Brevet FR2682143A1 — publié le 19930409

La présente invention concerne un portique pour charpente métallique, du type comprenant deux poteaux et une traverse, qui sont constitués par des poutrelles métalliques profilées fixées les unes aux autres dans la région de leurs extrémités par des liaisons boulonnées, et elle cancerne également un procédé pour la réalisation d'un tel portique. Une technique de construction de certains bâtiments industriels, agricoles ou commerciaux, comme par exemple les hangars, consiste à aligner une suite de éléments appelés portiques, qui sont constitués par des poutrelles métalliques et sont reliés les uns aux autres par de plus petites poutrelles supportant la toiture. Ces portiques sont l'ossature principale du bâtiment. Ils sont en général fabriqués en atelier sous la forme d'éléments séparés munis de brides de raccordement, puis les divers éléments des portiques sont transportés Jusqu'au chantier où ils sont assemblés au moyen de boulons de serrage, qui serrent lesdites brides. La fabrication en atelier de ces brides, consolidées par des goussets, est très onéreuse du fait qu'il faut respecter des angles de coupe précis pour les poutrelles et les goussets. Les brides et leurs goussets de renfort doivent être liaisonnées aux poutrelles par soudure et cette mécanosoudure suppose des manutentions assez difficiles car précises. La présente invention a pour but de réduire le coût de la fabrication des portiques réalisés à base de poutrelles liées entre elles par boulonnage, sans nuire à leur qualité. A cet effet, le portique selon la présente invention est caractérisé en ce qu'à chaque liaison entre deux poutrelles il est prévu au moins une plaque de liaison qui relie les extrémités des deux poutrelles et qui est fixée par boulonnage à l'âme de chacune de celles-ci, chaque poutrelle présentant, à au moins une de ses extrémités, un jeu de trous pour le passage de boulions, qui sont prépercés dans l'âme de la poutrelle et qui coïncident respectivement avec des trous de l'un des deux jeux de trous préformés dans la plaque de liaison, et en ce que les deux jeux de trous de la plaque de liaison ont des dispositions relatives telles que, une fois la liaison effectuée, les axes longitudinaux des deux poutrelles ainsi assemblées font entre eux un angle prédéterminé. Le procédé de réalisation d'un portique conforme à la présente invention est caractérisé en ce qu'il consiste à couper chaque poutrelle à la longueur désirée, à former dans l'âme de chaque poutrelle, au moins l'une de ses extrémités, un jeu de trous pour le passage de boulons, à préfabriquer plusieurs plaques de liaison, chaque plaque ayant deux jeux de trous pour le passage de boulons, les deux Jeux ayant des dispositions relatives prédéterminées et les trous de chaque jeu correspondant à ceux prévus à l'extrémité d'une des poutrelles, à livrer les poutrelles coupées à longueur et percées, les plaques de liaison et les boulons d'assemblage sur le chantier où le portique doit être installé, et à assembler, sur ledit chantier, les poutrelles à l'aide desdites plaques de liaison et des boulons pour former le portique. Grâce à la présente invention, il n'est plus nécessaire de découper les extrémités des poutrelles ainsi que des goussets de renfort en respectant des angles précis. En outre, il n'est plus nécessaire de souder aux extrémités des poutrelles des brides de raccordement et des goussets pour renforcer lesdites brides. Au lieu de cela, quel que soit l'angle désiré entre les axes longitudinaux de deux poutrelles devant être liées l'une à l'autre, les extrémités contigues de ces poutrelles peuvent être découpées approximativement à angle droit sans respecter un angle précis. En outre, les brides de raccordement et les goussets de renfort sont purement et simplement supprimés et remplacés par les plaques de liaison susmentionnées, lesquelles peuvent être avantageusement réalisées par moulage en fonte.Les plaques de liaison elles-mêmes n'ont pas besoin d'être réalisées avec une grande précision. En