Brevet FR2482158A1 — publié le 19811113

La présente invention a pour objet une structure modulaire à éléments préfabriqués, conçue pour la réalisation de bâtiments à un ou plusieurs étages dans le domaine de la construction résidentielle, hôtelière, scolaire, hospitalière et pour bureaux. Le but de l'invention est de rendre possible la réalisation de structures de construction qui réunissent- les avantages de rapidité d'exécution et de forte réduction du coût de la maind'oeuvre, caractéristiques des systèmes de préfabrication, et les exigences de robustesse, de durée et de souplesse de projetage qui sont propres à la construction traditionnelle. Suivant l'invention, il est prévu une structure modulaire préfabriquée consistant en plusieurs éléments-base, disposés côte à-côte et superposés, dont chacun est constitué par un élément en U, formé par une semelle rectangulaire et par deux parois situées aux extrémités de la semelle et présentant des bords profilés de façon à former, en coopération avec les éléments adjacents, une série de creux disposés à la manière d'une cage tridimensionnelle, dans lesquels est effectuée la coulée de liaison, de façon à obtenir un ensemble structurel monolithique. L'invention va maintenant être décrite en référence aux dessins ci-annexés qui représentent, à titre d'indication et sans aucun caractère limitatif, une forme d'exécution préférée de l'invention. La figure 1 est une vue axonométrique de l'élément-base. La figure 2 représente l'élément de la-figure 1, vue en plan à plus petite échelle. La figure 3 est une vue d'élévation latérale de l'élément de la figure 2. Les figures 4 et 5 sont les deux vues d'élévation frontale. La figure 5 est une vue en coupe, faite dans le plan VI-VI de la figure 2. La figure 7 est une vue en coupe, faite dans le plan VII VII de la figure 2. La figure 8 est une vue en coupe, faite dans le plan VIII VIII de la figure 3. Les figures 8A, 8B, 8C et 8D montrent, à échelle agrandie, les détails indiqués par A, B, C et D sur les figures 3 à 7. La figure 9 montre l'exécution d'un escalier. La figure 9A est une vue en plan correspondante, à plus petite échelle. Les figures 10 et 10A illustrent l'exécution d'un balcon. La figure 11 est une vue en plan représentant l'exécution d'un étage avec la cage d'escalier et la cage d'ascenseur. La figure 12 montre, à échelle agrandie, le détail E de la figure 11. La figure 13 illustre en élévation, en plan et en coupe verticale, l'exécution d'une structure suivant l'invention. La figure 14 représente le détail d'un point de jonction de la cage résistante obtenue au moyen des coulées d'union. La figure 15 représente en détail l'assemblage de la structure aux fondations. La figure 16 est une vue en plan d'un bâtiment obtenu avec la structure suivant l'invention. Comme on peut le voir en se référant à la figure 1, l'élé- ment fondamental de la structure suivant l'invention est constitué par un élément préfabriqué en ciment armé vibré, ayant dans l'essentiel la forme d'un U, se composant d'une semelle 1 et de deux parois verticales (ailes) 2 et 3 qui forment un corps unique avec celle-ci. La gamme de variation dimensionnelle de l'élément de base est comprise entre 1,00 et 2,50 m en largeur et jusqu'à 12,50 m hors-tout en longueur, avec une limite de 3,20 m nets en hauteur. L'épaisseur de la semelle horizontale 1 est déterminée par le calcul, de'même que celle des ailes 2 et 3, en prenant les mesures techniques consistant à réaliser l'aile qui se trouve ra à ltextérieur en beton d'argile expansée, de façon à en garantir, outre la fonction statique, la fonction isolante selon ce qui est prescrit par les règlements en vigueur. Le type des ailes est naturellement déterminé par la position que l'élément de base ou élément-type occupera dans l'ensemble du projet par rapport au bâtiment à réaliser, avec par conséquent trois hypothèses fondamentales possibles, à savoir que les deux ailes doivent se trouver l'une et l'autre à l'extérieur, l'une et l'autre à l'intérieur ou l'une à l'ex- térieur et l'autre à l'intérieur. Pour des raisons de commodité de descttion, on considèrera ci-après en détail un élément optimisé, ayant les principales