Brevet FR2456182A1 — publié le 19801205

La présente invention concerne un élément de structure complet ou à compléter, dont la principale application est la réalisation de dallages et de plafonds. Cet élément est polygonal, à surface ensemble plane et il est susceptible de reposer sur des points d'appu. statiques disposés à ses coins ou au voisinage de ceux-ci. L'invention se rapporte aussi aux éléments de structure dont la forme d'ensemble résulte d'une transformation toDologique d'un élément polygonal plan et qui présentent une surface d'ensemble non plane, les éléments de ce genre étant également destinés à être en appui sur leurs coins. L'élément de structure selon la présente invention est du type de ceux qui sont constitués par un assemblage de poutrelles: les poutrelles périphériques et les poutrelles internes formant un réseau de consolidation de l'assemblage, et par des plaques de matière de remplissage disposées dans les espaces situés entre les poutrelles. La caractéristique essentielle de l'élément de structure conforme à la présente invention est la disposition des poutrelles internes qui sont orientées de la région centrale de l'élément vers ses coins ou vers le voisinage de ceux-ci. Cet élément de structure destiné à être en appui, non pas sur ses côtés mais sur ses coins, sera d'autant plus résistant qu'un plus grand nombre de poutrelles convergera à chacun de ses coins. Ainsi, une dalle communément utilisée, dont les poutrelles divisent la surface d'-ensemble en carrés est totalement prohibée conformément à la présente invention. Bes éléments de structure conformes à la présente invention seront très avantageusement utilisés, comme éléments préfabriqués, dans la construction d'habitats à faible coût. On décrira plus en détail ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, plusieurs modes de réalisation et d'assemblage d'éléments de structure conformes à la présente invention, en.réfé -rence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue de face d'un exemple d'un élément carré réalisé selon l'invention. La figure 2 est, à plus petite échelle, une vue schématique d'un autre élément carré, satisfaisant aux conditions limites exigées par la présente invention. La figure 3 illustre un contre-exemple. La figure 4 est un schéma montrant une règle de distribution des poutrelles, conformément à l'invention. La figure 5 est également une vue de face d'un élément carré selon l'invention, présentant une distribution plus complexe des poutrelles. Les figures 6 et 7 sont d'autres variantes respectivement pour un élément rectangulaire et un élément triangulaire. La figure 8 est une vue générale en perspective d'un élément selon l'invention à surface paraboloide hyperbolique (PH). La figure 9 est,à échelle agrandie, une vue en coupe effectuée suivant la ligne IX-IX de la figure 1. les figures 10 et 11 sont des vues analogues à la figure 9, mais illustrant les deux étapes d'un autre mode de fabrication des éléments de structure selon l'invention. Bes figures 12 et 13 montrent, en coupe verticale partielle, des éléments de structure fabriqués encore différemment des précédents. La figure 14 est une vue en coupe verticale partielle effectuée suivant la ligne XIV-XIV de la figure 1 et présentant un mode de fixation possible d'un élément selon l'invention, en appui sur l'un de ses coins. La figure 15 montre en élévation, une variante du montage de la figure 14. Ta figure 16 représente une vue schématique, en coupe transversale partielle, d'une troisième possibilité de fixation des éléments de structure conformes à l'invention, permettant de constituer un assemblage non démontable. La présente invention concerne en premier lieu un élément de structure polygonal 1, faisantoffice de dalle pour la construction d'un plafond ou d.'un plancher, et spécialement conçu pour supporter des efforts appliqués perpendiculairement à sa surface et pour transmettre ces efforts à des points d'appui (dont un est représenté sur la figure 1) sur lesquels le panneau est en appui par ses coins la, lb, 1c, 1d. Cet élément est constitué par un assemblage de poutrelles disposées dans un même plan. Il est délimité par les poutrelles périphériques 2 et rigidifié par un réseau de poutrelles internes 3 interconnectées. les espaces laissés vides entre les poutrelles 2, 3 sont ou seront garnis d'une matière de remplissage, suivant que 1' élément est mis à la disposition de l'utilisateur, prêt à poser ou à complèter par ce dernier avec la matière de remplissage de son choix. Conformément à l'invention, il importe que les poutrelles internes 3 convergent vers les coins de l'élément 1. Ainsi, la figure 3 montre une structure interdite par l'invention et la figure 2, un cas limite du fait qttune seule poutrelle interne aboutit à chacun des coins de l'élément. Toutefois, dans la mesure oW les conditions de l'invention sont remplies, on n'interdit pas que certaines des poutrelles internes 3 soient reliées aux poutrelles 2, dans leurs régions médianes. A titre d'exemple, les poutrelles 3a des figures I et 5 pourraient être prolongées. Les poutrelles 3, qui formeront avantageusement un réseau de densité régulière, seront distribuées par exemple suivant la règle de la triangulation, ce qui est illustré par la figure 4. Par ailleurs, les éléments de structure selon l'invention pourront comporter également des poutrelles 3 courbes, notamment circulaires (figure 5). Bes figures 6 et 7 montrent l'une un élément rectangulaire, l'autre un élément triangulaire,et la figure 8 un élément résultant d'une transformation topologique d'un élément plan à surface carrée. La surface gauche obtenue dans ce cas particulier est une surface Bi il est bien entendu que les poutrelles internes subissent également la tranformation topologique.De