Brevet FR2439935A1 — publié le 19800523

L'invention est relative aux ossatures réticulées, telles que poutres en treillis, réseaux de couverture et autres charpentes, constituées de barres, généralement tubulaires, assemblées mutuei- lement en leurs points de croisement à l'aide de pièces désignées ci-après sous le nom de "noeud", ainsi qu'aux éléments spéciaux (barres et noeuds) constitutifs de ces ossatures. Elle concerne plus spécialement, parmi ces ossatures, celles pour lesquelles l'assemblage des barres sur les noeuds est effectué essentiellement par vissage. Dans des réalisations connues de telles ossatures, les noeuds se présentent sous la forme de pièces massives sphériques ou polyédriques évidées radialement par des trous taraudés, ces trous étant propres à recevoir des embouts filetés prolongeant axialement les barres à assembler. Dans d'autres réalisations connues, les noeuds et les extrémités des barres présentent respectivement des oreilles dont les ouvertures sont mises mutuellement en regard de façon à etre traversées par des systèmes boulons-écrous. L'invention propose une autre solution présentant certains avantages par rapport a chacune des solutions antérieurement connues, en particulier en ce qui concerne la simplicité de fabrication et de mise en oeuvre et donc la modicité du prix de revient, ainsi que la robustesse et même l'esthétique. Selon l'invention, les ossatures du genre en question sont essentiellement caractérisées en ce que leurs noeuds comprennent une boule creuse sphérique ou analogue évidée d'une part par des trous équipés de systèmes boulons-écrous s'étendant radialement par rapport au centre de la boule et présentant les têtes de leurs boulons à l'intérieur de cette boule et d'autre part, par une fenôtre assez large pour permettre la mise en place des boulons dans la boule à travers elle, et en ce que les extrémités des barres à assembler sur les noeuds sont munies G'alesages taraudés propres à coopérer avec les extrémités filetées des susdits boulons. Par l'expression "ou analogue" ajoutae au mot "sphérique" on entend les formes voisines et notamment ceiles polyédriques composées de facettes planes raccordées mutuellement les unes aux autres par des arêtes plus ou moins arrondies. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à 1 'une et/ou à 1 'autre des dispositions suivantes - la fenêtre est obturée apures assemblage des barres sur la boule à l'aide d'un bouchon dont la surface extérieure, en forme de calotte sphérique si la boule est elle-même sphérique, complète sans anomalie la surface extérieure de la boule, - un écrou est prévu sur chaque boulon extérieurement à la boule de façon à pouvoir être serré en fin d'assemblage contre la surface extérieure de la boule, - dans un noeud selon l'alinéa précédent, un second écrou est prévu sur chaque boulon extérieurement à la boule de façon à pouvoir être serré en fin d'assemblage contre le bout de la barre assemblée sur la boule à l'aide de ce boulon. - une rondelle est prévue sur chaque boulon entre la tête de celuici et la surface intérieure en regard de la boule, ladite rondelle présentant d préférence, du côté de cette surface, une forme exactement complémentaire de celle-ci, - la boule est constituée en acier moulé, - la boule est constituée en une matière plastique dure et résistante à la traction, notamment armée de fibres, - la boule est, en fin d'assemblage, remplie d'une substance,.tel- le qu'une matière plastique ou que du béton, propre à bloquer et à protéger les têtes des boulons, - la zone de liaison comprise entre la boule et chaque bout de barre assemblé sur celle-ci est enrobée ou enveloppée d'une chemise de protection. L'invention comprend, mises à part ces dispositions- prin- cipales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure unique, de ce dessin. montre. parties arrachées, une partie d'un assemblage de barres établi conformément à 1 'in- vention et comportant un noeud. Ce noeud comprend - une boule sphérique creuse 1 évidée d'une part par des trous circulaires lisses 2 de diamètre relativement petit et d'autre part par un trou circulaire 3 de plus grand diamètre, ou "fenêtre", - et des boulons 4 traversant avec un faible jeu les trous 2 selon des directions radiales de la boule et présentant leurs têtes 5 à l'intérieur de cette boule. Le diamètre de la fenêtre 3 est suffisant pour permettre la mise en place manuelle des boulons dans la boule à travers elle et éventuellement pour livrer passage à des clés coudées ou autres outils appropriés propres à s' adapter sur les têtes 5 des boulons et à rendre ainsi possible le blocage angulaire de ces boulons et même, dans certains cas, la commande de leurs rotations depuis l'extérieur de la boule. La boule est constituée par un matériau résistant à la traction et de préférence moulable, tel que de l'acier, ou encore une matière plastique, notamment armée de fibres. Les barres 6 de l'assemblage, constituées généralement par des tubes, présentent à leurs extrémités des embouts ou pastilles 7. généralement soudés, de préférence tronconiques