Brevet FR2666607A1 — publié le 19920313

L'invention a trait à une poutre, notamment en aluminium, pour structures métalliques, éventuellement démontables telles que de chapiteaux, halls ou analogue. La présente invention trouvera son application, plus particulièrement, dans le domaine des constructions métalliques. I1 est certain que les chapiteaux ou halls facilement démontables présentent, à l'heure actuelle, un certain nombre d'avantages leur permettant de satisfaire à des besoins spécifiques auxquels les solutions traditionnelles n'ont su apporter satisfaction. Ainsi, ces chapiteaux ou halls démontables peuvent constituer, en un laps de temps particulièrement réduit, une surface de vente supplémentaire au niveau d'une unité de taille figée lors de ventes promotionnelles. Mais de tels chapiteaux ou halls apportent, également, une solution efficace au problème de stockage que peuvent rencontrer, à certains moments, des unités industrielles. D'une manière générale, ils sont en mesure de procurer, pratiquement, instantanément, une surface couverte lorsque celle-ci se fait ressentir et, ce, avec un coût particulièrement réduit. A ce propos, il convient de préciser que ces chapiteaux ou halls font, généralement, I'objet de location par les utilisateurs et ne représentent, de ce fait, aucun investissement. Cependant, s'il est possible, à l'heure actuelle, d'implanter rapidement de tels chapiteaux ou halls à un endroit quelconque lorsque cela s'avère nécessaire, ceci est dû, essentiellement, à l'emploi, d'une part, d'une structure aussi légère que possible qui peut être aisément assemblée et, d'autre part, à l'usage d'une couverture souple, amovible, telle que des bâches. Ainsi, la structure démontable est généralement conçue à partir d'une succession de poutre tubulaires en aluminium. Or, l'usage d'un tel matériau léger présente, évidemment, l'inconvénient d'une résistance mécanique réduite en comparaison à d'autres matériaux tels que l'acier. Aussi, il est une largeur limite de ces chapiteaux ou halls qu'on ne peut dépasser sans support intermédiaire. En effet, la taille des portiques, venant à être disposés les uns derrière les autres et reliés par l'intermédiaire de traverses de manière à constituer la structure démontable, est nécessairement limitée par la tenue mécanique de chacune des poutres composant lesdits portiques.A noter qu'en déterminant la taille de ces portiques, il convient, non seulement, de tenir compte de leur poids ou de celui des bâches composant la couverture amovible, mais aussi des conditions extérieures telles que vent et neige. Ainsi, il existe des chapiteaux ou halls dont la taille fut déterminee en fonction d'un besoin réel et qui, pour autant, ne pourront être implantés ou restés en place durant certaines périodes de l'année. Aussi et durant ces périodes, les usagers devront se contenter de chapiteaux ou de halls de dimensions plus réduites, ce qui peut leur causer une certaine gene au niveau de l'activité qu'ils mènent. En effet, cette réduction de la taille des chapiteaux peut leur poser des problèmes de stockage ou de manutention. Par ailleurs, la solution de plusieurs chapiteaux associés peut ne pas convenir en raison de l'obstacle que constituent les éléments de structure au niveau de leur jonction. En fait, jusqu'à présent lorsqu'on avait besoin d'une importante surface couverte pendant une durée quelque peu longue, il était habituel de faire appel à des constructions plus traditionnelles, donc non démontables, dans tous les cas difficilement car faisant appel à des matériaux plus résistants, donc plus lourds. La présente invention a pour but de remédier au problème précité en apportant une solution à la tenue mécanique limitée des poutres en aluminium intervenant, par exemple, dans des structures démontables. A noter qu'en améliorant, ainsi, cette tenue mécanique des poutres en aluminium, celles-ci peuvent, avantageusement, apporter une solution au problème de poids que posent certaines structures car constituées, jusqu'à présent, en des matériaux plus résistants, par exemple en acier. A ce propos, l'on citera les structures de carrosserie de remorques pour camions mais, aussi, plus généralement, toutes structures métalliques composées de poutres en acier. A cet effet, I'invention concerne une poutre, notamment en aluminium pour structures métalliques, éventuellement, démontables telles que de chapiteaux, halls ou analogue, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de précontrainte pour augmenter sa tenue mécanique. Selon un mode de réalisation préférentiel de cette invention, ces moyens de précontrainte sont constitués par au moins une tige ou cable métallique, notamment en acier, de résistance mécanique supérieure à celle de l'aluminium, intégrés à la poutre et mis sous tension entre au moins une portion de cette dernière. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent, essentiellement, en ce qu'une poutre en aluminium de section déterminée apte, jusqu'à présent, à ne supporter qu'une contrainte de valeur donnée, est en mesure, dorénavant, d'encaisser des contraintes bien supérieures. Ainsi, une telle poutre, conforme à l'invention, permet d'aboutir à des structures de chapiteaux plus résistantes donc, éventuellement, de taille plus importante. De plus, une telle poutre aux capacités mécaniques supérieures et en aluminium peut, avantageusement, venir se substituer à une poutre en acier dans le cas d'une structure quelconque en vue de procurer un gain de poids non négligeable. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Celle-ci ne communique qu'un exemple de réalisation qui n'est donnée qu'à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint en annexe et dans lequel . Ia figure 1 est une vue schématisée et en coupe d'une poutre conforme à l'invention et donc mise sous contrainte au moyen d'au moins une tige ou un câble de résistance élevée, notamment en acier. . la figure 2 est une vue identique à la figure 1 mais correspondant à un second mode de réalisation. La présente invention est relative, telle que représentée dans les figures 1 et 2, à une poutre 1, plus particulièrement en un métal léger notamment en aluminium, susceptible de trouver son application dans toute structure métallique connue. Toutefois, et en raison de la nature du matériau composant cette poutre, elle trouvera son utilité, essentiellement, au niveau de structures dont le poids, lorsqu'il est important, présente un inconvénient tel que des structures démontables de chapiteaux, halls ou analogues ou dans le cadre de carrosserie de véhicules de transport. En fait, l'objectif visé par la présente invention consiste à conférer à une poutre, notamment en aluminium, une résistance et une tenue mécanique qu'elle n'a pas connues jusqu a présent. Plus précisément et selon l'invention, cette poutre 1 comporte des moyens de précontrainte 2 ayant pour objectif principal de soumettre, initialement, ladite poutre 1 à une contrainte qui est opposée à celle qu'elle sera amenée à supporter dans le cadre de l'application qui en sera faite. D'ores et déjà il convient de remarquer que, dans le cadre des figures 1 et 2, il est représenté une poutre se présentant sous forme d'un profilé tubulaire à l'intérieur duquel sont disposés les moyens de précontrainte 2. Toutefois, il est bien évident que la présente invention trouvera, également, son application au niveau de poutres de section totalement différente et non creuses, lesdits moyens de précontrainte se situant, alors, extérieurement à la poutre 1 ou, éventuellement, dans un logement, de type rainure ou analogue, prévu à cet effet au niveau de cette dernière. Selon un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, ces moyens de précontrainte 2 sont constitués, substantiellement, par au moins une tige ou un câble 3 métallique, notamment en acier, tendus entre les deux extrémités 4, 5 ; 4A, 5A d'au moins une portion 6, ultérieurement sollicitée, de la poutre 1. Plus exactement, une poutre 1, intégrée dans une structure complète peut ne pas être sollicitée sur toute sa longueur ou encore peut être soumise à des contraintes différentes sur des portions distinctes. Dans ces conditions, il est judicieux de, soit précontraindre une partie seulement de cette poutre 1, soit d'utiliser des moyens de précontrainte 2 distincts pour chacune des portions de la poutre soumise à des sollicitations aux paramètres différents. La figure 1 correspond à un mode de réalisation d'une poutre précontrainte destinée à subir une sollicitation dominante sur toute sa longueur. Aussi, la ou les tiges ou câbles 3 sont mis sous tension entre les extrémités 4A, 5A de cette poutre 1 par l'intermédiaire de moyens 7 