Brevet FR2550570A1 — publié le 19850215

La présente invention concerne un nouvel élément de construction prévu pour la constitution d'une charpente ou d'une armature de toiture, de couverture ou de mur d'un bâtiment quelconque. Pour la realisation d'une charpente de toiture, par exemple, beaucoup de solutions techniques ont déjà été proposées. De façon traditionnelle, on connait les éléments de construction à base de bois, en forme de fermes pour supporter, directement ou indirectement, des liteaux de montage d'une couverture quelconque. En règle générale, il est courant de faire appel, dans ce genre de technique, a des fermes dites traditionnelles ou a des éléments de construction préfabriqués appelés fermettes en raison de leur type de construction, de leur poids propre et de la faible section relative des éléments qui les constituent. Dans le premier mode de construction, les fermes sont lourdes, onéreuses et doivent faire l'objet d'un entretien particulièrement vigilant pour éviter l'attaque des parasites susceptibles de les miner définitivement. Dans la seconde technique, outre l'entretien, les combles sont totalement occupés par le nombre élevé de fermettes juxtaposées et ne peuvent, que dans certains cas, être aménagés en volumes utiles. On a proposé, également, de réaliser une armature de toit en faisant intervenir, uniquement, des pannes prenant appui sur des murs pignons. Un tel procédé est acceptable et permet de disposer de combles aménageables mais, uniquement, dans le cas de constructions traditionnelles a faible portée de pannes, ce qui implique l'exis- tence de murs de refend intermédiaires. En effet, il devient, en général, impossible de retenir un tel mode de construction lorsqu'il s'agit d'ériger des bâtiments à parLir de pa,-meaux préfabriqués et!ou possédant un toit à forte pente avec des murs très espacés. En outre, les types de construction ci-dessus impliquent, généralement, une adaptation sur place a des hauteurs souvent relativement élevées. Compte tenu du poids propre des éléments de construction, la mise en place à des hauteurs élevées représente un travail dangereux. L'objet de l'invention est de proposer un nouvel élément de construction obtenu à partir d'une technique métallique à base de treillis soudé, c'est-à-dire une technique bien connue etpouvant etre développée à un prix de revient particulièrement faible. Un autre objet de l'invention est de proposer un élément de construction qui puisse être aisément adapté aux caractéristiques d'une charpente ou armature à réaliser, tant en masse à supporter, qu'en surface, en configuration ou, encore, en angles de pente à respecter. Un objet supplémentaire de l'invention est de proposer un élément de construction qui peut être réalisé de plusieurs façons différentes, de telle sorte qu'il devient possible de choisir le type d'éléments en fonction des moyens de levage disponibles sur un chantier. Un objet supplémentaire de l'invention est deproposer un élément de construction pouvant être utilisé, indifféremment, en tant qu'élément constitutif, chevron ou liteau, d'une charpente traditionnelle, selon le type de couverture et/ou de toiture et/ou de pente devant être exécuté. Un avantage supplémentaire de l'objet de l'invention est de proposer un élément de construction qui puisse, le cas échéant, être assemblé à d'autres éléments, afin de réaliser une préfabrication totale d'un pan d'armature ou de charpente, soit sur chantier, soit dans une unité de préfabrication autonome. Un autre avantage de l'invention est la possibilité de réaliser l'élément comme composant de façade isolante et porteuse pour un bâtiment de un à deux niveaux habitables. Pour atteindre les buts ci-dessus, l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - une nappe en treillis soudé composé d'au moins trois lits de fils soudés ensemble à leurs points d'intersection, ledit treillis étant apte à délimiter au moins une enveloppe présentant, en section droite transversale, une forme au moins en demi-onde, - au moins une membrure solidaire de la nappe et s'étendant parallèlement à l'axe de l'onde, - et des moyens de renforcement prévus perpendi culairement à l'axe, au moins à proximité des extrémités longitudinales de la nappe. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description fate ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en plan, partielle, d'un élément de base pour la formation d'un élément de construction selon l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale d'un élément de construction réalisé à partir de l'élément selon la fig. 1. La fig. 3 est une élévation latérale partielle, partie en coupe, prise sensiblement selon la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est une élévation longitudinale, à plus petite échelle, correspondant à la fig. 2. La fig. 5 est une vue en plan prise sensiblement selon la ligne V-V de la fig. 4. La fig. 6 est une coupe transversale partielle illustrant un exemple d'application de l'objet de l'invention. La fig. 7 est une coupe-élévation illustrant un autre exemple d'application. Les fig. 8 et 9 sont des coupes transversales montrant, plus en détail, une partie constitutive de l'objet de l'invention. La fig. 10 est une coupe-élévation schématique représentant une autre forme d'utilisation de l'objet de l'invention. Les fig. Il et 12 sont des coupes-elévations transver sales montrant, à échelles différentes, deux variantes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 13 est une coupe-élévation verticale d'un autre exemple d'application de l'objet de l'invention. La fig. 14 est une coupe partielle prise selon la ligne XIV-XIV de la fig 13. La fig. 1 montre en plan une nappe N de treillis soudé dont la longueur L est égale a celle de l'élément de construction à réaliser. La nappe N comprend un premier lit 1 de fils métalliques parallèles, associé à un second lit 2 de fils métalliques parallèles entre eux, mais présentant une direction inclinée par rapport aux fils du lit 1. Cette inclinaison est, par exemple, voisine de, sinon égale, à 450. Les lits 1 et 2 sont associés à un lit 3 de fils métalliques, également parallèles, présentant la particularité d'être inclinés dans le sens opposé à celui des fils du lit 2. Les lits 1 a 3 sont disposés de telle façon que les fils s'intersectent mutuellement sur les mêmes points.Ces fils sont rendus solidaires entre eux aux points d'intersection par une opération de soudure classique dans la technique de fabrication de treillis soudés; Dans certains cas, les lits 1, 2 et 3 peuvent être associés à un quatrième lit 4 de fils métalliques s 'étendant parallèlement entre eux en occupant une direction perpendiculaire à celle des fils du lit 1. La nappe N comporte des membrures 5 sur ses bords longitudinaux parallèles aux fils du lit 1. Chaque membrure fixée par soudure peut être constituée par un profilé ouvert ou fermé et, par exemple, par un tube de section polygonale. Les lits 2 et 3 sont composés de fils présentant un écartement a pas constant, alors que le lit 1 est composé de fils inégalement répartis et de diamètres éventuellement différents. Selon l'exemple de la fig. 1, les fils du lit 1 sont plus concentrés dans les zones devant être les plus contraintes mécaniquement, par exemple dans la partie médiane comprise entre les deux membrures 5. La nappe N est conformée de manière a lui donner la forme d'une onde et, plus particulièrement, d'une onde ouverte exempte de pli marqué. La nappe se présente aussi sous la forme d'une enveloppe ayant l'aspect d'une gouttière, par exemple semi-cylindrique, dont les fils du lit 1 sont placés, indifféremment, sur la surface extérieure ou intérieure de l'enveloppe. La fig. 2 permet de constater que les deux membrures 5 sont alors disposées parallèlement l'une à l'autre, dans un plan commun, en constituant les bords de l'enveloppe ou gouttière. L'élément de construction ainsi conformé est ensuite complété par la mise en place de moyens de renforcement transversaux 6 prévus pour s'étendre perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'élément de construction. Ces moyens de renforcement 6 sont constitués, par exemple, selon la fig. 2, par des diaphragmes transversaux comprenant des fils ou épingles métalliques 7-s'étendant transversalement en reliant certains au moins des fils du lit 1. Les différents fils 7 sont placés dans des plans se jouxtant, de manière à pouvoir être reliés entre eux, aux points d'intersection 8, par des points de soudure. Les fils 7 contribuent à conférer une tenue transversale à l'élément de construction qui peut ainsi être réalisé pour présenter une grande longueur.Les diaphragmes peuvent être prévus de place en place, comme cela apparait aux fig. 3 et 4, et sont, de préférence, complétés chacun par une traverse 9 passant entre les mailles du treillis soudé. Les traverses 9 sont rapportées, par tout moyen convenable, sur les membrures 5, de manière à présenter des parties terminales 10 s'étendant à l'extérieur de l'enveloppe ouverte. La fig. 3 fait, également, apparaître que des moyens de renforcement supplémentaires 11 peuvent être prévus aux extrémités longitudinales de la nappe ou enveloppe, afin de rigidifier plus précisément ces parties terminales. Ces moyens 11 sont, par exemple, constitués par des cerces ou fils métalliques soudés sur les fils du lit 1. De préférence, les membrures 5 