Brevet FR2534613A1 — publié le 19840420

L invention est relative à une structure métallique de vâti- ment. Elle trouvera son application dans le domaine du bâtiment, et Dlus particulièrement pour la réalisation de maisons d'habitation. Actuellement, il est connu de réaliser des maisons dont la charpente est métallique. Celle-ci est habituellement constituée par une ferme avec un treillis indispensable pour soutenir la charge due à la toiture. Mais, ce treillis occupe une part importante du volume des combles, notamment dans la partie centrale située sous le faite de la maison, ce qui rend impossible l'aménagement des combles en pièces habitables. En outre, dans une structure en treillis, il n'existe pas de poutre qui relie les parties inférieures des arbalétriers supportant la toiture, ce qui ne permet pas de prévoir un plancher au niveau des combles. Ainsi, une structure métallique en treillis n'est pas adaptée pour la réaliastion d'une maison dont on veut aménager les combles. Le but principal de la présente invention est de proposer une structure métallique, destinée à constituer l'ossature d'une maison, qui rend possible l'amenagement des combles situés dans la toiture. Pour cela, la structure métallique selon l'invention ne présente aucun élément qui puisse occuper le volume utile sous 1a toiture. Un autre but de la présente invention est de proposer une structure métallique qui permet de prévoir un plancher au niveau des combles. A cet effet, les arbalétriers seront reliés par un longeron sur lequel seront fixées les poutres qui supportent le plancher. Un autre but de la présente invention est de proposer une ossature métallique qui permet de supprimer les murs porteurs dans une maison d'habitation, ce qui supprime les contraintes dues à la présence de ces murs porteurs, et accroit considérablement les possibilités d'agencement du volume intérieur dans une maison. A cet effet, la structure métallique constituée par les arbalétriers et les longerons, est supportée par des poteaux disposés dans les plans des murs extérieurs de la maison. Un autre but de la presente invention est de proposer une structure métallique modulaire constituée par des aortiques identiques, regulie- rement espacés, en vue de constituer la structure.d'une maison. Cette structure modulaire qui supprime tout mur porteur et toute cloison porteuse laisse l'entière liberté pour l'aménagement des étages inférieur et supérieur Enfin, les poteaux sont décalés oar rapport aux extrémites des entraits afin de répartir judicieusement les contraintes dans les i. :érents éléments qui constituent la structure métallique plus précisément pour que les charges n'introduisent pas de moments de flexion dans les poteaux de la structure métallique du bâtiment. Par ailleurs, la structure métallique selon l'invention, permet de construire les murs d'une maison à sec, étant donné que l'on commence par la mise en place de la structure métallique et de la toiture, ce qui est particulièrement avantageux dans la région où les intempéries sont fréquentes. D'autres buts et avantages de la présente invention, apparal- tront au cours de la description qui va suivre. qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. La structure métallique, destinée à constituer l'ossature d'un bâtiment, notamment d'une maison, est caractérisée par le fait qu'elle comprend une pluralité de portiques formés chacun de deux poteaux encastrés dans le sol et de deux arbalétriers qui supportent la toiture, les dits arbalétriers étant reliés et supportés uniquement à leurs extrémi- tés inférieures par un longeron prenant appui sur les poteaux. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 illustre une maison présentant une ossature métal- lique selon l'invention. La figure 2 illustre un portique de la structure métallique de la figure 1. La maison illustrée à la figure 1, comprend dans sa partie inferieure un parallélépipède 1 dont les faces latérales constituent les murs extérieurs de la maison, et dans sa partie supérieure un volume 2 défini entre la face supérieure 3 du parallélépipède 1, les plans 4 et 5 de la toiture de la maison qui se rejoignent suivant la ligne de faite 6, ainsi que les pignons 7 et 8 de la maison. Ces pignons 7 et 8 correspondent aux faces 9 et 10 d; parallélépipède 1 alors que les autres faces 11 et 12 sont parallèles a. la ligne de faîte 6. La structure métallique selon l'invention est constituée par une pluralité de portiques 13 régulièrement espaces les uns des autres et disposés parallèlement au pignon 7 de la maison. En outre, la description qui va