tels éléments à surface non plane pourront être utilisés pour créer des structures solides plus com plexes. La ftEre1 montre aussi que les zones de jonction des poutrelles 2, 3, notamment au centre et aux coins de l'élément se ront renforcées par une plus grande surface de matière, afin d'éviter toute rupture de ces poutrelles et également afin de supprimer les angles vifs des croisements de celles-ci. Sur les figures 9 à 13, on peut voir deux exemples de section verticale des poutrelles : trapézoidale ou trapézoldale avec une grande base se prolongeant pour former une semelle d'appui 4 (figure 9). On pourra également prévoir des poutrelles rectangulaires et des poutrelles dont la hauteur, tant dans le sens longitudinal que dans le sens transversal, suive une loi représentée par un cosinus- hyperbolique. Bes poutrelles seront réalisées en béton ou béton armé, et la matière de remplissage en plâtre, terre, brique etc... Dans la forme de réalisation montrée à la figure 9, la matière de remplissage 5 est disposée sur une plaque 6 métallique ou en bois reposant sur les semelles d'appui 4 des poutrelles 2, 3. On pourra aussi fabriquer l'élément de structure par moulage du béton constituant 1es poutrelles 2, 3 dans un moule 6a, avec moulage simultané de la matière de remplissage (terre, béton) (fi guru 10), l'ensemble étant ensuite renversé pour sa mise en place (figure 11). On pourra réaliser des planchers à partir d'éléments de structure obtenus de cette façon. On pourra aussi réaliser des éléments de structure selon l'invention par moulage d'un seul tenant de béton armé, les poutrelles 2, 3 faisant office de nervure (figures 12 et 13); l'armature 7 sera dans le premier cas constituée par une grille d'acier plane pour l'ensemble de la pièce, dont les poutrelles 2, 3 comporteront des armatures spéciales 7a, et dans le second cas par une armaure grillagée épousant la forme du moule. les figures 14, 15, 16 illustrent trois possibilités de fixation d'un élément de structure suivant 11 invention, les deux premières procurant un assemblage démontable et la troisième un assemblage fixé à demeure. Dans le premier cas, l'élément 1 repose, par l'un de ses coins, sur la base 8a d'un manchon métallique 8 de diamètre inférieur à cel-ui du poteau 9 réalisé en deux parties 9a, 9b, dont chaque extrémité vient se loger dans le manchon 8. Dans le second cas, le poteau 9 est également réalisé en deux parties, la partie inférieure 9a présentant un orifice central recevant l'extrémité inférieure de la partie 9b, et son sommet étant conformé pour que l'élément 1 vienne s'y appuyer. Enfin, dans le cas de l'assemblage non démontable, le poteau 9 présente une encoche 10 pour l'insertion de l'élément 1, dont les armatures 11 des poutrelles 2, 3 sont noyées dans le béton du poteau 9. il est du reste bien entendu que les modes de réalisation de la présente invention qui ont été décrits ci-dessus en référence au dessin annexé ont été donnés à titre indicatif et nullement limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention. - REVENDICATIONS 1.- Elément de structure, destiné notamment à la construction de dallages et de plafonds, susceptible de reposer sur des points d'appui statiques disposés à ses coins ou au voisinage de ceux-ci, constitué par un assemblage de poutrelles : les poutrelles périphériques et les poutrelles internes formant un réseau de consolidation de l'assemblage, et par des plaques de matière de remplissage disposées dans les espaces situés entre les poutrelles, ledit élément étant polygonal, à surface d'ensemble plane, ou bien présentant une forme d'ensemble résultant d'une transformation topologique d'un élément polygonal plan, ainsi qu'une surface non plane, caractérisé en ce que les poutrelles internes 3 sont disposées de façon à être orientées de la région centrale de l'élément 1 vers ses coins ou vers le voisinage de ceux-ci. 2.- Elément de structure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poutrelles internes 3, qui forment un réseau de densité régulière, sont distribuées suivant la règle de la triangulation. 3.- Elément de structure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en outre, certaines poutrelles internes 3 sont reliées aux poutrelles 2 dans la région médiane de ces dernières. 4.- Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des poutrelles 3 courbes, notamment circulaires. 5.- Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les zones de jonctions des poutrelles 2, 3 sont renforcées par une plus grande surface de matière. 6.- Elément de structure selonl'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la section verticale des poutrelles 2,- 3 est rectangulaire, trapézoidale, éventuellement avec une grande base se prolongeant pour former une semelle d'appui 4, les semelles d'appui 4 de l'élément étant destinées à recevoir des plaques 6 sur lesquelles la matière de remplissage 5 sera dis posée, selon un mode de réalisation dudit élément. 7.- Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la hauteur des poutrelles 2, 3, tant dans le sens longitudinal que dans le sens transversal, suit une loi représentée par un cosinus hyperbolique. 8.- Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par moulage du béton constituant les poutrelles 2,3 dans un moule 6a, avec moulage simultané de la matière de remplissage 5, l'ensemble étant ensuite renversé pour sa mise en place. 9.- Elément de structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par moulage d'un seul tenant de béton armé, les poutrelles 2,5 faisant office de nervure, l'armature 7 étant constituée par une grille d'acier plane pour 11 ensemble de la pièce et d'armatures spéciales pour les poutrelles 2, 3 ou bien consistant en une armature grillagée épousant la forme du moule.