Brevet FR2434908A1 — publié le 19800328

La présente invention concerne un élément d'ossature pour un portique auto-porteur pour la réalisation de constructions. On connaît à ce jour des portiques auto-porteurs en métal, en béton ou en bois. Les portiques en métal mettent en oeuvre des éléments d'armature composés de longerons et d'entretoises solidarisés entre eux préalablement en usine, par soudage, boulonnage ou rivetage et assemblés entre eux sur le site de la construction. Ce mode réalisation a été très largement employé pour réaliser des portiques de grande portée jusqu'à 30 mètres environ. Cependant, ces portiques en métal pré- sentent un certain nombre d'inconvénients : le métal est un matériau onéreux et lourd et suppose un entretien important. Sa protection contre le feu est également très délicate. Enfin, l'assemblage des éléments d'ossature sur le site de construction du portique est une opération longue, délicate et coûteuse nécessitant un personnel expérimenté. Les portiques en béton présentent également l'inconvénient du poids. En outre, la réalisation d'éléments d'ossature est délicate de même que l'assemblage des élements d'ossature entre eux. Les portiques auto-porteurs en bois constituent donc la solution la plus tradionnelle réunissant le maximum -d'avantages. Un tel portique comprend un ou plusieurs versants, chacun de ces versants étant composé d'au moins deux, et généralement plus,éléments d'armature, chaque élément d'armature comprenant d'une part une colonne de direction génerale verticale et, d'autre=part, un arlbalétrier horizontal ou incliné sur l'horizontale , rigidement relié à la colonne à ou au voisinage de son extrémité supérieure. On connaît à ce jour plusieurs formes de réalisation de tels éléments d'armature auto-porteurs en bois. Dans le brevet français 1 566 680, la colonne et l'arbalétrier d'un élément d'armature forment un ensemble unitaire continu qui, en section droite transversale, se présente sous la forme de deux T tête-bêche dont les ailes sont réunies par deux séries d'entretoises latérales placées dans deux plans parallèles. La solidarisation de la colonne et de l'arbalétrier est réalisée en dehors du site de la construction avant le montage,par conséquent,du portique. Cette solidarisation résulte de la mise en place d'un certain nombre d'entretoises croisées, certaines d'entre elles venant se placer perpendiculairement à la bissectrice de l'angle formé par la colonne et l'arbalétrier. I1 s'ensuit qu'un élément d'ossature réalisé selon ce brevet doit être transporté sur le site de montage avec la colonne et l'arbalétrier solidarisés l'un a l'autre. Or, cela se révèle être difficile dans le cas de portique de grande portée, par exemple de l'ordre de 30 mètres, du fait de la longueur de l'arbalétrier et de l'angle formé par l'arbalétrier et la colonne. Dans le brevet français 2 184 472, il est décrit un élément d'armature dans lequel la colonne et l'arbalétrier forment également un ensemble,unitaire et continu. La colonne d'une part et 1' arbalétrier, d'autre part, comprennent en premier lieu deux membrures coplanaires, légè- rement inclinées l'une par rapport à l'autre, composées chacune d'une pluralité de planches et, en second lieu, une pluralité d'entretoises venant s'intercaler entre les planches des membrures, l'ensemble étant solidarisé au moyen de pointes. La solidarisation de la colonne à l'arbalétrier est assurée par l'entrecroisement des éléments constitutifs respectifs à savoir entretoises et membrures. Outre les problèmes afférents à la réalisation proprement dite de tels éléments d'armature , il est clair que l'on retrouve le même problème que mentionné précedemment pour le transport de portiques de grande portée.Pour résoudre ce problème, il est prévu que l'arbalétrier peut être réalisé en plusieurs tronçons qui sont mis bout à bout et solidarisés l'un à l'autre sur le site de construction. Cette opération est cependant complexe et nécessite un personnel spécialisé. Elle risque également d'affaiblir le portique. En tout état de cause, il subsiste le problème du transport de l'angle formé par une partie de l'arbalétrier et tout ou seulement partie de la colonne. Le brevet français 2 147 587 décrit, quant à lui, un procédé d'assemblage de fermettes de charpente au moyen de goussets