fait, seuls les percements dans les extrémités des poutrelles et dans les pièces de liaison doivent être réalisés avec précision, mais cela peut être effectué de manière simple en utilisant par exemple des gabarits de perçage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux au cours de la description qui va suivre et qui est donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un portique conforme à l'art antérieur. La figure 2 est une vue semblable à la figure 1, montrant un portique conforme à la présente invention. La figure 3 est une vue en élévation montrant, à plus grande échelle, une des plaques de liaison utilisées dans le portique de la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus de la plaque de liaison de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe transversale montrant, à une échelle encore plus grande que celle des figures 3 et 4, deux plaques de liaison du genre de celle montrée dans la figure 3, fixées à une poutrelle. La figure 6 est une vue semblable à celle de la figure 5, montrant une variante de réalisation des plaques de liaison. Sur la figure 1, on a représenté un portique, qui est réalisé à partir de quatre poutrelles métalliques 1, à section en I, deux des poutrelles 1 formant respectivement les poteaux du portique et les deux autres poutrelles formant ensemble la traverse supérieure du portique. Le portique supporte, avec d'autres portiques Cnon montrés > qui lui sont semblables et qui sont alignés avec lui, plusieurs poutrelles métalliques 2 de plus petite section, qui supportent elles-mêmes la toiture (non montrée). Dans le portique connu, des brides de raccordement 3 sont soudées aux extrémités supérieures de chacune des deux poutrelles 1 formant les poteaux, et à chacune des extrémités de chacune des deux poutrelles 1 formant la traverse du portique. Des goussets de renfort 4 sont également soudés aux poutrelles 1 et aux brides 3 pour renforcer la construction. Les poutrelles 1 ainsi équipées de brides de raccordement sont assemblées les unes aux autres par des boulons de serrage (non montrés dans la figure 1). Le portique ainsi terminé est mis en place et scellé dans des socles 5 en béton, qui sont eux-mêmes ancrés dans le sol 6. La figure 2 montre un portique conforme à la présente invention, qui est réalisé à partir de quatre poutrelles 1, comme le portique de la figure 1. Toutefois, dans ce cas, les poutrelles 1 sont coupées à la longueur désirée, sans qu'il soit nécessaire de donner à leurs extrémités un angle de coupe particulier. Les extrémités des poutrelles 1 peuvent donc être coupées droites, c'est-à-dire que les faces d'extrémité des poutrelles 1 peuvent être perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à leur axe longitudinal. Comme montré dans la figure 2, chaque extrémité de la traverse du portique est attachée à l'extrémité supérieure du poteau correspondant par une plaque de liaison 7, de préférence par deux plaques de liaison 7, qui prennent en sandwich l'extrémité de l'âme la de chacune des deux poutrelles contigues 1 et qui y sont fixées par des boulons de serrage 9. De même, les deux poutrelles 1 formant la traverse du portique sont attachées l'une à l'autre par une plaque de liaison 8, de préférence deux plaques de liaison 8, qui prennent en sandwich l'extrémité de l'âme de chacune de ces deux poutrelles 1 et qui y sont fixées également par des boulons 9 comme montré dans la figure 5. Etant donné que les plaques de liaison 7 et 8 sont tout-à-fait semblables dans leur principe, on ne décrira maintenant plus en détail que l'une d'elles, par exemple la plaque 8 en faisant référence aux figures 3 et 4, étant entendu que la même description s'applique également à la plaque de liaison 7. Comme montré dans la figure 3, la plaque de liaison 8 a une forme allongée, qui est cintrée de façon que sa ligne médiane longitudinale ML présente deux branches faisant entre elles un angle qui est environ égal à un angle prédéterminé a, qui est l'angle désiré entre les axes longitudinaux des deux poutrelles 