Brevet FR2461786A1 — publié le 19810206

La présente invention concerne une ferme pour comble hab'tabl, en particulier pour les maisons individuelles. Dans les maisons individuelles à comble habitable, le plancher de l'étage est habituellement-formé par une dalle auto-porteuse en béton, prenant appui sur les murs porteurs. Cette disposition connue a notamment l'avantage d'être indépendante de la présence éventuelle de murs de refend, et par suite d'autoriser une liberté complète dans la distribution des pièces du rez-de-chaussée. Elle offre cependant divers inconvénients des fondations importantes sont nécessaires pour supporter le poids supplémentaire de la dalle en béton ; la réalisation de cette dernière est longue, en raison notamment du temps de séchage du béton ; enfin, la dalle auto-porteuse nécessite une grande quantité de béton, et est par suite coûteuse. Pour pallier ces inconvénients des dalles auto-porteuses en béton, on a déjà fait supporter le plancher de l'étage d'une maison individuelle a comble habitable, par des poutres massives en bois, à grande section transversale. Cette réalisation s'est finalement avérée aussi coûteuse que le recours à une dalle en béton, notamment pour les raisons suivantes ces poutres massives nécessitent de grandes quantités de bois, et doivent présenter des dimensions transversales importantes, qui ne correspondent généralement pas aux dimensions transversales usuelles des poutres en bois disponibles dans le commerce, si bien qu'elles nécessitent une fabrication spéciale. La ferme pour comble habitable selon la présente invention permet de supporter par exemple le plancher de l'étage d'une maison individuelle,dans des conditions beaucoup plus avantageuses qu'avec les moyens précédemment utilisés a cet effet, et mentionnés ci-dessus. La ferme pour comble habitable, en particulier pour les maisons individuelles, selon la présente invention est caractérisée en ce qu'elle comporte, pour supporter le plancher de l'étage, une poutre triangulée horizontale, reposant par ses parties extrêmes sur deux murs porteurs, et ayant au moins une extrémité accouplée avec l'extrémité inférieure de l'arbalétrier correspondant de la ferme, et qu'au moins une jambette est interposée entre une partie basse dudit arbalétrier et la poutre triangulée. Grâce aux jambettes interposées entre les arbalétriers et la poutre triangulée, destinée à supporter le plancher de l'étage, les charges de ce plancher, de même que le poids de la poutre triangulée elle-même, sont transmis en partie aux arbalétriers, qui les retransmettent aux extrémités de ladite poutre triangulée, et, ainsi, aux murs porteurs sur lesquels elles prnnent appui. Pour une charge donnée du plancher il est donc possible de réduire la résistance à la flexion de la poutre triangulée et, par suite, de réduire les sections transversales de ses membrures supérieure et inférieure et de ses diagonales.En conséquencetles poutres triangulées destinées à supporter le plancher de l'étage peuvent facilement présenter un poids total très inférieur à celui d'une dalle auto-porteuse en béton, équivalente.Par suite, les fondations, auxquelles les murs porteurs transmettent de ce fait une charge réduite, peuvent être plus légères, et par suite moins coûteuses que dans le cas où le plancher est supporté par une dalle en béton. Dans le cas,en outre,où la poutre triangulée de la ferme selon la présente invention est formée par des pièces de bois, pour une résistance donnée à la flexion, la quantité de bois nécessaire pour cette poutre triangulée est notablement inférieure à celle nécessitée par une poutre massive en bois. A cet avantage d'une importante économie de matière s'ajoutent une plus grande facilité de montage, et par suite une plus grande rapidité de montage de la ferme pour comble habitable selon la présente invention. En effet, chaque ferme selon la présente invention peut être apportée sur le chantier d'une maison individuelle, par exemple en deux parties préfabriquées : une partie inférieure, comprenant la poutre triangulée, avec laquelle sont accouplés un élément inférieur de chaque arbalétrier et les jambettes