solidarisés aux éléments de la fermette au moyen d'agrafes. Cependant, ce procédé se prête mal à la réalisation de portiques de grande portée. L'invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et, à cet effet, elle propose un élément d'ossature pour un portique auto-porteur en bois comprennent une colonne de direction générale verticale et un arbalétrier de direction générale horizontale ou inclinée sur l'horizontale, caractérisé par le fait que la colonne dlune part et l'arbalétrier; d'autre part, constituent avant montage deux ensembles unitaires distincts,chacun d'eux monobloc la tête de la colonne constituant un logement et une surface d'appui pour la partie extrême libre correspondante de l'arbalétrier Un procédé de réalisation d'un tel élément d'ossature est également caractérisé par le fait qu on réalise séparément et non pas conjointement une colonne et un arbalétrier et on ménage dans une partie extrême de la colonne formant tête un logement pour une partir extrême d'un arbalétrier correspondant. Quant au procédé de montage d'un tel élément d'ossature, il est caractérisé par le fait que l'on monte d'abord sur le site de construction, la colonne seule; on place ensuite dans le logement ménagé en tête de colonne la partie extrême libre correspondante d'un arbalétrier; on solidarise enfin rigidement et réciproquement la colonne et l'arbalétrier dans leur zone commune au moyen de pointes. L'élément d'ossature suivant l'invention peut être réalisé très commodément puisque la colonne et l'arbalétrier sont considérés séparément. Le montage d'un tel élément d'ossature est également avantageux puisqu'il n'est pas necessaire de transporter un élément unitaire composé de la colonne et de l'arbalétrier solidarisés l'un à l'autre ce qui est le plus souvent encombrant, comme on lta déjà signalé. De plus, la mise en place de l'arbalétrier sur la colonne est facilité par suite du logement ménagé en tête de colonne Enfin, la solidarisation de l'arbalétrier à la colonne est rendue aisée, rapide et sans nécessiter un personnel spécialisé.Quant à l'élément d'ossature lui-même, il présente l'avantage d'une résistance importante , sans point faible dans I'arbalétrier, Des portées jusqu'd 35 mètres peuvent être envisagées. Enfin, la présence, en tête de colonne, d'un logement pour l'arbalétrier donne à l'élé- ment d'ossature un caractère esthétique spécifique élancé. L'invention sera bien comprise gracie à la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue schématique, en élévation, d'un élément d'ossature suivant l'invention, partiellement arrachée. La figure 2 est une vue en coupe, suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1. Suivant l'invention, il est proposé un élément d'ossature pour un portique auto-porteur en bois pour la réalisation de constructions, comprenant en premier lieu, une colonne 1 , de direction générale verticale, dont le pied 2 est ancré dans le sol 3 par tout dispositif appropris et, en second lieu, un arbalétrier 4, horizontal ou incliné sur 1'horizontale (cas de la figure 1) dont une partie extrême libre 5 est associée à la tête 7 de la colonne 1. La colonne 1 et l'arbalétrier 4 sont réalisés à partir de pièces massives en bois, notamment en "bois du Nord" solidarisées entre elles par clouage uniquement, au moyen de pointes préférentiellement torsadées. La colonne 1 et l'arbalétrier 4 se présentent sous la forme générale de caissons allongés à section droite transversale, polygonale, notamment carrée ou rectangulaire (cas des figures). D'une façon générale, les caissons constituant la colonne 1 et l'arbalétrier 4 sont légèrement convergents l'un et l'autre pour tenir compte des forces supportées. C'est ainsi que la colonne 1 converge de la tête 7 en direction du pied 2 c'est-à-dire que la section droite transversale de la colonne 1 va en diminuant lorsque l'on se déplace de la tête 7 vers le pied 2. Pour l'arbalétrier 4, il y a convergence à partir de la partie extreme 5 en direction de la partie extrême libre 8. L'arbalétrier 4 comprend, en premier lieu, deux couples de longerons soit deux longerons supérieurs 9a, 9b, et deux longerons inférieurs 10a, lOb. Ces longerons définissent les quatre angles du caisson formé par l'arbalétrier. Les deux longerons supérieurs 9a, 9b, d'une part et les deux longerons