possèdent une longueur supérieure à celle de la nappe N, de manière a laisser subsister, de part et d'autre des extrémités longitudinales, des prolongements 12 qui peuvent être munis d'organes d'ancrage et de fixation sur des appuis 13. L'élément de construction ainsi obtenu est de structure entièrement métallique et offre des caractéristiques élevées de résistance mécanique, tant en flexion qu'en torsion, du fait de la présence de l'enveloppe ou coque en treillis soudé, des membrures 5, des traverses 9 et des moyens de renforcement transversaux 6 et 11. Un élément de construction, tel que ci-dessus, peut ainsi être placé, par les parties terminales 12, sur deux appuis 13, de manière que les deux membrures 5 représentent des éléments constitutifs d'une charpente ou d'une armature, ces deux éléments constitutifs étant sous-tendus par la coque en treillis soudé. Une charpente ou une armature, telle que 14, représentée aux fig. 4 et 5, peut ainsi être constituée rapidement en plaçant, sur les appuis 13, n éléments de construction parallèles, identiques. Ces éléments sont, principalement, réunis entre eux par des entretoises 15 s'emboîtant relativement avec les parties terminales 10 des traverses 9. En considération de la fig. 5, une charpente peut ainsi être constituée parallèlement à une ligne de faîte 16a, de telle sorte que les éléments de construction sont assimilables à des pannes et que la succession des traverses 9 et des entretoises 15 représente, en quelque sorte, des chevrons. Dans un tel cas, la constitution d'une armature complète, en vue du support d'une couverture à base de tuiles ou analogues, peut alors être complétée en rapportant des profilés 17 à titre de liteaux, tel que cela est illustré aux fig. 2 et 5.De tels profilés 17 peuvent être fixés et rapportés par des vis autoperçantes ou autotaraudeuses sur les traverses 9 et les entretoises 15. En considération de la même fig. 5, les mêmes éléments de construction peuvent être disposés pour s'étendre perpendiculairement à une ligne de faite 16b. Dans un tel cas, les différents éléments de construction parallèles entre eux s'assimilent à des chevrons et les liteaux sont alors constitués par la succession des traverses 9 et des entretoises 15, disposées alors au-dessus des membrures 5. La fig. 6 montre un exemple d'application selon lequel les éléments de construction selon l'invention sont disposés entre des appuis 13, à la manière de pannes, de façon que la succession des traverses 9 et entretoises 15 forme des chevrons parallèles sur lesquels sont rapportés les liteaux 17. Il peut être prévu, dans un tel cas, de rapporter à la base et sur la face extérieure de la coque de chaque élément de construction, par exemple au moyen de plusieurs ligatures 18, une baguette 19 en toute matière appropriée permettant de fixer, par des agrafes 20, des profilés 21 sur lesquels seront ensuite adaptés des panneaux 22 constitutifs d'un plafond. il peut être prévu, dans certains cas, d'associer cette fixation â une couche C d'isolation thermique et phonique pouvant être préconstituée au moment de la formation de la charpente ou, éventuellement, projetée sur cette dernière,après constitution et avant montage des panneaux, sur une membrane M tendue sur l'ossature 21 et formant support provisoire de cette isolation. La fig. 7 montre, partiellement, un autre exemple d'application dans lequel des éléments de construction conformes à l'invention sont utilisés en tant qu'éléments chevrons pour une toiture à forte pente. Dans un tel cas, les éléments de construction sont fixés entre eux au faIte par les parties terminales 12 supérieures et sont montés par les parties terminales inférieures 12 sur des profilés 23 assumant une fonctionXde sablières par rapport à l'ossature de la construction. Dans un tel exemple d'application, il est avantageux, sinon nécessaire, d'établir une liaison physique entre la partie terminale 12 et la coque en treillis soudé. Une telle liaison peut être assurée par un ou plusieurs tirants 24 fixés par soudure sur les parties terminales 12 ainsi que sur un moyen de renforcement transversal 6a prévu a cet effet à l'extrémité longitudinale de l'enveloppe ou coque en treillis soudé. Le moyen de renforcement 6a est, de préférence, constitué, comme illustré à la fig. 8, sous la forme générale d'une cerce ou d'une demi-cerce comprenant deux éléments complémentaires 25a et 25b en forme de demi-colliers reliés ensemble par des moyens de liaison amovible 26, tels que des boulons traversant les mailles de l'enveloppe. De préférence, les élé- ments constitutifs 25a et 25b sont conformés transversalement, de manière que leur serrage impose une déformation locale du