Brevet FR2631065A1 — publié le 19891110

La présente invention concerne un dispositif d'accrochage rapide d'une structure métallique monobloc fermée, aux façades extérieures de toutes constructions, en vue de réaménagement ou réhabilitation de volumes habitables.par inter-communication de plusieurs niveaux. L'adaptation de telles structures est traditionnellement effectuée selon un procédé de construction métallique classique sur le site. nécessitant la réalisation de fondations sur lesquelles prennent appui la nouvel le ossature. Ce. procédé nécessite au départ, le reconditionnement des façades externes : suppression des fenêtres et allèges permettant par la suite la construction progressive de la structure externe. La demande de brevet français, numéro de série 87Z16513 decrit un dispositif de fixations de structures preala- blement fabriquées, sans appui au sol, mais nécessitant les mêmes conditions d'aménagement, préalables des façades. Bien que ces différents types de construction aient été mis au pcint, il reste de nombreux problèmes a résoudre. L'un de ces problèmes concerne l'évacuation temporaire des occupants des parties > réaménager, du fait des travaux d'ouverture des façades. Un autre de ces problèmes concerne le mode de fixatior d'une structure monobloc contre une façade dans les normes de sécurité. Un dispositif par chevillage extérieur engendre des contraintes d'éclatement dans les piliers et sollicite ceux-ci en flexion ou flambage du fait des résultantes horizontales des couples de renversement alors que par nature un pilier ne peut que supporter des contraintes verticales. Les contraintes horizontales sollicitent alors des fixations a l'arrachement. Les normes et agréments en vigueur en matiere de construction définissent les conditions dans lesquelles peuvent hêtre sollicités les éléments d'armatures d'une construction et les interdictions relatives aux moyens de fixation pouvant affaiblir un élément porteur. Elles conduisent dans certains cas à l'impossibilité d'utilisation, compte tenu de la section intéressée. Le dispositif selon l'invention a pour but de résoudre simultanément tous ces problèmes. Le présent dispositif prévoit a cet effet un procédé d'accrochage d'une structure extérieure en deux temps, évitant l'evacuation temporaire des occupants et assurant une transmission d'efforts dans la construction existante, compatible avec toutes normes de construction, résistance des matériaux et type de construction d'origine. en s'affranchissant totalement de la composition de la géométrie et de la sollicitation mécanique de la façade. Dans un premier temps, des éléments du dispositif d' ac- crochage sont fixés dans les éléments porteurs de la construction existante, sans nécessité de démolition et d > évacuation. Dans un deuxieme temps, la structure extérieure monobloc, préfabriquée entièrement en dehors de la zone d' implan- station est arrimée en quelques heures après démontage des fenêtres, allèges, portes-balcons et autres éléments de fermeture, restituant un ensemble totalement clos et accessible. Dans les travaux de recherche entrepris par le titulaire dans le but de mettre au point un dispositif sécurisant et rapide, il a été pris en compte tous les aspects de normes en matière de construction et résistance des matériaux de telle façon que la construction existante soit normalement sollicitee. A cet effet, l'invention prévoit un dispositif d'accrochage de telle faon que la structure métallique rapportée soit A)pellize par l'intermédiaire d'un système articulé a bielles, sur un axe horizontal, ancré dans l'épaisseur d'un pilier vertical de telle façon que : - la charge soit dans l'axe vertical du pilier, - la barre d' ancrage traversant le pi lier n'interfère pas avec les terraillages et armatures diverses. - les bielles scient disposées de part et d'autre du pilier assurant une parfaite symétrie des appuis et gara'ntissant une rêsu i tarte des et forts dans 1 'axe vertical du pilier. - lsequiìibre de l'ensemble soit assuré par un tel dispo sitif repris sur- au moins un pilier porteur et deux ancrages horizontaux supérieurs. - selon une variante, en cas de surcharge sur l'ossature existante par un seul système vertical, soit disposée 1)1'addition d'autres systèmes sur d'autres piliers se