inférieurs 10a, 10b, d'autre part, sont donc parallèles entre eux et écartés transversalement d'une même distance. Quant aux longerons 9a, l0a , d'une part et 9b, lOb, d'autre part, ils sont ou parallèles entre eux,si le caisson est droit, ou légèrement inclinés l'un par rapport à autre, si le caisson est convergent comme c'est le cas sur la figure.Chacun des longerons 9a, 9b, 10a, lOb est monobloc et massif, de section droite transversale polygonale notamment carrée ou rectangulaire, limité par un chant vertical externe 11 et un chant horizontal externe 12. Les deux chants verticaux externes 11 des longerons 9a , 10a, d'une part et 9b, lOb, d'autre part, sont coplanaires et dans deux plans parallèles. Les chants horizontaux externes 1-2 supérieurs des longerons 9a, 9b sont colpanaires de même que les chants horizontaux extérieurs inférieurs 12 des longerons lova, lOb. L'arbalétrier 4 comporte en deuxième lieu, deux planches 13,14. La planche 13 est placée sur les chants horizontaux extérieurs supérieurs 12 des deux longerons 9a, 9b et ses bords latéraux sont dans le prolongement des chants verticaux externes il des longerons 9a, 9b. La planche 13 est solidarisée rigidement aux longerons 9a,9b au moyen de pointes torsadées. ta planche 14 présente les mêmes caractéristiques générales que la planche 13 et concerne les longérons inférieurs loua, lOb auxquels elle est associée par les chants horizontaux extérieurs inférieurs 12. L'arbalétrier 4 comporte en troisième lieu une pluralité d'entretoises triangulées entre les longerons 9a, 9b, lova, lOb et les planches 13 et 14. Dans une forme d'exécution possible mais non limitative, il est prévu une succession d'une entretoise 15 normale aux planches 13 et 14 et d'une entretoise 16 inclinée , par exemple à 450, sur ces planches 13 et 14. Ces entretoises 15,16 se présentent sous la forme de pièces rigides en bois , coplanaires , situées dans un plan médian unique de l'arbalétrier 4, aux extrémités desquelles et de part et d'autre desquelles sont solidarisés rigi dement,gr ce à des pointes torsadées, les longerons 9a, 9b, 10a, 10b. L'arbalétrier 4 comporte enfin, éventuellement, en quatrième et dernier lieu, deux planches latérales de parement 17,18, ne participant pas à la résistance de l'arbalétrier mais destinées uniquement à fermer le caisson qu'il forme tout en protégeant les longerons 9a, 9b, 10a, lOb et les entretoises 15, 16. Ces planches 17, 18 s'étendent respectivement d'une part, entre les longerons 9a,10a et, d'autre part, entre les longerons 9b, lOb . De la sorte et comme cela est illustré clairement sur la figure 2, le caisson constitué par l'arbalétrier 4 est limité verticalement par les deux planches 17 et 18 et, vers le haut par la planche 13 et, vers le bas, par la planche 14, toutes ces planches étant jointives entre elles. Comme on peut le voir sur la figure 2, la largeur de l'arbalétrier 4 sans les planches latérales de parement 17,18 c'est-à-dire l'écartement entre les chants verticaux externes 11 des longerons 9a, 9b, 10a, 10b, est égale à 1 alors que la largeur une fois les planches latérales de parement 17,18 posées, est égale à L . Du fait que les planches 17, 18 sont minces et réalisées par exemple en contreplaqué, la largeur L n'est pas très sensiblement différente de la largeur 1. La colonne 1 comprend en premier lieu, deux montants de résistance, 19,20, monoblocs et massifs, en bois, à section droite transversale polygonale notamment rectangulaire, limités par une face longitudinale externe 21 et deux chants verticaux externes 22,23. Les deux chants 22 d'une part et 23, d'autre part, des deux montants 19 et 20 sont coplanaires et situés dans deux plans écartés transversalement l'un de l'autre d'une distance égale à 1. La colonne 1 comporte, en deuxième lieu, deux planches ou préférentiellement, deux séries de planchettes 24, 25 de résistance et d'entretoisement. Chaque série de planchettes est préférentiellement jointive dans le sens transversal et de direction génerale verticale correspondant à celle de la colonne. Ces planchettes s'étendent entre les deux montants 19,20 d'une part, sur les chants verticaux externes 22 et, d'autre part, sur les chants verticaux externes 23. Par exemple, une première planchette 24 s'étend le long du montant 19 qui est un montant intérieur. Une