Brevet FR2621340A1 — publié le 19890407

L'invention est relative a une charpente metallique qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de batiments industriels. Avec l essors industriel de l'acler, en raison des propriétés mecaniques de ce materiau, il est utilise depuis longtemps sous forme de profile dans la construction de bâtiments. Les poutrelles en acier peuvent encaisser de fortes charges et ainsi supporter des portees de longueur importante. A l origine, l assemblage des profiles pour former la charpente des batiments se faisait à l aide de rivets. Ce moyen de fixation presente cependant de nombreux inconvénients notamment sur le plan economique etant donne qu'il necessite un usinage preliminaire et est long dans sa mise en oeuvre. Avec l'evolution des techniques de soudage, un peu a la fois les rivets ont ete remplaces par des cordons de soudure, ce qui a permis de réduire le nombre d'usinage necessaire et la mise en oeuvre est plus rapide. Les fers profiles destinés a la construction de la charpente sont dans un premier temps coupés a dimension et usines pour permettre leur assemblage par soudure sur le site de construction. Généralement, les éléments de charpente sont soudes au sol, ce qui facilite le positionnement relatif des pieces puis, a l'aide d'engins de levage puissants, les élements de charpente sont mis en place. Cette technique de construction est particulierement couteuse en ce qui concerne les batiments de petites dimensions. En effet, il est necessaire de deplacer et mobiliser pendant le temps du montage- un engin de levage et un personnel important doit etre présent sur le site pour effectuer les soudures necessaires au montage des pièces. Ensuite, il est regrettable de devoir usiner l'ensemble des profiles ce qui oblige a les transporter depuis le lieû de production jusqu'a l'atelier d'usinage puis ensuite il faut les acheminer vers le site de construction. Le cout de transport constitue un élement sensible du cout de revient de la construction. Il faut egalement souligner que ce procède de fabrication ne permet pas de travailler en série industrielle pour l'usinage de profilés étant donné que les dimensions de decoupes dependent de celles du batiment a construire. Une telle fabrication ne peut étre entreprise que par des specialistes regroupant plusieurs corps de metiers ce qui augmente le cout de la construction. Le but principal de la presente invention est de présenter une charpente métallique dont la construction fait appel en maJeure partie à des profilés bruts. L'usinage préalable n'est pas nécessaire et les fers peuvent etre directement acheminés sur le site depuis le lieu de production d'ou une economie importante. Ensuite, aucune soudure n'a à etre réalisée sur le site ce qui permet de faire l'économie d'un déplacement de corps de métier. De meme, l'emploi d'un engin de levage puissant n'est pas necessaire, et la construction peut etre entreprise par du personnel non spécialise. La construction des elements de liaison peut etre realisee industriellement en grande série étant donné qu'elle est independante des dimensions du batiment a construire. Le temps de montage de la charpente metallique de la présente invention est très court ce qui permet de realiser une economie de l'ordre de 20 a 30 Y. dans le cout de la construction par rapport aux procédés traditionnels. Il est méme possible d'envisager de vendre sous forme de kit les éléments de fixation des profilés bruts ce qui permettrait a l'usilisateur de construire lui-mème son batiment a moindre cout. Un autre but de la presente invention est de presenter une charpente metallique facilement démontable ce qui permet d'en modifier la géométrie a volonté selon le besoin. D'autres buts et avantages de la presente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnee qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, la charpente metallique, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de bâtiments industriels, qui est formée par un assemblage de profilés bruts en I ou similaires pour constituer une armature qui comprend des montants de soutien de chevrons est caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de fixation qui assurent le positionnement des profilés bruts. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description suivante, accompagnee des dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 schematise les différents- eléments constituant une charpente métallique selon l'invention, - la figure 2 represente la charpente metallique en cours de construction, - la figure 3 montre l'équerrre de fixation des chevrons sur les montants, - la figure 4 illustre, en vue de coupe, les machoires du dispositif de fixation des profilés sur l'équerre, - la figure 5 schematise, en vue de coupe, 1 équerre au niveau de languettes de positionnement des profiles, - la figure 5 illustre, en vue de dessus, les moyens de fixation des montants detla construction, - la figure 7 represente, en vue de face, les moyens de fixation des montants de la construction, - la figure 8 represente l'équerre de liaison des chevrons de la charpente, La presente invention vise une charpente metallique qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de batiments industriels. Bien qu'elle ait été plus particu-liérement développée dans le cadre des constructions de petites et moyennes dimensions, c'est-å-dire de hauteur de batiment de l'ordre de cinq mètres pour des portées entre poteaux de l'ordre de douze mètres, la technique développée pourrait trés facilement etre adaptée par l Homme de l Art pour la construction de batiments