Brevet FR2581716A1 — publié le 19861114

La présente invention concerne le système d'assemblage de composants métalliques, destinés a réaliser la structure d'immeubles à usage d1babita- tion, de bureaux, de locaux commerciaux, scolaires, d'établissements de santé, ou toutes fonctions assimilées. La structure des immeubles est couramment exécutée en maçonnerie de béton armé. La réduction des coûts, l'amélioration des conditions de travail, la nécessité d'un meilleur fini induisent une préfabrication et une industrialisation de plus en plus importantes des éléments entrant dans la construction. Or, la préfabrication d'éléments en béton armé est restreinte par les couts de transport en raison du poids et de l'encombrement des élé- ments, en sorte que le rayon d'utilisation des éléments est limité à quelques centaines de kilomètres du lieu de préfabrication. La réalisation d'immeubles faisant appel aux structures métalliques est moins répandue. Elles présentent le double intérêt de pouvoir être, d'une part, constituées de composants réellement industrialisés et d'autre part, facilement transportables à toutes distances en raison de leur poids et encombrement. Elles utilisent, soit des systèmes d'assemblage traditionnels des travaux de construction metallique pour le bâtiment, soit des systèmes d'assemblage utilisant des noeuds spécifiques. Mais, tous les systèmes connus induisent un poids de matière important et une fabrication ou mise en oeuvre compliquée, ce qui n'est pas facteur d'économie. Le procéde de construction,utilisant le système d'assemblage objet de l'invention, permet de réaliser la structure d'immeubles à partir de composants métalliques totalement industrialisés, d' un poids réduit et tres facilement assemblables sur chantier. Cette structure allégée est économiquement compétitive avec les constructions traditionnelles. Ces composants métalliques sont des produits du commerce parachevés d'une façon spécifique mais simple, en usine ou atelier, afin de satisfaire au système d'assemblage, objet de l'invention. La structure, selon le principe poteau-poutre, exprimée sur la figure 1, est constituée de 3 types de composants a) Les poteaux (1) sont réalisés a partir de tubes creux du commerce ; pour simplifier l'exposé, ces poteaux seront de section carrée, mais ils peuvent etre de section circulaire ou rectangulaire ; éventuellement, ces poteaux pourraient être réalisés de profilés en H ou I. La hauteur de chaque élément correspond à un ou plusieurs étages de bâtiment. Ils peuvent être remplis d'un liant (type béton) ou autres matériaux, afin d'en augmenter la résistance à la compression, de procurer une bonne stabilité au feu et une meilleure isolation phonique. b) Les poutres (2) sont réalisées à partir de profilés du commerce pour simplifier l'exposé, ces poutres seront des profilés soudés reconsti tués (PRS), mais ils peuvent etre des profilés du commerce en I, H ou tubes creux. c) Les palées de stabilité (3) concourant au contreventement de la structure sont réalisées à partir de profilés du commerce. L'objet de l'invention est le système d'assemblage de ces composants à l'aide d'un noeud spécifique. La figure 2 en exprime le principe général. Ce système permet de réaliser les assemblages Poteau-poteau Poteau-poutre Poteau-palée de stabilité Ce système d'assemblage est caractérisé par le parachèvement des poteaux et la forme des colliers formant noeuds (4). Les poteaux (1) sont coupés à longueur, correspondant à un ou plusieurs niveaux. Ils sont caractérisés par des guides (5) fixés au milieu de chaque coté à chaque extrémité et éventuellement, au droit des niveaux intermédiaires si le poteau correspond a plusieurs niveaux ; dans ce dernier cas, la longueur des guides est le double des guides fixés aux extrémités des poteaux. La fixation des guides est réalisée par soudure ou tout autre moyen tel boulonnage ou collage. Les figures 3 et 4 expriment le parachèvement des poteaux, effectué en usine ou atelier. Ces figures représentent respectivement le poteau vu en élévation et en plan. Les colliers d'assemblage (4) sont utilisés tant pour solidariser deux poteaux superposés que pour fixer une ou plusieurs poutres sur un poteau. En fonction du nombre de poutres ou de leur position, les colliers sont constitués d' éléments couvrant la moitié ou le quart du périmètre du poteau. Eventuellement, pour des constructions non orthogonales, des colliers particuliers peuvent être envisagés pour satisfaire à des assemblages qui ne seraient pas a angle droit ou plat. Ces colliers sont caractérisés par les perforations (6) permettant l'introduction des guides fixés suer les. poteaux. Ces guides ont un double objet - en cas d'assemblage de 2 poteaux l'un sur l'autre, ils resistent au soulèvement du poteau supérieur, sous l'action de certaines forces tel que le vent, - les guides servent à positionner le collier d'une façon précise sur le poteau, que celui-ci soit situé au droit d'un assemblage entre deux poteaux, ou au droit d'un niveau intermédiaire pour un poteau correspondant a plusieurs étages de bâtiment. Ces colliers sont constitués d'une tôle parachevée en usine ou en atelier de la façon suivante - coupe à dimension, - perforation pour fixation entre eux et avec poutres, - empiècement de la dimension des guides de positionnement fixées au milieu de chaque côté des poteaux, - pliage. La physionomie da ces colliers est exprimée sur