Brevet FR2520785A1 — publié le 19830805

BLOC OU BRIQUE EN TREILLIS, COMPOSE D'ELEMENTS MODULAIRES EN TOLE D'ACIER ESTAMPEE ET INCORPORANT DES MOYENS DE JONCTION La présente invention concerne le domaine de l'ingéni- érie civile et plus particulièrement un bloc parallélépipédi- que qui sera appelé ci-après "brique", ayant une base rectan- gulaire, en particulier carrée, dont la structure en treillis est formée d'éléments modulaires profilés réalisés en tôle d'acier estampée. Ledit bloc comprend des moyens de jonction pré-montés, qui en combinaison avec des plaques profilées couvre-joints, permettent d'assembler les briques, pour la construction de murs portants et de planchers carrelés, utilisées de chant et pouvant servir à diversifier les applications tant dans le domaine du bâtiment qu'en d'autres domaines. Parmi les structures spatiales du type réticulaire, on en trouve déjà un grand nombre qui sont décrites dans des brevets comme par exemple ceux enregistrés avec les marques NERO et UNISTRUT Avec les systèmes desdits brevets, on réa- lise principalement des structures à double couche, formées par des barres ou tiges tubulaire ou à section polygonale et par des éléments de joint qui permettent leur assemblage dans différentes directions. Il s'agit toutefois de constructions qui sont adaptées à des couvertures de portées importantes en maillons régu- liers sur lesquels on dispose des manteaux métalliques ou flexibles continus pour réaliser la couverture proprement dite Elles sont par contre inadaptées à des constructions civiles qui entrent dans la typologie de bâtiments courants pour lesquels la structure portante est constituée par des murs verticaux et par des planchers horizontaux d'une épais- seur de l'ordre de 30 cm et dans un tel cas, les systèmes pré- cités entraînent la réalisation de microstructures spatiales dont les tiges et noeuds ou joints deviendraient miniaturisés avec une augmentation énorme des coûts par suite de l'inci- dence élevée du nombre des joints et des tiges et en raison de la quantité élevée de travail exigé par la mise en oeuvre. Par ailleurs, les travaux de pose des deux couches continues 2 2520785 qui auraient de toute façon lieu tant pour les murs que pour les planchers, seraient notablement difficiles. Pour obtenir des moyens de construction réticulaires ressemblant davantage dans leur forme et leur fonctionnement aux briques communes, on a déjà proposé dans le passé un sys- tème de fabrication d'éléments modulaires à structure en treillis, qui sont appelés précisément "briques', suscepti- bles de fournir un sous-ensemble préfabriqué de tiges et de diminuer ainsi de façon radicale le nombre des joints propre- ment dit, sans compter les avantages sur le plan économique et technologique qui sot ainsi obtenus pour la structure por- tante. La "briquen présente l'avantage notable de se présen- ter comme l'élément de base d'un plan qui coorrnre les espa- ces entiers des bâtiments ainsi que les panneaux d'achèvement des planchers et des murs Enfin, il ne faut pas négliger les énormes avantages que l'on obtient, tant par l'éventuelle préinsertion d'installations caractéristiques également modulaire, que par la diminution des temps d'achèvement des travaux et par la possibilité d'utiliser de toute façon les structures comme sols avant leur finissage. Selon le système décrit ci-dessus la brique, en tant qu'élément modulaire à structure en treillis,est composée de parties en tôle estampée, à savoir deux parois et quatre tra- verses de liaison des parois, rendues solidarsentre elles par des points de soudage exécutés sur les différents côtés de la brique. Cet assemblage est effectué dans l'établissement de fabrication, en raison de l'extrême difficulté d'emploi des appareils à souder par points sur le chantier de mise en oeu- vre Sur ledit chantier, on procède uniquement à la mise en oeuvre des briques individuelles en interposant entre elles des types particuliers de joints Ce procédé d'assemblage et de montage présente toutefois différents inconvé-nients En effet, en plus du fait qu'il oblige à recourir à des gabarits d'assemblage en phase de fabrication (car il n'est pas possi- ble de maintenir autrement en position les parois et traver- ses pendant l'assemblage), il prolonge les temps de mise en 3 2520785 oeuvre des différentes briques sur le chantier, réclame l'in- troduction des joints entre une brique et l'autre, et entrai- ne des difficultés correspondantes de rivetage à l'intérieur de celles-ci. Mais l'inconvénient le plus grave, qui se répercute de façon importante sur les coûts de ce type de brique métalli- que,réside dans le fait que l'on doit transporter les briques depuis l'établissement de fabrication jusqu'au