Brevet FR2483987A1 — publié le 19811211

La présente invention se rapporte aux construc tions réalisées au moyen de composants préfabriqués en béton armé comprenant essentiellement des cadres de forme généralement rectangulaire ou trapezoidale. Le but de l'invention est de réaliser dans des conditions économiques et sous une forme rationnelle un cadre préfabriqué en béton armé qui soit léger et d'un transport facile. Suivant l'invention, ce cadre, dont le contour est défini par deux montants et deux lisses, est caractérisé en ce que la tranche de chaque montant comporte une gorge centrale ainsi que, en position centrée ou symétrique par rapport à cette gorge, des éléments rigides ancrés dans le béton constituant, ou permettant de constituer, des armatures en saillie, en forme de boucle ou d'anneau, qui, en combinaison avec des armatures correspondantes d'au moins un cadre adjacent orienté à 900 ou 1800, forment une partie au moins du ferraillage d'un poteau en béton armé, pour l'assemblage des deux cadres, dont les tranches constituent pour partie le coffrage du poteau. Pour permettre de donner à ce poteau des dimensions plus grandes et en augmenter la résistance, notamment dans le cas où il s'agit de faire une construction à plusieurs étages, il est prévu que, en section droite, chaque montant de contour du cadre comporte une partie intérieure de forme générale rectangulaire, définie par deux faces planes parallèles au plan moyen du cadre, et une partie d'allure trapézoïdale délimitée par des faces s'étendant obliquement vers l'extérieur et définissant deux talons ou épaulements disposés symétriquement par rapport au plan moyen. Dans ces talons ou épaulements peuvent etre ancrées, en vue du ferraillage de poteaux adjacents, les branches respectives d'armatures en forme d'étrier faisant saillie sur la tranche des montants. Si le cadre est utilisé dans une construction à plusieurs étages des broches verticales peuvent être ancrées dans la lisse supérieure et faire saillie vers le haut, par rapport à la tranche du cadre, de manière à traverser l'intervalle séparant horizontalement deux dalles de plancher appuyées sur cette lisse supérieure et à pénétrer dans des trous verticaux de la lisse inférieure d'un cadre sus-jacent lui-même appuyé sur les dalles pour former conjointement avec des armatures en saillie sur la tranche des dalles une armature susceptible d'être incorporée dans le ferraillage de jonction entre dalles et cadres. Une coulée de béton, de préférence à base de résine permet d'exécuter l'assemblage. Avec la même hypothèse d'une construction à étages multiples il est également possible que dans la lisse inférieure d'un cadre soient ancrées des boucles définissant deux éléments formant armatures, prévus pour pénétrer dans des trous verticaux, de préférence munis de fourreaux, d'une lisse haute d'un cadre sous-jacent, l'arrondi de la boucle faisant saillie vers le haut pour constituer, conjointement avec des armatures horizontales en saillie sur la tranche de dalles de plancher, un ferraillage de jonction entre dalles et cadres qui peut ensuite être enrobé de béton de résine. Dans ce cas il est avantageux que la tranche de la lisse inférieure ait une forme convexe de manière à pouvoir épouser le profil concave d'une gorge centrale de la lisse supérieure du cadre sous-jacent. Pour assurer la liaison avec le sol d'un cadre intégré au rez-de-chaussée d'un bâtiment une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que dans la lisse inférieure du cadre sont formés des trous verticaux, de préférence munis de fourreaux, pour recevoir des broches d'assemblage ancrées dans une semelle de fondation, et situées de préférence dans une gorge de la semelle dont la largeur, supérieure à celle du cadre, ménage des intervalles dans lesquels du béton peut être coulé pour solidariser rigidement le cadre avec la semelle dans une position relative exactement réglée. De préférence un montant intermédiaire, reliant les deux lisses, partage inégalement l'espace compris entre les deux montants de contour, ce qui définit deux ouvertures qui peuvent chacune être obturée par exemple par une porte, à simple ou à double battant, une