Brevet FR2640301A1 — publié le 19900615

Dispositif pour la liaison de poutres de constructions préfabriquées en treillis L'invention concerne un dispositif pour la liaison de poutres de constructions préfabriquées en treillis, des crochets étant fixés A l'extrémité libre de la membrure supérieure et de la membrure inférieure de chaque poutre, les dits crochets s'insérant dans les évidements de goussets, deux goussets d'un noeud pouvant être chaque fois assemblés au moyen d'une vis les traversant en leur centre. Un tel dispositif est connu par exemple par le document DE-PS 32 22 811. Dans le dispositif connu, un crochet fixé par soudure à la membrure supérieure et à la membrure inférieure est chaque fois prévu, les dits crochets étant disposés en sens opposé l'un par rapport a l'autre. Ces crochets sont reliés via des traverses étroites dirigées perpendiculairement dans le sens du montage qui sont fixées par soudage aux membrures correspondantes aux plaques de soudage en forme de profilés creux des poutres en treillis. Pour la disposition des goussets, il est prévu une barre de jonction, à l'extrémité intérieure de laquelle un gousset est soudé fixement, alors qu'à l'extrémité supérieure qui peut être raccordée à la membrure supérieure, un gousset disposé de manière amovible est maintenu en place au moyen d'une vis disposée centralement. Dans cette construction connue, les goussets sont pourvus dans leurs zones dépassant latéralement la barre de jonction, d'évidements ouverts aux bords, en forme de rainures dirigés dans le sens des poutres à joindre qui peuvent être saisis par les crochets et leurs traverses respectivement. Cette forme d'exécution présente comme désavantage de prévoir des évidements en forme de rainures, que les forces de traction agissant au noeud élargissent les dits évidements et peuvent, même dans les cas extrêmes, les déchirer de telle sorte qu'une sécurité suffisante, notamment dans les constructions à plusieurs étages, ne peut être obtenue qu'en réalisant des dépenses constructives supplémentaires importantes. En partant de cet état de la technique, l'invention a pour objet de créer un dispositif d'une nature apparentée qui soit capable, à l'aide d'éléments de liaison très simples à réaliser, d'absorber sans problème les contraintes observées sans que des détériorations des goussets soient à escompter. Pour résoudre ce problème, l'invention propose que les goussets aient la forme de disques circulaires, dont l'un présente un orifice central de passage de vis et l'autre un taraudage central pour la vis et qui présentent concentriquement par rapport à l'orifice et au taraudage centraux, respectivement, des évidements en forme de cannelure, dans les faces tournées l'une vers l'autre que les crochets côté poutres sont formés par des éléments en saillie du type à segment circulaires, fixés à chaque extrémité de membrure, avec des crochets pliés de manière à correspondre à la forme de la cannelure, qui sont intercalables entre les goussets et insérables dans leurs évidements en forme de cannelures. Différant en cela de l'état de la technique, on a, à chaque extrémité de membrure, c'est-à-dire tant sur la membrure supérieure que la membrure inférieure d'une poutre en treillis, fixé un crochet dirigé vers le haut dans le sens du montage et un crochet dirigé vers le bas dans le sens du montage, les dits crochets étant reliés avec des plaques à souder par des traverses horizontales en position de montage, les dites plaques étant soudées aux extrémités de profilés creux qui forment la membrure supérieure et la membrure inférieure, respectivement, de la poutre en treillis. Différant en cela encore de l'état de la technique, chaque paire de crochets d'une membrure supérieure et d'une membrure inférieure possède une paire de goussets, de sorte telle que les crochets en position de montage sont recouverts chaque fois à la partie supérieure et à la partie inférieure par une gousset, les dits goussets présentant, concentriquement par rapport à l'orifice central, des évidements en forme de cannelures dans les surfaces tournées l'une vers l'autre, évidements dans lesquels les crochets sont insérables. La vis reliant chaque fois les goussets d'un noeud, c'est-à-dire de la membrure inférieure ou de la membrure supérieure, présente une lnongl]ir telle que lors du montago pr6calable des goussets ceux-ci peuvent être écartés relativement