chantier dans leur forme assemblée, avec des coûts de transport élevés en raison du rapport volume/poids extrêmement défavorable. Le but de l'invention est de réaliser un élément modu- laire à structure en treillis, tel que,dans sa forme et dans ses conditions de mise en oeuvre, il soit sensiblement égal à celui fourni par le système précédemment décrit ci-dessus et qu'il puisse par suite être qualifié de brique, mais qui soit constitué de façon propre à pallier les inconvénients préci- tés. La brique d'acier selon l'invention est dotée d'une paire d'éléments en forme de pyramides quadrilatères opposés par leur sommet, qui sont reliés entre eux par des accouple- ments rivetés audit sommet, tandis que les pyramides sont respectivement réunies aux sommets de leurs bases par l'in- termédiaire de quatre traverses, en tant qu'éléments d'angle ou d'équerre, chaque traverse ayant également pour fonction de servir de joint entre au moins deux briques adjacentes, toujours au moyen d'accouplements rivetés. Par suite, les éléments profilés en pyramide, aplatis à leur sommet pour la jonction avec l'élément semblable, for- ment conjointement avec les quatre traverses d'angle, un bloc parallélépipédique en treillis, en tôle estampée, constitué par des éléments modulaires. Lesdits éléments en pyramide sont obtenus à partir d'une feuille ou tôle d'acier par cisaillage Pour diminuer le matériau de rebut, faciliter les opérations d'estampage et réaliser des estampes plus économiques, on aménage seulement dans une tôle d'acier le cadre de base de l'élément en pyra- mide, tandis que la partie centrale résiduelle de cisaillage sert avantageusement à la fabrication des traverses Les élé- 4 2520785 ments d'angle ou d'équerre de l'élément en pyramide sont cha- cun obtenus sous forme de cornière à deux moitiés,d'allure en V, chaque élément en V délimitant deux demi-diagonales oppo- sées et pouvant être obtenus, sans aucun rebut,à partir d'une bande de tôle de largeur appropriée, par profilage à la pres- se. On comprendra que par rapport au système utilisé dans le passé, qui prévoit le soudage des parois aux traverses et la présence de joints distincts, le bloc de l'invention a pour avantage un nombre moindre de pièces nécessaires. En outre, la possibilité de l'assemblage sur le chan- tier permet d'expédier les briques sous leur forme non assem- blée Par suite, traverses et parois peuvent être empilées et transportées séparément avec une diminution notable d'encom- brement et en conséquence une économie de frais de transport. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre de l'une de ses formes de réalisa- tion, donnée à titre d'exemple indicatif, mais nullement li- mitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue en perspective du bloc ou brique fini; la figure 2 est une vue explosée de l'un des éléments composant chaque élément en pyramide et d'une traverse d'an- gle; la figure 3 est une vue frontale de la brique dans son assiette ou position d'utilisation; la figure 4 est une vue à échelle agrandie de l'inté- rieur d'une traverse, suivant A-A de la figure 5; la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant B-B de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe longitudinale hori- zontale de la brique suivant C-C de la figure 3; la figure 7 représente une vue de détail à échelle agrandie, d'une jonction entre quatre blocs ou briques; et la figure 8 représente une vue en coupe verticale sui- vant D-D de la figure 6. En se référant tout d'abord aux figures 1, 3 et 6, on peut voir que l'on a représenté un bloc ou brique dans sa 2520785 condition de réalisation achevée Ledit bloc ou brique est constitué essentiellement par deux éléments 1, ayant la for- me pyramide, et montés de façon symétrique, et par quatre traverses 7 Lesdits éléments 1 et 7 forment, en combinaison, un bloc ou brique parallélépipédique à base rectangulaire, en particulier carrée, sous forme d'un produit fabriqué en treillis, réalisé par estampage, en pièces modulaires, à par- tir d'une tôle d'acier Ledit produit fabriqué est constitué en particulier par l'ensemble en treillis qui comprend tous les angles ou coins et arêtes d'un corps parallélépipédique qui sont reliés par des éléments diagonaux Les éléments dia- gonaux sont réalisés en deux moitiés séparées par le plan de symétrie, parallèle aux faces de parement de la brique, qui sont utilisées de chant, dans la formation des parois, une moitié des éléments diagonaux étant rendus solidaires à l'une des faces de parement et l'autre, à la face opposée. Conformément à l'invention, chaque élément en forme de pyramide, comprenant l'une des faces de parement, est réalisé en trois parties et plus précisément par un cadre, de forme