fenêtre simple ou double, ou un remplissage de maçonnerie. D'autres caractéristiques de l'invention appara- tront au cours de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel - la Fig. 1 est une vue en perspective de l'ossature d'un bâtiment à simple rez-de-chaussée réalisée au moyen de cadres suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en élévation schématique d'un cadre -type utilisé dans le bâtiment de la Fig. 1; - la Fig. 3 est une vue partiellement en coupe horizontale d'un noeud d'assemblage de quatre cadres disposés perpendiculairement les uns par rapport aux autres; - la Fig. 4 est une vue partiellement en coupe horizontale d'un noeud d'assemblage de trois cadres disposés perpendiculairement les uns par rapport aux autres, suivant un autre mode d'exécution;; - la Fig. 5 est une vue en coupe verticale au droit de la jonction entre deux cadres superposés et deux dalles de plancher, dans une construction à plusieurs étages; - la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5; - la Fig. 7 est une vue en coupe verticale montrant deux groupes des cadres superposés, dont le groupe inférieur est relié à une fondation; - la Fig. 8 est une vue en perspective d'une semelle de fondation utilisé à la Fig. 7; - la Fig. 9 est une vue en coupe de la semelle de fondation montrant sa liaison avec trois cadres adjacents; -la Fig. 10 est une vue schématique montrant une liaison jointive entre deux cadres superposés;; - la Fig. 11 est une vue en coupe verticale montrant un mode de liaison entre deux.cadres superposés entre lesquels sont insérées deux dalles de plancher. L'ossature de bâtiment à simple rez-de-chaussée de la Fig. 1 est obtenue au moyen de composants préfabriqués en béton armé comprenant essentiellement des cadres assemblés les uns avec les autres et avec des dalles de plancher par coulée in situ d'un béton de ciment. Le bâtiment a en plan une forme de L et il comporte un toit à double pente de sorte qué d'une part les cadres rectangulaires situés à l'aplomb de la ligne de faîte ont une plus grande hauteur que les cadres rectangulaires de façade et d'autre part les cadres de pignon et de refend ont un contour trapézoïdal. Certains cadres de façade ont une ouverture qui reste libre, dont le bord supérieur a la forme d'un arc surbaissé. Toutefois le cadre-type A, tel que représenté à la Fig. 2, de forme rectangulaire, comporte, outre deux montants 11 et deux lisses 12, 13 de contour, un montant intermédiaire 14 qui délimite deux ouvertures 16, 17 de largeur inégale. Dans l'exemple représenté une porte 18 à simple battant est montée dans l'ouverture étroite 16 tandis qu'un remplissage de maçonnerie 19 obture l'ouverture 17. I1 est évidemment possible de prévoir une utilisation différente des ouvertures 16, 17 par exemple en intégrant la maçonnerie dans l'ouverture 16 et en disposant dans l'ouverture 17 une porte à deux battants. Une gorge 21 est formée dans la tranche des montants 11 et des lisses 12, 13 de contour. Sur la Fig.3, le profil de section droite des montants 11, identique à celui des lisses 12,13 est bien visible. Du côté de l'ouverture intérieure 16 ou 17, la section comporte une partie rectangulaire définie par deux faces planes 22,23 parallèles au plan moyen du cadre et par une face plane interne 24 perpendiculaire à ce plan, et une partie d'allure trapézoïdale délimitée par deux faces obliques 26,27 définissant avec la tranche plane 28, dans laquelle est formée la gorge 21 à courbure concave, deux talons ou épaulements 29 disposés symétriquement par rapport au plan moyen. Dans le béton ou montant 11 sont noyées un certain nombre de douilles taraudées 31, centrées par rapport au plan moyen, qui débouchent dans le fond de la gorge 21, et dans chacune desquelles est vissée la queue filetée 32 d'un élément rigide 33 en forme d'anneau fermé, qui, suivant l'exemple de la Fig.3, occupe le centre du volume prismatique délimité par quatre montants adjacents il de cadre Disposés perpendiculairement les uns aux autres. Ces éléments rigides 33 constituent conjointement avec les branches 34 d'une épingle 36 insérée par le haut au droit des anneaux centrés, un ferraillage qui après coulée d'un