Brevet FR2479309A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne une nouvelle structure de construction de btiment comportant des formes modulaires à géométrie variable, c'est-à-dire que l'in- vention crée des moyens permettant de réaliser des fermes de portée et daangle au sommet variable à partir de tron çons standardisés de profilés devant former respectivement les arbalétriero, les entraits et des diagonales et/ou contrefiches La réalisation particuliers des fermes modulaires à géométrie variable que crée l'invention rend, en outre, possible la construction de structures modulaires de for- mes diverses à bas triangulaire. ou rectangulaire. Par ailleurs, l'invention, par sa réalisation, permet une fabrication bon marché dont le montage peut autre exécuté par des personnels non spécialisés, l'ensem- ble des éléments pouvant être, en outre, transporté sous un faible volume car l'assemblage ne pose aucun problème sur le lieu d'utilisation. Conformément à l'invention, la structure de cons truction de estiment comportant des fermes modulaires à géométrie variable est caractérisée en ce que chaque ferme comprend deux arbalétriers reliés à leur sommet par une articulation et au moins deux entraits également reliés à leur partie supérieure par des articulations, les entraits étant par ailleurs reliés à leur partie basse correspondant à celle des arbalétriers par des platines de Jonction comportant un axe vertical d'articulation pour les relier à des poutres de chaînage ou à des montants, lesdits entraits et arbalétriers étant de plus reliés entre eux par au moins deux diagonales articulées à leurs deux extrémités respectivement aux entraits et arbalétriers. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de S'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une élévation schématique de la ferme à géométrie variable faisant partie de la structure de construction de l'invention. Les fig. 2, 2a, 2b sont des vues schématiques illustrant comment sont réalisés de préférence les différents profilés de la ferme de la fig. 1. La fig. 3 est une élévation en partie arrachée et à plus grande échelle du noeud de jonction III de la fig. 1. La fig. 4 est une vue de dessus correspondant à la fig. 3. La fig. 5 est une élévation, à plus grande échelle, du noeud de jonction V de la fig. 1. La fig. 6 est une élévation, à plus grande échelle, du noeud de jonction VI apparaissant à la fig. 1. La fig. 7 est une élévation, à plus grande échelle, du noeud de jonction VII apparaissant à la fig. l. La fig. 8 est une vue de dessus correspondant à la fig. 7. La fig. 9 est une élévation analogue à la fig. 1 illustrant une variante de la ferme de la fig. 1. La fig. 10 est une élévation illustrant un des modes de réalisation dun des éléments de la structure. La fig. 11 est une élévation, tournée de 900, correspondant à la fig. 10. La fig. 12 est un plan schématique illustrant un exemple dfune structure conforme à l'invention. Les fig. 13 à 15 sont des schémas illustrant une caractéristique particulière de l'invention. La ferme représentée à la fig. 1 comporte des arbalétriers 1 qui sont reliés par des entraits latéraux 2 et entraits médians 3. Les entraits et les arbalétriers sont par ailleurs reliés par des contrefiches inclinées 4 et des entretoises généralement dénommées diagonales 5 qui assurent leur triangulation. Les arbalétriers 1 sont constitués par deux profilés la, lb réalisés par des tôles pliées suivant la forme d'un C , lesdits profilés étant tournes dos à dos et séparés par des entretoises, Les entretoises sont constituées par différentes pièces décrites dans la suite de la description et, en particulier, par la queue 6a de supports 6 à tete tubulaire 6b (fig. 10 et 11) ta queue 6a des supports 6 peut faire par rapport à l'axe de la tête tubulaire 6b un angle de O, 45s 60 ou 900 suivant l'emplacement occupé par Ces supports, emplacement qui est décrit dans ce qui suit. Des trous 7 sont prévus dans la queue 6a pour permettre le passage due broches de fixation (boulons, rivets, agrafes, etc) les réunissant aux profilés la, lb constiw tutifs des arbalétriers. Les contrefiches 4 et diagonales 5 sont, comme l'illustre la fig. 2a, constituées par des tubes 8 présentant des extrémités aplaties 8a percées dXun trou 8b. Les entraits 2 et 3 sont constitués SOUS la forme d'un profilé 9 réalisé en tale pliée pour présenter sensiblement la forme de la lettre ss retournée avec des ailes 9a rabattues de façon que lesdits profilés présentent un grand moment de flexion. Le dessous 9b des profilés est arrondi pour qu'ils permettent leappui le long d'au moins une de leurs génératrices de supports, plaques, panneaux ou résilles devant constituer un plafond faisant un angle variable avec le plan vertioal passant par l'axe du profilé. La liaison des arbalétriers 1 et des contrefiches 4 est assurée par un noeud réalisé comme illustré par les fig. 3 et 4. Des platines 10 en équerre sont introduites dans les extrémités des arbalétriers et forment avec des cales d'épaisseur li des entretoises pour les deux profilés la, lb