Brevet FR2486565A1 — publié le 19820115

La présente invention concerne une ossature industrialisée destinée à la construction de parois et plus particulièrement à l'édi- fication de murs de bâtiments à usage d'habitations. On connait de nombreux procédés de construction à ossatures. Pour mémoire nous citerons les ossatures en pans de bois assemblés par tenons et mortaises, utilisées dans la construction de murs dits à colombage. Certaines de nos régions de France possèdent de très anciennes maisons à colombage qui sont l'illustration de la solidité dans le temps de tels btiments. L'augmentation du prix du bois associé au manque de main-d'oeuvre spécialisée ont contribués à abandon de ce type de construction. I1 existe des ossatures en bois de faible section dont la liaison est faite à l'aide des plaques à pointes qu'utilisent les fabricants de fermettes bois. Ce procédé nécessite cependant un volume important de matériau et son utilisation assez réduite semble réser- vée à la construction légère de bungalow ou de maisonnettes à usage de résidences secondaires. Certains constructeurs de maisons industrialisées utilisent des structures métalliques ; ces dernières font partie intégrante de leur système de construction et empêchent tous changements en ce qui concerne les parements extérieurs et les dimensions des bâtiments standards proposés à la clientèle. Les poteaux, qu'ils soient en poutrelles du type IPNou constitués par la liaison de deux profils formant les côtés de châssis métalliques, sont reliés aux pieds des -fermes et forment avec ces dernières une série de portiques parallèles. Sur les poteaux métalliques viennent se fixer, à l'aide de liaisons mécaniques, les parements extérieurs, généralement des plaques de béton armé, qui constituent les murs et contreventent l'édifice dans les plans des parois. Un autre procédé consiste à fixer un grillage métallique sur les poteaux et à projeter sur ce dernier une couche de béton de quelques centimétres d'épaisseur ; ciest également cette paroi qui contrevente les murs dans leur plan général. Outre les bruits et les fissures engendrés par les liaisons directes béton-métal, ces différentes structures sont figées dans la position de leurs éléments du fait de la liaison des fermes et des poteaux qui doivent etre de forte section ou nombreux puisqutils supportent le poids de la couverture et une bone partie de celui des murs. L'ossature objet de la présente invention supprime les inconvé nients précédemment exposés. Elle permet, en effet, l'association de matériaux différents, tels que, par exemple, le bois et le métal dont les déplacements aux liaisons n'engendrent aucun bruit, pour la construction d'éléments industrialisés facilement transportables, manipulables sans l'aide d'engin de manutention du fait de leur faible poids et dont le montage sur chantier ne nécessite pas de main-d'oeuvre, ni d'outillage spécialisés. L'interposition de poutres de ceintures entre la couverture et l'ossature des différents niveaux des construc t ions à étages ne nécessite pas que les fermes et les poteaux soient au même module.L'utilisation préférentielle de la présente ossature associée avec un parement extérieur bâti à ltaide de carreaux de céramique qui pourra, soit s'appuyer, soit être lié aux poteaux et aux poutres de ceintures à l'aide de pattes de fixations, permet de proposer à la clientèle une gamme étendue de dimensions. La présente ossature est composée a) d'une poutre de ceinture haute sur laquelle sont fixés les pieds des fermes, cette poutre de ceinture qui délimite dans un plan horizontal une figure géométrique, généralement un parallélogramme, est rigidifiée dans ce même plan horizontal par des poutrelles métalliques travaillants en traction et en compression reliant dune'part les angles du susdit parallélogramme suivant ses diagonales, d'autre part les côtés du susdit parallélogramme suivant des lignes sensiblement parallèles à ses médianes, b) de poutrelles de contreventement du parallélogramme formé par la ceinture haute constituées par des éléments en profilé métallique de longueur légèrement supérieure à la distance séparant deux. lieux de j-onction, les extrémités de ces éléments sont percées de façon à permettre le passage d'accessoires de jonction tels que des colliers à vis. Les poutrelles ainsi constituées sont liées - à la poutre de ceinture à l'aide d'équerres métalliques solidaires de cette