Brevet FR2662457A1 — publié le 19911129

Elément d'ossature en bois pour ferme de grande portée. La présente invention concerne les bâtiments tels que les halles ou hangars à ossature en bois et à fermes ou portiques autoporteurs à deux versants. Elle concerne plus particulièrement un élément d'ossature en bois, constituant une demi-ferme d'un tel bâtiment, ledit élément étant réalisé sous forme d'un caisson et comprenant, d'une part, deux membrures massives en bois inclinées, l'une inférieure et l'autre supérieure, et, d'autre part, deux membrures massives en bois, sensiblement verticales, l'une interne et l'autre externe par rapport au bâtiment, lesdites membrures verticales supportant lesdites membrures inclinées, et deux membrures opposées étant reliées par des entretoises massives en bois de telle sorte que les faces latérales des membrures et des entretoises soient situées dans deux même plans verticaux et parallèles, cependant que les membrures et entretoises sont reliées de chaque côté de l'élément d'ossature par des panneaux à base de bois recouvrant lesdites faces latérales et constituant les parois latérales du caisson. Le document français FR-A-2 184 472 décrit la structure d'un tel élément d'ossature dans lequel les membrures sont rectilignes et formées par des couches de planches. Celles-ci sont disposées parallèlement aux faces latérales du caisson. L'assemblage entre les membrures inclinées et les membrures verticales, ainsi qu'entre les entretoises et les membrures, est réalisé par emboîtement d'une planche constitutive d'une entretoise ou membrure entre les faces d'extrémité en vis-à-vis et non jointives de deux planches voisines d'une couche de planches de la membrure en correspondance, et entre les deux couches de planches disposées de part et d'autre desdites faces d'extrémité. Dans ce type d'ossature il se produit des efforts importants au niveau des noeuds d'assemblage des membrures inclinées et des membrures verticales.Il se crée de plus des efforts secondaires au niveau de ces noeuds car on ne peut assimiler ces noeuds à un système triangulé du fait qu'ils sont recouverts de contreplaqué, et que l'ossature travaille comme une nappe. Ces efforts secondaires doivent être appréhendés avec une bonne précision, ce qui n'est pas facile, car il n'y a pas de méthode précise de calcul, mais uniquement des méthodes approximatives. Les noeuds des membrures et des entretoises entraînent également des difficultés de construction de l'élément d'ossature car celui-ci doit être monté globalement par couches successives de planches sur une surface plane ayant la dimension de l'élément d'ossature, ce qui exige des locaux de montage de grandes capacités. Le but de la présente invention est de proposer un nouvel élément d'ossature en bois du type mentionné dans lequel les efforts secondaires sont éliminés, et qui puisse être de très grande dimension et dont le montage est particulièrement aisé. Le but est atteint selon l'invention par le fait que lesdites membrures sont constituées par des couches de planches jointives, lesdites planches ayant une largeur égale à la largeur desdites membrures et étant disposées perpendiculairement aux faces latérales du caisson, et par le fait que la membrure interne présente, dans sa portion supérieure, une partie incurvée vers l'intérieur du bâtiment, et qui vient se raccorder tangentiellement avec la portion inférieure de la membrure inférieure. Grâce à cette structure, l'ensemble formé par la membrure inférieure et la membrure interne se présente sous la forme d'un arc ininterrompu qui présente des portions d'extrémité sensiblement rectilignes, l'une rejoignant le faîte du bâtiment et l'autre rejoignant le bâti ou le sol. Cet arc assure le transport du moment fléchissant et de l'effort vertical jusqu'au pied du portique ou de la ferme sans interruption et sans apparition des forces parasites qui se créent habituellement au rein du portique. Avantageusement la face d'extrémité supérieure de la membrure interne est jointive avec la face d'extrémité inférieure de la membrure inférieure. La membrure supérieure est ainsi en appui sur la membrure inférieure. Ceci facilite la construction de l'élément d'ossature, car sa partie formant poteau et sa partie formant versant de toit peuvent être montées de façon séparée et assemblées au dernier moment sur le chantier. Avantageusement le joint de deux planches adjacentes d'une couche de planches des membrures est prévu au droit d'une entretoise. Avantageusement les faces d'extrémité d'une entretoise sont jointives avec les faces en vis-à-vis des membrures reliées par ladite entretoise. De préférence les entretoises sont également constituées par des couches de planches jointives, lesdites planches ayant une largeur égale à la largeur des membrures et étant disposées perpendiculairement aux faces latérales du caisson. Les entretoises évitent ainsi le flambage des membrures au droit des joints de deux planches adjacentes. Elles peuvent être réalisées de façon séparée et de la même manière que ces