béton de liaison 37 forme un poteau P d'assemblage des cadres A. Pour permettre un réglage rigoureux de la position des cadres, ces derniers ne sont pas jointifs de sorte que des éléments de coffrage auxiliaires doivent être prévus en regard des jeux separant les troncatures latérales 38 des tranches de montants adjacents, ce qui laisse apparents des joints 39. Dans l'exemple de la Fig.4, les cadres B prévus pour la construction d'un bâtiment ayant par exemple plus de six étages, et par conséquent plus résistants, sont légèrement différents de ceux de'la Fig.3, en ce sens que la gorge 21a, au lieu d'être arrondie, a un pro fil trapézoïdal et que les anneaux 33 sont remplacés par des armatures en forme d'étriers 41 dont les branches 40 sont ancrées dans les talons ou épaulements 29 des montants 11. Ici encore, les étriers superposés forment avec des armatures verticales 42, un ferraillage pour l'exécution d'un poteau d'assemblage P. Dans l'exemple de la Fig.4, l'assemblage réunit trois montants Il et il faut évidemment prévoir un élément de coffrage supplémentaire sur l'une des faces du volume prismatique à remplir qui après coulée du béton, laisse une surface découverte 43. A la Fig.4, la référence 45 désigne les côtés de la base triangulaire d'un élément prismatique creux dont les arêtes 50 sont engagées par le haut dans des trous correspondants 55 des montants 11 des cadres-respectifs, pour constituer à la fois un gabarit de positionnement et un support dans lequel peut être insérée l'ex trémité d'une goulotte de distribution du béton frais. Tandis que les cadres A des Fig.2 et 3 ont des montants et des lisses de contour dont le profil de section est identique, la lisse inférieure 12a des cadres B a une section dont le profil est différent du profil commun aux montants de contour 11 et à la lisse supérieure 13. Comme le montre la Fig.5, ce profil comporte en effet, une partie rectangulaire à faces latérales 44 qui se prolonge vers le bas en formant une tranche de profil trapé zoidal convexe 46 conjugué avec la forme trapézoïdale concave de la gorge 21a de la lisse haute 13 d'un cadre B sous-jacent. De façon plus précise, les Fig.5 et 6 représentent l'assemblage de deux cadres B superposés avec deux dalles C appuyées sur les talons 29 respectifs de la lisse haute 13 du cadre inférieur B, avec interposition de tampons ou bandes 47 en matière plastique. La lisse 12a, dont la face supérieure 55 est située à un niveau inférieur à celui du dessus 48 des dalles C est ainsi insérée avec jeu entre les tranches munies chacune d'une gorge trapézoldale 49 des deux dalles, sa tranche 46 reposant par l'intermédiaire d'une bande 51 en matière plastique sur le fond de la gorge 21a de la lisse haute 13. En outre dans la lisse inférieure 12a du cadre supérieur C sont ancrées un certain nombre de boucles 52 dont les branches 53 constituent chacune une armature engagée dans un trou vertical 54, muni d'un fourreau 56, formé dans la lisse haute 13 du cadre sous-jacent B, l'arrondi 57 de la boucle faisant saillie vers le haut jusqu'à un niveau inférieur à celui du dessus 48 des dalles C pour constituer conjointement avec des armatures horizontales 58 en saillie sur la tranche des dalles C, un ferraillage qui après une coulée de béton de résine 59 forme un assemblage rigide entre les dalles C et les cadres B. La Fig.7 est une vue en coupe et en élévation de la partie inférieure d'un bâtiment à étages multiples, dans laquelle sont représentés schématiquement la fondation, le rez-de-chaussée et l'amorce du premier étage, avec utilisation de cadres du type B. Chaque poteau réunissant plusieurs montants 11 repose sur une semelle de fondation 61 appuyée elle-même sur un socle 62 formé d'un béton de propreté. La semelle 61 représentée en perspective à la Fig.8 correspond au cas où le poteau sert à réunir quatre cadres B.Cette semelle comporte des rainures en croix 63 qui délimitent avec les faces externes de la semelle, quatre plots 64 et dans chacune desquelles est ancrée une broche verticale 66 que vient coiffer un fourreau 68 engagé dans un trou vertical 67 formé, au droit du montant 11, dans la lisse inférieure 12a d'un cadre B, qui prend