dernière sur lesqu-elles'elles sont boulonnées, - entre elles et aux entraïts--des fermes à chacun de leur lieu de rencontre à l'aide de moyens de fixation mécanique tels que des colliers à vis, c) de poteaux dont le matériau et la section sont fonction de la nature des parements et de leur mode de fixation et de la charge transmise par la poutre de ceinture. Dans l'ensemble choisi pour illustrer une des utilisations possi bles de l'invention, les poteaux sont en bois corroyé et traité contre les attaques de l'humidité et des parasites. Chaque poteau a la forme d'un parallélépipède rectangle de section rectangulaire, la largeur du rectangle correspond à la dimension intérieure de la coulisse métallique du châssis, à l'intérieur de laquelle le poteau vient se loger, sa longueur est légèrement supérieure à deux profondeurs intérieures de la coulisse de façon à ce qu'une partie du poteau reste visible lorsqutil est emprisonné entre deux châssis.Chaque poteau est traversé par tmis trous, un près de chaque extrémité et un au centre en regard avec les trous des côtés des châssis de façon à permettre le passage des trois boulons qui assurent la liaison poteau-chassis, Les poteaux positionnés sur les catés des ouvertures sont susceptibles de recevoir des usinages particuliers destinés à permettre le positionnement instantané de la partie formant le dormant des menui series extérieures ou de cadres métalliques appelés généralement précadres". Chaque poteau rigidifié par sa fixation sur le côté d'un chassis au moins, ce dernier empéchant tout déplacement latéral de flambement peut être de section réduite. Pour le transport et d'éventuels stockages sur chantier, les poteaux bois peuvent être liés sur les côtés des châssis qui empêchent toutes déformations. d) de châssis contreventeurs qui ont pour fonction - de positionner les poteaux et poutres de ceintures, - de solidariser entre eux'les sommets des poteaux et la poutre de ceinture qu'ils supportent. - de solidariser entre eux les pieds des poteaux et le sol ou les pieds des poteaux et la poutre de ceinture qui les supporte, - de rigidifier les poteaux en les maintenant et en empéchant ainsi toute déformation de flambement, - de contreventer l'ossature dans le plan général de la paroi Les châssis destinés à contreventer l'ossature des murs sont des parallélogrammes, généralement des rectangles,dont une dimension est un sous multiple ou le module choisi, l'autre étant sensiblement égale à une hauteur d'étage. Des parallélogrammes plus petits sont disposés comme linteaux et allèges de portes et fenêtres. les châssis destinés à la constitution de l'ossature des pignons seront de forme triangulaire ou trapézoldale. Ces châssis sont construits à l'aide de profilés métalliques soudés entre eux à leurs extrémités. Ils comportent au moins une face parallèle à la face de l'élément avec qui ils sont liés ainsi qulune face disposée dans un plan parallèle à leur plan général au moins en ce qui eoncerne les côtés des châssis en contact avec les poteaux. La face parallèle au plan général du châssis sur laquelle sont soudés les tirants contreventeurs sera de préférence située dans un des deux plus grands plans extérieurs du châssis ; dé ce fait le volume intérieur du châssis est dégagé et peut alors être utilisé pour la mise en place des matériaux d'isolation. Divers profils du commerce répondent à ces exigences tels que des formes en I ou U, en L et en Z, ainsi que les tubes de section carrée ou rectangulaire. Les profils en forme de U appelés "cbulis- ses" permettent une fabrication-plus aisée. On peut suivant la nature du poteau et du résultat attendu orienter les ailes de ces coulisses vers l'extérieur du châssis, vers l'intérieur du châssis, dans la même direction ou combiner ces orientations. Les cadres rectangulaires ou trapézoldaux ainsi obtenus sont contreventés dans des positions qui sont sensiblement celles des diagonales par des tirants en plats d'acier soudés par leurs extrêmités à la base et au sommet des profils en contact avec les poteaux, sur la ou une des faces du profil qui est parallèle au pIan général du châssis. Les faces de contact des châssis sur lesquelles sont fixés les autres éléments de l'ossature comportent des trous qui permettent le passage des moyens mécaniques- de liaison. Les faces verticales des châssis en contact avec les poteaux sont percées le plus près possible de leurs extrémités