métalliques de grandes dimensions. Actuellement, la construction mécano-soudée est utilisée dans de nombreux domaines avec satisfaction. En matière de construction de batiments, notamment pour les charpentes métalliques, on réalise préalablement à l'envoi sur site les grandes pièces telles que les chevrons pour lesquels on utilise des profilés qui sont coupés, usinés et soudes en atelier puis transportés sur le chantier pour y étre posés à, l'aide d'engins de levage puissants. Ce procédé de construction présente cependant de nombreux inconvénients. La présente invention permet d'y pallier La figure 1 schématise une charpente metallique (1) destinée a la construction de batiments de type industriel qui comprend des montants (21 de soutien de chevrons (3 > Ces montants (2) et chevrons (3) sont constitués d'un assemblage de profilés en I ou similaires et forment une armature sur laquelle seront fixés des éléments de couverture. Il s'agit d'une construction de forme traditionnelle avec toit en double pente, toutefois, la présente invention permet également la construction de charpentes metalliques avec toit plat en simple pente ou en arche. L'élément fondamental étant l'utilisation de profilés pour former une armature de soutien. Tout d'abord, selon la présente invention, les profiles utilisés pour la construction de la charpente (11 sont bruts c'est-à-dire qu'ils n'ont subi aucun usinage, seule la découpe à longueur est réalisée. Cette caractéristique permet d'acheminer directement sur le site les profilés coupés sur le lieu de production sans qu'il soit nécessaire de transiter par un atelier d'usinage. Ensuite, la technique de construction de la charpente métallique (1) demande dans un premier temps de fixer au sol les montants (2) tel qu'illustré à la figure 2 puis, les chevrons (3) sont construits et posés au niveau du sol. Cette caractéristique fait qu'il n'est pas nécessaire d'employer d'engins de levage puissants et les travaux d'assemblage peuvent étre effectués en toute sécurité. Une fois les chevrons assemblés, gracie à un système de palan, ils sont élevés le long des montants (2 > puis fixés à leur extremité dans leur position définitive. Selon 1 invention, il n'est pas besoin d'utiliser d'engins de levage puissants, une technique intégrée à la charpente permettant le levage des chevrons (3). La technique de construction est par conséquent trés sensiblement simplifiée par rapport aux techniques actuelles et un cout de construction nettement inférieur en resulte. Selon la caractéristique principale de l'invention. la charpente métallique (1) comprend des moyens de fixation qui assurent le positionnement des profilés bruts. Au niveau de la jonction des montants (2) des chevrons (3) les moyens de fixation se présentent sous la forme d'une équerre (4) tel qu'illustre à la figure 3. L'équerre (4) comporte des surfaces d'appui (5 et 6 > sur lesquelles reposent les ailes des profilés (2 et 3) à assembler. Ces surfaces permettent d'ajuster l'angle entre les pièces. L'equerre (4 > comporte également des dispositifs de serrage (7) qui assurent le blocage des profilés (2 et 3) contre les surfaces (5 et B > d'appui. L'équerre (4) proprement dite est formée par l'assemblage de pièces profiles (8 et 9) superposées qui comportent une extrémité biseautée sur laquelle est fixée une plaque d'appui (10). Les pieces profilées (8 et 9) présentent une section en forme de I identique à celle des profilés (2 et 3). L'angle du biseau de l'équerre (4) correspond à celui de la pente du toit. Les piéces (6 et 9) sont de préférence soudées entre elles pour réaliser l'assemblage, de méme que la plaque d'extrémité (10) est également rapportée par soudure sur l'ensemble, Pour rigidifier l'équerre, on peut également disposer une plaque (11) à l'autre extrémité de la pièce (8). La pièce (9) joue un role de butée pour le profilé (3). La figure 4 schématise le dispositif de serrage qui se compose de deux machoires (7) s'appuyant d'une part sur une entretoise (12) solidaire de l'équerre (8) et d'autre part les machoires disposent d'un profil concave qui enveloppe l'aile du profilé (3) à bloquer, les deux machoires (7) étant reliées par un tirant non illustré qui traverse l'équerre (8) au niveau des entretoises (12). Ainsi, lorsque le tirant est serré les machoires grace à leur profil concave appliquent l'aile du profilé (3) contre la surface d appui (5) de l'équerre (4) pour assurer le blocage. Le profil concave peut étre trapézoidal a faible pente pour obtenir un serrage énergique. Il faut également remarquer que lorsque le tirant est faiblement serré, l'application de l'aile du profilé (3) sur la surface d'appui autorise un glissement relatif des pièces et les machoires (7 > jouent dans ce cas un râle de guidage et non de blocage. Cette propriété est mise à profit durant la construction de la charpente pour réaliser la fixation des chevrons (3) sur les montants (2) au sol. Durant cette phase de la construction, les machoires (7) de liaison de l'équerre (4 > sur les montants t2) ne sont pas serrées afin que le dispositif de serrage joue un role de guidage et non de blocage. Par contre, le dispositif de serrage est appliqué énergiquement en ce qui concerne la jonction des chevrons (3) sur l'equerre (4). L'équerre (4) présente dans sa partie supérieure un anneau (13) de levage tel qu'illustré à la figure 3. De préférence, l'anneau de levage se présente sous la forme d'un méplat replié en équerre percé niveau de la partie saillante pour permettre d'y passer un crochet, le coté fixé à la pièce (9) débordant légèrement de celle-ci pour former un logement dans lequel le