situant sur la façade concernée, 2) l'addition d'autres contre-piliers porteurs descendant extérieurement sur fondations, pouvant entre intercales autant de fois que nécessaire, pour reprendre une partie de la charge, selon le même système articulé. - l'ensemble des accrochages articulés isole l'ossature de toutes contraintes mécaniques horizontales, B)équi 1 ibrée pour les couples de renversement par deux axes verticaux solidaires de la structure rapportée, prenant appui latéralement dans une traverse horizontale fixée au plancher ou poutres porteuses horizontales du niveau supérieur de la structure existante de telle façon que - cet axe soit libre suivant son axe vertical par rapport a cette poutre, l'isolant de toute contraintes verticales, - seule la contrainte horizontale résultante du couple de renversement et des actions laterales soit transmise a la poutre par ces axes, - cette contrainte soit répercutée à toute la structure horizontale sur laquelle est fixée cette traverse par la multiplicité de ses points d'ancrages dans les dallec ou poutres de la partie supérieure de l'ouvrage existant, - le nombre d'accrochage de la traverse horizontale a fixer soit fonction de la contrainte horizontale et de la nature de la construction existante, (limite d' intéres- sement des zones mobilisables autour de chaque armature de la dalle existante). Dans les dessins annexés La figure 1 représente. en perspective le dispositif selon l'invention. La. figure 2 représente, en coupe le dispositif, selon l'invention. La fige 3 représente l'intéressement possible et la diffusion des effets horizontaux au plancher existant. La figure 4 représente une variante du dispositif en cac d'impossiblité d'installation des deux bielles sur un même pi lier pour report de part et d'autre ce la charge verticåle. ~ La figure 5 représente un type d'ancrage dans un pilier mbtailìque La figure 6 représente un type d'ancrage dans un autre type de Pilier métallique. La figure 7 représente un type d'ancrage dans un pilier bcis lame. e-col le. La figure 5 représente un type d'ancrage dans un pilier plein, de section circulaire. La figure 9 représente un type d'ancrage dans un pilier creux, de section circulaire. La figure 10 représente une variante du dispositif, en cas de surcharge des bielles. La figure il représente une variante en cas de surchage, nécessitant plusieurs paires de bielles. La figure 12 représente une variante du dispositif, avec contre-pilier additionnel sur fondation. La figure 13 représente l'ancrage de traverses horizontale les, sous un plancher métallique. La figure 14 représente l'ancrage de traverses horizontales sous un plancher bois. Avantageusement en pratique et selon une forme de réalisation industrielle, le dispositif représente sur les figures i et 2 comporte une barre (1) ancrée dans le pilier (9) de la construction existante (7). Sur cette barre, tourillonnent deux bielles (2) situées de part et d'autre du pilier (9). La structure métallique rapportée (34 est portée par ses axes (4) qui tourillonnent dans les trous inférieures des bielles (2) qui supportent la charge. Le couple de renversement est équilibré par les axes (5) qui s'appuient latéralement dans les logements aménages dans les traverses (6) fixées dans le plancher horizontal supérieur. La figure 3 représente l'intéressement possible et la diffusion des effets horizontaux dans un plancher béton, le nombre et la répartition des points de fixation (10) etant définis par l'effort P unitaire admissible résultant de F. Selon une variante, la figure 4 représente le dispositif de bielles (2) dans le cas ou celles-ci ne peuvent être placées de part et d'autre d'un pilier (9). Une traverse (11) prenant appui de part et d'autre de l'ouverture porte les axes (12) sur lesquels tourillonnent les bielles t2) évitant une soilicitation en porte a faux de ces axes. Sel on les variantes représentées par les figure 5-6-7-8-9, les barres (i) peuvent entre ancrées indifféremment sur des piliers de formes et matériaux différents. Selon une variante représentée par la figure 10, la charge verticale peut-être répartie sur plusierus bielles (2) de part et d'autre d'un même pilier (9). Selon une variante représentée par la figure i i. le poids de la structure métallique (3) peut-être