Brevet FR2588586A1 — publié le 19870417

La présente invention concerne une structure en aluminium pour une charpente démontable composée d'une juxtaposition à intervalles réguliers de fermes polygonales reliées par des poutrelles de liaison. On connait déjà dans l'état actuel de la technique des charpentes métalliques, notamment en aluminium, et composées d'un ensemble de fermes disposées à intervalles réguliers dans l'alignement les unes des autres, la structure étant destinée à être recouverte par une toiture ou une juxtaposition de bâches. II est à noter que les différentes fermes des charpentes métalliques connues sont souvent composées d'un ensemble de profilés métalliques rendus solidaires entre eux par soudage, ce qui s'oppose à tout démontage. De plus, ces fermes se composent en général de deux ou plusieurs poteaux verticaux surmontés par deux profilés inclinés et convergents en forme de toit. Cette structure possède l'avantage de la simplicité, mais n'est absolument pas adaptée à la réalisation de fermes de grande portée en largeur, telle que nécessaire notamment dans la construction de halls de sports couverts. En effet, I'obtention d'une grande largeur avec ce type de construction implique également une hauteur de toit très importante, puisque ce dernier doit avoir un angle au sommet relativement important pour des considérations de tenue vis-à-vis de la neige, de la pluie et du vent. Par conséquent, un des buts de la présente invention est de proposer une structure de charpente légère et démontable qui soit parfaitement adaptée à la construction de halls de grande largeur relativement à leur hauteur, et notamment de halls temporaires pour des usages multiples. Un autre but de la présente invention est de fournir un ensemble d'éléments de construction pour la réalisation de telles structures en aluminium démontables, et qui permettent un montage et un démontage particulièrement rapides et aisés du hall. A cet effet, I'invention concerne une structure en aluminium pour une charpente démontable composée d'une juxtaposition à intervalles réguliers de fermes polygonales reliées par des poutrelles de liaison, caractérir sée par le fait que chaque ferme se compose d'un assemblage démontable de profilés tubulaires, notamment en aluminium, disposés symétriquement selon un arc de polygone irrégulier comportant un nombre pair de côtés, I'ensemble étant supporté de part et d'autre d'un axe vertical, par deux poteaux verticaux, et lesdits profilés tubulaires étant reliés deux à deux par des éléments de liaison démontables intégrés à l'intérieur desdits profilés. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation d'une ferme pour la construction de la structure démontable selon l'invention - la figure 2 est une vue en élévation d'un manchon d'assemblage utilisé dans le montage d'une ferme - la figure 3 est une vue en élévation du détail A de la figure 1, selon une direction III - la figure 4 est une vue du sabot de fixation de la figure 3, selon une direction IV - la figure 5 est une vue en élévation des éléments constitutifs de la ferme de la figure 1, selon une coupe V-V On se réfère à la figure 1, représentant en élévation une des fermes de la structure en aluminium selon l'invention, celle-ci étant constituée par un alignement de plusieurs fermes régulièrement espacées et reliées entre elles par des poutrelles tel que connu en soi. Chaque ferme 1 se compose d'un assemblage démontable de profilés tubulaires, notamment en aluminium, et disposés symétriquement par rapport à un axe vertical 2 passant par le sommet 3 de la structure. Selon l'invention, cet assemblage démontable affecte la forme d'un arc de polygone irrégulier comportant un nombre pair de côtés, ces derniers étant par exemple au nombre de six tel que schématisé. A cet effet, chaque ferme 1 comporte deux profilés tubulaires supérieurs 4, deux profilés médians 5, et deux profilés inférieurs 6. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les profilés supérieurs 4 et médians 5 possèdent tous la même longueur 7, celle-ci étant par contre différente de la longueur 8 des profilés inférieurs 6. Les profilés supérieurs 4 et médians 5, reliés deux-à deux tel que représenté, définissent une structure convexe formant un toit, alors que les profilés inférieurs 6 assurent la liaison de l'ensemble de chaque ferme 1 avec le sol constitué par une dalle 9. A cet effet, chaque profilé inférieur 6 est solidaire, au niveau de son extrémité inférieure 10, avec un-sabot Il ancré dans le sol tel que schématisé en détail sur les figures 3 et 4. La ferme 1 est en outre supportée par deux appuis latéraux fournis par deux profilés verticaux 12 fixés au sol et venant s'arc-bouter sous la ferme 1 au niveau de la liaison 13 entre chaque profilé médian 5 et chaque profilé inférieur 6. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, chaque ferme 1 de la structure démontable possède des profilés supérieurs 4 faisant un angle 14 de douze degrés par rapport à l'horizontale, des profilés médians 5 inclinés d'un angle 15 égal à trente trois degrés par rapport à l'horizontale, et des profilés inférieurs 6 inclinés d'un angle 16 de trente trois degrés par rapport à la verticale. Dans ce cas, I'on obtient un compromis optimal entre la tenue mécanique de la structure et une grande portée en largeur, tout en ménageant au sommet du toit un angle de douze degrés idéal sur le plan de la tenue à la neige, au vent et à la pluie. Bien entendu, d'autres choix angulaires sont possibles pour les divers profilés 4, 5, 6 mais, pour une même portée, au détriment de la section et de la légèreté des profilés. A titre d'exemple et selon une réalisation préférentielle de la structure, des profilés supérieurs 4 et médians 5 de dix mètres de longueur permettent d'obtenir une portée 17 entre les poteaux 12, qui soit de l'ordre de trente six mètres. De plus, la hauteur 18 de la ferme 1 reste relativement modeste vis-à-vis de la portée, puisque les profilés 4, 5 associés à des profilés inférieurs de quatre virgule quatre vingts mètres de long, appuyés sur des profilés verticaux 12 d'une hauteur de quatre mètres, permettent d'obtenir une hauteur 18 de l'ordre de onze mètres soixante. Bien entendu, d'autres dimensions peuvent s'imposer dans la pratique, tout en s'adaptant aux proportions et valeurs angulaires décrites précédemment. Cependant, il est évident que pour conférer à la structure un caractère démontable, les différents profilés doivent être reliés entre eux par des éléments de liaison amovibles. Selon l'invention, ces éléments de liaison amovibles sont constitués par des manchons d'assemblage 19, notamment en acier galvanisé, et représentés sur la figure 2. Ces manchons d'assemblage 19 se composent de deux tronçons rectilignes 20, 21 de profilés faisant entre eux un angle 22 prédéterminé. Les manchons d'assemblage 19, de section inférieure à celle des profilés tubulaires 4, 5, 6 et 12, viennent s'engager par l'intermédiaire de leurs tronçons 20, 21 dans deux profilés 4, 5, 6 adjacents, de façon à les relier et à leur conférer l'un par rapport à l'autre une inclinaison identique à l'angle 22 caractérisant le manchon d'assemblage 19. Bien entendu, des éléments de fixation tels que des boulons 23 permettent d'immobiliser les profilés 4, 5, 6 adjacents, les uns par rapport aux autres. II est à noter que, outre une grande facilité de montage et de démontage de chaque ferme 1, ces manchons d'assemblage 19 se caractérisent par une grande discrétion puisqu'ils sont entièrement cachés dans les profilés tubulaires 4, 5, 6 après le montage de la structure. Afin de permettre le montage précis d'un nombre quelconque de fermes 1 identiques, il est nécessaire que les manchons d'assemblage 19 s'adaptent parfaitement à l'intérieur des extrémités des profilés 4, 5, 6. A cet effet, lesdits manchons d'assemblage 19 se composent, tel que schématisé sur la figure 5, d'un profilé tubulaire 24 de section sensiblement rectangulaire, dont les flancs latéraux 25 parallèles présentent des faces externes 26 assurant le guidage du manchon d'assemblage 19 dans le profilé tubulaire 4, 5, 6, lesdites faces externes 26 étant séparées des faces internes 27 des profilés 4, 5, 6 par un jeu de l'ordre de un millimètre. Les manchons d'assemblage 19 comportent en outre, soudées sur les flancs supérieur 28 et