suivre se rapporte à un portique courant dont la position est indif férente. Chacun des portiques 13 est constitué oar deux poteaux verti caux 14 et 15 qui seront avantageusement et resoectivement situés dans les plans il et 12 du parallèlépîpéde inférieur 1. Ces Doteaux 14 et 15 seront encastrés dans le sol afin d'obtenir une structure métallique suffisamment rigide. Par ailleurs, le portique 13 comporte deux arbalétriers 16 et 17 qui maintiennent respectivement les faces 4 et 5 de la toiture. Ces arba étriers sont constitués par des éléments rectilignes qui se rejoignent en 18. disposés à proximité de la ligne de faite 6 de la maison. Dans la structure métallique selon l'invention, les arbalétriers 16 et 17 d'un même portique sont reliés à leur extrémite infe- rieure, respectivement 19 et 20 par un longeron 21 ou entrait, cons titué par un profil métallique rectiligne qui est disposé dans le plan supérieur 3 du parallélépipède 1. De plus, les arbalétriers 16 et 17 reposent sur l'entrait 21 uniquement par leur extrémité inférieure 19 et 20, cest-a-dire qu'il sexiste aucune structure qui vienne s'engager dans le volume 2 des combles de la maison. Cet entrait 21 qui est disposé horizontalement, est supporté par les deux poteaux 14 et 15, qui sont disposés en retrait par rapport aux extrémités 19 et 20 de l'entrait 21. Ainsi, la structure formée par l'entrait 21 et les arbalétriers 16 et 17 correspondants repose sur deux appuis qui correspondent aux sommets 22 et 23, respectivement des poteaux 14 et 15. On obtient ainsi une structure parfaitement stable dans laquelle les efforts se transmettent correctement depuis la toiture jusque dans le sol. Les différents portiques 13 constituant l'ossature de la maison sont relies les uns aux autres au niveau de la face 3 du parallèlépi- pède 1. Ces liaisons seront constituées par des poutres 24 régulièrement espacées suivant la portee des poteaux 14 et 15, et disposees parallèlement à la ligne de faite 6. Sur ces poutres 24, on peut disposer un plancher 25, créant ainsi des pièces aménageables dans les combles. Sur la figure 1, il a éte représente une maison dont le parall lépipède 1 correspond au volume occupe par un seul niveau, mais cela ne saurait en aucun cas limiter la portee de l'invention. On peut concevoir que le parallélépipède 1 correspond au volume occupé par plusieurs niveaux, surmontés par des combles définis par le volume 2. Les arbalétriers d'un même plan de la toiture sont également réunis les uns aux autres par l'intermédiaire de pannes, non représentées à la figure 1. qui supportent les chevrons de la toiture. La figure 2 illustre l'un des portiques 13 de l'ossature se ion l'invention. Ce portique est encastré dans le sol 28 au niveau des extrémites 26 et 27 respectivement des poteaux 14 et 15, les extrémites supérieures 22 et 23 étant fixées sur l'entrait 21. Dans le portique selon l'invention, la portée entre les poteaux 14 et 15, est très superieure à la-distance comprise entre l'une ou l'autre des extrémités de l'entrait et le poteau correspondant. Ainsi, l'extrémité 19 de l'entrait 21 est disposée en porte-à-faux par rapport au mur extérieur situé du côté du poteau 15. On retrouve une disposition analogue du côté de I'extremité 20 de l'entrait 21. Cette disposition particulière permet de réaliser des maisons dans le style dit "flamand". Dans un mode préférentiel de réalisation, les arbaletriers 16 et 17 seront reliés entre-eux dans leur partie supérieure par un faux entrait 29, disposé de préférence parallèlement à l'entrait 24. Ce faux entrait 29 sera situé suffisamment haut par rapport à l'entrait 24 pour laisser libre le volume occupé par les pièces aménagées dans les combles. De plus. les faux entraits 29 de deux portiques voisins. seront relies les uns aux autres à l'aide de traverses 30 sous lesquelles seront fixés les panneaux qui constitueront le plafond 31 de la pièce prévue à l'étage de la maison. Ainsi, cette structure permet d'aménager des pièces dans les combles, en utilisant les entraits 21 pour soutenir le plancher 25 et les faux entraits 29 pour maintenir le plafond 31. Les traverses 30 seront réalisées de préférence en bois. Les liaisons entre les différents éléments qui constituent un portique, seront de tout type connu de l'Homme de l'Art, et en particulier les arbalétriers, l'entrait, les poteaux et le faux entrait seront assemblés au moyen de boulonnage. La portée de cette structure métallique sera comprise de préférence entre 5 et 10 mètres, ce qui permet d'optimiser les dimensions des poutrelles métalliques qui constituent les