et au moins au centre, les faces horizontales sont percées le plus près possible de leurs extrêmités et suivant le module d'écartement des poutres support de plancher pour les faces horizontales des châssis en contact avec la face supérieure des poutres de ceintures intermédiaires des constructions à étages. Suivant une des utilisations possibles, mais non limitative, ossature objet de la présente invention est associée avec une charpente composée de fermes en métal et bois à entraits tendus. Les pieds de ces fermes reposent sur une coulisse métallique qui coiffe la partie supérieure de la poutre bois de ceinture. Cette coulisse métallique qui participe à la répartition des charges de la couverture est percée suivant le module d'écartement des fermes au droit des trous des pieds de ferme de façon à ce que llensemble pieds de ferme, cou lisse, poutre de ceinture bois soit solidarisé à l'aide de moyens de fixation tels que des tirefonds. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés. La figure 1 représente la vue générale d'une ossature de maison à un étage. La figure 2 est une vue en perspective dsun chassis contreventeur dont les ailes des coulisses en contact avec les poteaux sont tournées vers l'extérieur. La figure 3 est une vue en perspective d'un châssis contreventeur dont les ailes des coulisses verticales sont orientées dans le même sens. La figure 4 est une vue partielle représentant la liaison basse poteau-sol. La figure 5 est une vue partielle représentant la liaison basse d'un angle de l'ossature. La figure 6 est une coupe suivant la ligne au de la fig.5. La figure 7 est une vue partielle représentant la liaisonhaute d'un poteau et la fixation d'un pied de ferme. La figure 8 est une vue partielle représentant la liaison haute et basse de deux poteaux sur une poutre de ceinture intermédiaire. La figure 9 est une vue partielle représentant la liaison de deux éléments constituant une poutrelle de contreventement avec un entrait de ferme. La figure 10 est une vue représentant extrémité d'un élément constitutif d'une poutrelle de contreventement. La figure 11 est une vue partielle représentant une patte de fixation de parement liée à un poteau. La figure 12 est une coupe suivant la ligne BB de la figure 11. Suivant le mode de réalisation illustré à la figure 1, on dispose d'une dalle de béton 1 sur laquelle, suivant le tracé 6, viennent se fixer des châssis du type 2, 3 ét 4, dont la description sera faite en regard des figures 2 et 3, par l'intermédiaire de moyens de liaison du type cheville à expansion et vis disposés suivant les axes 7 représentant la position des perçages des parties basses et hautes des châssis. Sur les côtés verticaux de ces châssis sont liés des poteaux en bois 8 à laide de boulons 33 disposés suivant les axes 9, 9a et 9b. Au sommet des ouvertures 10 et 11 sont fixés les châssis 5, dont la constitution est identique à un châssis 2, à l'aide de boulons 33 disposés suivant les axes 9b.Les châssis d'angles 3 sont liés entre eux par boulonnage suivant les axes 9, 9a et 9b sur une cornière métallique 32 représentée à la figure o. Sur le sommet de lXensemble obtenu, constitué de poteaux et de châssis, est posée une poutre de ceinture intermédiaire en bois 12 sur laquelle est posée une nouvelle série de châssis 2,3 et 4. L'ensemble châssis inférieur, poutre deceinture intermédiaire, châssis supérieur est solidarisé par des boulons 33 qui traversent les châssis et la poutre suivant les axes 7 tel quril est représenté à la figure 8. Les poteaux supérieurs 8 sont posés en même temps que les châssis et liés sur ces derniers de la même façon que les poteaux du rez-de-chaus sée. Les extrémités non représentées des poutres support de plancher viennent reposer sur la base des châssis supérieurs et ont liées à la poutre de ceinture intermédiaire par des boulons disposés sur les axes 7 ou au droit de perçages supplémentaires non représentés situés dans le même plan que les axes 7. Sur le sommet de l'ossature d'étage est posée une poutre de ceinture haute 13 en bois, liée au sommet des poteaux par l'intermédiaire des châssis auxquels elle est fixée par des tirefonds 35 disposés suivant les axes 7 tel que représenté à la fig. 7. L'ossature des pignons 14 est constituée de la même façon que celle des parois à l'aide de châssis dont la forme seule différe, elle sera triangulaire pour les châssis 17 et trapézoidale pour les châssis 