rectangulaire, en particulier, carrée 12 (Figures 1 et 2) et par deux éléments 15 a 15 b, en V, dont chacun s'étend suivant la paire respective des demi-diagonales opposées de la brique finie Lesdits éléments 15 a, 15 b comprennent des extrémités aplaties 16 formant des ailes repliées d'un angle, aptes à pouvoir être disposées dans le plan du cadre 12 correspon- dant, tandis que dans la zone de leur sommet, lesdits élé- ments 15 a, 15 b en V sont aplatis d'une manière identique en 17, de façon à former une partie plane de jonction parallèle aux ailes 16 Dans chaque zone d'angle des cadres 12, sous lesquels vient appuyer une des ailes 16, est ménagé un trou 18, tandis que dans chacune des ailes 16 est prévu un trou 19 correspondant, destiné à recevoir une vis ou autre moyen de jonction pour le blocage d'un des éléments 15 a, 15 b sur le cadre 12 correspondant Dans la partie de sommet aplatie des éléments 15 a, 15 b, sont prévus un trou central 3 et d'autres trous 21 Le cadre 12 a une section sensiblement en U, de fa- çon à présenter,dans la surface de parement de la brique, une face ou bande périphérique plane 12 a à laquelle se raccordent une aile extérieure perpendiculaire 12 b plus longue et une aile intérieure 12 c plus courte Les ailes extérieures sont raccordées entre elles par leurs angles, tandis que les ailes 12 c sont raccordées par un tronçon rectiligne Chaque cadre 12 est fabriqué par estampage à la presse, après que dans la feuille de tôle on ait détaché la partie centrale correspondant à l'espace vide central de la face de parement correspondante Cette partie de tôle ne doit toutefois pas être considérée comme un rebut, puisque l'on peut avantageu- sement former dans celle-ci les pièces de tôle nécessaires à la fabrication des traverses 4, ce qui abaisse le coût de fabrication, en diminuant le matériau de rebut En outre, même en utilisant des épaisseurs de tôle limitées, la réali- sation des cadres 12 selon l'invention ne présente aucun problème de déformations pendant l'opération de profilage à la presse Les éléments en V, 15 a et 15 b sont au contraire réalisés séparément à partir de bandes de tôle et, dans le but de leur raidissement, ont une section sensiblement en U, en présentant par suite une partie centrale 22 a, depuis laquelle s'étendent des bords longitudinaux repliés 22 b. Les traverses 7, qui constituent les éléments d'angle ou d'équerre, perpendiculaires aux faces de parement 12, ont une hauteur égale à l'épaisseur des murs à réaliser avec les briques de l'invention. Chaque traverse 7 est formée par un élément de section sensiblement en C, comprenant des ailes 7 a dans chacune desquelles sont ménagés des trous 20 en alignement longitu- dinal et à des distances prédéterminées Chaque aile 7 a se prolonge par un bord 7 b, décalé vers l'extérieur Aux deux extrémités, dans la zone dans laquelle chaque bord 7 b est décalé par rapport à l'aile 7 a proprement dite, est ménagée une encoche 7 c, de longueur au moins égale à la hauteur du rebord 12 b du cadre 12, ladite encoche 7 c étant disposée transversalement et ayant une largeur égale à l'épaisseur dudit rebord 12 b qui est destiné, lors de l'accouplement entre un cadre 12 et une traverse 7 (Fig 1) à venir se dis- poser à l'intérieur des extrémités des ailes 7 a des traverses 7 dans les zones d'angle, tandis qu'il vient se placer à 7 2520785 l'extérieur des extrémités des bords 7 b des ailes 7 a Les bords 7 b peuvent être dotés de nervures longitudinales de raidissement 23 réalisées par emboutissage Les bords 7 b se prolongent aux deux ailes 7 a, de façon à former un appendice en ailette 8, qui est replié à 900 par rapport aux bords 7 b. Dans ladite ailette 8 est ménagé un trou 24 Les ailettes 8 sont destinées à être insérées sous la partie 12 a du cadre 12, qui, en correspondance des trous 24, portent des trous 25 pour recevoir des vis ou autres moyens de jonction pour le blocage de chaque traverse 7 sur le cadre 12 dans les zones d'angles dudit cadre Les briques ou blocs métalliques en treillis sont réalisés en assemblant les éléments 15 a, 15 b, bloqués entre eux par une vis ou autre moyen passant dans leurs trous 3, puis en fixant l'ensemble 15 a, 15 b au cadre 12 correspondant par des vis ou autres moyens qui passent dans les trous 18, 19 On assemble les traverses 7 à l'un des élé- par un ments 1 pareillement formé/ moyen approprié de serrage qui passe dans les trous 24 des ailettes 8 et dans les trous de la face 12 a du cadre 12 Les briques peuvent être assemblées en files horizontales par l'intermédiaire des traverses 7, qui sont accouplées par des vis ou autres systè- mes passant dans des paires de trous horizontaux coaxiaux , tandis que les briques de la file placée au-dessus