appropriés. Quant à la figure 2, celle-ci correspond à un second mode de réalisation et illustre une poutre 1 qui n'est précontrainte que sur une partie de sa longueur. A noter que la solution correspondant à ce second mode de réalisation est particulièrement avantageuse lorsque la poutre 1 vient à coopérer, au niveau de ses extrémités 4A, 5A avec d'autres poutres par l'intermédiaire de moyens d'emboîtement. Plus précisément, selon le mode de réalisation illustré dans la figure 1, les moyens de mise sous tension 7 du ou des tiges ou câbles 3 sont constitués, substantiellement, par des plaques d'arrêt 8, 9 venant en applique sur les extrémités 4A, 5A de la poutre 1. Dans ces plaques d'arrêt 8, 9 sont réalisés un ou plusieurs orifices 10 servant de passage aux extrémités 1 1 des tiges filetées 12 équipant en bout les tiges ou câbles 3. Sur lesdites tiges filetées 12 sont alors vissés des écrous 13 autorisant, finalement, la mise sous tension de ces tiges ou de ces câbles 3. Bien entendu, en fonction de la position des tiges ou des câbles 3 par rapport à l'axe longitudinal 14 passant par le centre de gravité de la poutre 1, les effets de la précontrainte seront différents. Or, cette précontrainte doit être fonction de la déformation qu'est amenée à subir la poutre 1 ultérieurement. Plus généralement, les moyens de précontrainte 2 auront pour fonction de conférer à cette poutre 1 une déformation initiale contraire à la déformation subie par la suite. Cette condition détermine également la répartition des tiges ou câbles 3, lorsqu'elles sont plusieurs autour de cet axe longitudinal 14. Aussi et en raison de ce qui précède, il peut être préconisé d'usiner, au niveau des plaques d'arrêt 8, 9, toute une série d'orifices 10 autorisant une parfaite disposition du ou des tiges ou câbles 3 autour de l'axe longitudinal 14 correspondant à cette poutre 1. Dans le cadre de la figure 2, il est représenté une poutre 1 tubulaire, dont seule une portion 6 est précontrainte. Plus précisément, dans ce cas d'espèce et selon un mode d'exécution préférentiel, les moyens de mise sous tension 7 sont constitués par lintermédiafre de plaques d'arrêt 15, 16 aptes à s'insérer dans la partie interne 17 du profilé composant la poutre 1. Ces plaques d'arrêt 16, 16 sont immobilisées en translation au moyen d'épaulements 18, 19 présents au niveau de cette partie interne 17 de la poutre 1 et se situant à hauteur des extrémités 4, 5 de la portion 6 à précontraindre.. Ces moyens de mise sous tension 7, représentés dans la figure 2, sont complétés, tout comme dans le cadre du mode de réalisation précédent, de tiges filetées 12 équipant, en bout, les tiges ou câbles 3 et venant à traverser les plaques d'arrêt 15, 16, de manière à coopérer avec des écrous 13. Tel que déjà précisé plus haut dans cette description, ce mode de réalisation autorise l'assemblage par emboîtement de la poutre 1 au niveau de ses extrémités 4A, 5A. En présence de poutres non tubulaires, les épaulements 18, 19 sont alors amenagés au niveau de la paroi externe de cette poutre 1 et les plaques d'arrêt 15, 16 viennent à cercler cette dernière de manière à pouvoir prendre appui sur lesdits épaulements 18, 19. Dans le cadre du mode de réalisation illustré dans la figure 1, on remarquera la présence, au niveau de la partie interne 17 de la poutre 1, de parois 20, 21, comportant des orifices 22 se situant en concordance avec les orifices 10 des plaques d'arrêt 8,9. En fait, de telles parois 20, 21 ont pour fonction de créer des moyens permettant de conserver aux tiges ou câbles 3 leur position par rapport à l'axe longitudinal 14 de la poutre 1, suite à la déformation de cette dernière due à la précontrainte. Plus exactement, une telle disposition permet d'affiner l'intensité et d'obtenir une meilleure stabilité de la précontrainte soumise à la poutre 1. En fait, à de telles parois 20, 21 peut être substitué un logement tubulaire s'étendant sur toute la longueur et dans la partie interne de la poutre 1. Plus précisément, ce logement dont la section est déterminée en fonction de celle du ou des tiges ou câbles 3, peut être obtenu avantageusement, lors de la formation, par exemple, par extrusion de la poutre 1. Il en va de même d'un logement se situant, éventuellement, extérieurement à cette dernière et correspondant à une solution déjà exposée plus haut. Les avantages découlant de la présente invention sont, bien évidemment, des poutres conçues en un métal léger de résistance considérablement accrue par rapport à ce qui était connu jusqu'à présent. Un tel avantage apporte une solution à de nombreux problèmes rencontrés, par exemple, dans le cadre de constructions démontables telles que des chapiteaux ou des halls, mais aussi au niveau de toute structure métallique où le poids représente un inconvénient de taille. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Poutre, notamment en aluminium, pour structures métalliques, éventuellement démontables telles que de chapiteaux, halls ou analogues, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de précontrainte (2) pour augmenter sa tenue mécanique. 2. Poutre selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de précontrainte (2) sont constitués par au moins une tige ou câble (3) métallique, notamment, en acier, tendu entre les deux extrémités (4,5 ; 4A, 5A) d'au moins une portion 6 de la poutre (1). 3. Poutre selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de mise sous tension (, i, du ou des tiges ou câbles (3) entre les deux extrémités (4,5 ; 4A, 5A) de la portion (6) correspondant à la poutre (1) à précontraindre. 4. Poutre selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens de mise sous tension (7) du ou des tiges ou câble (3) sont constitués par des plaques d'arrêt (8,9) venant en applique sur les extrémités (4A, 6A) de la poutre (1), dans ces plaques d'arrêt (8,9) étant réalisés au moins un orifice (10) servant de passage aux extrémités (11) de tiges filtées (12) équipant, en bout, la ou les tiges ou câbles (3), sur ces tiges filtées (12) étant vissés des écrous (13) coopérant avec lesdites plaques d'arrêt (8,9). 5. Poutre selon les revendications 1 et 3, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par un profilé tubulaire, la ou les tiges ou câbles (3), constituant les moyens de précontrainte (2), étant disposés dans la partie interne (17) dudit profilé tubulaire, les moyens de mise sous tension (7) se présentant sous forme de plaques d'arrêt (15, 16) aptes à s'insérer dans cette partie interne (17) dans laquelle ont été disposés, à hauteur des extrémités (4, 5) de la portion (6) à précontraindre, des épaulements (18,19) assurant l'immobilité en translation des plaques d'arret (15, 16), celles-ci comportant, en outre, des orifices (10) servant de passage à des tiges filtées (12) équipant, en bout, la ou les tiges ou câbles (3), sur les extrémités de ces tiges filtées (12) étant vissés des écrous (13). 6. Poutre selon les revendications us et 5, caractérisée par le fait qu'elle se présente sous forme d'un profile tubulaire dans la partie interne (17) duquel étant disposés les moyens de précontrainte (2) constitués par au moins une tige ou câble (3), dans cette partie interne (17) dudit profilé tubulaire étant aménagées, en outre, des parois (20, 21) comportant des orifices (22) se situant en concordance avec les orifices (10) des plaques d'arrêt (8,9 ; 15,16), orifices (22) au travers desquels passe le ou les tiges ou câbles (3) pour conserver à ces derniers leur position par rapport à l'axe longitudinal (14) de la poutre (1) suite à la précontrainte. 7. Poutre selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens de mise sous tension (7) du ou des tiges ou câbles (3) sont constitués par des plaques d'arrêt s'engageant sur ladite poutre (1) de manière à coopérer avec des épaulements aménagés sur la paroi externe de cette dernière, à hauteur des extrémités (4,5) de la portion (6) à précontraindre, dans ces plaques d'arrêt étant usiné au moins un orifice servant de passage à l'extrémité d'une tige filtée équipant en bout une tige ou un câble (3) se situant extérieurement à ladite poutre (1), sur cette extrémité de ladite tige filtée étant vissé un écrou. 8. Poutre selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de précontrainte (2) distincts pour chacune des portions (6) de cette poutre (1) soumise à des sollicitations aux paramètres différents. 9. Poutre selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte, soit extérieurement, soit intérieurement, un logement s'étendant sur toute sa longueur et comportant une section déterminée en fonction de celle du ou des tiges ou cables (3) de manière à pouvoir y insérer ce ou ces derniers.