l'un par rapport à l'autre de manière telle que la membrure correspondante soit insérée avec son crochet entre les goussets et puisse être intercalée dans l'évidement du gousset correspondant. Dès que toutes les membrures supérieure et inférieure, respectivement, sont disposées correctement au noeud, la vis peut être serrée et, le cas échéant, précontrainte de manière telle que l'on puisse obtenir une liaison adhérente et à engagement positif de la membrure supérieure et de la membrure inférieure, respectivement, au moyen des goussets. La construction des éléments de liaison, c'est-à-dire des éléments soudés et des crochets ainsi que des goussets est, comme on l'imagine, simple à réaliser étant donné que ces éléments de liaison peuvent être fabriqués en tant que pièces tournées simples. Pour la fabrication des pièces de liaison présentant des crochets, celles-ci peuvent être d'abord tournées à partir d'un disque circulaire, le cas échéant au bord profilé, et être décomposées ensuite en un nombre correspondant d'éléments individuels ayant la forme de segments circulaires, préférentiellement en quatre segments égaux. La configuration selon l'invention permet d'éviter la formation, nécessaire jusqu'ici, de rainures ouvertes sur les bords pour la pénétration des crochets et de leurs traverses, respectivement, de sorte que des contraintes nettement plus élevées peuvent être transmises et qu'en outre une déchirure des fentes, dont le risque existe dans l'état actuel de la technique, n'est plus possible. Il est particulièrement avantageux, en outre, dans la configuration selon l'invention, qu'une fois le montage effectué on obtient un aspect esthétique, uniforme sur le plan visuel, des noeuds de sorte que l'on a également découvert une solution satisfaisante sur le plan esthétique. La configuration selon l'invention permet également, avec ce système, de confectionner des constructions à plusieurs étages, le squelette formé par les poutres en treillis étant approprié pour la fixation d'éléments de planchers, de parois et de plafonds. Une configuration préférée est encore vue dans le fait que les évidements en forme de cannelures d'une paire de disques sont configurés et disposés exactement comme les disques eux-mêmes de façon à se recouvrir les uns les autres. De manière plus théorique, il est possible que les évidements en forme de cannelures présentent un espacement différent par rapport à l'axe central du gousset correspondant. Pour des raisons de contrainte et de transmission de forces uniformes, il est toutefois préférable que ces évidements soient disposés de manière à se recouvrir de manière égale, la conséquence qui en découle forcément étant que les crochets ont des espacements égaux par rapport aux extrémités des membrures supérieure et inférieure, respectivement. on préfère en outre que chaque élément en saillie ayant la forme d'un segment circulaire recouvre au moins un quart de cercle environ du disque correspondant. Une amélioration préférentielle est vue dans le fait que l'élément de jonction de chaque élément en saillie en forme de segment est cintré de manière à correspondre à la forme extérieure du disque dans la zone adjacente a la membrure de la poutre, les disques affleurant notamment dans la position de fixation avec l'un et l'autre rebords, respectivement, du cintrage et les éléments formant les membrures étant également affleurants au cintrage. Dans ce contexte, il peut encore être avantageux que les crochets ne soient pas disposés à l'extrémité libre de l'élément en saillie qui les porte, mais bien que l'élément en saillie ressortant de l'élément de fixation côté membrure dépasse les crochets dans le sens longitudinal de l'élément en saillie disposé horizontalement dans le sens de montage, de sorte telle que les évidements en forme de cannelures puissent être disposés pour accueillir les crochets A une distance importante de l'orifice central des goussets en forme de disques. Il est prévu, en outre, que les crochets présentent une longueur libre correspondant à peu près à l'épaisseur de l'élément en saillie qui les porte. De manière préférentielle, il est également prévu que les disques aient trois fois environ l'épaisseur de l'élément en saillie. Pour obtenir une bonne adaptation, il est en outre prévu que les cannelures et les crochets soient de forme conique. Pour éviter un double ajustement, il est prévu