correspondantes, et une partie supérieure, comprenant les autres éléments, supérieurs, de la ferme, notamment l'élément supérieur de chaque arbalétrier.La poutre triangulée est alors posée horizontalement, avec les autres éléments qui y sont accouplés, sur les deux murs porteurs ; ensuite, la partie supérieure de la ferme est hissée au-dessus de sa partie inférieure, de manière que l'élément supérieur de chaque arbalétrier vienne se placer dans le prolongement immédiat de son élément inférieur ; les deux éléments, inférieur et supérieur, de chaque arbalétrier sont enfin assemblés l'un avec l'autre, par exemple en utilisant une fourrure, fixée notamment par des boulons sur les extrémités aboutées des deux éléments de l'arbalétrier. On conçoit que ces opérations de montage des fermes pour comble habitable selon la présente invention sont beaucoup plus aisées et rapides que la réalisation d'une dalle en béton, suivie par le montage du comble par les procédés usuels de charpenterie. Bien entendu la ferme selon la présente invention, ainsi que sa poutre triangulée, peuvent être réalisées en n'im- porte quel matériau, par exemple avec des profilés métalliques, accouplés les uns avec les autres par tous moyens appropriés tels que soudage, boulonnage... etc.Cependant, dans une forme de réalisation préférée de la ferme pour comble habitable selon la présente invention, les différents éléments de la ferme, notamment la poutre triangulée,-chaque arbalétrier et chaque jambette, sont formés par des pièces de bois à section rectangulaire, ayant toutes une même épaisseur dans la direction perpendiculaire au plan vertical de la ferme, et des largeurs dans ledit plan de la ferme, qui sont notablement supérieures à leur épaisseur commune, et lesdites pièces de bois sont accouplées les unes avec les autres par des connecteurs comportant par exemple des plaques métalliques, dimensionnées de façon à déborder le moins possible les pièces de bois,ou bien par des moises. On connaît déjà des poutres triangulées dont les différents éléments sont formés par des pièces de bois à section rectangulaire, ayant toutes une même épaisseur dans la direction perpendiculaire au plan de la poutre triangulée ; leur largeur, dans le plan de la poutre, est cependant très inférieure à leur épaisseur commune, si bien que, dans le cas ot les différentes pièces de bois d'une telle poutre triangulée, connue, doivent être accouplées les unes avec les autres par des connecteurs comportant des plaques métalliques, il est nécessaire de donner à ces plaques métalliques des dimensions importantes pour assurer des surfaces de contact entre lesdites plaques et les pièces de bois, suffisantes pour procurer des assemblages assez robustes; il en résulte qu'une fraction importante de la surface de chaque plaque métallique d'un connecteur n'est pas en contact avec les pièces de bois, et n'a par suite aucune utilité. Dans le cas,au contraire,de la poutre triangulée prévue dans la forme de réalisation préférée de l'invention, les différentes pièces de bois constituant ladite poutre triangulée, ayant des largeurs très supérieures à leur épaisseur commune, elles peuvent être accouplées les unes avec les autres par des connecteurs conlportant des plaques métalliques, dimensionnées de façon a déborder le moins po-saibie lesdites pièces de bois ; cette forme de réalisation préférée de l'invention permet donc d'utiliser des plaques métalliques de con- necteur de dimensions réduites, et par suite beaucoup moins oci-- teuses, pour une même résistance des assemblages obtenus. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré sch- matiquement au dessin annexé une forme de réalisation d'une fewr pour comble habitable d'une maison individuelle selon la présente invention. La figure 1 montre en élévation une partie de cette ferme selon la présente invention. La figure 2 illustre à plus grande échelle, également enélévation, l'assemblage de trois pièces de la ferme illustrée sur la figure -1, à l'aide d'un connecteur à plaques métalliquès. La figure 3 représente en perspective l'assemblage, au moyen d'un connecteur à plaques métalliques, de trois pièces de bois d'une poutre triangulée d'un type antérieurement connu. La figure 4 est une vue partielle dans le sens de la flèche IV de la figure 1. Sur la figure 1, 1 désigne une poutre triangulée horizcluale, reposant par ses parties extrêmes sur deux murs porteurs paral les, dont un seul, 2,a été représenté. Lsextreité correspondfnte de la poutre triangulée 1 est accouplée avec l'extrémité infé- rieure de l'élément inférieur, 3a, d'un arbalétrier, qui est disposé de manière à être incliné sur l'horizontale d1un angle CL, correspondant à la pente du toit ; dans le cas d'un comble habitable, cet angle a a généralement une valeur assez élevée, pouvant atteindre et même dépasser 45 degrés.Dans la forme de réalisation considérée, une jambette verticale 4a et une jambette oblique 4b sont interposées entre l'élément inférieur 3a de l'arbalétrier et la poutre triangulée 1; les extrémités supérieures respectives des jambettes 4a et 4b sont accouplées avec des points distincts,4as et 4bs, de l'élément inférieur 3a de l'arbalétrier correspondant, tandis que leurs extrémités inférieures sont accouplées avec un même point, 4i, de la poutre triangulée 1, notamment de sa membrure supérieure la. Comme on le voit plus clairement sur la figure 2, qui représente le détail A de la figure 1, dans cette forme de réalisation de l'invention les différents éléments de la ferme, notamment la poutre triangulée 1, et spécialement ses membrures supérieure et inférieure, la et lb, ainsi que ses diagonales, lc, chaque arbalétrier, formé notamment dpun élément inférieur 3a et d'un élémént supérieur 3b (en traits mixtes), et chaque jambette telle que 4a, 4b, sont formés par des pièces de bois à section rectangulaire, ayant toutes une même épaisseur (e sur la figure 2) dans la direction perpendiculaire au plan de la figure 1 - c'est-à-dire le plan vertical de la ferme - et des largeurs dans ledit plan (El, E2, E3... etc) qui sont notablement supérieures à leur épaisseur commune (e).D'autre part,dans la forme de realisa tion considérée, les différentes pièces de bois de la ferme sont accouplées les unes avec les autres par des connecteurs comportant des plaques métalliques telles que 5a et 5b (figure 2) ; selon la présente invention, chacune de ces plaques métalliques telles que 5a et 5b est dimensionnée de façon à déborder le moins possible les pièces de bois correspondantes (lb et le sur la figure 2). I1 convient de souligner que cette dernière disposition selon la présente invention ne concerne pas seulement les connecteurs des diffe- rentes pièces de la poutre triangulée 1, mais tous les connecteurs de la ferme, et notamment ceux qui sont désignés par Sa sur la figure 1. Dans la forme de réalisation considérée de l'invention, la ferme pour comble habitable est préfabriquée en deux parties la partie inférieure, qui est seule illustrée en traits pleins sur la figure l,comprend la poutre triangulée 1, accouplée avec l'élément inférieur 3a de l'arbalétrier (ainsi éventuellement qu'avec l'élément inferieur de l'autre arbalétrier s'il s'agit d'une ferme pour un comble à double pente3 et avec les jambettes correspondantes, 4a et 4b ; la partie superieure comprend les autres éléments, supérieurs,de la ferme, notamment l'élément supérieur de chaque arbalétrier, tel que 3b et éventuellement des éléments supérieurs, horizontaux ou obliques (non représentés). Sur le chantier de construction, la partie inférieure, préfabriquée, de la ferme est posée par les extrémités de sa poutre triangulée 1 sur les-deux murs porteurs tels que 2 ; on dispose ensuite la partie supérieure de la ferme de manière que l'élément supérieur, tel que 3b, de chaque arbalétrier se trouve dans le prolongement supérieur de son élément inférieur, tel que 3a on accouple ensuite les extrémités aboutées des éléments supérieur et inférieur, tels que 3a et 3b, de chaque arbalétrier, par exemple au moyen d'une fourrure, 6, fixée auxdites extrémités aboutées des éléments 3a et 3b, par exemple par quatre boulons tels que 7al, 7a2, 7b2, 7bl (figure 4). Les extrémités aboutées des deux éléments de chaque arbalétrier pourraient aussi par exemple être assujetties par une moise. Le dimensionnement