ou cylindriques, évidés axialement de trous taraudés 8 propres à coopérer avec les portions filetées des boulons 4. Chaque boulon 4 porte en outre, à l'extérieur de la boule, deux écrous 9 et 10 propres à être serrés initialement l'un contre l'autre et à être appliqués en fin d'assemblage, selon deux sens opposés, respectivement contre la face extérieure de la boule 1 et contre l'embout 7 de barre adjacent. Une rondelle 11 est interposée entre chaque tête S de boulon et la plage annulaire en regard de la surface intérieure de la boule. La face, de cette rondelle, tournée du côté de la tête 5, est plane alors que sa face opposée est légèrement bombée de façon à s'adapter jointivement contre la surface intérieure de la boule. Enfin un bouchon 12, par exemple en tôle emboutie, est prévu pour obturer en fin d'assemblage la fenêtre 3, par exemple par emmanchement à force et butée axiale en fin d'emmanchement contre une portée appropriée. La forme extérieure de ce bouchon est celle d'une calotte sphérique complétant la sphère qui délimite extérieurement la boule. L'assemblage des barres 5 sur la boule 1 se fait comme suit. Initialement on introduit des boulons 4 dans la boule à travers la fenêtre 3 alors dégagée et on loge ces boulons dans les trous 2 avec leurs têtes 5 à l'intérieur de la boule, après avoir pris soin de monter une rondelle 11 sur chaque boulon. Puis on visse en attente deux écrous 9, 10 sur la partie filetée de chaque boulon apparaissent hors de la boule, comme visible sur la partie gauche de la figure. On présente alors axialement en regard de chaque boulon l'alésage 8 taraudé dans le bout d'une barre 6 et on fait tourner la tête de ce boulon de façon à le visser dans ledit alésage. Ce vissage peut être commandé à l'aide d'un outil approprié introduit dans la boule à travers la fenêtre 3 et ajusté sur la tête du boulon considéré. Mais selon une variante préférée, généralement plus pratique et permettant de réduire le diamètre de la fenêtre 3, ledit vissage est commandé de l'extérieur de la boule : à cet effet l'on serre fortement l'un contre l'autre les deux écrous 9 et 10, ce qui les solidarise avec le boulon 4 par un effet de "contre-écrou", de sorte que les rotations de ce boulon nécessaires pour assurer son vissage dans l'alésage 8 peuvent être commandées très simplement en agissant sur l'un desdits écrous. Le vissage en question est poussé à fond si l'extrémité de la barre 6 opposée à celle considérée occupe déjà sa position définitive dans l'ossature à construire. Dans le cas contraire on interrompt ledit vissage à un stade intermédiaire, le stade du vissage maximum étant ensuite atteint en plusieurs phases de travail correspondant respectivement à des vissages successifs de plus en plus serrés respectivement aux deux extrémités de la barre. Une fois ce stade atteint, on sépare l'un de l'autre les deux écrous 9 et 10, s'ils étaient bloqués l'un contre l'autre, puis - on visse au maximum l'écrou 9 pour l'appliquer contre la face extérieure de la boule 1 et empêcher ainsi tout risque de déplacement axial de l'ensemble boulon 4- barre 6 par rapport à cette boule, - et on dévisse au maximum l'écrou 10 pour l'appliquer contre l'embout adjacent 7 et bloquer ainsi angulairement l'un par rapport à l'autre le boulon et la barre en supprimant tout jeu axial entre ces deux pièces. Lors de l'une au moins de ces deux opérations de vissage et dévissage exercées respectivement sur les écrous 9 et 10, on peut bloquer angulairement la tête 5 de l'écrou à l'aide d'un outil introduit dans la boule, mais c'est en général inutile car ce blocage angulaire est déjà assuré par le frottement dû à l'application aaxiale de ladite tête contre le face intérieure de la boule, application résultant elle-même de la traction exercée sur le boulon par la barre 6 à la suite du vissage à fond de ce boulon dans l'alésage 8 de cette barre. La barre considérée est alors fixée d'une manière très solide à la boule ainsi qu'aux autres barres également fixées sur cette boule. il est à noter que les tolérances relatives aux orientations respectives des barres 6 entre elles et par rapport à la boule sont relativement larges du fait, d'une part, du jeu existant entre chaque trou 2 de cette boule et le boulon qui l'occupe et, d'autre part, de la petite dimension axiale de ces trous, ce qui permet de décaler légèrement les axes des boulons montés dans lesdits trous par rapport aux axes de ces trous, lesquels coincident avec des directions radiales de la boule. En particulier cette tolérance est beaucoup plus large que celle requise pour les orientations respectives des barres lorsqu'on utilise des noeuds constitués par des boules massives taraudées radialement. Il est à noter également que l'assemblage obtenu, mettant en oeuvre de simples vissages, est très facile à exécuter, même sur des chantiers d'accès difficile et que les éléments participant audit assemblage sont particulièrement simples à fabriquer, en particulier du fait que les systèmes boulons-écrous sont des matériels éprouvés disponibles dans le commerce dans toutes