de chaque arbalétrier. Les platines en équerre 10 présentent des bossages transversaux 12 et des trous 13 pour le passage de boulons de serrage 15 qui traversent également des plaques d'appui 14. Les plaques d'appui 14 présentent des logements 14a complémentaires aux bossages transversaux 12, de sorte que les profilés sont pincés entre les platines 10 et leur cale d'épaisseur1 d'une part, et les plaques d'appui 14, d'autre part. Les platines 10 sont, par conséquent, maintenues par friction et les bords des trous 13 ne sont, par suite, pas soumis à des efforts mécaniques appréciables car les boulons 15 ne travaillent que peu ou pas au cisaillement. Les platines 10 saillant des deux arbalétriers sont reliées par un axe d'articulation 16. Les branches lOa des équerres que forment les platines 10 supportent également des axes d'articulation 17 pour les extrémités aplaties des contrefiches 4 et les extrémités d'une bielle de liaison 18. On voit par la réalisation du noeud décrit cidessus que l'angle formé par les arbalétriers 1 peut être modifié en changeant la longueur de la bielle de liaison 18 sans qu'il en résulte aucune modification de structure des arbalétriers. En outre, les platines en équerre 10 et la bielle 18 forment un noeud triangulé au fate de la ferme. Le noeud VI par lequel sont réunis les entraits 2 et 3 et les contrefiches 4 et diagonales 5 est réalisé comme illustré par la fig. 6, c'est-à-dire au moyen d'une platine 19 analogue à la platine en équerre 10 mais de forme rectiligne. La platine 19 supporte à une extrémité un axe 20 sur lequel sont articulées les extrémités aplaties de la contrefiche 4 et de la diagonale 5 ainsi que l'entrait 2. L'autre extrémité de la platine 19 est fixée par des boulons 21 dans l'entrait 3 avec interposition de cales dté- paisseur. Comme décrit en référence au noeud III, il est prévu des plaques d'appui à logements transversaux disposés de part et d'autre des faces externes du profilé 9 constituant chaque entrait pour que la liaison entre chaque entrait et la platine soit une liaison par friction. Le mode de jonction décrit ci-dessus au moyen de la platine 19 permet de faire en sorte que les entraits 2, 3 forment des angles variables l'un par rapport à l'autre et, de même, angle formé par les entraits avec la contrefiche 4 et la diagonale 5 peut varier puisqu'il s'agit d'une liaison articulée. Le noeud VII illustré à la fig. 7 est de nature quelque peu analogue en cela que l'arbalétrier 1 et lten- trait 2 sont reliés à une platine de jonction 22 au moyen de boulons 23 et avec interposition de plaques d'appui identiques à celles décrites dans ce qui précède, c'est-à-dire identiques aux plaques d'appui 14 permettant une liaison par friction. La platine 22 est reliée à un fourreau 24 articulé contre un axe d'articulation 25. Le fourreau 24 peut ainsi être relié par l'axe 25 aux ailes d'une chape 26 solidaire d'une poutre de chai- nage 27 ou deux montant. La fig 8 montre que ce mode de réalisation permet de disposer les fermes suivant des angles très variables par rapport à la direction axiale de la poutre de chainage 27 qui se trouve dans le plan deune paroi verticale de la construction. Le noeud V consiste seulement à relier lBune des extrémités aplaties 8a de chaque diagonale 5 à un arbalétrier 1. Ce noeud est constitué par un simple boulon de serrage 28 passé dans les profilés constitutifs de l'arba- létrier et l'extrémité aplatie 8a de la diagonale 5 et des plaques d'appui à bossages transversaux analogues aux plaques 14 décrites dans ce qui précède. La structure de la ferme décrite ci-dessus en réfé- rence à la fig. 1 permet des portées entre murs relativement grandes pouvant être de l'ordre de 15 à 16 mètres. La structure de la ferme fait que les entraits travaillent à la traction et compensent les forces d'écartement qui pourraient être appliquées au montant de support lors de l'application de charges élevées sur les arbalétriers. Lorsque la portée doit entre réduite, par exemple inférieure à 7 mètres, la structure de la ferme peut etre allégée et réalisée comme à la fig. 9, csest-à-dire comporter des arbalétriers 1 et des entraits 2, l'entrait 3 étant alors supprimé de même que les contrefiches 4. Par contre, les diagonales 5 sont conservées. Le noeud II est identique à celui décrit dans ce qui précède de même que le noeud VII reliant les arbalétriers aux entraits. En ce qui concerne la liaison des deux entraits, c'est un noeud VI qui est utilisé, l'axe 19 étant alors aligné verticalement avec lwaxe 16 du noeud II, Les diagonales 5 sont évidemment reliées aux arbalétriers 1 par des noeuds V. La fig. 12 illustre un exemple de réalisation dune structure modulaire mettant en oeuvre les fermes décrites dans ce qui précède. Des fermes A, B, C, D, E et F, c'est-à-dire de largeurs différentes, sont disposées parallèlement les unes aux autres, la ferme F constituant la grande base d'un triangle isocèle dont angle au sommet est un angle de 900 dans exemple représenté. Pour délimiter un module à base carrée, on utilise ensuite des fermes