appui dans le fond plat 65 de la rainure 63 correspondante et s'encastre donc entre deux plots 64 avec un jeu relativement large pour permettre un réglage de position, du à la surlargeur que présente les rainures 63 par rapport à l'épaisseur des mon tants de cadre 11. Dans le jeu ainsi ménagé est coulé du béton 69 quX bloque les cadres B dans la position relative voulue. Une dalle C préfabriquée ou coulée in situ forme le plancher 71 du rez-de-chaussée (Fig.7). La Fig.10 montre ,schématiquement, la liaison des lisses adjacentes 12,13 de deux cadres A superposés dans le cas ou la dalle de plancher correspondante est coulée in situ. La lisse basse 12 du cadre supérieur est par rapport à la lisse haute 13 du cadre sous-jacent jointive, une bande de matière plastique 72 étant toutefois interposée entre les surfaces appuyées l'une sur l'au trie et des broches 73 ancrées dans la lisse 13 pénétrent dans des trous 74, munis de fourreaux 76, formés dans la lisse 12. Dans la position d'appui, les broches 73 font saillie par rapport à la lisse 12 de manière à pouvoir etre incorporées dans le ferraillage de la dalle. A la Fig.ll, les broches verticales 73, ancrées dans la lisse supérieure 13 du cadre A sous-jacent font saillie vers le haut sur une distance suffisante pour traverser l'intervalle séparant horizontalement deux dalles C préfabriquées, appuyées avec interposition de bandes 72 sur la lisse 13, et pour pénétrer dans les fourreaux 76 engagés dans les trous verticaux 74 de la lisse basse 12 du cadre A supérieur,lui-même appuyé, avec interposition de bandes 72, sur les dalles C, de manière à former, conjointement avec les armatures 58 des dalles,un ferraillage dans lequel peut être coulé un béton de résine 59 assurant la jonction entre les cadres A et les dalles C. On notera que les trous verticaux tels que 54 (Fig.5 et 6), 67 (Fig.9), 74 (Fig.10 et 11) dans lesquels pénétrent des broches ou armatures, sontovali- sés ou surdimensionnés pour permettre un réglage. Dans le cas d'un bâtiment à simple rez-de-chaussée, tel que celui de la figure 1, compoStant une couverture constituée d'éléments légers, tels que des plaques ondu lées en métal ou en amiante-ciment, les cadres rectangulaires de façade et les cadres trapézoidaux de refend ou de pignon ont une lisse supérieure dans laquelle des plots en matière plastique servent à la fixation des éléments de couverture. Si le bâtiment comporte plusieurs étages, des dispositions analogues peuvent être adoptées pour l'étage supérieur extrême recevant la couverture. Cette dernière peut également être exécutée au moyen de dalles horizontales. REVENDICATIONS 1. Cadre préfabriqué en béton armé pour la réalisation de structures servant à la construction de bâtiments, dont le contour est défini par deux montants et deux lisses, caractérisé en ce que la tranche de chaque montant (11) comporte une gorge centrale (21,21a) ainsi que, en position centrée ou symétrique par rapport à cette gorge, des éléments rigides (33,41) ancrés dans le béton constituant, ou permettant de constituer, des armatures en saillie, en forme de boucle ou d'anneau, qui, en combinaison avec des armatures correspondantes d'au moins un cadre adjacent (A,B) orienté à 900 ou à 1800, forment une partie au moins du ferraillage d'un poteau en béton armé (P) pour l'assemblage des deux cadres, dont les tranches constituent pour partie, le coffrage du poteau. 2. Cadre suivant la revendication 1, caractérisé par un montant intermédiaire (14) partageant inégalement l'espace compris entre les deux montants de contour (11). 3. Cadre suivant la revendication 2, caractérisé en ce que dans chaque espace libre (16,17) délimité entre le montant intermédiaire (14) et un montant de contour (11) peut être intégré au cadre, soit un remplissage en maçonnerie (19), soit une porte (18) ou fenêtre, simple ou double. 4. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans la tranche de l'un au moins des montants de contour sont noyées des douilles taraudées (31) qui peuvent recevoir chacune la queue filetée (32) d'un élément rigide (331te en forme d'anneau ou de boucle. 5. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en section droite, chaque montant de contour du cadre comporte une partie intérieure de forme générale rectangulaire, définie par deux faces planes (22,23) parallèles au plan moyen du cadre, et une par tie d'allure trapézoïdale délimitée par des faces (26, 27) s'étendant obliquement vers l'extérieur et définissant deux talons ou épaulements (29) disposés symétriquement par rapport au plan moyen. 6. Cadre suivant la revendication 5, caractérisé en ce que sur la tranche de l'un au moins des montants de contour font saillie des armatures en forme d'étriers (4l) dont les branches (40) respectives sont ancrées dans les talons ou épaulements (29) du montant (11). 7. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans la lisse inférieure (12) du cadre sont formés des trous verticaux (67,74) de préf é- rence munis de fourreaux (68,76) pour recevoir des broches (66,73) d'assemblage ancrées soit dans une semelle de fondation (61), soit dans la lisse supérieure (13) d'un cadre sous-jacent (A). 8. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des broches verticales (73) ancrées dans la lisse supérieure (13) font saillie vers le haut, par- rapport à la tranche du cadre, de manière à traverser l'intervalle séparant horizontalement deux dalles de plancher appuyées sur cette lisse supérieure et à pénétrer dans des trous verticaux (74) de la lisse inférieure d'un cadre sus-jacent, lui-même appuyé sur les dalles pour former conjointement avec des armatures (58) en saillie sur la tranche des dalles, une armature susceptible d'être incorporée dans le ferraillage de jonction entre dalles (C) et cadres (A). 9. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans la lisse inférieure (12a) sont ancrées des boucles (52) définissant deux éléments (53) formant armatures, prévus pour pénétrer dans des trous verticaux (54), de préférence munis de fourreaux (56), d'une lisse haute (13) d'un cadre (B) sous-jacent, l'arrondi (57) de la boucle faisant saillie vers le haut pour constituer, conjointement avec des armatures horizontales (58) en saillie sur la tranche de dalles de plancher (C), un ferraillage de jonction entre dalles et cadres 10. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tranche de la lisse inférieure a une forme convexe (46), de manière à pouvoir épouser le profil concave d'une gorge centrale (21a) de la lisse su périeure (13) du cadre sous-jacent (B). 11. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la tranche de chacune des lisses comporte une gorge centrale (21). 12. Cadre suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, au sommet de chaque montant (11) est prévu un trou vertical (55) pour recevoir l'une des branches (50) d'un élément formant gabarit de positionnement et/ou support de goulotte dont l'autre branche ou les autres branches sont destinées à être insérées dans des trous (55) correspondants de montants (11) adjacents. 13. Bâtiment réalisé au moyen de cadres préfabriqués conformes à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que deux cadres (A,B) adjacents disposés à 900 ou à 1800 l'un par rapport à l'autre, sont assemblés au moyen de béton coulé in situ formant un poteau (P) dont le coffrage est constitué partiellement par la tranche des cadres. 14. Bâtiment suivant la revendication 13, carac terisé en ce que l'ossature constituée par l'assemblage des cadres (A,B) et, le cas échéant, de dalles préfabri- quées (C), repose sur une fondation comprenant des semelles (61) disposées chacune à l'aplomb d'un poteau (P) et comportant des rainures (63) dans lesquelles sont ancrées des broches (66) engagées chacune dans un trou vertical (67) d'une lisse basse (12,12a) d'un cadre (A,B) encastrée dans la rainure correspondante et bloquée au moyen de béton coulé in situ. 15. Bâtiment suivant l'une des revendications 13 et 14, comprenant au moins un étage, caractérisé en ce que la lisse basse (12a) des cadres (B) correspondant à un étage qui est insérée entre deux dalles (C) et encastrée dans la lisse haute (13) des cadres (B) sous-jacents, est entièrement en retrait par rapport à la face supérieure (48) des dalles (C) et est assemblées avec la lisse haute (13) et avec les dalles au moyen de béton de résine (59).