inférieur 29 du profilé tubulaire 24, des plaques de renfort 30 surmontées par deux profilés en "U" 31 dont les faces 32 viennent en contact avec les flancs 33 des profilés tubulaires 4, 5, 6. Ainsi, les faces 32 constituent des portées vis-à-vis des efforts agissant sur la structure dans le sens vertical, alors que les flancs latéraux 25 permettent de faire face aux contraintes de torsion d'un profilé tubulaire 4, 5, 6 par rapport à l'autre. II est à noter que dans le mode de réalisation particulier décrit précédemment, deux types de manchons d'assemblage 19 distincts et pourvus d'un angle 22 approprié, sont nécessaires. Ainsi, les profilés supérieurs 4 de chaque ferme 1 sont reliés entre eux par un manchon d'assemblage 19 possédant entre ses tronçons 20, 21 un angle 22 de vingt quatre degrés. Le même type de manchon d'assemblage 19 convient pour la liaison entre un profilé médian 5, incliné de trente trois degrés par rapport à l'horizontale, et un profilé inférieur 6 incliné de trente trois degrés par rapport à la verticale. Par contre, les profilés médians 5 de chaque ferme 1 sont reliés aux profilés supérieurs 4, inclinés de douze degrés par rapport à l'horizontale, par un manchon d'assemblage 19 possédant un angle de vingt et un degrés entre ses deux tronçons 20,- 21. II est évident d'après la description précédente que la modification de la portée ou de la hauteur de la structure demanderait une adaptation appropriée des différents paramètres, à la portée de l'Homme de Métier. II apparait que chaque ferme 1 de la structure pourrait difficilement être montée directement, notamment dans le cas de structures de grande dimension, et des moyens permettant un montage des fermes 1 au sol peuvent s'avérer nécessaires. A cet effet, comme représenté sur les figures 3 et 4, les extrémités inférieures 10 des profilés inférieurs 6 sont reliées à un sabot d'ancrage 11 par l'intermédiaire d'une double liaison articulée. Pour cela, I'extrémité inférieure 10 se termine par un pied 34 pourvu de deux orifices horizontaux 35. En face de ces orifices 35 du pied 34, le sabot 11 possède des lumières 36 à travers lesquelles deux axes 37 de longueur suffisante peuvent être engagés dans les orifices horizontaux 35. Comme les orifices 35 et les lumières 36 sont déportés latéralement et symétriquement par rapport à l'axe médian 38 de la ferme 1 (figure 3), cette dernière peut pivoter autour de l'un des axes 37, lorsque l'autre axe n'est pas encore engagé dans son orifice 35. De cette caractéristique particulière découle un procédé de montage particulièrement rapide, simple et efficace des fermes 1 successives. En effet, selon ce procédé de montage, I'on procède à l'assemblage au sol des profilés supérieurs 4, médians 5 et inférieurs 6 à l'aide des manchons d'assemblage 1 9 adéquats, solidarisés avec lesdits profilés par l'intermédiaire de boulons 23, puis l'on positionne la ferme 1 ainsi obtenue de façon à aligner les lumières 36 du sabot 11 avec un orifice 35 correspondant de chaque pied 34 de la ferme 1, I'on introduit dans ledit orifice 35 un axe d'articulation 37, puis l'on redresse la ferme 1 dans un plan vertical, et, les orifices 35 et lumières 36 restants étant alignés, I'on y introduit deux autres axes 37 de façon à bloquer la ferme 1 dans sa position debout. Bien entendu, pour monter la structure de tout un hall, il suffit d'aligner un nombre approprié de fermes 1, et de les relier par des poutrelles horizontales. De plus, pour le démontage rapide de l'ensemble, il suffit de procé der en ordre inverse au montage. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de dimensions ou de combinaisons de ces éléments, sans pour autant s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Structure en aluminium pour une charpente démontable composée d'une juxtaposition à intervalles réguliers de fermes polygonales reliées par des poutrelles de liaison, caractérisée par le fait que chaque ferme (1) se compose d'un assemblage démontable de profilés tubulaires (4, 5, 6) notamment en aluminium, disposés symétriquement selon un arc de polygone irrégulier comportant un nombre pair de côtés, I'ensemble étant supporté de part et d'autre d'un axe vertical (2), par deux poteaux verticaux (12), et lesdits profilés tubulaires (roi, 5, 6) étant reliés deux à deux par des éléments de liaison démontables intégrés à l'intérieur desdits profilés. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits profilés tubulaires (4, 5, 6) de chaque ferme (1) sont constitués par deux profilés supérieurs (4) et deux profilés médians (5) de même longueur (7), et par des profilés inférieurs (6) de longueur (8) différente de la précédente. 3. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits éléments de liaison démontables sont des manchons d'assemblage (19) composés de deux tronçons rectilignes (20, 21) de profilés, faisant entre eux un angle 22 prédéterminé. 4. Structure selon la revendication 3, caractérisée par le fait que lesdits manchons d'assemblage (19) se composent d'un profilé tubulaire (24) de section rectangulaire comportant des flancs latéraux (25), un flanc supérieur (28) et inférieur (29) solidaires de plaques de renfort (30) surmontées par des profilés en "U" (31). 5. Structure selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les manchons d'assemblage (19) possèdent leurs tronçons (20, 21) engagés à l'intérieur des extrémités de deux profilés tubulaires (4, 5, 6) adjacents, desquels ils sont rendus solidaires par l'intermédiaire de boulons (23). 6. Structure selon les revendications 3 et 4, caractérisée par le fait que le profilé tubulaire (24) des manchons d'assemblage (19), possède des faces externes (26) de guidage latéral desdits manchons d'assemblage (19) dans les profilés tubulaires (4, 5, 6), lesdites faces (26) de guidage latéral étant séparées des faces internes (27) des profilés tubulaires (4, 5, 6) par un jeu de l'ordre de un millimètre. 7. Structure selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les profilés supérieurs (4) de chaque ferme {1) sont inclinés de douze degrés par rapport à l'horizontale et sont reliés entre eux par un manchon d'assemblage (19) présentant entre ses tronçons (20, 21) un angle (22) de vingt quatre degrés. 8. Structure selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les profilés médians (5) de chaque ferme (1) sont inclinés de trente trois degrés par rapport à l'horizontale, et sont reliés aux profilés supérieurs (4) par des manchons d'assemblage (19) présentant un angle (22) de vingt et un degrés. 9. Structure selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les profilés inférieurs (6) de chaque ferme (1) sont inclinés de trente trois degrés par rapport à la verticale, et sont reliés aux profilés médians (5) par des manchons d'assemblage (19) présentant un angle (22) de vingt quatre degrés. 10. Structure selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que lesdits profilés inférieurs (6) sont reliés au niveau de leur extrémité inférieure (10) terminée par un pied (34), à un sabot (11) ancré dans le sol, la liaison entre chaque pied (34) et son sabot (11) étant constituée d'une double liaison articulée. 11. Structure selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ladite double liaison articulée se compose de deux axes (37) engagés, d'une part, dans des orifices (35) aménagés dans le pied (34), et d'autre part, dans des~ iumières {36) aménagées dans le sabot (11), lesdits orifices (35) et lumières (36) étant déportés latéralement et symétriquement par rapport à l'axe médian (38) de la ferme (1). 12. Procédé de montage d'une structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on procède à l'assemblage au sol des profilés supérieurs (4), médians (5) et inférieurs (6) à l'aide des manchons d'assemblage (19) adéquats, solidarisés avec lesdits profilés (4, 5, 6) par l'intermédiaire de boulons (23), puis l'on positionne la ferme (1) ainsi obtenue de façon à aligner les lumières (36) du sabot (11) avec un orifice (35) correspondant de chaque pied (34) de la ferme (1), ensuite l'on introduit dans ledit orifice (35) un axe d'articulation (37), puis l'on redresse la ferme (1) dans un plan vertical, et, les orifices (35) et lumières (36) restants étant alignés, I'on y introduit deux autres axes 137) de façon à bloquer la ferme (1) dans sa position debout.