Brevet FR2609083A1 — publié le 19880701

L'invention concerne une poutre maitresse permettant d'aménager les combles dits non habitables d'une habitation. De manière tradivtionnelle, les couvertures des habitations reposent sur une charpente réalisée par une pluralité de fermes prenant appui sur les murs de façade et régulièrement espacées entre les murs pignons. Ces fermes sont constituees de deux poutres inclinées, chacune respective à un pan de toiture, lesquelles poutres appelées arbalétri.ers convergent au faite de la toiture et sont réunies à leur base par une poutre sensiblement horizontale dénommée entrait. En raison du poids represente par la couverture et des charges qu'elles reçoivent, notamment lors d'intempéries et/ou de travaux, les fermes sont soumises à des contraintes élevées sollicitant principalement leurs arbalétriers. A cet effet, lors de combles non aménageables, chaque arbaletrier est, sur sa longueur, renforcé par au moins une jambe de force prenant appui sur l'entrait. Le moment quadratique obtenu par ce type de construction est certes suffisant pour obtenir des conditions de sécurité optimales, cependant, on conçoit que ces jambes de force entravent le volume des combles et s'opposent leur transformation comme pièce d'habitation. Evidemment, lorsque les combles sont prévus pour être habites, les fermes sont spécialement étudiées pour, tout en assurant la rigidité des arbalétriers, dégager l'espace habitable sans nécessiter de modification des dites fermes. Cependant, un problème courant est l'aménagement de combles qui, à l'origine de la construction, étaient nullement destinés à être habités et qui, de ce fait, presentent de telles jambes de force. Pour répondre à ce problème, avant dépose des jambes de force des fermes, il est connu d'eviter les flexions de leurs arbalétriers soit par renforcement de ceux-ci, soit par leur soutien. Par renforcement, on connait par emplie (FR-A-2.549.878) un procéde qui consiste à introduire par la toiture, découverte au moins localement, des fermettes de renfort destinées à doubler les fermes existantes et, comme elles, à reposer sur les murs de façade. Les fermes initiales ainsi renforcées peuvent alors être liberées de leurs jambes de forces respectives. I1 est à noter que les travaux mis en jeu lors de cette transformation sont considérables et nécessite donc de découvrir la toiture ce qui oblige a n' exécuter les travaux que pendant une periode ou les conditions climatiques sont favorables. C'est pourquoi on préfère généralement agir par soutien des arbaletriers. Par soutien, on connait (FR-A-2.411.283), un procédé consistant à disposer dans les combles sous les arbalétriers, deux poutres maîtresses disposées perpendiculairement aux fermes et reportant leurs charges sur les murs pignons. Ces poutres maîtresses comprennent, d'une part, une membrure supérieure sur laquelle appuie les arbalétriers et, d'autre part, sous cette membrane supérieure, une structure triangulée garantissant la correction géométrique de la membrure supérieure. Cette poutre est évidemment par tout moyen approprié calée dans un plan vertical. Bien que la structure triangulée puisse, à partir de ses éléments qui y auraient eté apportes isolement, etre reconstruite dans le comble, cette poutre est de préférence apportée toute montée d'oit également la nécessité de découvrir la toiture. En effet, par montage sur le site, il serait difficile d'assurer un appui de tous les arbalétriers sans des calages complexes par exemple à l'aide de vérin à vis entre la poutre et chaque arbaletrier (FR-A-2.575.210). En outre, lors du retrait des jambes de force, la poutre va sous la charge subir un fléchissement qui doit bien sûr se faire en accord avec les normes de sécurité qui, bien souvent, fixent la limite admissible à une valeur très faible et par exemple de l'ordre de quelques millimètres. En conséquence, en raison du poids que ces poutres doivent supporter, leur moment quadratique doit être considérable et, inévitablement, cela conduit à des poutres de grande hauteur ce qui ne facilite pas leur mise en place à l'intérieur des combles. Dans le domaine des charpentes, afin de limiter la flexion de poutres sans en augmenter leur hauteur, on connait (FR-A-1.328.890 et 2.323.836) des poutres dont la dite structure triangulaire est formée d'éléments de tension tels des tirants ou au moins un cable reliant les extrémités de la membrure supérieure tandis qu'il prend appui sous la dite membrure supérieure par l'intermédiaire d'au moins un élément d'écartement ou "poinçon". On comprend que, par action sur les éléments de tension, on obtient une cambrure de la membrure formant une contre flèche compensant la flèche