E', Dl, Cl, Bl et At identiques aux fermes E, D, C, B, A. Le module Ml ainsi réalisé peut être relié 'à un module M2 constitué par des fermes F1, E1, D1, C1, B1, A1 identiques aux fermes précédentes et ce module M2 de forme triangulaire peut à son tour être accolé à un module M3 de forme rectangulaire constitué par les fermes F 2 F3, D4, F5 et F6 qui s'étendent parallèlement les unes aux autres et qui sont toutes identiques entre elles quant à leur portée. Pour mettre en place une toiture, on munit les arbalétriers des fermes décrites ci-dessus de supports 6 décrits en référence aux fig. 10 et 11. Les fermes A à E, Al à E' et A1 à E1 présentent, comme le montre le dessin, des queues 6a décalées de 45 par rapport à leur tête tubulaire 6b. Par contre, les fermes F et F1 à F6 comportent des supports 6 dont les têtes tubulaires sont décalees de 900 par rapport aux queues qui sont engagées dans les arbalétriers. Les différents supports 6 mis en place permettent le montage de profilés en # 29 (fig. lO et 11) qui peuvent etre plus ou moins inclinée par rap port à la tête tubulaire 6b compte tenu de la pente des arbalétriers des fermes.Les profilés en # sont fixée au moyen de broches, agrafes ou boulons 30 traversant les têtes tubalaires 6b et permettent ensuite le vissage de panneaux de support de la couverture. Dans ce qui précède, les modules tels que le module M2 sont en forme de triangle isocèle dont l'angle au som met est de 900. Les fermes de l'invention permettent de réaliser de mme manière des modules triangulaires dont l'angle au sommet est de 120 et, dans ce cas, les supports 6 présentent des queues 6a décalées de 600 par rapport à leur tête tubulaire. Par ailleurs, l'invention prévoit avantageusement la réalisation de fermes dont les arbaletriers et les entraits font des angles différents. Il est apparu particulièrement avantageux de prévoir des fermes présentant indifféremment la configura- tien de celle apparaissant à la fig. 1 ou de celle appas raissant à la fig. 9 et dont les arbalétriers forment respectivement avec lsshorlzontale ea des angles de 20,600, de 280 et de 36,940 tandis que les angles formés par les entraits avec l'horizontale sont respectivement de 12,60 , 20 et 20 . Les différents angles des arbalétriers sont destin nés à permettre la fabrication de fermes pour la construction de structuras présentant soit des aspects esthétiques particuliers, ou encore répondant à des condi tions climatiques. Par exemple dans des pays méditerra- né en utilisant des tuiles rondes ce sont des fermes pré sentant des arbalétriers inclinés à 20,600 qui seront, de préférence, utilisées tandis que dans d'autres régions l'inclinaison à 28 des arbalétriers est souvent avanta geuse, l'inclinaison à 36,94 étant plus particulièrement appropriée aux pays montagneux ou à fort vent. Les angles choisis indiqués ci-dessus présentent l'avantage de permettre des combinaisons et une standardi- sation des fabrications. En effet, il a été exposé dans ce qui précède que les fermes sont disposées perpendiculairement à la hauteur d'un triangle isocèle ou parallèlement à l'une des bases dun rectangle selon la forme des constructions choisies et,pour les constructions à base triangulaire,les angles de 900 et 1200 sont choisis de préférence.Ainsi, il est apparu que pour placer les profilés en Q 29 afin que leur écartement soit constant, par exemple de 1,20 m,et que les supports 6 soient également espacés sur les arbalétriers des fermes dont leur queue constitue des entretoises qutil y avait lieu déta- blir une relation précise entre les angles des arbalétriers et lsespacement, dont la pente des plans définis par les arbaletriers. Les angles choisis font, comme le montre la fig. 13, que des arbalétriers inclinés à 20,600 permettent d'obtenir dans le cas dune construction triangulaire à angle au sommet de 900 une inclinaison de 280 et dans le cas d'une construction triangulaire à angle au sommet de 1200 une inclinaison de 36,940.En passant ensuite à des arbalétriers inclinés à 280 comme montré par la fig. 14, la pente dtune construction triangulaire ayant un angle au sommet de 900 devient 36,940 et pour la construction triangulaire d'angle au sommet égale à 1200 la pente est de 46,360. Finalement, comme le montre la fig. 15, pour des arbalétriers inclinés à 36,940, la pente dune construction triangulaire à angle au sommet de 900 est de 46,360, et la pente d'une construction triangulaire à angle au sommet de 1200 apparat alors de 58,380. Dans la pratique, pour permettre la réalisation de modules extrêmement divers, il suffit de disposer des tronçons de diagonales, de contrefiches et d'arbalétriers propres à un nombre déterminé de fermes et ensuite de les assembler à ltun des dispositifs formant les noeuds qui sont identiques dans tous les cas, sauf en ce qui concerne le noeud VII qu'il y a lieu d'adapter à certains types de fermes. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réa libation représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y etre apportees sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Structure de construction de bâtiments comportant des fermes modulaires à géométrie variable, caractérisée en ce que chaque ferme comprend deux arbalétriers reliés à leur sommet par une articulation et au moins deux entraits également reliés à leur partie supérieure par des articulations, les entraits étant par ailleurs reliés à leur partie basse à la partie basse correspondante des arbalétriers par des platines de jonction comportant un axe vertical darticulation pour les relier à des poutres de chainage ou à des montants, lesdits entraits et arbalétriers étant,de plus, reliés entre eux par au moins deux diagonales articulées à leurs deux extrémités respectivement aux entraits et arbalétriers. 2 - Structure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les fermes comportent, supplémentairement, un entrait médian pour délimiter un ciel, cet entrait étant relié à deux entraits latéraux par des articulations sur lesquelles sont également articulées, d'une part, les diagonales et, d'autre part,des contrefiches inclinées articulées à leur autre extrémité à un noeud de jonction comportant l'articulation de liaison des deux arbalétriers. 3 - Structure suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le noeud de jonction formant l'articulation pour les deux arbalétriers comporte deux platines en équerre dont une branche est fixée aux arbalétriers en faisant saillie de ceux-ci pour que les parties saillantes soient reliées entre elles par un axe, la seconde branche de chaque équerre étant articulée, d'une part, aux contrefiches inclinées et, d'autre part, à une bielle de liaison réalisant une triangulation des deux platines en équerre. 4 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les entraits sont reliés entre eux par des platines, l'une des platines étant fixée à l'un des entraits et l'autre articulée au second entrait. 5 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les platines en équerre, les platines rectilignes reliant les entraits et les platines de jonction reliant les entraits aux arbalétriers sont constitués sous forme de pièces massives, notamment moulées, et sont fixées auxdits arbalétriers ou entraits par des plaques dappui et boulons de serrage faisant que la liaison est du type à friction. 6 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les plaques dappui et les pla- tines présentent des nervures ou bossages s'étendant sen siblement dans la direction transversale à celle des cf forts supportés par les arbalétriers ou entraits. 7 - Structure suivant lune des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les arbalétriers sont consti- tués par deux profilés sensiblement en forme de C séparés par un espace dans lequel sont disposées des entretoi- ses constituées par les platines en équerre ou de liaison ou par des queues que comportent des supports servant à la mise en place de profilés de fixation de plaques de couverture. 8 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les diagonales et contrefiches sont constituées par des tubes à extrémités aplaties. 9 - Structure suivant l1une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les entraits sont constitués par des profilés présentant en section sensiblement la forme de la lettre Joretournde dont le fond est en arc de cercle pour délimiter des génératrices d'appui multiples à des éléments constitutifs de plafond. 10 - Structure suivant lune des revendications I à 9, caracterisée en ce Que les supports pour lès profilés destinés à recevoir des plaques de couverture comportent une queue engagée entre les profilés formant les arbalétriers au=- quels cette queue est reliée par des broches , agrafes, bou- lons ou autres moyens de fixation et une toto tubulaire coiffée par un profilé présentant sensiblement la forme de la lettre A et fixé à ladite tête par des broches, agrafes, boulons ou autres moyens de fixation de façon que ledit profilé en A puisse occuper une position angulaire variable par rapport à la tete des supports. 11 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'il est prévu des jeux de supports dont les têt présentent des angles différents par rapport à la queue engagée entre les profilés constitutifs des arbalétriers, de préférence 0, 45, 60 et 900. 12 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'il est prévu plusieurs jeux de fermes de portée variable qui sont disposés perpendiculairement à la bissectrice d'un triangle isocèle pour délimiter une construction à base triangulaire à angle au sommet variable et, parallèlement à l'un des côtés dtun rectangle,pour constituer une construction à base rectangulaire. 13 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'il est prévu des fermes dont l'angle au sommet des arbalétriers est différent. 14 - Structure suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'il est prévu des fermes dont les arbalétriers forment par rapport à l'horizontale respectivement des angles de 20,600, de 28 et de 36,940 pour constituer des constructions modulaires à base triangulaire dont l'angle au sommet est de 90 ou 1200.