réparti sur plusieurs paires de bielles (2), prenant appui sur des barres (i) ancrées dans les piliers (9). Sel on une autre variante représentée par la figure 12, un pilier porteur additionnel (8v peut- & re intercalé entre deux Piliers '9) pour diminuer la charge unitaire sur ces Piliers. Ce contre-pilier prend appui sur des fondations, et est ancré contre la façade. Selon une variante, la figure 13 représente l'ancrage de traverses horizontales supérieures (6) fixées sous un plancher métallique (13), soit par soudure, soit par dispositifs démontables. Sel on une variante, la figure 14 représente l'ancrage de ces mêmes traverses sous un plancher bois par exemple, parinterposition d'une entretoise (14), ancrée entre deux poutres (15). Avantageusement, selon l'invention, ce dispositif permet la réalisation complète d'une opération d'aménagement d'immeuble, sans évacuation des occupants, à partir du process suivant 1er temps AVANT ARRIMAGE - Fabrication et assemblage complet de la structure rapportée en dehors de la zone d'implantation. - Fixation 'a l'intérieur de la structure existante des points d'ancrage supérieurs, au droit du plafond supérieur. - Préparation des ancrages de suspension sur les piliers. au droit des ouvertures existantes (fenêtres, balcons). 2ème temPs : JOUP. D'ARRIMAGE - Démolition d-es fenêtres et allèges ou portes-balcons avant présentation de la nouvelle structure - Arrimage de la structure - Finitions de raccordement. Dés cet instant, l'ensemble est totalement clos et parfaitement accessible dans toutes les conditions de sécurité pour les personnes occupant les locaux. Revendications 1)Dispositif d'accrochage d'une structure métallique monobloc (3), à une construction existante (7), caractérise en ce qu'il comporte au moins deux bielles (2) articulées sur une barre (1) ancrée horizontalement dans le pilier (9 supportant la charge verticale de la structure métallique, et d'au moins 2 axes verticaux (5) solidaires de celle-ci et prenant appui latéralement sur au moins une traverse n69 ar,cr-ee dans la partie supérieure de la construction, équilibrant les résultantes horizontales des couples de renversement. 2nDispositif sel on la revendication 1 caractérisé en ce que la barre d'ancrage traverse horizontalement le pilier (9) de part en part, dans son axe quelque soit sa forme et le matériaux qui le constitue. 8)Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bielles (2) sont articulées de part et d'autre du pi lier (9) sur les barres d'ancrage (4 > ou selon une variante dans une traverse porteuse (il j. 4)Disçositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les bielles (2) sont articulées sur des axes (4) horizontaux, SDI idaires de la structure métallique (3). 5)Dispositif sel on l'une quelconque des revendications précécentes caractér i sé en ce que les axes des tourillons de bielles i et qu sont dans un plan vertical, situe dans l'axe des piliers, 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le nombre de dispositifs d'accrochages peut-etre multiplié sur un me me pi lier ou sur plusieurs piliers. 7)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des contre-pi lier-s porteurs (8 > sur fondations, peuvent être intercalés en cas de surcharge de la construction existante 8)Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'ensemble des accrochages articulés isole l'ossature existante de toutes contraintes horizontales, au droit des ancrages de bielles. 9)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble des accrochages articulés transmet une charge verticale dans l'axe des piliers porteurs. 10)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'équilibre de la contrainte horizontale, résultante des couples de renversement est assuré par au moins 2 axes verticaux (5) prenant appui latéralement sur des traverses (6S, l'isolant de toute contrainte verticale, et situées au droit des ouvertures de la construction existante 11)Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que 13 multiplicité des points d'ancrage de cette traverse répercute cette contrainte dans toute la structure hor i=ontale. sur laquelle elle est fixée. jusqu'à ne pas dépasser la norme en matière de contrainte unitaire, acceptable par ancrage, selon la forme et la nature du plancher.