treillis soudé, afin d'établir une liaison physique positive particulièrement ferme et résistante. La fig. 9 montre que le moyen 6a peut aussi être constitué a partir d'un demi-anneau 27a, tubulaire ou non, coopérant avec une demi-coquille 27b. La liaison est établie entre ces deux éléments au moyen de boulons 28, afin de pincer et serrer la partie terminale roulée de l'enveloppe. Dans ce qui précède, il est indiqué que l'élément de construction conforme a l'invention est réalisé a partir d'une nappe en treillis soudé conformée en enveloppe ouverte, telle qu'en coque ou en gouttière. Dans certains cas, il est possible d'utiliser une nappe N suffisamment souple pour que l'élément de construction se présente normalement à l'état plat et soit, uniquement, conformé sur place. La fig. 10 illustre un tel exemple dans lequel des éléments de construction sont enfilés successivement sur des barres transversales 29 sur lesquelles ils sont immobilisés par des vis autoper çantes ou autotaraudeuses traversant les membrures 5. Dans cet exem- ple de réalisation, il est avantageux d'utiliser, en tant que membrures 5, des profilés ouverts de section complémentaires.Ceci permet d'emboîter les profilés 5 complémentaires de deux éléments de construction et d'accroître la résistance mécanique des membrures ainsi composées. La charpente est ensuite complétée par la mise en place de profilés intermédiaires îl rapportés sur les barres 29. L'élément de construction peut aussi être conformé, de manière que l'enveloppe qu'il comporte forme une onde fermée. Ceci est le cas, lorsque la conformation imposée à la nappe N de treillis soudé est telle qu'elle se traduit par un rapprochement des deux membrures 5 qui peuvent etre alors assemblées entre elles par une liaison 30 (fig. 11). Dans un tel cas, l'enveloppe s'apparente à une poutre tubulaire de section circulaire et les membrures 5 peuvent être constituées, soit par des profilés fermés, soit par des profilés ouverts, tels que 31 et 32. La nappe N peut être souple et conformée sur place ou, au contraire, rigide et préconformée. La fig. 11 fait apparaître, également, que, selon un développement de l'invention, l'enveloppe peut être associéeà un revêtement ou un enrobage 33, de préférence en matière alvéolaire isolante. Le revêtement ou enrobage 33 assume aussi, dans ce cas, la fonction des moyens de renforcement 6 en maintenant l'enveloppe sur toute sa longueur, sauf aux extrémités où un moyen de renforcement, tel que 6a, est prévu. il est avantageux, dans un tel cas, de faire comporter au revêtement 33 deux faces planes, parallèles et opposées par rapport à l'axe vertical et de faire venir sur ces faces des conformations complémentaires d'emboitement 34 et 35. Ceci permet, comme cela ressort du dessin, de constituer une charpente ou armature en établissant, simultanément, un voile continu isolant sur la surface inférieure duquel des panneaux 22 peuvent être fixés par des épingles 36 associées à l'enveloppe en treillis soudé constitutif des différents éléments de construction. Les panneaux 22 peuvent aussi être remplacés par un enduit plâtre. La fig. 12 montre que l'élément de construction selon l'invention peut être réalisé de manière à comporter une enveloppe délimitant plusieurs ondes transversales successives alternées. Dans un tel cas, les sommets de certaines au moins des ondes sont associées à des membrures 37 destinées à jouer le rôle des membrures 5, 31 ou 32. Des moyens de renforcement 6, des types décrits précédem- ment, peuvent être mis en oeuvre pour assurer la tenue transversale d'un tel élément de construction. Dans d'autres cas, comme illustré dans la fig. 12, les moyens de renforcement 6 peuvent être constitués par une plaque de base 38 dans laquelle sont noyées les parties constitutives de l'enveloppe opposées aux ondes portant les membrures 37.La plaque de base 38 peut être réalisée en toute matière appropriée pour apporter, supplémentairement, une isolation phonique ou thermique. Comme précédemment, des tirants 39 peuvent être fixés à l'enveloppe à partir des membrures 37, de manière à permettre le montage de panneaux de revêtement 22. il peut être prévu aussi de compléter un tel élément en associant à la plaque de base une couche ou enrobage 33 en matière alvéolaire, comme cela est représenté en traits mixtes. L'élément de construction, selon 11 une quelconque des formes de réalisation décrites ci-dessus, peut aussi ctre mis en oeuvre pour constituer une armature d'un pan de mur. Les fig. 13 et 14 illustrent un tel exemple correspondant à une construction à un étage. Les éléments de construction sont, de préférence, associés à une obturation résistante et étanche a l'air. L'appui 