18 les poteaux 15 et 16 sont de longueurs différentes de celle des.poteaux 8. Le parallélogramme formé dans le plan horizontal par la poutre de ceinture 13 est contreventé suivant ses diagonales par des poutrelles 19 et des lignes parallèles à ses médianes par des poutrelles 20. Dans notre exemple l'ossature est associée à une charpente qui ne fait pas partie de l'invention, eonstituée' de fermes 21 à entraits tendus 22, ce sont ces entraits 22 qui servent de poutrelles du type 20 dans des directions parallèles aux pignons 14. A titre indicatif, la stabilité de la charpente est assurée par une ligne de contreventement 23 située au sommet des fermes 21 reliée à la ceinture haute 13 par l'intermédiaire de jambes de force 24 dont l'extrémité inférieure 25 est solidaire de la pièce de liaison qui fixe les extrémités d'une poutrelle 20 à la poutre de-ceinture 13. Toutes ces poutrelles 19 et 20 constituées à l'aide d'éléments 19a et 20a et les entraits 22 sont solidarisés à chacun de leur point de rencontre26 à l'aide de colliers à vis 27 dont une représentation est donnée à la figure 9. La figure 2 représente un châssis construit à l'aide de coulisses métalliques liées par soudure à leurs extrêmités. Les coulisses 28 en contact avec les poteaux ont leurs ailes orientées vers l'extérieur du châssis et sont percées à leurs extrémités et au centre de trous disposés sur les axes 9, 9a et 9b. La coulisse 29 en contact avec la poutre de ceinture a ses ailes orientées vers l'extérieur du châssis et est percée de 2 trous disposés sur les axes 7. La coulisse 30 en contact avec le sol a ses ailes orientées vers l'intérieur du châssis et est également percée de trous au droit des axes 7. Le cadre formé par les coulisses 28, 29 et 30 est contreventé suivant ses diagonales par des tirants 31 en plat métallique soudésà leurs extrémités sur un côté du châssis 2. La figure 3 représente un autre type de châssis dont les profils 28 et 28a ont leurs ailes orientées dans le même sens de façon à pouvoir-les lier entre eux aux angles de la construction par boulonnage des profils 28a sur une cornière 32 tel que représenté à la figure 6. Le reste de la constitution est identique au châssis 2. Dans le cas de construction à étage, les ailes des profils 30 pourront pour les châssis 2, 3 et 4 être tournées vers le bas tel que représenté à la figure 8. La figure 4 représente un mode de fixation au sol d'un poteau 8 maintenu dans les coulisses 28 de deux châssis 2 par un boulon 33 les traversant suivant l'axe 9a, la base 30 des châssis 2 étant fixée au sol suivant les axes 7 par llintermédiaire de chevilles à expansion 34 et des vis 35. La figure 5 représente la liaison avec le sol 1 de deux châssis du type 3. La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne AA de la figure5 et représente les deux châssis 3 solidarisés par leurs profils 28a à une cornière 32 par des boulons 34 disposés sur les axes 9 9a et 9b. La figure 7 est le détail de la liaison d'un sommet de poteaux 8 avec les profils 28 de deux châssis par un boulon 33 disposé sur l'axe 9b et avec une poutre de ceintures3 par l'intermédiaire de tir'fonds 35 disposés sur les axes 7. On aperçoit la coulisse 19 coiffant la poutre 13 et un pied de ferme 36 ; le pied de ferme et la coulisse étant rendus solidaires de la poutre 13 par des tirefonds 37 disposés sur les axes 38. La figure 8 est un détail des liaisons poteaux-ceinture intermé diaire et chassis, par des boulons 33 disposés suivant les axes 7, 9a, et 9b. La figure 9 représente,à un point de rencontre 26,la liaison aux extrémités d'éléments 19a ou 20a,qui forment après montage les poutrel les19 ou 20. Cette liaison se fait à l'aide dgun collier à vis 27 qui solidarise la poutrelle avec l'entrait 22 d'une ferme 21. La figure 10 est le détail dtune extrémité d'un élément 19a ou 20a, constitutif des poutrelles 19 ou 20. On y voit la face d'appui 39 qui permet la transmission des efforts de compression et les trous 40 et 41 qui permettent le passage du collier à vis 27. La figure il représente une paroi bâtie 42,rendue solidaire de llos- sature par une patte 43 en forme de Z fixée sur un poteau 8 par un clou ou une vis 44. La figure 12 est une coupe suivant la ligne BB de la figure 11 représentant la patte 43 dont l'aile 45 est engagée dans la rainure 46 de carreaux en céramique formant une paroi bâtie 42. Bien entendu sans sortir du cadre de