caractéristiques suivantes : hauteur nette, 2f75 m; longueur nette, 7,10 m ; largeur 2,20 m ; une aile extérieure et une aile intérieure, en gardant à l'esprit la possibilité de kransforma tion ultérieure en éléments à ailes symétriques d'un type ou de l'autre Il convient de noter qu'au moment de la coulée, les ailes doivent prendre une position légèrement différente 9 afin de corriger les déformations élastiques produites par le poids propre de l'élément avant les coulées d'achèvement, lorsque ces ailes sont simplement "appuyées'Ç Les deux parois d'extrémité ou ailes 2 et 3 (voir aussi les figures 2 à 8D) présentent de préférence une épaisseur différente : plus précisément, l'aile 2 a une épaisseur plus grande et elle comporte, le long de son périmètre, une poche 4 qui s'étend sur les deux bords latéraux et sur le bord supérieur. Dans la face extérieure de l'aile 2 est pratiqué un évidement 5 qui a la triple fonction de diminuer le poids total de l'élément, de donner lieu à un motif esthétiquement acceptable dans le cas d'une surface vlsible, et de pouvoir être utilisé comme chambre à air ou comme logement pour canalisations ou pour garnitures isolantes de remplissage. De façon analogue, la paroi ou aile de moindre épaisseur 3 présente une demi-poche 6 qui s'étend sur les deux bords verticaux et sur le bord supérieur, avec également un évidement frontal 7. Sur les bords supérieurs des deux ailes 2 et 3 sont prévus les crochets 8 obtenus à partir de fers d'armature de forte épaisseur et ayant pour rôle de permettre le levage du produit. Les bords longitudinaux 9 et 10 de la semelle 1 sont profilés en pente et comportent une série de fers saillants d'armature 11 disposés en direction transversale. Il est en outre prévu, dans les deux ailes, des bouts de fer d'angle 12, destinés à coopérer avec l'armature des joints, comme on le verra mieux ci-après. La mise en oeuvre de l'élément jusqu'ici décrit est aussi simple et rapide que possible : une fois prédisposés les ouvrages de fondation, de type classique, qui conviennent le mieux, par exemple la poutre de base 13 de la figure 13 ou les semelles d'appui 14 de la figure 15, on procède à la mise en place des éléments-base juxtaposés et superposés, en les manoeuvrant avec une grue 16 qui les saisit par les crochets 8, et on opère plan par plan. Lorsque les éléments qui forment un plan ou étage ont été mis en place (voir, à titre d'exemple, le plan de la figure 16), on dispose les armatures verticales préfabriquées en petites cages, désignées par 17 sur la figure 13, les armatures horizontales 18 sur les sommets des ailes et les armatures 19 entre les bords longitudinaux des semelles 1.Lorsque ces armatures ont été installées, on effectue la coulée de liaison et on obtient de la sorte une ossature résistante tridimensionnelle (figure 14) qui comprend tous les éléments structurels des cages en ciment armé de constructions traditionnelles, à savoir les piliers 20, les poutres horizontales 21 et les poutrelles 22 qui constituent la trame des sols. Il convient de noter que grâce aux fers 11 et 12 qui font saillie sur les semelles 1 et sur les ailes 2 et 3, on obtient un ancrage parfait des éléments-base avec les armatures énumérées ci-dessus, ancrage par lequel on a, à la suite de la prise du béton, un ensemble monolithique dans des conditions optimales de résistance aux sollicitations verticales et horizontales. Sur les figures 9, 9A et 11 est illustrée la possibilité de réaliser la cage d'escalier et le-passage pour l'ascenseur. On fait appel, dans ce cas, à des éléments préfabriqués semblables à ceux qui ont été déjà décrits, dont la semelle 23 comporte une découpure 24 (droite ou gauche) prévue pour le montage de l'élément en rampe 25, préfabriqué lui aussi, comportant les ancrages 26 et le palier 27. Pour l'ascenseur, il est prévu une découpure 35. Les figures 10 et iCA illustrent l'exécution d'un balcon. En façade, on a le parapet 28 muni des ancrages 29 et le panneauparoi 30, dans lequel sont pratiquées une baie de porte-fenêtre 31 et une fenêtre 32 et qui est enfilé dans les guides verticaux 33 prévus dans les deux ailes 2 et 3 de l'élément de base. Cette possibilité