due à la charge. Ce procédé est d'ailleurs déjà employé pour les travaux relatifs à l'aménagement de combles. Après que la poutre aura été fixée dans les murs pignons, on aoit sur les éléments de tension et en se cambrant, la membrure supérieure exerce sous les arbalétriers un effort de poussée croissant et de sens opposé à la charge qu'ils supportent. Lorsque la poussée équilibre cette charge, les jambes de force peuvent alors étre otées. Bien que ce procédé donne de bons resultats, compte tenu de la charge représentée par la toiture, il est à noter que, pour infliger à la poutre une courbure apte à supporter les arbalétriers, l'effort de traction exercée sur le cable doit être considérable notamment, compte tenu de leur inclinaison, dans les tronçons disposés entre les extrémites et les premières poinçons et sur leurs organes de réglage tels les filetages. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et en particulier de proposer une poutre maitresse permettant d'exercer sur tous les arbalétriers un effort suffisant sans nécessiter dans les extrémités de la structure et dans les moyens de réglage des tractions excessives. A cet effet, l'invention a pour objet une poutre du type précité notamment caractérisé en ce que - d'une part, les éléments d'écartement sont reliés entre eux à leur base par un élément intermédiaire de tension qui est de longueur réglable tandis que ces mêmes éléments d'écartement sont reliés chacun à l'extrémité correspondante de la même membrure par un élément extrème de tension qui est de longueur fixe tel un profile, et, - d'autre part, la membrure superieure est scindée en trois tronçons dont deux tronçons extrêmes s'étendant chacun depuis l'une des extrémités jusqu'au premier organe d'écartement et un tronçon intermédiaire, chacun des tronçons extrêmes étant associé à l'élément d'écartement et à son élément de tension de manière à réaliser une structure triangulée rigide par exemple de forme triangulaire. D'autres résultats et avantages apparaîtront lors de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquemént - figure 1 : un comble vu de profil, - figure 2 : une coupe selon II-II de la figure 1, - figure 3 : une vue éclatée de la poutre suivant l'invention, - figure 4 : vu à plus grande échelle, un détail de la poutre de la figure 3. En se reportant au dessin, on voit une couverture 1 reposant par le biais d'un lattis 2 sur une série de fermes 3 disposees à intervalles réguliers sur la distance séparant les murs pignons 4, 5 d'une habitation. Chacune des fermes 3 est formée par deux poutres inclinées 6, 7 appelées arbalétriers qui convergent vers le faite 8 de la couverture 1 et réunis à leur base 9, par une poutre 10 sensiblement horizontale appelee entrait. Pour que ces arbalétriers puissent supporter le poids de la couverture 1, initialement au moins une jambe de force 11 est disposée entre eux et l'entrait 10. Comme indiqué plus haut, cela altere considérablement l'espace disponible sous la couverture pour aménager le comble 12. Pour, en vue de l'aménagement du comble 12, permettre le retrait de ces jambes de force1 sous les arbalétriers 6, 7 relatifs à un même pan de la couverture 1 situé en un point d'appui 13 sensiblement à la limite de la zone à rendre habitable, est disposée une poutre maîtresse 14 prenant appui par exemple sur les murs pignons 4, 5 ou des piliers. Bien évidemment, pour supporter integralement le poids qui lui est retransmis par les arbalétriers 6, 7, la poutre maîtresse 14 devra, après sa mise en place dans les conditions precitées, subir une précontrainte lui donnant une légère contre flèche permettant de soulager les jambes de force ll du poids qu'elles supportent jusqu'alors. A cet effet, la poutre 14 comprend, de manière connue, une membrure superieure 15 sous laquelle est disposée une structure triangulée 16 composée d'éléments d'écartement 17 et d'au moins un élément de tension 18. Pour que lors de sa mise en tension, la poutre 14 ne se voile pas, une série de butées 19 fixées sur au moins certaines fermes 3 appuient sur les flancs de la poutre 14. Tel que cela apparaît sur le dessin, ces butées 19 sont formées par des montants fixés sensiblement verticalement entre l'arbalétrier 6 ou 7 et l'entrait 10 de la ferme 3. Selon une caractéristique essentielle de l'invention - d'une part, les éléments d'écartement 17 sont reliés entre eux à leur base par un élément intermédiaire de tension 18I qui est de longueur réglable tandis que ces mêmes éléments d'écartement 17 sont reliés chacun à l'extrémité correspondante 20, 21 de la même membrure par un élément extrème 18E de tension qui est de longueur fixe tel un profilé, et, - d'autre part, la membrure supérieure 