de la ferme pour comble habitable selon la présente invention, qui vient d'être décrite, peut varier dans les larges limites suivantes: la portée de la poutre triangulée 1 peut aller de 5 à 15 m. ; la pente a de chaque arbalétrier 3a - 3b, qui correspond à la pente du toit, peut varier de 25 à 60 degrés ; les différentes pièces de bois constituant la ferme, notamment la, lb, lc, 3a, 3b, 4a, 4b peuvent présenter une épaisseur commune, e, comprise entre 3,5 et 7,5 cm., et des largeurs, El, E2, E3 ..., allant de 6 à 30 cm. Dans l'exemple précédemment décrit, e = 3,5 cm , El = 9,6 cm., E2 = 7,2 cm, E3 = 14,7 cm. Dans ce cas, les dimensions des plaques métalliques, 5a et 5b, de chaque connecteur sont de préférence 10,1 cm. x 10,1 cm. ou 10,1 cm. x 15,2 cm. Bien entendu, le dimensionnement d'une ferme pour comble habitable selon la présente invention a lieu, de façon connue en soi, en fonction des différentes contraintes, notamment les surcharges climatiques (neige et vent), l'importance et la répartition des charges sur le plancher de l'étage, la surface et le poids de la ferme elle-même, de la couverture du comble, du plancher de l'étage, du plafond du rez-de-chaussée, de l'écartement des différentes fermes, de la pente du toit, de la portée de la poutre triangulée... etc. La figure 1 montre clairement que les charges de la poutre triangulée 1, notamment les charges du plancher qu'elle supporte, sont, pour une part, transmises directement à chaque mur porteur tel que 2, par l'extrémité correspondante de la poutre 1 elle-même, et, pour le reste,à lVélément inférieur 3a de lwar- arbalétrier correspondant, par les jambettes 4a et 4b, cette dernière fraction des charges étant à son tour transmise au mur porteur 2 par la partie inférieure de l'élément 3a de .l1ar- balétrier, soit par l'intermédiaire de la membrure inférieure lb de la poutre 1, soit, directement, par une membrure verticale Id, incorporée à la poutre 1 au niveau du mur 2,et travaillant à la compression. La figure 3 représente une zone d'assemblage, analogue à celle visible sur la figure 2, d'une poutre triangulée antérieurement connue, dont les trois pièces en bois, lb et lc ont une même épaisseur E dans la direction perpendiculaire au plan de la poutre, et, dans ce plan, une même largeur e, très inférieure a E. La poutre triangulée de la ferme selon la présente invention, qui est illustrée sur les figures 1 et 2, diffère donc de cette poutre triangulée antérieurement connue en ce que ses différentes pièces de bois, à section transversale rectangulaire aplatie, sont soumises à des contraintes qui n'ont pratiquement pas de composante dans la direction de leur plus faible dimension transversale, à savoir leur épaisseur e, tandis que, dans le cas de la poutre antérieurement connue, ses différentes pièces de bois etaient soumises à des contraintes ayant des composantes maxi-males dans la direction de leur plus faible dimension transversale, e. I1 en résulte évidemment la possibilité d'obtenir, avec la disposition selon la présente invention, qui est illustrée sur la figure 2, une même résistance de la poutre triangulée, et des-autres éléments de la ferme, en donnant aux différentes pièces de bois des sections transversales notablement plus faibles que dans le cas de la poutre antérieure, illustrée sur la figure 3. Un autre avantage resulte de ce que les machines usuelles pour assesbler les charpentes à l'aide de oonnecteurs sont généralement réglées pour une épaisseur unique de par exemple 3,5 cm ( valeur de e dans le cas- illustré sur la figure 2). Par suite, la réalisation de la poutre antérieurement connue,à laquelle correspond la figure 4,se heurtait à la difficulté d'assembler sur la même machine,et en une même opération, une structure comportant des pièces de bois faisant partie de la poutre, et ayant une épaisseur E très supérieure à e = 3,5 cm., et des pièces de bois faisant partie de la charpente , et ayant une épaisseur e = 3,5 cm. On comprend que la disposition selon la présente invention, qui est spécialement illustrée sur la figure 2, a supprimé cette difficulté de fabrication, contribuant ainsi réduire le prix de revient de la