les dimensions et qualités désirables. Après assemblage des barres sur la boule on peut avoir recours à toute mesure désirable pour rendre irréversibles les vissages effectués. A cet effet par exemple, on peut associer un contre-écrou ou une goutte de soudure à l'un au moins des écrous 9 et 10. Ou encore, selon une méthode qui permet en outre de protéger les têtes des boulons et/ou leurs tiges et les écrous montés sur ces dernières vis-à-vis des agressions extérieures telles que la rouille; - on garnit le volume intérieur de la boule d'une substance pâteuse ou fluide propre à faire prise en devenant rigide après sa mise en place, matière telle qu'une matière plastique ou même qu'un béton. - et/ou l'on enrobe d'une telle matière les portions rétrécies de l'ossature comprises entre la boule et les barres assemblées sur elle, ladite matière formant alors des chemises de raccordement entre boule et barres, chemises dont la surface extérieure forme en général des cols rétrécis, mais qui peuvent prolonger axialement les surfaces extérieures des barres ainsi que représenté par les lignes en spectre 13 sur le dessin. Au lieu d'être réalisées par enrobage, les chemises en question pourraient également être constituées par de simples enveloppes tubulaires en tout matériau désirable, rigide ou non, éventuellement rapportées à l'avance sur les extrémités des barres. Le bouchon 12 est également mis en place en fin d'assemblage pour compléter la boule à des fins de protection et d'esthétique. En suite de quoi. et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'une ossature réticulée formée par assemblage de barres et noeuds dont la constitution et le montage résultent suffisamment de ce qui précède. Cette ossature présente de nombreux avantages par rapport à celles connues jusqu'à ce jour. notamment en ce qui concerne - la simplicité de conception et de mise en oeuvre. vu notamment le recours à des systèmes boulons-écrous et les larges tolérances acceptables pour les orientations des barres, - le faible coût qui résulte de cette simplicité, - la robustesse, - et même l'esthétique, en particulier dans l'hypothèse de l'enrobage des zones rétrécies constituées par les écrous 9,10 et les portions de boulons 4 qui les séparent. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés : elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Ossature réticulée constituée de barres, généralement tubulaires, assemblées mutuellement en leurs points de croisement à l'aide de noeuds, caractérisée en ce que les noeuds comprennent une boule creuse sphérique ou analogue t1) évidée d'une part par des trous t2) équipés de systèmes boulons (4)écrous (9, 103 s'étendant radialement par rapport au centre de la boule et présentant les têtes t5) de leurs boulons à l'intérieur de cette boule et d'autre part par une fenêtre t3) assez large pour permettre la mise en place des boulons dans la boule à travers elle et en ce que les extrémités t7) des barres t6) à assembler sur les noeuds sont munies d'alésages taraudés t8) propres à coopérer avec les extrémités filetées des susdits boulons. 2. Ossature selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fenêtre t3) est obturée après assemblage des barres sur la boule à l'aide d'un bouchon t123 dont la surface extérieure, en forme de calotte sphérique si la boule est elle-même sphérique, complète sans anomalie la surface extérieure de la boule. 3. Ossature selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisée en ce qu'un écrou (93 est prévu sur chaque boulon extérieurement à la boule de façon à pouvoir être serré en fin d'assemblage contre la surface extérieure de la boule. 4. Ossature selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un second écrou t10) est prévu sur chaque boulon extérieurement à la boule de façon à pouvoir être serré en fin d'assemblage contre le bout de la barre assemblée sur la boule à l'aide de ce boulon. 5. Ossature selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une rondelle (11) est prévue sur chaque boulon entre la tête de celui-ci et la surface intérieure en regard de la boule, ladite rondelle présentant de préférence, du côté de cette surface, une forme exactement complémentaire de celle-ci. 6. Ossature selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boule est constituée en acier moulé. 7. Ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la boule est constituée en une matière plastique dure et résistante à la traction, notamment armée de fibres. 8. Ossature selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boule est, en fin d'assemblage, remplie d'une substance, telle qu'une matière plastique ou que du béton, propre à bloquer et à protéger les têtes des boulons. 9. Ossature selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de liaison comprise entre la boule et chaque bout de barre assemblé sur celle-ci est enrobée ou enveloppée d'une chemise de protection (13). 10. Boule creuse perforée sphérique ou analogue, constitutive d'un noeud d'assemblage pour une ossature selon l'une quelconque des revendications précédentes.