Brevet FR2545131A1 — publié le 19841102

L'invention porte sur une panne faite d'un profilé présentant une âme et des ailes, par exemple un profilé en, I, en U, en C ou en Z et destinée à une couverture de toit inclinée Les ailes du profilé de la panne forment avec l'â- me un angle différent de 90 et cet angle est fixé de telle façon que l'axe principal, pour le moment d'inertie le plus petit de la section du profilé, co Tncide, au moins de façon approchée, avec la direction de la charge provenant de la couverture de toit que la panne doit absorber. On connaît une panne de ce genre par le brevet al- lemand 17 59 866 Le mode de réalisation de la panne permet d'obtenir que ses sections de profilés ne soient soumises, pour l'essentiel, qu'à une contrainte de flexion dans la direction de l'axe principal du moment d'inertie principal le plus petit, car la direction de l'axe principal du plus petit moment d'inertie principal et du plus petit module de résistance ne diffère pas, ou peu, de la direction de la char- ge principale Il n'est pas nécessaire, alors, que la panne soit soutenue perpendiculairement à la direction de la con- trainte. Le but de l'invention est d'améliorer la réalisa- tion de la panne en ce qui concerne *sa résistance à la fle- xion, au voilement et au-basculement, -et d'obtenir dles va- leurs plus élevées-pour ces caractéristiques Avec la panne décrite, l'invention se distingue du fait que l'âme présen- te, à ses deux parties terminales, une partie en retrait vers l'aile, sous un angle par rapport à cette dernière qui est inférieur à 90 , et du fait qu'il y-a, à l'extrémité des ailes, une lâvre pliée vers l'intérieur et dont la lon- gueur est dans un rapport défini avec le côté de l'aile. Ce mode de réalisation de la section transversale de la panne permet de réduire la surface de voilement-de l'âme et de l'aile et, ainsi, d'augmenter les contraintes de voilement supportables L'augmentation de la largeur de l'ai- le et de l'âme, qui contribue à supporter les contraintes,- permet d'accroître fortement l'insensibilité du profilé au voilement La surface de l'âme est raidie aussi dans la zone o il y a la plus grande contrainte de cisaillement, ce qui conduit en même temps à une augmentation de la force portan- te du profilé en flexion Les lèvres améliorent encore la rigidité du profilé, en particulier si elles sont dans la zone de compression, et elles améliorent les conditions de flambage dans le cadre de la section d'ensemble du profilé. L'augmentation de la largeur porteuse des ailes du profilé permet une contrainte de compression en flexion, et aussi une contrainte de voilement critique, augmentées par rap- port aux valeurs habituelles En respectant rigoureusement ces conditions, il reste, après que la limite élastique a été atteinte, en fonction de l'épaisseur de la matière, un moment résiduel qui permet de faire un calcul selon le pro- cédé de l'analyse de charge limite ou un procédé partiel d'analyse de charge limite. Il est avantageux que l'angle compris entre l'aile et la partie en retrait de l'âme soit d'environ 600 pour donner un ordre de grandeur efficace voulu à l'effet d'en- castrement pour-la surface de l'aile. La position angulaire île la lèvre par rapport à la portion de surface raidie de l'aile a aussi de l'impor- tance Dans ce cas, la solution la plus efficace est que les lèvres soient perpendiculaires à la surface de l'aile parce que, ainsi,-un mouvement de déviation-ne peut être amorcé que beaucoup plus tard par rapport à d'autres posi- tions angulaires. Selon une autre particularité de-l'invention, la largeur des ailes doit être à peu près de l'ordre de vingt à quarante fois l'épaisseur de matière du profilé, en re- tranchant les rayons de courbure des arêtes des ailes Avec un rapport de ce genre, la largeur de -l'aile peut être en- tièrement mise à profit,-sans réduction, en tant que sup- port subissant un-effort de flexion, de la même façon que la contrainte de voilement Les ondulations de voilement se trouvent alors à peu près dans le domaine des intervalles 25451 i 1 de fixation du profilé avec la couverture de toit, ce qui est avantageux Il est indiqué que le rapport entre la lon- gueur des lèvres et la largeur des ailes diminuée des rayons soit voisin de 1: 1,8, la plage considérée pouvant aller jusqu'à environ 2,5. D'autres particularités et avantages de l'inven- tion apparaîtront dans la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexe, qui en représente un exem- ple de réalisation. La figure représente schématiquement une panne conforme à l'invention, vue en coupe. La panne 1, qui' est un profilé en Z, présente une âme 2 et des ailes 3 et 4 Les ailes 3 et 4 du profilé l de la panne forment avec l'âme 2 un angle aigu différent de 900 Cet angle est différent selon l'inclinaison du toit et la hauteur de la panne, et il est tel que