Brevet FR2539167A1 — publié le 19840713

La présente invention concerne une structure de portique ou de demi-portique en poutres métalliques en caisson. Les portiques servent notamment à réaliser des charpentes d'installations sportives ou agricoles, d'usines, etc. Les portiques sont généralement formés de deux aemirportiques et chaque demi-portique est formé d'un poteau et d'une traverse. Vu de côté, chaque poteau a un profil angulaire la petite base étant en bas et la grande base en haut. De même, chaque traverse a un profil angulaire avec une grande base adjacente au haut du poteau et une petite base au faîtage. Les poteaux et les traverses travaillent normalement en compression. Pendant longtemps, les portiques métalliques ont été construits à partir de profilés du commerce en I ou à partir de poutres en I reconstitué. Etant donné les profils des poteaux et des traverses, les ames des poutres en I ont une forme sensiblement trapézoïdales, variant avec la portée du demi-portique. I1 en résulte que ces poutres sont souvent fabriquées à la demande, les semelles étant soudées sur l'ame découpée selon la portée du portique. Or les poutres en I travaillent bien en compression, mais présentent des faiblesses quand elles sont soumises à des efforts de renversement. Cela est encore plus critique pour les poutres en I soudées. Pour pallier à cet inconvénient, on est amené à surdimensionner ces poutures, ce qui augmente leur poids et leur prix. Récemment, on a proposé, pour des portiques, comme le montrent les brevets FR 2 301 653 et 2 348 334, des poutres en T ou en I dont les semelles sont formées par des caissons. Ces poutres constituent des perfectionnements par rapport aux poutres en I à semelles planes en ce qui concerne l'inconvénient mentionné ci-dessus, mais ne sont pas simples à fabriquer. Un objet de la présente consiste à prévoir une poutre en caisson qui soit un perfectionnement en ce qui concerne les caractéristiques mécaniques par rapport aux poutre en T ou I et qui soit très simples à fabriquer. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir une poutre qui soit d'une esthétique nettement meilleure que celle des poutres en I et qui soit aussi esthétique que les poutres en bois. Suivant une caractéristique de l'invention, chaque poutre de poteau ou de traverse est constituée d'un caisson à section transver sale rectangulaire, dont le grand côté est parallèle au plan du portique, les petites faces des poutres étant de largeur constante et leurs grandes faces ayant l'allure trapézoïdale courante des poutres de portique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque poutre est formée de deux parties à section en U dont la base du U forme une grande face de la poutre et dont les branches du U forment chacune la moitié d'une petite face de la poutre. Suivant un autre caractéristique, les deux parties à section en U sont rendues solidaires par soudure de leurs bords correspondants. Suivant une autre caractéristique, les deux parties à section en U sont découpées, dans une tole plane rectangulaire, suivant une ligne oblique dont l'angle dépend de la portée du portique à fabriquer, les deux parties découpées étant égales et ayant leurs grands bords pliés pour former des moitiés de petites faces. Suivant une autre caractéristique, aux extrémités des poutres sont transversalement soudées des plaques débordantes dont les parties débordantes sont percées pour pouvoir les relier à des plaques correspondantes appartenant à d'autres poutresg au moyen de boulons. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple- de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue de côté d'un portique fabriqué avec des poutres suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe transversale dune poutre, suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue, à plus grande échelle, de la jonction entre les deux poutres du portique de la Fig. 1, la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la jonction de la Fig. 3, et la Fig. 5 est une vue schématique illustrant la fabrication des poutres suivant l'invention. Le portique de la Fig. 1 comprend deux demi-portiques identiques 1 et 2 qui sont réunis par une liaison de faîtage 3. Le demi-portique 1 comprend un poteau 4 et une traverse 5 tandis que le demi-portique 2 comprend un poteau 4' et une traverse 5'. Classique ment, les poteaux 4 et 4' ont une section qui augmente de bas en haut et les traverses 5 et 5D ont une section qui augmente du faîtage central vers les poteaux. La coupe transversale de la Fig. 2 montre que le poteau 1 est constitué de deux parties à section en U 6 et 7 disposées l'une en face de l'autre, avec leurs bords adjacents soudés par des soudures 8 et 9. Dans la pratique, les deux parties 6 et 7 peuvent être obtenues, comme le montre la Fig. 5, en prenant une plaque rectangulaire de tôle 10 ayant des grands côtés 11, 12 et des petits côtés 13, 14 dè longueur