15 est scindée en trois tronçons dont dU\ronçons extrêmes 22, s'étendant chacun depuis l'une des extrémités 20, 21 jusqu'au premier- organe d'écartement 17 et un tronçon intermédiaire 23, chacun des tronçons extrêmes 22 étant associé à l'élément d'écartement 17 et à son élément de tension 18E de manière à réaliser une structure triangulée rigide 24 par exemple de forme triangulaire. De préférence, la base 25 de l'élément d'écartement 17 porte un organe d'ancrage 26 du tronçon intermédiaire 18I de l'élément de tension 18. Avantageusement, l'élément d'ecartement 17 est au moins sensi-blement perpendiculaire au tronçon extrême 22 de la membrure supérieure de la poutre 14. Elusivement, par action sur l'élément de tension intermediaire 18I qui est de longueur réglable, on tend alors à ramener dans l'alignement les organes d'ancrage 26 et les extrémités 20, 21 des tronçons extrêmes 22 de la membrure ce qui fait tourner vers le haut les dits tronçons extrêmes par rotation autour de leur extrémité et soulève le tronçon intermediaire de la membrure. La membrure supérieure 15 a dans ses différents tronçons 22, 23 de preference une section identique et ces tronçons sont pourvus de moyens 27 les maintenant en aboutement tels deux oreilles 28 portées par l'âme des tronçons et entre lesquelles vient se loger l'âme 29 de l'extrémité du tronçon adjacent. Dans une forme préférée de réalisation, l'élément de tension de longueur réglable consiste en une tige filetée 30 dont les extrémités traversent les organes d'ancrage 26 avant de recevoir des écrous de mise sous tension. Dans cette forme avantageuse de réalisation, les organes d'ancrage sont réalisés par un élément tubulaire à l'intérieur duquel la tige filetée 30 passe librement. Avantageusement, l'élément d'écartement est partiellement déporte au delà de l'extrémité du tronçon extrême 22 de membrure pour ménager sur son extrémité superieure 31 un appui pour le tronçon intermédiaire 23 de la membrure 15. REVENDICATIONS 1. Poutre maîtresse en vue de transformer un comble (12) d'une habitation dont la couverture (1) repose par le biais d'un lattis (2) sur une série de fermes (3) disposées à intervalles réguliers sur la distance separant les murs pignons (4, 5) de cette habitation et formées chacune par deux poutres inclinées (6, 7) appelees arbalétriers qui convergent vers le faite (8) de la couverture (1) et sont réunis, à leur base (9), par une poutre (10) sensiblement horizontale appelée entrait, ces fermes comprenant en outre initialement pour que ces arbaletriers puissent supporter le poids de la couverture (1), au moins une jambe de force (11) disposée entre eux et l'entrait (10), laquelle poutre maîtresse comprend en outre des moyens en vue de lui faire subir une précontrainte lui donnant une legère contre fleche permettant de soulager les jambes de force (11) du poids qu'elles supportent jusque là et, à cet effet comprend, de manière connue, une membrure supérieure (15) sous laquelle est disposée une structure triangulée (16) composée d'éléments d'écartement (17) et d'au moins un élément de tension (18), cette poutre étant CARACTERISEE en ce que - d'une part, les éléments d'écartement (17) sont reliés entre eux à leur base par un élément intermédiaire de tension (18I) qui est de longueur réglable tandis que ces mêmes éléments d'écartement (17) sont reliés chacun à l'extrémité correspondante (20, 21) de la meme membrure par un élément extreme (18E) de tension qui est de longueur fixe tel un profilé, et, - d'autre part, la membrure supérieure (15) est scinde en trois tronçons dont deux tronçons extrêmes (22), s'étendant chacun depuis l'une des extrémités (20, 21) jusqu'au premier organe d'écartement (17) et un tronçon intermédiaire (23), chacun des tronçons extrêmes (22) étant associe à l'élément d'écartement (17) et à son élément de tension (18E )de maniere à réaliser une structure triangulée rigide (24) par exemple de forme triangulaire. 2. Poutre maîtresse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la membrure supérieure (15) a dans ses différents tronçons (22, 23) de préférence une section identique et ces tronçons sont pourvus de moyens (27) les maintenant en aboutement. 3. Poutre maîtresse selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle comprend deux oreilles (28) portées par 1 'âme des tronçons et entre lesquelles vient se loger l'âme (29) de l'extrémité du tronçon adjacent. 4. Poutre maîtresse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que l'élément d'écartement est partiellement déporté au delà de l'extrémité du tronçon extreme (22) de membrure pour ménager sur son extrémité supérieure (31) un appui pour le tronçon intermédiaire (23) de la membrure (15).