40 inférieur n'est pas appuyé sur l'assise 43 à laquelle elle est reliée par un cordon compressible d'étanchéité 44. La plaque de base est orientée vers l'extérieur, de façon à former la face extérieure du pan de mur. Dans un tel cas, les membrures 5 ne comportent pas les prolongements 12 en partie haute du mur et représentent des potelets raidis par des profilés 17 qui assurent, également, le support et la fixation de panneaux 22 ou analogues formant la face interne du mur. Il est avantageux, dans ce cas, de prévoir l'existence de l'en- robage 33 qui complète la fonction d'isolation phonique et thermique de la plaque de base 38. Des solives 41 peuvent être prévues pour le support et l'ancrage de niveaux intermédiaires, par exemple un plancher 42. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Elément de construction du type comprenant un treillis soudé participant à la répartition des contraintes, caractérisé en ce qu'il comprend, - une nappe (N) en treillis soudé composé d'au moins trois lits (1, 2, 3) de fils soudes ensemble à leurs points d'intersection, ledit treillis étant apte à délimiter au moins une enveloppe présentant, en section droite transversale, une forme au moins en demi-onde, - au moins une membrure (5) solidaire de la nappe et s'étendant parallèlement à l'axe de l'onde, - et des moyens de renforcement (6, 6a, 11, 33, 38) prévus perpendiculairement à l'axe, au moins à proximité des extrémités longitudinales de la nappe. 2 - Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe se présente sous la forme d'une onde fermée conférant à l'élément l'aspect d'une poutre tubulaire. 3 - Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comporte plusieurs ondes alternées successives et en ce que des membrures sont prévues au sommet de certaines ondes au moins. 4 - Elément de construction selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les membrures comportent des prolongements (12) s'étendant au-delà d'au moins une extrémité de l'enve- loppe. 5 - Elément de construction selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la nappe de treillis (N) comprend un lit (1) de fils longitudinaux parallèles à l'axe de l'enveloppe et deux lits (2, 3) de fils s'étendant selon des diagonales se croisant. 6 - Elément de construction selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la nappe de treillis (N) comprend des fils longitudinaux inégalement répartis et/ou de diamètres diffé- rents. 7 - Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de renforcement (6) comprennent des diaphragmes constitués par des fils métalliques transversaux (7) conformés en épingles reliant certains au moins des fils longitudinaux et soudés entre eux a leurs points d'intersection (8). 8 - Elément de construction selon la revendication 1 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de renforcement (6) comprennent des barres (9) traversant transversalement l'enveloppe. 9 - Elément de construction selon l'une des revendications 1, 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de renforcement (6) comprennent des éléments en forme de cerces (6a) constitués par deux pièces complémentaires (25a, 25b, 27a, 27b) rapportées localement sur les deux faces de la nappe par des moyens de serrage (26, 28). 10 - Elément de construction selon l'une des revendications 1, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de renforcement comprennent des fils 01)rapportes par soudure au moins parties terminales de l'enveloppe. 11 - Elément de construction selon l'une des revendications 1 et 7 à 10, caractérisé en ce que les moyens de renforcement comprennent une plaque de base (38) en toute matière appropriée dans laquelle l'onde est en partie noyee. 12 - Elément de construction selon l'une des revendications 1 et 7 à 11, caractérisé en ce que les moyens de renforcement (6) comprennent un enrobage (33) en toute matière appropriée dans lequel l'onde est en partie au moins noyée. 13 - Elément de construction selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte deux faces longitudinales parallèles et de part et d'autre du plan de symétrie vertical de l'élément et présentant des conformations locales d'emboîtement. 14 - Application de l'élément de construction selon l'une des revendications 1 à 13 à la construction d'une charpente ou armature comprenant plusieurs éléments de constructions disposés parallèlement et dans laquelle les membrures longitudinales sont reliées entre elles par des membrures orthogonales. 15 - Application selon la revendication 14, caractérisée en ce que les membrures orthogonales sont constituées par les traverses (9) propres aux éléments de constructions et reliées par des entretoises (15).