Brevet FR2653855A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne une structure tridimensionnelle. On utilise de plus en plus fréquemment des structures tridimensionnelles comportant des poutres associées à des noeuds pour former un réseau de poutres destiné à supporter des éléments de couverture flèxibles ou rigides ou encore pour réaliser une ossature destinée à supporter des panneaux à simple ou double vitrage. Dans les structures existantes, les poutres sont associées les unes aux autres par l'intermédiaire de noeuds plats ou sphériques en étant reliées à ces noeuds de façon rigide ou articulée. La présente invention concerne plus particulièrement une structure tridimensionnelle démontable. Dans ce type de structure, le mode d'assemblage le plus couramment utilisé consiste à associer les poutres aux noeuds par l'intermédiaire de manchons fixés aux noeuds et reliés aux poutres par des boulons de liaison s'étendant selon une direction longitudinale des poutres entre deux brides d'assemblage respectivement portées par une poutre et par un manchon et s'étendant en saillie par rapport à la surface externe de la poutre et du manchon associés. Un problème se pose Lorsque l'on souhaite réaliser des structures de très grande portée, c'est à dire avec des poutres de grandes longueurs transmettant de façon satisfaisante les efforts qui sont supportés par les poutres. En effet, dans ce cas, il existe un risque important de flambage des poutres. On peut supprimer le flambage des poutres en prévoyant un nombre important de nappes de poutres afin de répartir un effort donné sur un plus grand nombre de poutres. Une telle augmentation du nombre de nappes de poutres se fait cependant au détriment de l'esthétique de la structure. Or, l'aspect esthétique d'une structure est un élément important de celle-ci. On a également envisagé d'augmenter La dimension des poutres afin d'assurer une meilleure résistance au flambage de celles-ci et une transmission satisfaisante des efforts aux noeuds de la structure. Toutefois, on se trouve confronté avec un problème d'encombrement, les brides d'assemblage en saillie par rapport aux poutres étant alors tellement proches les unes des autres au voisinage des noeuds que l'assemblage des poutres devient extrêmement difficile, voire même pratiquement impossible. Un but de la présente invention est de proposer une structure tridimensionnelle pouvant avoir une grande portée et transmettre des efforts importants sans qu'il soit nécessaire d'augmenter le nombre de nappes. En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention une structure tridimensionnelle démontable comportant des poutres associées à des noeuds par des manchons fixés aux noeuds et reliés aux poutres par des organes de liaison s'étendant selon une direction longitudinale des poutres, dans laquelle chaque poutre comporte une plaque d'extrémité inscrite dans une section transversale de la poutre, une extrémité en regard d'un manchon comporte une plaque d'assemblage également inscrite dans une section transversale de la poutre, et les organes de liaison s'étendent entre la plaque d'extrémité de la poutre et la plaque d'assemblage à L'intérieur d'un pourtour de celles-ci. On a en effet constaté qu'une grande section transversale des poutres était essentiellement utile en dehors du voisinage des noeuds afin d'éviter un flambage des poutres et - que les efforts auxquels étaient soumises les poutres pouvaient valablement être transmis aux noeuds par des manchons de dimensions transversales plus faibles que les poutres. La position des organes de liaison à l'intérieur de la section transversale de la poutre permet ainsi d'augmenter le diamètre des poutres sans risquer un encombrement trop important au voisinage des noeuds et en maintenant une accessibilité importante pour le montage et le démontage des poutres sur les manchons. Selon une version avantageuse de l'invention, chaque manchon comporte un élément tubulaire ayant une section transversale contenue à l'intérieur d'un contour délimité par une extrémité de l'organe de liaison. Ainsi, on assure une accessibilité totale des organes de liai son. Selon un aspect avantageux de l'invention, le manchon comporte des goussets s'étendant radialement à partir de la surface externe de l'élément tubulaire cylindrique, de préférence les goussets ont une forme sensiblement triangulaire ayant un côté fixé à l'élément tubulaire cy-lindrique et un côté fixé à la plaque d'assemblage du manchon. Ainsi on augmente de façon sensible la capacité du manchon à transmettre les efforts auxquels la poutre est soumise sans pour autant diminuer de façon sensible l'accessibilité aux organes de liaison. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en liaison avec les dessins ci-joints parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe selon un plan I - I de la figure 2, d'une partie de structure tridimensionnelle selon l'invention au voisinage d'un noeud. - la figure 2 est une vue en coupe selon le plan II - II de la figure 1. En référence aux figures, la structure trididimensionnelle démontable selon L'invention comporte des poutres 1 associées à des noeuds sphériques 2 dont un seul a été représenté sur la figure 1. Les poutres 1 sont des poutres tubulaires cylindriques comportant à leurs extrémités des plaques d'extrémité 3 inscrites dans une section transversale de la poutre. Dans le mode de réalisation illustré, les plaques d'extrémité 3 ont un contour externe qui coïncide exactement avec la surface externe des éléments tubulaires formant les poutres 1. Les poutres 1 sont associées aux noeuds 2 par des manchons généralement désignés en 4 et comportant chacun une plaque d'assemblage circulaire 5 également inscrite dans une section transversale de La poutre 1 et venant en regard de la plaque d'extrémité 3. La plaque d'extrémité 3 comporte des perçages taraudés 6 et la plaque d'assemblage 5 comporte des perçages 7 venant en coincidence avec les perçages taraudés 6 et dans lesquels sont engagés des boulons de liaison 8 qui s'étendent entre la plaque d'extrémité de la poutre et la plaque d'assemblage à l'intérieur du pourtour de celles-ci et selon une direction longitudinale des poutres. Les plaques d'assemblage 5 sont fixées, par exemple par soudage, à l'extrémité d'un élément tubulaire 9 ayant une section transversale contenue à l'intérieur d'un contour délimité par les extrémités des boulons de liaison 8. Des goussets de renforcement 10 de forme sensiblement triangulaire s'étendent radialement à partir de la surface externe des éléments tubulaires cylindriques 9, un côté des goussets 10 étant fixé, par exemple par soudage, à l'élément tubulaire cylindrique 9 et un autre côté étant fixé à la plaque d'assemblage 5 du manchon. Selon le mode de réalisation préféré illustré, le noeud 2 est une sphère creuse formée de deux coquilles hémisphériques associées l'une à l'autre selon une ligne d'assemblage 11, chaque coquille étant renforcée par une cloison interne 12 fixée à l'intérieur de la coquille paral lèlement à la ligne d'assemblage 11. Le bord externé des goussets 10 affleure de préférence le pourtour de la plaque d'assemblage 5 et forme ainsi une structure sensiblement continue tronconique avec la surface externe de la poutre 1. L'apparence tronconique des manchons 4 peut être renforcée en insérant entre les goussets 10 des capots, par exemple des capots en matière plastique encliquetés entre les goussets et formant avec ceux-ci une surface tronconique continue. Bien entendu l'invention n'est pas Limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, bien que les éléments décrits aient généralement un contour circulaire, on peut réaliser l'invention avec des poutres ayant une section polygonale, les plaques d'extrémité et les plaques d'assemblage ayant de préférence un contour correspondant. De même, bien que les noeuds 2 aient été illustrés par des sphères, on peut prévoir des noeuds ayant d'autres configurations. Bien que la description ait été faite en liaison avec une structure réalisée à partir de composants métalliques, la structure de l'invention peut être réalisée en tous matériaux, en particulier des matériaux composites en matières organiques ou minérales. REVENDICATIONS 1. Structure tridimensionnelle démontable comportant des poutres (1) associées à des noeuds (2) par des manchons (4) fixés aux noeuds et reliés aux poutres par des organes de liaison (8) s'étendant selon une direction longitudinale des poutres (1), caractérisée en ce que chaque poutre (1) comporte une plaque d'extrémité (3) inscrite dans une section transversale de la poutre, en ce qu'une extrémité en regard d'un manchon (4) comporte une plaque d'assemblage (5) également inscrite dans une section transversale de la poutre, et en ce que les organes de liaison (8) s'étendent entre la plaque d'extrémité de la poutre et la plaque d'assemblage à t'intérieur d'un pourtour de celles-ci. 2. Structure tridimensionnelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque manchon comporte un élément tubulaire (9) ayant une section transversale contenue à l'intérieur d'un contour délimité par une extrémité des organes de liaison (8). 3. Structure tridimensionnelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que le manchon comporte des goussets (10) s'étendant radialement à partir de la surface externe de l'élément tubulaire cylindrique (9). 4. Structure tridimensionnelle selon la revendication 3 caractérisée en ce que les goussets (10) ont une forme sensiblement triangulaire ayant un côté fixé à l'élément tubulaire cylindrique et un côté fixé à la plaque d'assemblage (5) du manchon. 5. Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le noeud a une forme sphérique. 6. Structure tridimensionnelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que le noeud est une sphère creuse. 7. Structure tridimensionnelle selon la revendication 6 caractérisée en ce que la sphère est formée de deux coquilles hémisphériques associées l'une à l'autre et renforcées par des cloisons internes (12) s'étendant parallèlement à une ligne d'assemblage (11) des deux coquilles.