Brevet FR2666835A1 — publié le 19920320

La présente invention concerne de nouvelles structures métalliques très simples permettant d'assembler -dcs barreaux de bois cn vue de la réalisation d'ossatures mixtes d'habitation. Ces ossatures concernent Ic corps, la charpente et le cIoisonnement de tout projet de construction public ou privé. Les structures métalliques sont formées d'étriers destinés à maintenir les pièces de bois de construction. On sait que dans certaines régions tropicales où la forêt tropicaIe a disparu, la construction d'habitation se fait essentiellement au moyen de pièces de bois d'importation livrées généralement sous forme de pièces de section carrée de 6, 8 ou 10 centimètres de côté. I1 a paru souhaitable de profiter de cette uniformisation pour simplifier la construction ct le montage de l'ossature des maisons - d'habitation ~~ou ~de tout -autre type de bâtiment. De sorte que pour l'assemblage de la charpente, les barreaux de bois sont introduits dans des étriers constitués en général de profilés de fer en U comportant une face centrale, deux faces latérales et une face ouverte pour l'introduction du bois de charpente. L'assemblage de la charpente est considérablement accéléré lorsquc les profilés cn U sont soudés à l'avance pour former les noeuds de la construction. Ces avantages n'ont pas échappé aux constructeurs antérieurs. Parmi ceux-ci M. Comby a déposé dès l'année 1945 une demande de brevet délivré le 18 février 1946 sous le numéro BF 910799. Préoccupé par liaison entre les parois de la construction ct la charpente, il affaiblit la rigidité des profilés en U par le percement de boutonnières allongées sur toutes les faces centrales de ses profilés. La solution apportée par le Demandeur évite cette difficulté cn tournant systématiquement la face ouverte du profilé vers ltextéricur. Plus tard M. et Mme MINOT ont apporté divers perfectionnements aux charpentes dans une addition N" 74963 à un brevet pris Ic 3 février 1958 sous le numéro BP 1191091. Cependant dans les noeuds de charpente, des figures 2,3,6 et 9 correspondant aux noeuds de charpente du Deman,deur, M. Minot juxtapose aux profilés en U des profilés tubuIaires, ce qui est à exclure formellement car les profilés tubulaires nécessitent des pièces de charpente de section rigoureusement calibrées dont la préparation augmente considérablement le prix de revient de la charpente. Enfin, on peut citer Ic brevet américain portant le numéro USP 3333875 de C. W. Tracy. Cet inventeur découpe la tôle formant ses étriers de telle sorte qu'il apparaît dans chaque noeud une ou plusieurs liaisons supplémentaires inutiles au sommet de chaque assemblage. En outre ce brevet ne concerne que la construction - de la toiture. Il en résulte que l'objet de l'invention est un noeud d'assemblage d'une ossature mixte constituée de trois profilés métalliques en forme de U comportant une face ouverte pour l'engagement du bois de charpente, deux faces latérales pourvucs chacune de deux ouvcrturcs destinées à laisser passer les boulons de fixation et une face centrale dépourvue de toute ouverture caractérisé en ce que le dit noeud d'assemblage des trois profilés forme un triedre dans lequel deux des profilés sont soudés au troisième profilé, l'un à sa face centrale, I'autre est soudé à l'une de ses faces latérales de sorte que deux~~ ~des faces ouvertes au moins sont - tournées versl'éxtérieur. Selon l'invention, chaque étrier métallique est réalisé à partir de tôle plane ou feuillard métallique ou de profilés du commerce. Dans le cas de la tôle ou feuillard, la largeur des débits sera par exemple de 180 mm à 250 mm (somme de la largeur développée des trois faces), pour optimiser Ie débit des tôles ou feuillard dont les dimensions sont des multiples de 180 mm , 200 mm ou 250 mm. La plaqucttc obtenue par découpage de la tôle, est pliée suivant deux génératrices parallèles pour former les trois faces d'un cylindre de section droite rectangulaire, une face centrale et deux faces latérales, la quatrième face restant entièrement ouverte pour recevoir l'extrémité du barreau de bois. De sorte que l'on peut associer à chaque étrier métallique, un plan de symétrie perpendiculaire au plan de la face centrale, passant par le milieu de la dite face centrale et parallèle aux deux faces latérales. On peut également associer à chaque étrier un axe de symétrie des deux faces latérales, contenu dans le plan dc symétrie défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise en se rapportant à la description des noeuds les plus courants dans lesquels, la figure 1 représente le noeud de base tandis que la figure IA représente le développement de l'un des étriers constituant le noeud. La figure 2 représente