profilé (3) est encastré tel qu'illustré à la figure 3. Il suffit alors de placer à chaque extremité de poteau (2) une potence amovible sur laquelle on fixe un palan de levage des équerres (4). A l'aide d'un treuil approprié, on hisse les équerres (4) d'un méme chevron (3) le long des poteaux (4) jusqu'à la hauteur souhaitée puis, on serre les tirants du dispositif de serrage pour immobiliser les équerres (4) sur les poteaux (2). L'opération est renouvelée pour chaque chevron (3). A la fin de chaque montage, les potences amovibles sont démontées pour etre réutilisees. Cette technique de montage permet de s'affranchir totalement de toute soudure sur site. Pour faciliter le placement de l'équerre (4) à l'extrêmité des chevrons (3), la pièce (g > comporte des languettes latérales divergentes (14) tel qu'illustré à la figure 5. Ces languettes divergentes soudées sur l'ame de la pièce (g > sont destinées à guider l'ame du profilé (3) durant la fixation de l'équerre (4). Les entretolses (12) sont biseautées tel qu'illustré à la figure 4 pour favoriser l'effort de rapprochement des machoires (7). Les moyens de fixation des profiles bruts se présentent au niveau du sol sous la forme d'une embase (15) tel qu'illustrée à la figure 6 en vue de dessus et à la figure 7 en vue de face. Cette embase (15) comporte un socle (16) destiné a reposer sur le sol et qui comprend des trous oblonds (17) pour permettre le passage des chevilles de fixation. Les trous sont oblonds afin de permettre durant le montage d'écarter légèrement les montants (2) pour faciliter le levage des chevrons (3). Une fois ces derniers en place, les montants (2) sont rapprochés pour etre fixés de façon définitive. Sur le socle (16) sont fixés deux guidas (18 et 19 > dont le profil est complémentaire à celui du montant (2). De la sorte, le montant (2) est enfilé entre les guides (18 et 19), , pour faciliter cette introduction les guides sont dissymetriques en hauteur. La fixation de l'embase (15) sur le montant (2) s'obtient par serrage de méplats latéraux (20) qui s'appliquent contre les ailes du profilé (2) et qui sont reliés aux guides (18 et 19) par des tirants non illustrés. Les chevrons (31 sont également formés par un assemblage de profilés bruts (21 et 22) tel qu'illustré à la figure 8. L angle est fixé par une équerre (23 > qui comprend des surfaces d'appui sur lesquelles s'appliquent les profilés (21 et 22) maintenus en place par des dispositifs de serrage (24) analogues à ceux ' décrits précédemment. L'équerre (23) est formée par un assemblage de pièces profilées soudées entre elles avec mise en place d'une plaque (25) intermédiaire de rigidification. L'intervalle laissé entre les profiles bruts t21 et 22) est comblé par la mise en place d'un chapeau (26 > fixé aux profilés (21 et 22) par l'intermédiaire d'entretoises. On peut noter que les moyens de fixation utilisés, qu'il s'agisse de l'équerre (4), de l'équerre (23) ou de l'embase (25) sont indépendants des dimensions du batiment à construire. Ainsi, il est préconisé de fabriquer industriellement ces pièces qui seront livrées à l'utilisateur sous forme de kit, directement sur le chantier. La fourniture des profilés en I ou similaires peut être assurée indépendamment avec une coupe à longueur selon les dimensions désirées. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Charpente metallique, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de batiments industriels, qui est formée par un assemblage de profiles bruts en I ou similaires pour constituer une armature, qui comprend des montants (2) de soutien de chevrons (3), caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de fixation qui assurent le positionnement des profilés bruts (2 et 3). 2. Charpente métallique selon la revendication, 1 caractérisée par le fait que les moyens de fixation se présentent sous la forme d'une équerre (4) comportant des surfaces d'appui (5 et 6) sur lesquelles reposent les ailes des profilés à assembler (2 et 3) et des dispositifs de serrage (7) qui assurent le blocage des profilés (2 et 3) contre les surfaces d appui (5 et 6). 3. Charpente métallique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'équerre (4) est formée par l'assemblage de pièces de profilés (8 et 9) superposées qui comportent une extremité biseautée sur laquelle est fixée une plaque d'appui (10). 4. Charpente metallique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le dispositif de serrage se compose d'un ensemble de machoires (7) qui s'appuient sur une entretoise (12) et qui sont reliées par un tirant traversant l'équerre (4). 5. Charpente métallique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les machoires (4) présentent un profil concave qui est destiné à envelopper l'aile du profilé (3) à bloquer et qui réalise accessoirement un guide. 6. Charpente métallique selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'équerre (4) comporte des languettes (14) de positionnement du profilé (3). 7. Charpente métallique selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'équerre (4) comporte un crochet (13) de levage. 8. Charpente métallique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'entretoise (12) est biseautée. 9. Charpente métallique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de fixation au sol se présentent sous la forme d'une embase (4) sur laquelle sont fixés deux guides (18 et 19) dont le profil est complementaire a celui des profils des montants (2) pour former un emboitement. 10. Charpente métallique selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les guides 118 et 19) sont dissymétriques en hauteur.