les figures 5 à 10, représentant successivement le collier de moitié en élévation (figure 5), en plan (figure 6), en axonométrie sur ses faces internes et externes (figure 7) et le collier de quart en élévation (figure 8), en plan (figure 9) et en axonométrie sous ses faces internes et externes (figure 10). Le parachèvement spécifique des poteaux et des colliers permet de réaliser les assemblages suivants a) Poteau-poteau, exprimé sur les figures il à 16, représentant successivement la configuration des parties basses et hautes des poteaux avant assemblage, en élévation (figure 11), de ces parties une fois assemblées (figure 12), d'un poteau au droit d'un niveau intermédiaire (figure 13), puis l'adaptation d'un collier sur le poteau en élévation (figure 14), en plan (figure 15) et en vue axonométrique (figure 161. Le serrage des colliers est obtenu par boulonnage ou tout autre moyen tel rivetage. L'assemblage est caractérisé par le fait que - le poteau n'a subi aucun empiècement ou perforation qui pourraient amenuiser sa résistance, - la continuité des descentes de charge au droit des assemblages des poteaux est parfaite, puisque le contact entre le poteau bas et le poteau haut est intégral, - l'intérieur du poteau est totalement dégagé, ceci permet donc liin- troduction sans gène de tout matériau à l'intérieur. b) Poteau-poutre, exprimé sur les figures 17 à 23, représentant successivement cet assemblage en élévation (figure 17), en plan pour un assemblage en about (figure 18), en equerre (figure 19), linéaire (figure 20), en T (figure 21), cruciforme (figure 22) et une vue axonométrique de cet assemblage (figure 23). Le serrage de la poutre sur le collier est obtenu par boulonnage ou tout autre moyen tel rivetage. L'une des caractéristiques de l'assemblage est de disposer la fixation du collier sur le ou les poteaux, de la fixation de la poutre sur le collier. En effet, le système d'assemblage permet, le collier étant déjà assemblé sur le ou les poteaux, de fixer la poutre sur le collier sans nécessiter un démontage complet du collier. Pour ce faire, l'âme de la poutre étant placée sur l'axe du poteau, cette disposition induit une dissymétrie du collier et la nécessité de considérer que i'âme de la poutre viendra toujours s'assembler sur la face droite du collier si celui-ci est monté à l'endroit, et sur la face gauche si celui-ci est monté à l'envers, puisque ce collier est réversible. Afin se permettre cette disposition, la poutre doit avoir subi le parachèvement suivant, en usine ou atelier - coupe à longueur, - perforation pour fixation, notamment sur les colliers, - empiècement de l' me pour éviter un point de fixation du collier. c) Poteau-palée de stabilité : le mode d'assemblage des palées de stabilité sur les poteaux est totalement identique à celui défini pour les poutres, pour une double raison : d'une part, de simplifier le système d'assemblage et donc de ne prévoir qu'un seul noeud servant à tous les assemblages et d'autre part, de procurer une meilleure résistance aux contraintes sismiques. Aussi, les palées de stabilité sont constituées de poutres sur lesquelles des membrures diagonales sont fixées, sans obtenir le croisement simultané des axes du poteau, de la poutre et de la diagonale. Cette disposition est exprimée sur la figure 24. REVENDICATIONS 1) Système d'assemblage de composants métalliques destinés à réaliser la structure d'immeubles à usage d'habitation, de bureaux, de locaux commerciaux, scolaires, d'etablissements de santé ou toutes fonctions assimilés Les composants assemblés forment une structure pouteaux-poutres-palée de stabilite ; système permettant les assemblages : poteaux-poteaux, poteauxpoutres et poteaux-palde de stabilité. Lesdits composants étant caractérisés, d'une part, par le parachèvement des poteaux et des poutres réalisé à partir de produits du commerce (tubes, profilés ou PRS) et d'autre part, la forme spécifique des colliers formant noeuds. - Poteaux comportant des guides fixés au milieu de chaque côté, à chaque extrémité et éventuellement, au droit des niveaux intermédiaires si le poteau correspond à plusieurs niveaux ; dans ce dernier cas, la longueur des guides est le double des guides fixés aux extrémités des poteaux - Colliers etant constitues de t61e pliee perforée pour serrage entre-eux et avec poutres, et empiéces pour introduction des guides ; ils sont composés d' éléments correspondant au quart ou demi périmètre - Poutres étant parachevées pour serrage sur colliers et empiécées pour éviter le serrage médian. 2 > Système d'assemblage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il permet, à la fois les jonctions suivantes - poteau-poteau : les guides servent, d'une part, à positionner le collier sur poteau et d'autre part, à résister au soulèvement éventuel du poteau supérieur ; - poteau-poutre : assemblage poteau-collier distinct du montage de la poutre, sur le collier, en raison du positionnement latéral de la poutre par rapport au collier et de l'empiècement de la poutre pour éviter le serrage médian. Pour que l' me de la poutre soit placée dans l'axe du poteau, le collier est comw posé d'eléments dissymétriques et réversibles - poteau-palée de stabilité : même disposition que pour poteau-poutre : palée de stabilité constituée de poutres et membrures diagonales ; celles-ci sont décallées sur la poutre pour une meilleure résistance aux effets sismiques et aux ouragans.