ferme selon la présente invention. Enfin, la comparaison des figures 2 et 3 montre clairement que, dans le cas de la ferme selon la présente invention (figure 2), une grande surface de contact entre les pièces de bois lb et lc d'une part, les plaques métalliques du connecteur, 5a et 5 , d'autre part, peut être obtenue sans qu'il soit nécessaire de surdimensionner lesdites plaques métalliques, alors que, dans le cas de la poutre triangulée antérieurement connue (figure 3), l'obtention de surfaces de contact importantes nécessitait un surdimensionnement des plaques métalliques 5a et 5b, tel que celles-ci ne servaient à l'assemblage des pièces de bois que par une fraction minoritaire de leur surface rectangulaire. La présente invention permet donc une importante économie de métal dans la réalisation des connecteurs à plaques métalliques. La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation précédemment decrite. Elle englobe toutes ses variantes. Dans le cas d'une faible portée entre les murs porteurs, la ferme selon la présente invention peut être fabriquée en une seule partie, chaque arbalétrier pouvant éventuellement être cons titué par une pièce de bois unique. Le nombre et la disposition des jambettes, interposées entre chaque arbalétrier et la poutre triangulée, est matière à option. Les connecteurs qui accouplent entre eux les différentes pièces de la ferme selon la présente invention sont susceptibles de nombreuses réalisations diverses, bien connues ; certains des assemblages correspondants peuvent être réalisés par des moises. La poutre triangulée horizontale peut être remplacée par une autre poutre, mécaniquement équivalente. La ferme selon la présente invention peut être adaptée pour un toit à double pente ou à simple pente. Elle peut être utilisée également pour des édifices dont les combles ne sont pas habitables, par exemple des bâtiments industriels ou agricoles et aussi pour constituer des sheds. REVENDICATIONS 1. Ferme pour comble habitable, en particulier pour les maisons individuelles, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour supporter le plancher de l'étage, une poutre triangulée horizontale, reposant par ses parties extrêmes sur deux murs porteurs, et ayant au moins une extrémité accouplée avec l'extr6- mité inférieure de l'arbalétrier correspondant de la ferme, et qu'au moins une jambette est interposée entre une partie basse dudit arbalétrier et la poutre triangulée. 2. Ferme selon la revendication 1, caractérisée en ce que ses différents éléments, notamment la poutre triangulée, chaque arbalétrier et chaque jambette, sont formés par des pièces de bois à section rectangulaire, ayant toutes une même épaisseur dans la direction perpendiculaire au plan vertical de la ferme, et des largeurs dans ledit plan de la ferme, qui sont notablement supérieures à leur épaisseur commune, et que lesdites pièces de bois sont accouplées les unes avec les autres par des connecteurs comportant, par exemple, des plaques métalliques dimensionnées de façon à déborder le moins possible les pièces de bois, ou bien par des moises. 3. Ferme selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour chaque arbalétrier, une jambette verticale et éventuellement une jambette oblique, dont les extrémité supérieures sont accouplées avec des points distincts de l'arbalétrier correspondant, tandis que leurs extrémités inférieures sont accouplées de préférence avec un même point de la poutre triangulée, notamment de sa membrure supérieure. 4. Ferme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce quelle comporte une partie inférieure préfabriquée, comprenant la poutre triangulée, accouplée avec un élément inférieur de chaque arbalétrier et les jambettes correspondantes, ainsi qu'une partie supérieure préfabriquée, comprenant les autres éléments, supérieurs, de la ferme, notamment l'élément supérieur de chaque arbalétrier, les deux parties préfabriquées de la ferme étant assemblées seulement sur le chantier de construction, par accouplement des extrémités aboutées des éléments supérieur et inférieur de chaque arbalétrier, par exemple au moyen d'une fourrure boulonnée ou dgune moise.