de manière préférentielle que les cannelures soient légèrement plus profondes que la longueur libre des crochets. Dans une autre forme préférentielle, les têtes des vis, par rapport chaque fois à la membrure supérieure et à la membrure inférieure d'une poutre, sont disposées à l'intérieur de la poutre et les disques pourvus d'un taraudage sont disposés extérieurement. Dans une amélioration, il est proposé que les disques intérieurs d'un noeud soient reliés les uns aux autres par une barre de jonction. De cette façon, il est possible de disposer également des barres de jonction en des points conditionnés par la construction. En outre, il est possible que les disques extérieurs soient reliés au moyen d'un support et d'un montant, respectivement. De ce fait, il est possible de soutenir les poutres en treillis tant côté plancher que côté plafond sur l'étage se trouvant au-dessus ou l'étage se trouvant en dessous ou encore le terrain, respectivement. Des exemples d'exécution de l'invention sont illustrés au dessin et décrits de manière plus détaillée ci-après. Sont illustrés: en fig. 1: un noeud sur une membrure d'une poutre en treillis, en vue latérale, en coupe partielle; en fig. 2: la même, vue d'en bas; en fig. 3 à 8: les différents éléments de liaison du noeud en représentation isolée; en fig. 9: la liaison de poutres en treillis avec des barres et des appuis de noeud, en vue latérale, partiellement explosée; en fig. 10: un noeud en vue selon la fig. 1; en fig. 11 + 12: des représentations de principe de dispositions en treillis selon l'invention; en fig. 13: une variante dans la représentation selon la fig. 1. Le dessin illustre le dispositif de liaison des poutres de constructions préfabriquées en treillis, des crochets doubles 3 étant fixés à l'extrémité libre de la membrure supérieure 1 et de la membrure inférieure 2, les dits crochets s'insérant dans les évidements correspondants de goussets 4 et 5, respectivement, les deux goussets 4 et S d'un noeud étant reliés au moyen d'une vis 6. à passage central. Conformément à l'invention, les goussets 4, 5 ont la forme de disques circulaires, ainsi que ceci est montré notamment par les fig. 3 à 6. Un des disques présente un passage central 7 pour la vis, tandis que l'autre disque 5 possède un taraudage 8 également central. Concentriquement par rapport à l'orifice central 7, 8, des évidements 9 en forme de cannelures sont prévus dans les faces tournées l'une vers l'autre des disques 4 et 5, respectivement. Ces cannelures sont formées par des évidements de forme circulaire fermés. Les éléments portant les crochets 3 soudables côté poutre au moyen d'un élément de soudage 10 ont la forme de segments circulaires, ainsi que le montre notamment la fig. 7. Un tel élément est soudé sur chaque extrémité d'une membrure supérieure 1 et d'une membrure inférieure 2, respectivement. Dans ce contexte, les crochets 3 ressortent verticalement dans le montage d'une traverse de liaison 11 de l'élément A souder, laquelle traverse de liaison est dirigée horizontalement en position de montage. Les éléments en saillie en forme de segments circulaires formés par les traverses 11 sont pourvus de chaque c6té de crochets 3 pliés correspondant & la forme de la cannelure etressortant de chaque côté en direction des évidements 9 en forme de cannelures. Ces crochets sont chaque fois insérables en position de montage entre les goussets 4 et et sont intercalables dans leurs évidements 9en forme de cannelures. Lors du pré-montage, la vis 6 n'est vissée que légèrement dans le taraudage 8 du disque 5, de façon telle que les disques 4 et 5 présentent, sur leurs faces tournées l'une vers l'autre, un espacement tel que le crochet double 3 est insérable dans l'espace ainsi créé et peut être placé en position de montage dans l'évidement inférieur 9. Lors du pré-montage, la vis 6 n'est que légèrement vissée dans le taraudage 8 du disque 5, de telle sorte que les disques 4 et 5 présentent entre leurs faces tournées l'une vers l'autre un écartement tel que le crochet double 3 peut être inséré dans l'espace ainsi formé et être placé dans l'évidement 9 inférieur en position de montage. Lors du montage, l'assemblage d'autres poutres en treillis sur une poutre en treillis déjà complètement montée s'opère de manière telle que les disques 4 et 5 sont placés avec la vis 6 légèrement vissée sur l'élément d'extrémité correspondant (crochet