deuxième planchette est placée à cdté de la première et ainsi de suite. Comme illustré par la figure 1, la quatrième planchette vient rencontrer le montant 20 qui est un montant extérieur.Du fait de la forme convergente de la colonne 1 en direction du pied 2, il est placé plusieurs autres planchettes qui viennent toutes rencontrer le montant 20 sans pour autant rencontrer le montant 19. Préférentiellement, des planchettes transversales 26, placées à l'endroit du pied de la colonne 1, viennent réunir les parties extrêmes inférieures des planchettes 24,25. Comme on peut le voir sur la figure 1, les extrémités libres supérieures 27,28, respectivement des montants 19, 20, sont décalées verticalement l'une par rapport à l'autre. Plus précisément l'extrémité libre 28 du montant extérieur 20 est placée au dessus de l'extrémité libre 27 du montant intérieur 19. I1 s'ensuit que le montant extérieur 20 comporte une partie extrême libre supérieure 29 en regard de laquelle ne se trouve aucune partie correspondante du montant intérieur 19. Cette disposition est telle que la tête 7 de la colonne 1 constitue un logement 30 délimité latéralement par les parties extrêmes libres supérieures des planchettes 24 et 25 et la partie extrême libre supérieure 29 du montant extérieur 20. Ce logement 30 , creux intérieurement, est ouvert vers l'extérieur d'une part à l'extrémité libre supérieure 31 de la colonne 1 et, d'autre part, dans le prolongement 32 du montant intérieur 19 au-dessus de son extrémité libre supérieure 27. De plus, l'ouverture latérale de ce logement correspond à l'écartement entre les faces internes des planchettes 24, 25 c'est-à-dire l'écartement entre les chants 22 et 23 soit 1 ce qui correspond à l'encombrement extérieur de l'arbalétrier 4 les planches latérales de parement 17, 18 n'étant pas posées. La dimension longitudinale de la partie extrême libre supérieure 29 du montant extérieur 20 et les parties extrêmes libres supérieures des planchettes 24 ,25 correspond, comme on le verra par la suite, à la dimension des arbalétriers 4 et, plus précisément, de la partie extrême libre 5 de cet arbalétrier. Suivant l'invention, le logement 30 , et plus précisément, l'extrémité libre supérieure 27 du montant 19 et la partie extrême libre supérieure 29 du montant 20 constituent des surfaces d'appui pour la partie extrême libre 5 de l'arbalétrier 4. Pour réaliser-un élément d'ossature tel que celui qui vient d'être décrit, on réalise d'abord séparément et non pas conjointement une colonne 1 et un arbalétrier 4. On ménage, dans une partie extrême de la colonne 1, qui formera la tête 7, le logement 30 pour une partie extrême 5 d'un arbalétrier 4 correspondant. Une fois cet élément d'assature réalisé, il peut être transporté commodément sur le site de construction pour y être monté. Ce montage est réalisé comme suit : on monte d'abord, sur le site de construction, la colonne 1 seule. On présente ensuite devant les ouvertures 31,32 du logement 30 en tête 7 de la colonne 1, la partie extrême libre correspondante 5 d'un arbalétrier 4. Cette partie extrême libre 5 est ensuite introduite dans le logement ce qui est rendu possible par suite des concordances entre les dimensions 1 comme indiqué précédemment. Cette mise en place est également rendue aisée du fait que l'extrémité libre supérieure 27 du montant 19 et la partie extrême libre supérieure 29 du montant 20 constituent des surfaces d'appui pour la partie extrême libre 5 de l'arbalétrier 4. On solidarise ensuite rigidement et réciproquement la colonne 1 et l'arbalétrier 4 dans leur zone commune correspondant au logement 30, au moyen de pointes 33, en nombre suffisant, qui viennent traverser notamment les planchettes 24,25 de la colonne 1 et les longerons 9a, 9b, 10a, 10b de l'arbalétrier 4.Bien entendu, il est clair que l'arbalétrier 4 est dépourvu des planches latérales 17,18 à sa partie extrême.libre 5. Pour assurer à l'élément d'ossature un degré esthétique plus élevé, on place préférentiellement sur la colonne 1 et, plus précisément sur les planchettes 24,25 des planches latérales de parement 34,35, du même type que les planches latérales de parement 17,18 déjà décrites en relation avec l'arbalétrier 4. Dans ce cas, il est clair que l'épaisseur de la colonne 1 est légèrement plus grande que celle de l'arbalétrier 4 , la différence correspondant à l'épaisseur des planchettes 24,25. Il s'ensuit un décrochement 36 entre la colonne 1 et l'arbalétrier 4 venant dans le prolongement du montant intérieur 19 en regard de la partie extrême libre supérieure 29 du montant extérieur 20. Ce décrochement donne à l'élément d'ossature une forme carac téristique esthétique élancée. Selon une variante possible de montage, on associe à terre la colonne ou l'arbalétrier et on monte ensuite l'ensemble monobloc ainsi constitué. Naturellement, il est évident que l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes d'exécution. REVENDICATIONS 1.