membrures. Elles sont enfin fixées aux membrures lorsqu'on réalise le poteau ou le versant de toit de l'élément d'ossature. Avantageusement les planches de deux couches adjacentes sont collées entre elles. De préférence, le nombre de couches de planches des membrures supérieure et inférieure décroît lorsqu'on s'éloigne des membrures interne et externe. Avantageusement il est prévu des entretoises supplémentaires qui rayonnent à partir du noeud formé par la membrure supérieure et la membrure inférieure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins schématiques annexés qui représentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un demi-portique selon l'invention dont le poteau de support est incliné vers l'intérieur du bâtiment, la figure 2 représente à plus grande échelle le rein de l'élément d'ossature de la figure 1 ; et la figure 3 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel le poteau de support est vertical. L'élément d'ossature 1 représenté sur le dessin, et en particulier sur les figures 1 à 3, concerne une moitié de ferme ou de portique, et est réalisé en bois et sous forme d'un caisson, les panneaux latéraux de ce caisson n'étant pas représentés sur le dessin par souci de clarté. Cette moitié de portique comprend deux membrures en bois inclinées 2 et 3, et deux membrures sensiblement verticales 4 et 5. Les membrures sensiblement verticales 4 et 5 forment le poteau qui supporte l'ossature 1 et la toiture du hangar ou de la halle réalisée avec ledit élément d'ossature 1, et les membrures inclinées 2 et 3 forment l'ossature d'un versant de toit du hangar, les pannes étant fixées sur la membrure supérieure 2 et reliant plusieurs membrures supérieures voisines 2 de manière connue. La membrure externe 4 et la membrure supérieure 2 se joignent au noeud de raccordement 6. A ce noeud 6 il est prévu une ferrure d'angle 7 qui présente un plat 8 interposé entre les faces d'extrémité adjacentes des membrures 2 et 4 et des flasques 9 et 10 disposés de part et d'autre des extrémités des membrures 2 et 4. Les flasques 9 et 10 sont pourvus d'alésages permettant le passage de boulons 13 destinés à la fixation des extrémités des membrures 2 et 4 et traversant de part en part ces membrures 2 et 4. La membrure interne 5 et la membrure inférieure 3 sont au contraire disposées bout à bout par le fait qu'il est prévu dans la portion supérieure 14 de la membrure interne 5 une partie incurvée 15 qui forme le rein du demi-portique 1 et qui se raccorde tangentiellement à la portion inférieure 16 de la membrure inférieure 3. Vu de côté, l'ensemble formé par la membrure interne 5 et la membrure inférieure 3 se présente sous la forme d'un arc dont les deux portions d'extrémité sont rectilignes, l'une étant dirigée vers le faîte 17 du bâtiment et formant la membrure inférieure 3 proprement dite, et l'autre étant dirigée vers le sol et formant la membrure interne 5 proprement dite. De préférence les membrures inclinées 2 et 3 convergent vers le faîte 17 et les membrures 4 et 5 convergent vers le sol. De préférence, comme on le voit sur la figure 1, la membrure externe 4 est inclinée vers l'intérieur du bâtiment, de telle manière que l'angle formé par la membrure interne 5 et la membrure inférieure 3 soit nettement supérieur à 900. Le rayon de courbure de la partie incurvée 14 est ainsi augmenté. Les membrures inclinées 2 et 3 ainsi que les membrures sensiblement verticales 4 et 5 sont reliées par une pluralité d'entretoises 18 qui sont disposées perpendiculairement aux membrures qu'elles joignent. Les membrures 2, 3, 4 et 5 ainsi que les entretoises 18 sont constituées par un empilement de planches disposées bout à bout. Les planches ont une largeur égale à l'épaisseur transversale de l'élément d'ossature 1. Elles sont disposées perpendiculairement aux faces latérales de l'ossature et elles s'étendent dans le sens de la fibre moyenne des membrures ou des entretoises. Les planches de deux couches adjacentes sont reliées entre elles par une colle appropriée, de la résorcine par exemple. La longueur des planches est prévue pour que le joint qui se forme entre deux planches disposées bout à bout dans une couche de planches se trouve au droit d'une entretoise 18, et pour que les joints de deux couches de planches ne se trouvent jamais dans un même plan transversal. Les entretoises 18 jouent ainsi le rôle de raidisseurs. Les entretoises 18 ont des faces d'extrémité 19 situées sensiblement dans des plans perpendiculaires à leur fibre moyenne, et ces faces d'extrémité 19 sont jointives avec les faces internes 20 en vis-à-vis des membrures correspondantes 2 et 3 ; ou 4 et 5. La membrure interne 5 et la membrure inférieure 3 peuvent constituer une seule pièce en forme d'arc comme décrit ci-dessus. Elles peuvent également être fabriquées séparément, la face d'extrémité supérieure 21 de la membrure interne 5 étant alors jointive avec la face d'extrémité inférieure 22 de la membrure inférieure 3, au droit d'une entretoise 18. Un boîtier de raccordement peut éventuellement être disposé entre ces