double 3) de la poutre en treillis montée, de façon telle que le disque supérieur 4 et 5 respectivement, dans le sens de montage, se pose avec son évidement au-dessus du crochet 3 ressortant vers le haut. Les autres poutres en treillis peuvent alors être insérées dans l'espace formé entre les disques 4 et 5 d'un noeud, après quoi ces poutres en treillis se trouvent avec les crochets inférieurs 3 dans l'évidement inférieur 9. Apres la mise en place de tous les éléments de liaison au niveau de ce noeud, les vis 6 sont serrées, lesquelles ont de manière préférentielle la forme de vis à plusieurs pans creux (vis A haute résistance), la liaison étant ensuite parachevée au niveau de ce noeud. En raison de la configuration circulaire des évidements 9 et de la configuration en forme de segments circulaires correspondante des crochets 3, il est possible de disposer les poutres en treillis avec un angle différent l'une par rapport à l'autre au niveau d'un noeud. Dans l'exemple d'exécution choisi, le dimensionnement a été sélectionné de manière telle que pour quatre poutres en treillis arrivant à un noeud, seule une disposition à angle droit des poutres en treillis l'une par rapport à l'autre est possible. Toutefois, si seules trois poutres en treillis semblables doivent être assemblées à ce noeud, une position angulaire relative, s'écartant de la position symétrique de 120 , est également possible. Les évidements en forme de cannelures 9 d'une paire de disques 4, 5 sont disposés et formés de façon à se recouvrir, tout comme les disques euxmêmes. En outre, chaque élément en saillie en forme de segment circulaire, formé par les éléments de traverse 11, recouvre au moins un quart de cercle des disques 4, 5, respectivement, correspondants. L'élément de liaison 10 de chaque élément en saillie en forme de segment est plié dans la zone adjacente à la membrure 1 et 2 respectivement de la poutre de manière à correspondre à la forme extérieure des disques 4 et 5, respectivement, manière telle que les disques 4 et 5 en position de fixation, telle que celle-ci est par exemple représentée à la fig. 1, soient affleurants avec un et l'autre rebords, respectivement, du cintrage et affleurants également avec les éléments de la construction formant les membrures 1 et 2. Dans l'exemple d'exécution, les crochets 3 présentent une longueur libre correspondant environ à l'épaisseur de l'élément en saillie 11 qui les porte. Les disques 4 et 5 présentent environ trois fois l'épaisseur de l'élément en saillie 11. Ainsi que ceci ressort, par exemple, des fig. 3, 6 et 8, les cannelures 9 et les crochets 3 présentent une forme conique adaptée l'une A l'autre, les cannelures 9 étant légèrement plus profondes que la longueur libre des crochets 3, de façon telle qu'en position de montage prescrite, telle que celle- ci est représentée, par exemple, & la fig. 1, les faces frontales verticales des crochets 3 présentent un espacement par rapport au fond de l'évidement 9. On évite ainsi un double ajustement. Pour les poutres en treillis disposées en porte-à-faux, la disposition préférentielle est choisie de façon telle que les têtes des vis 6 qui sappuient & l'extérieur du disque 4 sans taraudage, soient disposées du côté interne de la poutre pour la membrure supérieure et la membrure inférieure, 1 et 2 respectivement, d'une poutre, tandis que les disques 5 pourvus d'un taraudage sont disposés extérieurement. Ceci est représenté par exemple à la fig. 10. De cette façon, on crée une impression particulièrement réussie sur le plan esthétique, étant donné que les têtes de vis ne sont pratiquement pas perçues en tant qu'éléments perturbateurs de l'extérieur. En outre, les têtes de vis ne forment donc pas de saillies dérangeantes lors de la pose des éléments de plafond et ou de plancher. Dans l'exemple d'exécution selon la fig. 9, les disques intérieurs 5 d'un noeud sont reliés l'un A l'autre par une barre de jonction 12. Celle-ci a la forme d'un profilé creux. Pour la fixation de la barre de jonction, un élément de liaison 13 est soudé chaque fois sur le disque 5, les dits éléments de liaison étant coaxiaux l'un par rapport à l'autre. Au moyen de vis de fixation correspondantes 14, préférentiellement des vis à plusieurs pans creux, on fixe la barre de jonction 12, qui présente du côté extrémité des plaques de tête à perforation centrale 15. Pour que les vis 14 soient accessibles à