord 19), ici du côté du plancher intérieur 21, puis pivoté selon la flèche 22 jusqu'à verticalité où il suffit alors d'une retenue en tête à la poutre horizontale 2 associée, le bord supérieur du panneau venant en appui contre un boudin souple 23 évitant un choc trop important. On utilisera par exemple une simple équerre métallique 24 (figure 6) boulonnée en tete et reliée à la poutre 2 par un moyen quelconque tel par exemple qu'une douille commercialisée sous l'appellation "Vemon. Il reste à prévoir des moyens d'étanchéité entre panneaux adjacents, tel qu'un joint comprimé 26 (figure 7Y inséré entre les rainures 27 ménagées à cet effet sur les chants des panneaux 4, complété par une épaisseur 28 de matériau pâteaux ayant les qualités requises de souplesse et d'étanchéité. La structure de bâtiment décrite permet des opérations de montage aisées avec un temps de pose très compétitif : à titre indicatif, pour un bâtiment sans étage, constitués en cinq pièces et autour d'une trame carrée d'environ 7 mètres, le gros oeuvre peut se monter en trois semaines et, avec une bonne coordination des corps d'état du second oeuvre, on peut terminer la construction en un peu plus de quatre mois. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée aux exemples qui en ont été donnés, mais comprend toute variante reprenant avec des moyens équivalents les éléments caractéristiques essentiels de l'invention telle que revendiquée. REVENDICATIONS 1. Structure de bâtiment à éléments préfabriqués, caractérisée par le fait qu'elle comporte une ossature porteuse en béton formée de poteaux verticaux à section cruciforme et de poutres horizontales reposant directement sur lesdites poteaux, une pluralité de longrines horizontales en béton reliant les extrémités inférieures des poteaux à section cruciforme sur la périphérie du bâtiment, et des panneaux de façade verticaux non porteurs reposant directement sur les longrines par leur bord inférieur et fixés aux poutres horizontales de l'ossature porteuse en leur bord supérieur. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les poteaux verticaux à section cruciforme du rez-de-chausée ont leur extrémité inférieure encastrée dans une fondation préfabriquée associée dont les bords supérieurs servent d'appui aux longrines horizontales. 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les fondations préfabriquées sont constituées par des dés en béton armé dans lesquels est ménagée une réservation recevant l'extrémité inférieure du poteau à section cruciforme correspondant. 4. Structure selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les extrémités inférieures des poteaux à section cruciforme présentent un décrochement sur leur quatre faces de bord de façon que les épaulement ainsi formés constituent des appuis pour lesdits poteaux sur les bords supérieurs des dés en béton. 5. Structure selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que les plots de raccordement en mortier sont prévus contre deux faces internes des poteaux à section cruciforme adjacentes à la face de bord desdits poteaux contre laquelle est disposée une longrine horizontale, de sorte que lesdits plots enrobent les armatures saillant des extrémités des longrines d'une part et les armatures saillant de l'encastrement des poteaux à section cruciforme d'autre part. 6. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les têtes de poteaux à section cruciforme présentent une platine d'appui pour l'appui d'au moins deux poutres horizontales. 7. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le raccordement des poutres horizontales en tête des poteaux à section cruciforme est réalisé par un élément plat présentant des branches fixées aux poteaux à raccorder. 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'élément plat est en outre fixé sur une tige métallique sensiblement verticale saillant en tête des poteaux à section cruciforme. 9. Structure selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée par le fait que l'élément plat est cruciforme. 10. Structure selon la revendication 9, caractérisée par le fait que l'élément plat cruciforme présente en son centre un trou pour le passage de la tige métallique. 11. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les longrines présentent un rebord supérieur longitudinal formant bord de pivotement pour les panneaux de façade verticaux dont le bord inférieur présente une rainure prévue pour coopérer avec ledit rebord. 12. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que des éléments d'étanchéité sont prévus entre les bords en regard des panneaux de façade verticaux. 13. Structure de bâtiment ne comportant qu'un rez-de-chaussée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les poutres horizontales en béton sont en forme de U pour recevoir les cheneaux. 14. Structure selon la revendication 13, caractérisée par le fait que les poutres présentent en leurs extrémités des rails scellés à la préfabrication en fond de U, lesdits rails permettant un boulonnage sur un élément plat de raccordement en tête de poteau à section cruciforme. 15. Procédé de montage d'une structure de batiment à éléments préfabriqués selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte les phases successives d'érection de poteaux verticaux à section cruciforme, de mise en place et de raccordement de poutres horizontales reposant sur lesdits poteaux et de longrines- horizontales reliant les extrémités inférieures des poteaux sur la périphérie du bâtiment, et enfin de mise en place de panneaux de façade par appui de leur bord inférieur sur les longrines et pivotement jusqu'à verticalité et de fixation desdits panneaux aux poutres horizontales en leur bord supérieur.