l'invention,diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisation qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif. L'ossature objet de l'invention peut être utilisée pour lédifi- cation de toute sorte de paroi et notamment de celles qui sont habillées par des parements qui ne peuvent pas participer au contreventement de l'édifice ou qui nécéssitent entre soutenus- ou appuyés. REVENDICATIONS 1. Ossature industrialisée destinée à la construction et au contreventement de parois et plus particulièrement à l'édification de murs pour bâtiments à usage d'habitation composée: d'une poutre de ceinture haute supportant la charpente,de poutres de ceinture intermédiaires supportant les planchers dans le cas de construction à étages, de poteaux, de chassis et de poutrelles de contreventement , caractérisée par le fait qu'unie poutre de ceinture et ses poteaux supports sont liés sur la périphérie de châssis métalliques contreventeurs dont la base est fixée au sol ou sur la poutre de céinture inférieure. 2. Ossature pour construction selon la revendication 1,caractérisée par le fait que les châssis contreventeurs construits à laide de profilés métalliques soudés entre eux à leurs extrémités ont au moins une face parallèle à la face de l'élément avec qui ils sont en contact. 3. Ossature pour construction selon les revendications 1 et 2,caractérisée par le fait que les châssis contreventeurs sont construits à l'aide de profilés métalliques dont une face au moins des profils en c-ontact avec les poteaux est parallèle au plan général du châssis. 4. Ossature pour construction selon les revendications 1 à 3,caractérisée par le fait que les châssis en forme de parallèlogramme sont contreventés dans leur plan général et sur une au moins des deux plus- grandes faces du parallélépipède qu'ils forment par des tirants métalliques soudés par leurs extrémités sur le châssis suivant des directions sensiblement identiques aux diagonales du susdit parallèlogramme. 5. Ossature pour construction selon les revendications 1 à 4,caractérisée par le fait que les profils constituants les châssis contreventeurs comportent dans leurs faces en contact avec les éléments qui leurs sont solidaires des trous permettant le passage d'éléments mécaniques de fixations tels que clous,vis,tirefonds ou boulons,notamment le plus près possible de la base et du sommet et au centre des profils en contact avec les poteaux. 6. Ossature pour construction selon les revendications 1 à 5,caractérisée par le fait aucun poteau porteur est lié sur le côté d'un châssis contreventeur au moins. 7. Ossature pour construction selon les revendications 1 à 6 dont les poteaux et les ceintures sont en bois,caractérisée par le fait que la poutre bois de ceinture est coiffée sur sa partie supérieure par une coulisse métallique participant à la répartition des charges de la couverture,percée dans sa face horizontale de trous permettant séparément ou simultanément sa liaison sur la poutre bois et la fixation des pieds de fermes ou des extrémités des poutres support de plancher par l'intermédiaire de fixations mécaniques telles que clous,vis,tirefonds ou boulons. 8. Ossature pour construction selon les revendications 1 à 7,caractérisée par le fait que l'indéformabilité dans le plan horizontal du parallèlogramme formé par une poutre de ceinture est obtenue par des poutrelles travaillant en traction et en compression qui relient les angles du susdit parallèlogramme suivant ses diagonales et ses côtés parallèles suivant des lignes sensiblement parallèles aux médianes,ces poutrelles étant liées aux entraits de fermes et entre elles à chaque point de rencontre. 9. Ossature pour construction selon la revendication 8,caractérisée par le fait que les poutrelles de contreventement sont constituées par des profils métalliquesde longueur légèrement supérieure à la distance séparant deux points de liaisn,percés à leurs extrémités de façon à être liés entre eux et aux entraits des fermes par l'intermédiaire de colliers à vis. 10. Ossature pour construction selon les revendications 1 à 9,caractérisée par le fait que les parements extérieurs et intérieurs peuvent être rendus solidaires des poteaux et des poutres de ceintures sur lesquels ils peuvent être fixés soit directement,soit par l'intermé- diaire de pattes,ces dernières étant elles-memes fixées sur les parties visibles des poteaux ou poutres de ceintures notamment par cloutage ou vissage.