et largeur voulues, que l'on découpe suivant une ligne oblique 15 passant par le centre l6 de la plaque. Les extrémités de la ligne 15 partagent les petits côtés 13 et 14 en deux parties inégales 13a et 13b, et 14a et 14b. On découpe ensuite les plaques suivant les lignes, indiquées en traits tirets, 13e', 13b', 14a' et 14b' de manière à donner aux extrémités des poutres les formes voulues, Une fois découpés les bords 11, 15 de la partie 6 et les bords 15 et 12 de la partie 7 sont pliés, à angle droit, le long des lignes 17 18, 19 et 20 pour obtenir les sections en U désirées. Les bords repliés ont tous la même largeur, dont le double définit l'épaisseur totale d'une poutre, à l'épaisseur de la soudure près. En pratique, les pliages sont simplement effectués dans des plieuses à butées qui existent dans le commerce. Après le pliage, l'une des plaque est retournée par rapport à l'autre, puis mise an face de l'autre, le segment 13a en face du segment 14a et le segment 13b en face du segment 14b. Les bords ll et 12, d-une part, et 15, d'autre part, sont respectivement disposés à une distance de l'ordre du cm, de manière que la soudure passe des deux bords. Bien entendu cette distance est fonction de l'épaisseur de la tôle utilisée. La Fig. 2 montre la section transversale d'une poutre ainsi constituée avec ses delax parties 6 et 7 réunies par les cordons de soudure 8 et 9. Comme le montrent les Figs. 3 et 4, aux bouts respectifs du poteau 4 et de la traverse 5 sont soudées des plaques transversales 21 et 22 qui débordent largement à l'extérieur des sections des poutres, notamment au-delà des grandes faces de celle-ci. Les parties débordantes sont percées de trous alignés 23 et 24 dans lesquels se logents des boulons de fixation. De même, pour la liaison de faîtage 3, Fig. 1, des plaques analogues sont soudées aux bouts des traverses 5 et 5Q, et réunies par des boulons. Les bases des poteaux 4 et 4' sont scellées dans le sol comme dans les portiques classiques. Horizontalement sur les poteaux, sont soudées des poutrelles en I 25 sur lesquelles sont fixés des bardages. Sur les traverses 5 et 5', sont soudées des pannes 26 sur lesquelles sont fixés les chevrons du toit ou des pièces équivalen- tes. L'ensemble des poteaux et des traverses peut être renforcé dans le sens longitudinal du bâtiment par des contrevents classiques. Pour un demi-portique de 10 m de large et de 6 m de hauteur de poteau, avec des poutres suivant l'invention ayant une épaisseur de 10 cm et une largeur d'environ 70 cm à la jonction entre le poteau et la traverse, une largeur de 30 cm à la base du poteau et une largeur de 40 cm au faîtage, l'épaisseur de la tôle étant de 3 mm, les calculs ont montre que, pour des contraintes mécaniques identiques, le gain était au moins 1,6 par rapport aux poutres en profilés en I. Il apparaît donc que l'on peut faire une grande économie de poids avec les poutres de l'invention. Par ailleurs, on retrouve avec ces poutres l'esthétique, très appréciée, des poutres en bois lamellé collé. A noter que les calculs des poteaux et des traverses ont été faits avec les contraintes de flexion et de compression affectées du coefficient d'amplitude des contraintes, ainsi que du coefficient de déversement éventuel. Bien entendu, les poutres peuvent être fabriquées en soudant bout à bout des poutres ou des parties à section en U. REVENDICATIONS l) Structure de portique ou de demi-portique en poutres métalliques en caisson, caractérisée en ce que chaque poutre de poteau (4) ou de traverse (5) est constituée d'un caisson à section transversale rectangulaire, dont le grand côté est parallèle au plan du portique, les petites faces des poutres étant de largeur constante et leurs grandes faces ayant l'allure trapézoïdale courante des poutres de portique. 2) Structure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque poutre est formée de deux parties à section en U (6, 7) dont la base du U forme une grande face de la poutre et dont les branches du U forment chacune la moitié d'une petite face de la poutre 3) Structure suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les deux parties à section en U (6, 7) sont rendues solidaires par soudure (8, 9) de leurs bords correspondants. 4) Structure suivant la revendication 2 ou 3 caractérisée en ce que les deux parties à section en U (6, 7) sont découpées, dans une tôle plane rectangulaire (10), suivant une ligne oblique (15) dont l'angle dépend de la portée du portique à fabriquer, les deux parties découpées étant égales et ayant leurs grands bords (11, 12, 15) pliés pour former des moitiés de petites faces. 5) Structure suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'aux extrémités des poutres sont transversalement soudées des plaques débordantes (21, 22) dont les parties débordantes sont percées pour pouvoir les relier à des plaques correspondantes (22, 21) appartenant à d'autres poutres, au moyen de boulons.