portiques. Et, la distance entre l'axe des poteaux et l'extrémité de l'entrait sera généralement comprise entre 400 et 800 mm. Quant à l'inclinaison de la toiture, elle sera comprise de préférence entre 40 et 600. Par ailleurs, la distance qui sépare deux portiques voisins est de l'ordre de 3 mètres. Mais, cette distance sera susceptible de modification suivant la longueur de la maisor D'une manière avantageuse, les poteaux seront réalisés dans des poutrelles dites IPE, sur lesquelles on viendra fixer une platine 32 dans la partie supérieure. destinée à recevoir le boulonnage avec l'entrait 21.Celui-ci sera avantageusement réalisé dans un profil en H, de préférence un HEA dont les ailes seront disposées parallèlement au sol, et dont l'aile inférieure comportera des perçages qui viendront coïncider avec ceux des platines 32 des poteaux. D'une manière analogue, les arbalétriers 16 et 17 seront constitués par des profils en I dont les ailes sont disposées parallèlement au plan de la toiture, et dont les extrémités comportent des platines 33 et 34, la premiere étant destinée à fixer les arbalétriers sur l'entrait 21, la seconde pour fixer ensemble les deux arbalétriers suivant la ligne de fate. Quant au faux entrait, il sera avantageusement constitué par un profil en I muni à chacune de ses extrémités de platines 35 et 36 pour la fixation sur les pièces 16 et 17. Les arbalétners de la structure recevront les pannes 37, qui peuvent être en bois ou constituées par des tubes métalliques 38 qui sont fixés sur des supports 39 boulonnés sur les armes des arbalétriers. La realisation d'une maison ayant l'armature modulaire selon l'invention, commence par la mise en place des poteaux qui sont encastres dans les fondations de la maison. Ensuite, on relie les deux rangs de poteaux à l'aide des entraits, avant de fixer les arbalétriers sur chacun des portiques. Ensuite, on procede à la mise en place des poutres qui supportent le plancher des combles aménageables, avant de mettre en place la toiture du bâtiment. Alors, on peut procéder à l'élévation des murs ex térieurs de la maison à l'abri des intempéries. Par ailleurs, sur cette structure peuvent être adaptées toutes sortes de couvertures, en particulier des éléments comportant des capteurs solaires. Lorsqu'on a choisi la portée de la structure, on peut réaliser une maison plus ou moins grande en disposant plus ou moins des portiques parallèlement les uns aux autres. Cette conception ne demande pas d'étude supplementaire pour chaque application. Le mode de realisation qui vient d'être décrit n'est donné qu'à titre indicatif, et d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Structure métallique, destinée à constituer l'ossature d'un bâtiment, notamment d'une maison, caractérisée par le fait qu'elle comprend une pluralité de portiques (13) formés chacun de deux poteaux (14 et 15) encastrés dans le sol et de deux arbalétriers (16 et 17) qui supportent la toiture, les dits arbalétriers (16 et li) étant reliés et supportés uniquement à leurs extrémites inférieures (19 et 20) par un longeron (21), prenant appui sur les poteaux (14 et 15). 2. Structure métallique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les portiques (13) sont disposés parallèlement les uns aux autres suivant la ligne de faîte (6) du bâtiment. 3. Structure métallique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les longerons (21) des portiques (13) sont reliés entre-eux par des poutres (24) qui supportent un plancher (25). 4. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les poteaux (14 et 15) sont disposés en retrait par rapport aux extrémités du longeron (21). 5. Structure métallique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la portée entre deux poteaux (14 et 15) d'un même portique (13) est très supérieure à la distance qui sépare l'extrémité du longeron (19,20) du poteau correspondant (14,15). 6. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les arbalétriers (16 et 17) d'un même portique (13) sont reliés entre-eux dans leur partie supérieure par un faux entrait (29), qui supporte le plafond (31) de la pièce d'habitation dont'le plancher (25) est maintenu par. les longerons (21). 7. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la portee entre deux poteaux (14 et 15) est comprise entre 7 et 10 mètres. 8. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'inclinaison des arbalétriers par rapport au sol est comprise entre 40 et 600. 9. Structure métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les arbaletriers, et les poteaux sont boulonnés sur les longerons (21).