l'axe princi- pal, pour le moment d'inertie le plus petit de la section du profilé, co Tncide, au moins de façon approchée, avec la direction de la charge de toiture que la panne doit absor- ber En général, l'inclinaison du toit est inférieure à 15 pour les constructions industrielles La plage d'angles va d'environ l 7 à O La moyenne est de 6 . L'âme 2, qui Est oblique par rapport aux ailes 3 et 4 du profilé, présente vue en coupe à ses extrémités des parties en retrait 5 et 6 Ces parties en retrait sont réalisées de telle façon que l'angle compris entre l'aile 3 et la partie en retrait 5 ou entre l'aile 4 et la partie en retrait 6 soit inférieur à 900 Un angle "gamma" de 60 est avantageux En outre, les bords extérieurs des ailes 3 et 4 présentent des parties repliées ou des lèvres 7 et 8. Il est in-diqué que ces dernières soient perpendiculaires ou à peu près perpendiculaires aux surfaces des ailes 3 et 4 afin d'obtenir un raidissement optimal de ces ailes Les chiffres-repères 9 et 10 désignent des parties arrondies si- tuées entre la partie en retrait et l'aile ainsi qu'entre l'aile et la lèvre. L'épaisseur du profilé peut être d'environ 1,5 à 4 mm L'épaisseur la plus usuelle est de 2 mm La largeur B des ailes est de préférence de vingt à quarante fois l'é- paisseur du profilé, ce qui contribue à donner à celui-ci un optimum de contrainte de flexion et de contrainte de voi- lement critique utilisables Le rapport entre la hauteur L des lèvres et la largeur B des ailes est à peu près de l: 2 à l: 2,5 Il est en outre judicieux de faire commen- cer la partie rentrante 5 ou 6 de l'âme oblique 2 à peu près au niveau des extrémités des lèvres 7 et 8 On se rappro- che ainsi du maximum de rigidité du profilé en flexion et en voilement - Dans la pratique, il s'est révélé qu'il est suffi- sant d'avoir une certaine plage de hauteurs des pannes, ce qui permet une fabrication simplifiée et économique des profilés A condition que la largeur des ailes reste in- changée pour les pannes de toutes les hauteurs et que l'on choisisse une inclinaison constante des âmes, on peut obte- nir une section intéressante pour tous les cas d'utilisa- tion dans la technique du bâtiment Si l'on choisit la hauteur, conformément à la pratique, dans le domaine com- pris entre 180 et 300 mm, et que l'on fixe l'inclinaison de l'âme à 60, on obtient par exemple les inclinaisons de toit suivantes, optimisées en fonction de'la pratique H = 180 mm Inclinaison de l'axe principal égale-à l'inclinaison optimale du toit 120 H 240 mm- Inclinaison de l'axe principal égale à l'inclinaison optimale du toit 60 H = 300 mm Inclinaison de-l'axe principal égale-à l'inclinaison optimale du toit 3 . Des expériences ont montré que les sections opti- misées des profilés présentent un comportement, en ce qui concerne la rigidité et la stabilité, qui contribue à cou- vrir les écarts, même s'il y a des écarts par rapport aux inclinaisons de toit mentionnées plus haut, qui sont les plus usuelles, au-delà de l'influence du support tournant pour les divers modèles de couvertures de toitures; cela permet une large gamme d'utilisations, sans compromettre sensiblement le comportement en support. R E V E N D I C A T I O N S 1 Panne constituée par un profilé présentant une âme et des ailes qui s'y rattachent, par exemple un profilé en I, en U, en C ou en Z, pour une couverture de toit inclinée, les ailes du profilé de la panne formant avec l'âme un angle différent de 90 et cet angle étant fixé de telle façon que l'axe principal, pour le moment d'inertie le plus petit de la section du profilé, coîncide, au moins de façon approchée, avec la direction de la char- l O ge subie par la couverture de toit et que la panne doit absorber, caractérisée en ce que l'âme ( 2) présente à ses deux extrémités une partie en retrait ( 5, 6) par rapport à l'aile ( 3, 4), sous un angle par rapport a l-'aile qui est inférieur à 90 , et en ce que l'extrémité de chacune des ailes ( 3, 4) présente une lèvre ( 7, 8) pliée vers l'inté- rieur. 2 Panne selon la revendication l, caractérisee en ce que l'angle compris entre l'aile ( 3, 4) et la par- tie rentrante ( 5, 6) de l'âme ( 2) est de 60 ou d'à peu près 60 . 3 Panne selon la revendication 1 ou 2, caracté- risée en ce que les lèvres ( 7, 8) sont perpendiculaires à la surface des ailes ( 3, 4). 4 Panne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la largeur (B) des ailes ( 3, 4) est de vingt à quarante-fois l'épaisseur du profilé ( 1) Panne selon l'-une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rapport entre la hauteur (L) des lèvres-( 7, 8) et la largeur (B) des ailes ( 3, 4) est com- pris entre 1 1,8 et 1:2,5. 6 Panne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le début de la partie en retrait ( 5, 6), sur l'âme oblique ( 2), se trouve à peu près au niveau de l'extrémité des lèvres ( 7, 8) -