deux membrures 3 et 5 de manière à éviter l'écrasement des fibres de bois aux extrémités des membrures interne 5 et inférieure 3. Le joint entre les deux membrures 3 et 5 peut également être réalisé sous la forme d'un peigne. Les entretoises 18 sont fixées aux membrures correspondantes par tout moyen connu, et de préférence par des pointes torsadées. En plus du collage, les planches des membrures peuvent également être fixées entre elles par des pointes torsadées. Les panneaux à base de bois qui recouvrent les faces latérales des membrures 2, 3, 4 et 5 et des entretoises 18 sont également collés à celles-ci et également fixés par des pointes torsadées. Des entretoises supplémentaires 23 prennent appui sur des butées dont est munie la ferrure d'angle 7, et rayonnent à partir du noeud 6. Si besoin est, des contrefiches 24 alignées sont prévues au voisinage du rein de l'élément d'ossature 1 pour renforcer les entretoises 18 et 23. L'élément d'ossature 1 peut comporter de plus sur sa face inférieure et au voisinage de la membrure interne 5 des lattes 25 destinées uniquement à l'habillage externe du caisson formant poteau. Grâce à cette structure en caisson de l'élément d'ossature 1, il est possible de réaliser des portiques légers de très grande portée, pouvant aller jusqu'à soixante dix mètres et même au-delà. A titre indicatif les planches formant les membrures 2, 3, 4 et 5 et les entretoises 18 ont une épaisseur de deux centimètres au niveau de l'arc et quatre centimètres et demi ailleurs. Leur largeur est de quinze centimètres. Le recouvrement des parois latérales des membrures et des entretoises est réalisé avec un contreplaqué ayant une épaisseur fonction de l'effort tranchant et comprise entre dix et vingt deux millimètres. De préférence le nombre de couches de planches constituant les membrures va décroissant vers le faîte 17 au fur et à mesure que l'on s'éloigne des membrures sensiblement verticales 4 et 5. Au faîte 17 le nombre de couches est par exemple limité à deux. REVENDICATIONS 1. Elément d'ossature en bois (1) constituant une demiferme d'un bâtiment tel qu'une halle ou un hangar, ledit élément d'ossature (1) étant réalisé sous forme d'un caisson et comprenant, d'une part, deux membrures massives en bois (2, 3) inclinées, l'une inférieure (3) et l'autre supérieure (2), et, d'autre part, deux membrures massives en bois (4, 5), sensiblement verticales, l'une interne (5) et l'autre externe (4) par rapport au bâtiment, lesdites membrures verticales (4, 5) supportant lesdites membrures inclinées (2, 3) et deux membrures opposées (2, 3, 4, 5) étant reliées par des entretoises massives en bois (18) de telle sorte que les faces latérales des membrures et des entretoises soient situées dans deux mêmes plans verticaux et parallèles, cependant que les membrures (2, 3, 4, 5) et entretoises (18) sont reliées de chaque côté de l'élément d'ossature (1) par des panneaux à base de bois recouvrant lesdites faces latérales et constituant les parois latérales du caisson, caractérisé en ce que lesdites membrures (2, 3, 4, 5) sont constituées par des couches de planches jointives, lesdites planches ayant une largeur égale à la largeur desdites membrures (2, 3, 4, 5) et étant disposées perpendiculairement aux faces latérales du caisson, et en ce que la membrure interne (5) présente, dans sa position supérieure (14), une partie incurvée (15) vers l'intérieur du bâtiment et qui vient se raccorder tangentiellement avec la portion inférieure (16) de la membrure inférieure (3). 2. Elément d'ossature selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face d'extrémité supérieure (21) de la membrure interne (5) est jointive avec la face d'extrémité inférieure (22) de la membrure inférieure (3). 3. Elément d'ossature selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le joint de deux planches adjacentes d'une couche de planches des membrures (2, 3, 4, 5) est prévu au droit d'une entretoise (18). 4. Elément d'ossature selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 3, caractérisé en ce que les faces d'extrémité (19) d'une entretoise (18) sont jointives avec les faces en vis-à-vis (20) des membrures (2, 3, 4, 5) reliées par ladite entretoise (18). 5. Elément d'ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les entretoises (18) sont constituées par des couches de planches jointives, lesdites planches ayant une largeur égale à la largeur des membrures (2, 3, 4, 5) et étant disposées perpendiculairement aux faces latérales du caisson. 6. Elément d'ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les planches de deux couches adjacentes sont collées entre elles. 7. Elément d'ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le nombre de couches de planches des membrures supérieure (2) et inférieure (3) décroît lorsqu'on s'éloigne des membrures interne (5) et externe (4). 8. Elément d'ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu des entretoises supplémentaires (23) qui rayonnent à partir du noeud (6) formé par la membrure supérieure (2) et la membrure externe (4).