- Elément d'ossature pour un portique auto-porteur en bois comprenant une colonne de direction générale verticale et un arbalétrier de direction générale horizontale ou inclinée sur l'horizontale, caractérisé par le fait que la colonne d'une part et l'arbalétrier, d'autre part, constituent avant montage deux ensembles unitaires distincts, chacun d'eux monobloc, la tête de la colonne constituant un logement et une surface d'appuipour la partie extrême libre correspondante de l'arbalétrier. 2.- Elément d'ossature suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbalétrier 4 comprend deux couples de longerons 9a, 9b, îOa, 10b, deux planches 13,14, reliant respectivement les longerons 9a, 9b, d'une part , 10a, lOb, d'autre part; une pluralité d'entretoises 15,16 trian gaulant les longerons 9a, 9b, 10a, 10b et les planches 13,14, placées dans un plan médian longitudinal de l'arbalétrier 4. 3.- Elément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'arbalé- trier 4 comprend en outre deux planches latérales de parement 17,18 , appliquées sur les longerons 9a, 10a, d'une part et 9b, 10b d'autre part, tout en formant avec les planches 13,14 un caisson. 4.- Elément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la colonne 1 comprend deux montants de résistance 19,20 , et deux planches ou séries de planchettes 24, 25, jointives transversalement, s'étendant entre les deux montants 19,20. 5.- Elément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'extrémité libre supérieure 27 du montant intérieur 19 est écartée transversalement et placé en dessous de l'extrémité libre supérieure 28 du montant extérieur 20 de manière que le montant extérieur 20 comporte une partie extrême libre supérieure 29 en regard de laquelle ne se trouve aucune partie correspondante du montant intérieur 19. 6.- Elément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la distance entre les chants verticaux externes 11 des longerons 9a, îOa d'une part, 9b, 10b, d'autre part, est égale à l'écartement entre les faces intérieures des planchettes 24,25. 7.- Elément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la colonne 1 et l'arbalétrier 4 sont rigidement solidarisés l'un à l'autre, sur le site de la construction, au moyen de pointes 33 traversant d'une part les planchettes 24, 25 et, d'autre part, les longerons 9a, 9b, loua, lOb , dans la partie extrême libre 5 de l'arbalétrier 4. 8.- Elément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la partie extrême libre supérieure 29 du montant extérieur 20 et l'ex trémité libre supérieure 27 du montant intérieur 19 constituent une surface d'appui pour la partie extrême libre 5 de 1' arbalétrier 4. 9.- Procédé de réalisation d'un élément d'ossature suivant l'une-- quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on réalise séparément et non pas conjointement la colonne et l'arbalétrier et on ménage, dans une extrémité de la colonne formant tête, un logement pour une partie extrême d'un arbalétrier correspondant. 10.- Procédé de montage sur le site de construction d'un élément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé pax le fait qu'on monte d'abord sur le site de construction la colonne seule; on place ensuite dans le logement ménagé en tête de colonne, la partie extrême libre correspondante d'un arbalétrier; on solidarise enfin rigidement et réciproquement a colonne et I'arbalétrier dans leur zone commune au moyen de pointes. 11.- Procédé de montage sur le site de construction d'un élément d'ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on associe à terre sur le site de construction, la colonne et l'arbalétrier et on monte ensuite l'ensemble monobloc ainsi constitué.