de montage des panneaux en les enfilant est également Illustrée par-la figure 9. Sur la figure 12 enfin est représenté le détail d'un point de jonction obtenu par l'union de deux ailes 3 opposées, avec une aile 2 et avec leurs armatures saillantes 12 qui, en coopération avec l'armature verticale en cage 17, contribuent à former l'élément résistant 20 (pilier) qui joint en un bloc monolithique unique tous les éléments qui concourent au point de jonction. Afin de permettre une circulation annulaire de tuyauteries, câbles, etc., on peut noyer dans le béton coulé des conduits appropriés de matière plastique ou métallique qui apparaissent sur le joint longitudinal incliné. Ce joint permet aussi d'égaliser facilement le plan de piétinement entre deux éléments contigus. Si l'on veut réaliser des locaux de double hauteur, il est évident qu'on peut y parvenir facilement en superposant à un élément-base un autre élément retourné, c'est-à-dire de telle sorte que ses deux ailes soient dirigées vers le bas et qu'elles reposent sur les ailes de l'élément sous-jacent. Au niveau de cet assemblage, on obtient une coulée d'union qui sert de ceinture pour les parois. La présente invention a été décrite dans l'une de ses formes de réalisation préférées, mais il va de soi que des variantes de construction pourront y être apportées dans la pratique par le spécialiste, sans qu'il s'écarte pour autant du cadre de protection de la présente propriété industrielle. RETENDICATIONS 1. Structure modulaire préfabriquée pour la construction de bâtiments en général, caractériséeen ce qu'elle consiste en plusieurs éléments-base, disposés côte-S-côte et superposés, dont chacun est constitué par un élément en U, formé par une semelle rectangulaire et par deux parois situées aux extrémités de la semelle et présentant des bords profilés de façon à former, en coopération avec les éléments adjacents, une série de creux disposés à la manière d'une cage tridimensionnelle, dans lesquels est effectuée la coulée de béton de liaison, de façon à obtenir un ensemble structurel monolithique. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bords latéraux et supérieur des parois ou ailes comportent un profil en "poche" pour recevoir la coulée de béton de liaison, et en ce que le bord supérieur des ailes est muni de crochets pour le levage de l'élément. 3. Structure.selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'épaisseur des deux ailes est différente, et en ce que chacune des ailes comporte une zone d'évidement, creusée dans- sa face extérieure. 4. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bords latéraux et supérieur des ailes d'épaisseur complète comportent ledit profil en "poche" avec son contour complet, tandis que les ailes à épaisseur réduite comportent ce profil développé à moitié. 5. Structure selon l'urne quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bords longitudinaux de la semelle présentent un profil transversal incliné, de manière à former avec l'élément adjacent une rainure en V, destinée à recevoir la coulée de béton de liaison entre les semelles, avec son armature, formant un élément d'un seul tenant avec une série de fers qui font saillie transversalement le long desdits bords longitudinaux. 6. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est disposés, dans lesdits creux des joints verticaux (piliers) et horizontaux d'extrémité (poutres), des petites cages d'armature préfabriquées, assemblées entre elles et coopérant avec des fers qui émergent des bords des ailes des éléments-base, de façon à obtenir un ensemble monolithique à la suite de la coulée de béton d'union. 7. Structure selon l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisée en ce qu'il est disposé au préalable, dans les faces intérieures des ailes, des guides verticaux dans lesquels on insère des panneaux de cloisonnement préfabriqués. 8. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 79 caractérisée en ce que pour la réalisation de cages d'escalier ou de passages pour ascenseur, il est prévu des découpures appropriées dans deux semelles contingues, munies d'éléments d'ancrage pour les volees d'escalier préfabriquées avec leurs paliers.