sont accouplées à celles de la file placée en dessous toujours à l'aide de vis ou autres moyens de serrage passant dans les trous coaxiaux verticaux 20 des traverses 7 Dans la figure 7,est représenté le détail de la jonction, à l'endroit de l'angle de contact, entre quatre briques de deux files super- posées. La jonction est améliorée et masquée par une plaque profilée 26 couvre-joint, formée par une plaque de tôle sensiblement orthogonale, dont les bords 26 a sont rectili- gnes, tandis que les bords 26 b suivent l'allure des ailes intérieures 12 c des cadres 12 dans la zone d'angle o sont prévus des rebords 26 c d'arrêt, qui appuient contre les re- bords 12 c du cadre 12 Les plaques couvre-joints 26 sont do- tées de trous 27, coaxiaux à des trous 28 du cadre 12, pour recevoir les vis ou autres systèmes de fixation du couvre- 8 2520785 joint 26 Il est évident que lorsque, dans le mur, on doit définir une baie de fenêtre ou de porte, les couvre-joints 26 doivent être modifiés de façon à pouvoir être adaptés à la couverture de la zone de jonction de deux ou trois briques seulement. REVENDICATIONS 1 Bloc,ou brique,en t'le d'acier, profilé à la pres- se et ayant la forme d'un parallélépipède de base rectangu- laire, constitué par une structure modulaire en treillis, qui est délimitée et déterminée par les arêtes et par les diago- nales d'un parallélépipède et est fabriquée en assembint deux éléments de composants identiques en forme de pyramides rec- tangulaires opposées par leur sommet ( 1), dont les bases dé- finissent les parois de parement extérieur du bloc,ou brique, et quatre traverses ( 7) ayant une section transversale en C, qui définissent les arêtes perpendiculaires auxdites parois de parement extérieur, caractérisé par le fait que les élé- ments composants ( 1) sont chacun formés d'un cadre de base ( 12) et de deux éléments ou membrures en V ( 15 a, 15 b), qui forment les arêtes de l'élément pyramidal et qui s'étendent en se croisant, en formant chacune respectivement une paire de demi-diagonales opposées, qui sont tournées vers le cadre de base ( 12),lesdites membrures présentant chacune une extré- mité aplatie ( 16) pour leur jonction aux angles dudit cadre et présentant une partie centrale aplatie ( 17), correspondant au sommet des pyramides, pour leur assemblage mutuel par des moyens d'accouplement qui s'engagent dans des trous passants ( 3, 21) ménagés dans ladite partie centrale aplatie ( 17). 2 Bloc,ou brique,selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que le cadre ( 12) a une section en U renversé et comprend une partie centrale plane ( 12 a), destinée à déli- miter une des faces de parement, à laquelle se raccorde à 90 un rebord longitudinal extérieur ( 12 b), et un rebord sembla- ble intérieur ( 12 c) de hauteur inférieure à celle du rebord ( 12 b). 3 Bloc,ou brique,selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les traverses ( 7) comprennent deux ailes longitudinales ( 7 a), qui se prolongent par des bords longitu- dinaux ( 7 b), décalés vers l'intérieur, mais parallèles aux ailes ( 7 a), dans les extrémités des zones de pliage entre les ailes ( 7 a) et le bord ( 7 b) étant ménagées des encoches longi tudinales ( 7 c) de profondeur au moins égale à la hauteur des rebords ( 12 b) du cadre ( 12) et de largeur au moins égale à l'épaisseur desdits rebords ( 12 b), les bords ( 7 b) se prolon- geant à leurs extrémités par des ailettes ( 8), repliées à 900 vers l'intérieur et pourvues d'un trou ( 24), destiné à s'ali- gner sur un trou ( 25) correspondant, ménagé sur la partie ( 12 a) du cadre ( 12), lesdits trous étant destinés à loger des éléments de fixation correspondants pour le blocage de chaque traverse ( 7) sur le cadre ( 12). 4 Bloc,ou briqueselon la revendication 1, caracté- risé par le fait que le long des ailes ( 7 a) des traverses ( 7), sont répartis longitudinalement, à des distances prédéter- minées, des trous ( 20) destinés à recevoir des éléments ap- propriés pour le blocage en position des blocs dans les zones de jonction et de montage. Bloc,ou brique, selon la revendication 1, caracté- risé par le fait qu'il prévoit des plaques profilées couvre- joints ( 26), dont le profil est conçu pour couvrir et masquer la zone de jonction entre les briques, ainsi que pour coo- pérer à la jonction des briques entre elles dans les zones d'angle, le profil des plaques ( 26) étant par ailleurs tel qu'elles viennent s'insérer par dessus lesdites zones d'angle, en se repliant en minces bordures ( 26 c), lesdites plaques étant fixées par des éléments de fixation passant à travers des trous coaxiaux ( 27, 28), ménagés, les premiers dans chaque plaque ( 26) et les seconds dans chaque zone d'angle du cadre ( 12) sous-jacent.