Brevet FR2609485A1 — publié le 19880715

DESCRIPTION La realisation de poutres en tole mince est bien connue sous les differentes formes que nous rappelons ci apres poutres en forme d'onde avec raidisseurs fixes sur les deux rives de la tole poutres comportant deux ondes similaires separees par un isolant Poutres en tole mince avec raidisseurs de rive en forme de diedre jumelage de deux poutres en forme de diedreavec un raidisseur commun ou d'une poutre en forme de diedre associee a une onde avec toujours un raidisseur commun Structures en forme de fermes dont le tirant et 1' arbaletrier sont constitues par des ondes avec excentration de la liaison pour reduire les moments flechissants dans ces differents types de structure la mise en place de bandes eclairantes se fait en remplacant une onde ( ou diedre ) par un lanterneau translucide ce qui impose des renforcements car le raidisseur n'est plus tenu au flambement que par une seule tole La structure faisant l'objet du present brevet associe: Une poutre traditionnelle au milieu de la portee, la prolongation de la membrure superieure par une poutre en tole mince de preference en forme d'onde et la prolongation de la membrure inferieure par une poutre en tole mince de preference en forme de diedre et eventuellement des liaisons entre les poutres en tole mince superieure et inferieure Au droit des appuis la liaison de l'onde superieure jouant le role d' arbaletrier se fait a la partie superieure de la poutre inferieure pour creer un moment flechissant de sens contraire au moment des forces exterieures De plus les toles coulissent librement dans leurs raidisseurs et les liaisons entre les membrures superieures et inferieures ne se font que sur les toles minces les raidisseurs des ondes ou diedres superieurs ou inferieurs ne sont relies ni entre eux ni aux membrures de la poutre traditionnelle centrale Le fonctionnement mecanique de ce systeme est le suivant Pour les charges descendantes appliquees a l'onde superieure la flexion de cette derniere entraine un raccourcissement de la fibre superieure de l'onde qui coulisse dans le raidisseur qui se trouve ainsi mis en compression Au contraire la tole inferieure est tenduece qui la desolidarise de son raidisseur qui ne joue aucun role Si de plus on prevoit des etais verticaux entre les deux membrures les charges sont transmises aux toles inferieuresqui travaillent en flexion sur toute leur longueur tandis que les efforts de flexion des toles superieures sont fortement reduits par la reduction de leur portee egale a I'ecartement des etais La flexion des toles inferieures entraine une compression de leur fibre superieure mais la reaction de 1' arbaletrier provoque une traction de cette meme fibre superieu La geometrie du systeme sera determinee pour que la traction soit superieure a la compression ce qui supprime tout effort dans le raidisseur inferieur cet effort residuel de traction se traduira par une contrainte de traction dans la tole inferieure et un moment du a l'excentration de la fixation Une geometrie correcte permettra encore d' eviter toute contrainte de compression dans la tole inferieure dont la fibre basse est comprimee sous l'effet du moment residuel et tendue sous la traction residuelle On remarquera le grand avantage de cette solution par rapport ala solution connue ou le raidisseur est lie a la tole Tout d' abord cette liaison en remontant le centre de gravite diminue le moment du a la reaction de 1' arbaletrier mais surtout au voisinage des appuis ou le moment des charges exterieures s' annule il ne subsiste que le moment de reaction de 1' arbaletrier qui donne des contraintes de compression excessives dans la partie basse de la tole inferieure A noter que pour les charges ascendantes le fonctionnement du systeme est le meme avec inversion du role des toles superieures et inferieures mais de plus si ces efforts sont moderes le cloquage par compression de la tole superieure sera evite grace a la traction d'ensemble La mise en oeuvre de telles structures necessite un type de laiason entre la tole et son raidisseur assurant la tenue de ce dernier au flambement de flexion et de torsion permettant le libre coulissement de la tole et assurant la mise en butee sur la raidisseur de la piece de fixation des toles lorsque leur fibre superieure est comprimee Le principe general de fixation des toles consiste a prevoir une agrafe sertie sur la tole en entrainant un pliage local de cette derniere ; Cette agrafe coulisse par rapport au raidisseur sans pouvoir tourner dans ce dernier pour eviter la torsion La fixation des toles se fait par des ancrages connus dont une extremite s' appuie sur le raidisseur avec un dispositif evitant la torsteLeu'un gousset dispose suivant la diagonale du tube constituant le raidisseur Notons enfin que la partie traditionnelle centrale permettra de disposer une bande eclairante qui presente des avantages par rapport aux bandes eclairantes longitudinales en permettant un nettoyage grace a la grande hauteur disponible entre les deux surfaces et de permettre une