un noeud destiné à l'assemblage d'angle dans la partie basse de la construction. La figure 3 représente un noeud d'assemblage intermédiaire. La figure 4 représente un noeud dc milieu situé dans la partie de la construction destinée au soutien du toit- et la figure 4 A représente le développement de la pièce oblique de ce noeud. Sur la figure 1, on représente deux étriers 1 et 2 assemblés par leurs faces latérales de telle sorte que l'axe de symétrie de l'étrier est perpendiculaire au plan dc symétrie de l'étrier 2. Sur la face latérale de chacun des deux étrier, on a usiné quatre trous tcls que 3, 4, 5, et 6 de 8 mm à 11 mm environ de diamètre destinés à permettre le passage de boulons qui assurent Ia fixation des poutres dans chaque étrier. La figure 1 A présente le développement de l'étrier 1 avant pliage. Les lignes parallèles de pliage sont-distantes de 80 x 90 mm-. --la -hauteur- du pliage est alors de l'ordre de 80 mm environ. La soudure des deux étriers se fait en continue sur la face latérale de l'étrier 2 tout Ie long de la ligne de contact entre l'étier 1 et l'étrier 2. Cet assemblage des étriers peut-etre opéré par soudage manuel semi automatique du type TIG MlG MAG ou par entièremcnt automatique. On peut également opérer par résistance par points successifs. Sur la fleure 2 on a représenté un noeud d'assemblage d'angle de la partie inférieure de la construction. Le profilé Il est soudé à une face latérale du profilé vertical 13, tandis que le deuxième profilé horizontal 12 est soudé sur la face centrale du profilé vertical (13). II en résulte que toutes les faces ouvertes des trois profilés sont tournées vers l'extérieur permettant un bon accrochage des parois externes à l'ossature de la construction. En conclusion un noeud d'assemblage d'angle de la partie basse d'une ossature mixte est caractérisés cn cl que les trois profilés forment un trièdre trirectangle dans lequel les deux profilés (11) ct (12) sont soudés à la face centrale et à l'une des faces latérales du profilé vertical (13) et en ce que les trois faces ouvertes des trois profilés sont tournées vers l'extérieur. La figure 3 concerne les assemblages intermédiaires d'étriers destinés à la partie basse de la construction. Ce noeud d'étriers est constitué par les étrier 21, 22 et 23. L'étrier 22 se différencie des étriers 21 et 22 par sa longueur. Alors que les étriers 21 et 23 sont obtenus comme les étriers 11, 12 et 13 à partir de plaquettes sensiblement carrées, l'étrier 22 est obtenu par pliage d'une plaquette deux fois plus longue. Le noeud correspondant à la figure 3, peut-être utilisé pour rassembler bout à bout deux barreaux de bois dans le prolongement l'un de l'autre en même temps qu'à assurer la stabilité de l'ossature. On voit donc que le noeud d'assemblage intermédiaire dans la partie basse de la construction présente un profilé horizontal (22) de longueur double. il est caractérisé par le fait que le profilé vertical (23) est soudé au milieu de la face latérale du profilé (22) et par le fait que les faces ouvertes de deux de ces profilés sont tournées vers l'extérieur de sorte que les bois de charpente qu'elles supportent définissent un plan vertical su lequel- viendra s'accrocher la paroi de protection de l'édifice. La figure 4 concerne un noeud d'assemblage intermédiaire que l'on trouve dans la partie haute de la construction. Un tel noeud d'assemblage est destiné notamment à soutenir une poutre oblique supportant la toiture. La poutre oblique est supportée par l'étrier 33 qui prend appui sur la face latérale de la poutre 32. L'axe de l'étrier 33 fait avec l'axe de l'étrier 31, un angle a. Ces deux étriers ont un plan de symétrie commun perpendiculaire à l'axe de Itétrier 32. Les deux étriers 31 et 33 définissent donc un dièdre oblique d'angle a Une telle configuration présentant un angle d'ouverture d'inférieur à 90 , se rencontre dans la structure de la toiture. II y a lieu de noter qu'un noeud présentant un angle a supérieur à 90" fait également partie de l'invention. Il sera utilisé notamment dans toutes les structures polygonales convexes ou concaves, et d'une façon plus générale dans une grande variété de dessins de la charpente. En conclusion le noeud d'assemblage intermédiaire destiné à la partie haute de l'ossature est caractérisé par le fait que le plan commun de symétrie des deux profilés (31) et (33) soudés respectivement à la face centrale et à la face latérale du profilé 32, reste perpendiculaire, à l'axe du profilé 32 quelque soit l'angle a que ces deux profilés 31 et 33 font entre eux et par le fait que les bois de charpente maintenus dans les faces ouvertes des profilés 32 et 33 définissent le plan incliné de toit. La figure 4A représente le