un outil approprié, la barre de jonction présente des ouvertures 16 dans lesquelles, de manière connue, la tige pliable d'un tournevis peut être introduite de manière telle que les vis 14 puissent être serrées mécaniquement. La fig. 9 illustre également le fait que les disques extérieurs 4 sont reliés par un support 18 et un montant 17, respectivement. Pour l'ajustage et la sécurité de position, un support 19 en forme de manchon est, en outre, soudé sur la partie centrale du disque 4, support qui est coiffé par une plaque de tête 20 correspondante du support et du montant, respectivement. De cette façon, on obtient une sécurité de positionnement suffisante. Bien entendu, il est également possible d'accoupler le support et le montant, respectivement, au moyen d'une liaison soudée ou d'une liaison par vis. Pour assurer un jeu suffisant par rapport aux supports en treillis 21 obliques partant de la membrure 2 et de la membrure 1, respectivement, et obtenir une insertion au moins à peu près concentrique des supports obliques 21 au noeud, les supports obliques 21 possèdent des évidements dans la zone de raccordement des disques 5 et 4 respectivement, l'évidement 22 ayant une hauteur qui correspond à la distance nécessaire des disques 4 et 5 l'un par rapport à l'autre, de façon à ce que l'introduction des crochets entre les disques préalablement montés 4 et 5 soit possible. Aux fig. 11 et 12, deux variantes d'exécution possibles d'ossatures porteuses sont illustrées. Dans la variante d'exécution selon la fig. 11, un montant et un support 17 et 18 respectivement, ainsi qu'une barre de jonction 12 sont chaque fois prévus aux noeuds des poutres en treillis. Par exemple, il est possible, de cette façon, de construire des bâtiments de plusieurs étages. Dans la variante selon la fig. 12, la disposition est telle que seuls des montants 17 sont prévus. Etant donné qu'à chaque extrémité supérieure du montant 17, les supports obliques de la poutre en treillis coïncident, on peut renoncer à la disposition de barres de jonction supplémentaires 12. Ceci est synonyme d'une part d'une économie importante et d'autre part, une configuration oblique du treillis est possible ainsi sur l'enveloppe extérieure du bâtiment, ainsi que ceci est illustré à gauche à la fig. 12. Les exemples d'exécution ne représentent aucunement une limitation. A la différence de l'exemple d'exécution représenté, la tête de vis 6 peut, bien entendu, être noyée dans un taraudage disposé de manière correspondante dans le disque 4, une vis à plusieurs pans creux étant utilisée de manière préférentielle. Tous les éléments du dispositif sont constitués préférentiellement d'acier. Pour des raison esthétiques il peut encore être avantageux que le taraudage 8 soit configuré comme un trou borgne, de façon telle que la surface extérieure, en position de montage du disque 5, soit à face lisse et.sans évidement. Il est également possible, grâce aux éléments de liaison configurés selon l'invention, de relier l'une à l'autre des poutres, avec résistance à la flexion, des éléments de soudage 10 étant soudés par exemple à l'extrémité de eçx pqutres à relier l'une à l'autre, lesquels éléments incluent un segment circulaire de 180 . Lors de l'assemblage de telles poutres avec les vis correspondantes 4, 5, on crée une liaison continue qui résiste à la flexion en sens axial'et radial de l'élément de liaison. Il est également possible d'équiper des poutres avec des éléments de soudage 10 qui présentent des éléments à nervures sur les 900 d'un segment circulaire, l'espace libre entre les deux segments de 90 pouvant alors être occupé par des éléments de remplissage correspondants (éléments de 90 également). Il est notamment avantageux, lorsqu'interviennent des contraintes de traction, que la transition entre la partie soudée courbe 10 et l'élément à nervures en forme de segment 11 présente un rayon de 1 0 mm par exemple, les disques étant chanfreinés coniquement en fonction du rayon. Le chanfreinage conique des disques 4, S dans la zone radialement extérieure doit alors aller du bord de butée intérieur sur l'élément à nervures 11 jusqu'à un tiers maximum de la hauteur des disques 4 et 5, respectivement. Grâce au chanfreinage des disques 4 et 5, on obtient une aide de montage complémentaire. En outre, il est possible que l'adaptation de l'élément à souder 10, du crochet 3 et des évidements 9 des disques 