grande surface eclairante Les dessins joints definissent la structure faisant l'objet de l'invention La FIG I est une coupe longitudinale de la structure avec sa partie traditionnelle centrale composee d' une membrure superieure C]) ,d' une membrure inferieure (2) de montants (3 ) et de diagonales (4) . A noter que nous avons represente la structute la plus simple mais que cette partie centrale peut comporter plusieurs mailles en multipliant les montants et diagonales ou au contraire elle peut etre supprimee La poutre en tole mince superieure comporte la tole (6 ) et son raidisseur (5) tandis que la poutre inferieure comporte la tole (9) et deux raidisseurs (7) et (8 ) Le repere (10) represente un montant reliant les deux poutres inferieures et supérieur il peut etre soit supprime soit multiplie en plusieurs montants verticaux ou obliques La FIG 2 represente une coupe transversale de la structure au-droit d'un montant intermediaire : on retrouve en (5) et (6) le raidisseur et la tole superieure en(9) la tole inferieure avec ses deux raidisseurs (8) et(9) et ne (10) le montant intermediaire Cette figure a represente la poutre superieure sous forme d' onde et la poutre inferieure en forme de diedre mais chacune des deux poutres peur etre aussi bien un diedre ou une onde La FIG 3 represente un exemple de laiason entre les toles et le raidisseur represente ici en forme de tube(7) .Une agrafe (10) dont la position initiale est representee en pointille est refermee a force sur le tube apres avoir introduit la ou les toles ? ces dernieres(9)sont alors deformees avec un pliage qui assure une liaison transversale mais permet le coulissement longitudinal de la tole La FIG 4 est une variante de la precedente dans laquelle 1' agrafe est fixee prealablement sur la tole ; Dans ce but elle comporte une partie relevee comme represente sur la FIG 5 en perspective .La tole est introduite sous ce releve qui est ensuite rabattu pour 1' emprisonner ;L' agrafe vient ensuite coiffer le tube sur elquel elle est fixee par exemple par une goupille La FIG 6 represente une variante de raidisseur en forme de tube ouvert (5) Chaque tole est munie d' une agrafe (12) dont la forme initiale est representee en pointille . En refermant cette agrafe en force on marque un pli sur la tole ce qui assure sa fixation . A noter que pour eviter l'ouverture des agrafes sous l'effet d' une tension de la tole il faut menager un jeu tres reduit pour que la tole soit pliee dans lt agrafe a 900 La FIG 7 represente un procede de mise en place de la 2eme tole dans le raidisseur a 1' aide d'un fer provisoire 15 qui vient coiffer le raidisseur .Ce fer est muni d'une bielle articulee (14) qui permet de faire rentrer la tole representee verticalement en pointille dans le raidisseur . En deplacant horizontalement le fer (15) la tole prends sa position definitive La FIG 8 represente un mode de liaison de la tole avec le raidisseur permettant a ce dernier de travailler en compression mais pas en traction ; L'extremite de la tole est represente en(20 )et elle est fixee sur un ancrage (19) par les boulons (16) Une platine (17) est soudee sur 1' ancrage et comporte un gousset (18) qui penetre a l'interieur du raidisseur (7) Ce dernier est simplement appuye sur la platine (17)lorsqu'il est comprime tandis que si la tole est tendue le gousset (18) coulisse dans le raidisseur sans transmettre d' effort :Lorsque le raidisseur est un tube le gousset (18) sera dispose dans la diagonale du tube REVENDICaiIONS REVENDICATION Structure autoportante caracterisee en ce qu'elle resulte de 1' association d'une poutre traditionnelle au milieu de la portee avec des poutres en tole mince situees de chaque cote de ce troncon traditionnel composepjde 2 membrures (I ) et (2i et des diagonales (4) REVENDICATION 2 Structure selon revendication 1 caracterisee en ce que les poutres en tole mince d'extremite comportent une membrure comprimee (5) raidie par un profile tandis que la membrure tendue (9) est constituee par une simple tole ; dans les cas ou cette tole aurait besoin d'etre raidie les assemblages seront realises par des agrafes coulissantes e les ancrages d'extremite seront simplement appuyes sur les raidisseurs REVENDICATION 3 Structure selon la revendication 2 caracterisee en ce que les agrafes coulissantes (10) sont realisees en tole pliee epaisse qui est refermee a force en emprisonnant le profile apres sa pose ; les deux petits plis inferieurs de l' agrafe viennent emboutir la tole au moment ou 1' agrafe est refermee a force le jeu de 1' agrafe se;-. tres reduit pour que la partie emboutie de la tole reste plaquee sur le profile REVENDICATION 4 Structure selon revendication 2 caracterisee en ce que l'ancrage d'extremite permet la transmission des efforts de compression tout en evitant de transmettre au profile les efforts de traction appliques a la tole . I1 Il est forme d' une plaque(17) sur laquelle sont soudes une plaque(19)boulonnee sur la tole par les boulons (16) et un gousset (18) qui penetre a l'interieur du profile sans etre fixe sur ce derni?