développement de la pièce 33. On voit que pour que la pièce 33 puisse solidement prendre appui sur la face latérale de l'étrier 32, il est nécessaire de faire subir à l'avant de l'étrier 33, une découpe d'autant plus oblique que l'angle a sera plus faible. Réciproquement si l'angle CL est supérieur à 90 , la découpe des faces latérales de l'étrier 33 se fera en sens inverse. Comme dans les figures précédentes, les trous circulaires tels que 35 sont usinés avant le découpage et avant le pliage des faces latérales pour assurer le passage des boulons de fixation de la poutre à l'étrier. On voit donc que d'une part des profiles tcls que 31 au 32 sont obtenus à partir d'une plaquctte de feuillard rectangulaire par pliage suivant deux génératrices parallèles alors que le profilé 33 est obtenu par découpage de l'avant des faces latérales qui seront soudées sur une face plane. L'invention comprend non seulement les structures décrites ci-dessus à titre d'exemple non limitatif, mais également leur emploi et l'emploi de structures analogues dans la construction de l'ossature de tout bâtiment et par conséquent le procédé d'assemblage de telles ossatures mixtes. Ce procédé peut être générateur d'une grande variété de plans, à base de section droite et d'une grande variété de dessins de charpente. Il présente l'avantage de remplacer par une structure préfabriquée les systèmes classiques d'assemblage de bois tels que les plaquettes rapportées à griffe ou à clouer et tous les systèmes de tenon-mortaise. Cette invention facilite le montage de l'ossature car elle prépositionne avec précision les barreaux entre-eux. Les poutres sont préalablement débitées en longueur, calibrées dans toutes les directions et percées en bout. Ce procédé peut également s'appliquer à l'assemblage de poteaux ou de poutres métalliques où il supprime le travail de soudure en place. Enfin, l'emploi de ce procédé, prévu initialement pour les pays tropicaux s'étend à toutes les régions, ou les conditions sismiques exigent l'utilisation exclusive de constructions légères, telles que la Californie, par exemple. Dans ce cas particulier, il y a lieu de noter que le revêtement des constructions doit être effectué au moyen de grands panneaux solidement assujettis à la carcasse de l'édifice afin de renforcer la rigidité. REVENDICATIONS 1) Noeud d'assemblage d'une ossature mixte constitué de trois profilés métalliques en forme de U comportant une face ouverte pour l'engagement du bois de charpente, deux faces latérales pourvues chacune de deux ouvertures destinées à laisscr passcr les boulons de fixation et une face centrale dépourvue de toute ouverture caractérisé en ce que le dit noeud d'assemblage des trois profilés forme un trièdre dans lequel deux des profilés sont soudés à un troisième , I'un à sa face centrale et l'autre est soudé à l'une de ses faces latérales de telle sorte que deux des faces ouvertes au moins sont tournées vers l'extérieur et que les deux bois de charpente qu'elles supportent forment un plan. 2) Noeud d'assemblage d'angle de. la. partie basse d'une ossature mixte selon la revendication I caractérisé en ce que les trois profilés forment un trièdre trirectangle dans lequel les deux profilés horizontaux (12 ) et (11) sont soudés respectivement à la face centrale et à l'une des faces latérales du profilé vertical (13) et en ce que les trois faces ouvertes sont tournées vers l'extérieur. 3 j Noeud d'assemblage intermédiaire selon la revendication I dans lequel le profilé horizontal (22) est de longueur double caractérisé en ce que le profilé vertical (23) est soudé au milieu de la face latérale du profilé (22) et en ce que les faces ouvertes de ces deux profilés sont tournées vers l'extérieur, de sorte que les bois de charpente qu'elle supportent définissent un plan vertical. 4) Noeud d'assemblage intermédiaire destiné à la partie haute de l'ossature selon la revendication I caractérisé en ce que le plan commun de symétrie des deux profilés (33) et (31) soudés respectivement à la face latérale et à la face centrale du profilé (32) reste perpendiculaire à l'axe du profilé (32) quel que soit l'angle CL que ces deux profilés (31) et (33) font entre eux, et en ce que les bois de charpente maintenus dans les faces ouvertes des profilés (32) et (33) définissent le plan incliné du toit. .5) Noeud d'assemblage selon la revendication 4 caractérisé en ce que les deux profilés (31) et (32) sont obtenus à partir d'une plaquette de feuillard rectangulaire pliée suivant deux génératrices parallèles pour déterminer la face centrale et les deux faces latérales et en ce que le profilé (33) est obtenu par découpage oblique de l'avant des faces latérales qui sont soudées sur une surface plane.