4, 5 se fasse de manière telle que lorsque sont exercées des contraintes de traction, les flancs chargés dans le sens de la traction des crochets 3 soient porteurs sur les bords des évidements 9, alors qu'en cas de contrainte de compression, la surface des éléments à souder 10 repose sur la face radialement extérieure des disques 4, 5. Le bord avant des crochets, dans le sens de la contrainte de compression du 3, aurait ainsi un certain jeu par rapport au flanc correspondant de l'évidement 9 des disques 4, 5. Cette variante d'exécution est illustrée & la fig. 13. L'invention n'est pas limitée aux exemples d' exécution, mais présente de nombreuses variantes dans le cadre de la divulgation. Toutes les nouvelles caractéristiques individuelles et combinées divulguées dans la description et/ou le dessin sont considérées comme faisant partie intégrante de l'invention. Revendications 1. Dispositif pour la liaison de poutres de constructions préfabriquées en treillis, des crochets étant fixés à l'extrémité libre de la membrure supérieure et de la membrure inférieure de chaque poutre, les dits crochets s'insérant dans les évidements de goussets, deux goussets d'un noeud pouvant être chaque fois assemblés au moyen d'une vis les traversant en leur centre, caractérisé en ce que les goussets ont la forme de disques circulaires (4, 5), dont l'un présente un orifice central (7) de passage de vis et l'autre un taraudage central (8) pour la vis (6), et qui présentent, concentriquement par rapport à l'orifice et au taraudage centraux, des évidements en forme de cannelures (9) dans les faces tournées l'une vers l'autre, que les crochets (3) côté poutres sont formés par des éléments en saillie (11, par ex.), en segments circulaires, fixes à chaque extrémité de membrure, avec des crochets (3) courbés de manière à correspondre à la forme de la cannelure, saillant de chaque c6té en direction des évidements en forme de cannelures (9), les dits crochets étant intercalables entre les goussets (4, 5, par-ex.) et insérables dans leurs évidements en forme de cannelures (9). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les évidements en forme de cannelures (9) d'une paire de disques (4, 5), ainsi que les disques eux-mêmes sont formée et disposés de manière à se recouvrir les uns les autres. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément en saillie en forme de segment circulaire (11, par ex.) recouvre au moins un quart de cercle du disque correspondant (4 et 5 respectivement). 4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie de liaison (10) de chaque élément en saillie en forme de segment (11, par ex.) est cintré dans la zone adjacente à la membrure (1, 2 respectivement, par ex.) de la poutre de manière à correspondre à la forme extérieure des disques (4, 5), les disques (4, 5) en position de fixation, en particulier, étant en assemblage affleurant avec l'une, respectivement, l'autre arête de la partie cintrée et les éléments de la construction formant la membrure (1, 2) étant également affleurants à la partie cintrée. 5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les crochets (3)présentent une longueur libre correspondant pratiquement à l'épaisseur de l'élément en saillie (11) les supportant. 6. Dispositif selon une des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que les disques (4, 5) ont une épaisseur à peu près triple de l'élément en saillie (11). 7. Dispositif selon une des revendications I à 6, caractérisé en ce que les cannelures (9) et les crochets (3) sont de forme conique. 8. Dispositif selon une des revendications 1, à 7, caractérisé en ce que les cannelures sont légèrement plus profondes que la longueur libre de crochet. 9. Dispositif selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les têtes des vis (6) rapportées chaque fois à la membrure supérieure et à la membrure inférieure (1, 2 respectivement) d'une poutre sont disposées sur la face intérieure de la poutre, et que le disque (5) doté d'un taraudage (8) est disposé extérieurement. 10. Dispositif selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les disques intérieurs (4, 5 respectivement) d'un gousset sont reliés les uns aux autres par une barre de jonction (12). 11. Dispositif selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les disques extérieurs (4, 5 respectivement) sont reliés par un support (18) et un montant (17), respectivement.