1 formant la traverse du portique. Sur sa face opposée à celle qui est en contact avec l'âme la des poutrelles 1, la plaque de liaison 8 comporte au moins une nervure de renfort 11, qui s'étend dans le sens longitudinal de la plaque et qui a la même forme cintrée que celle-ci. Par exemple, comme montré dans les figures 3 et 5, chaque plaque de liaison 8 peut ne comporter qu'une seule nervure de renfort 11, qui s'étend suivant sa ligne médiane longitudinale ML.Selon une variante, chaque plaque de liaison 8' peut comporter deux nervures de renfort 11. situées respectivement le long de ses bords longitudinaux, comme montré dans la figure 6. Comme montré dans la figure 3, la plaque 8 comporte un premier Jeu de trous 12a pour le passage des boulons 9 destinés à la fixation de la plaque 8 à l'une des deux poutrelles 1, et un deuxième jeu de trous 12b pour le passage des boulons 9 destinés à la fixation de ladite plaque 8 à l'autre poutrelle 1 de la traverse du portique. Dans le cas où la plaque 8 comporte une unique nervure de renfort 11, une partie des trous 12a et une partie des trous 12b sont percés d'un côté de la nervure 11, tandis que le trous restants sont percés de l'autre côté de ladite nervure. Par contre, si la plaque de liaison 8' comporte deux nervures de renfort 11 comme montré dans la figure 6, tous les trous 12a et 12b sont situés entre ces deux nervures. L'unique nervure de renfort 11 (figures 3-5) ou les deux nervures de renfort 11 (figure 6) ont de préférence une forme triangulaire comme montré dans la figure 4 où la nervure 11 est représentée en vue latérale. La plaque 8 et la nervure 11 ou la plaque 8' et les deux nervures 11 sont de préférence réalisées d'une seule pièce, par exemple par moulage, en fonte. Les trous 12a et 12b peuvent être venus de moulage où ils peuvent être percés dans la plaque 8 après qu'elle a été obtenue par moulage. Les quatre trous 12a sont par exemple disposés respectivement aux sommets d'un rectangle dont les grands côtés font un angle a avec les grands côtés du rectangle aux sommets duquel se trouve respectivement les quatre trous 12b. L'âme la de chacune des deux poutrelles 1 formant la traverse du portique comporte à son extrémité adjacente à l'autre poutrelle de ladite traverse quatre trous, qui sont situés respectivement aux sommets d'un rectangle dont les dimensions sont rigoureusement identiques à celles du rectangle aux sommets duquel sont disposés les quatre trous 12a ou 12b. En outre, les quatre trous sont percés dans l'âme la de chaque poutrelle 1 de telle façon que les grands côtés du rectangle aux sommets duquel ils se trouvent soient parallèles à l'axe longitudinal de la poutrelle correspondante. .Dans ces conditions, lorsque les deux pièces de liaison 8 (ou 8'). sont respectivement fixées comme montré sur la figure 5 à chacune des deux poutrelle 1 pour les réunir en une traverse de portique, ces deux poutrelles font entre elles un angle égal à l'angle a désiré. Les plaques de liaison 7 ne diffèrent des plaques de liaison 8 que par la valeur de l'angle ss formé entre les branches de chaque plaque, qui est également l'angle entre les grands côtés des deux rectangles aux sommets desquels se trouvent les deux jeux de trous prévus pour le passage des boulons 9, l'angle ss correspondant à l'angle désiré entre l'axe longitudinal de la poutrelle 1 formant l'un des poteaux du portique et l'axe longitudinal de la poutrelle 1 adjacente formant une partie de la traverse du portique. Pour réaliser un portique conforme à la présente invention, les poutrelles 1 sont coupées à une longueur précise et percées de trous à des endroits également précis, comme indiqué plus haut, par le fabricant des poutrelles ou par le négociant qui les livre directement sur le chantier où les portiques doivent être installés. Par ailleurs, un fondeur de fonte réalise les plaques de liaison 7 et 8 en fonte épaisse, avec, pour chaque plaque de liaison, les deux jeux de trous 12a et 12b, tout en respectant les angles a et ss selon qu'il s'agit d'une plaque de liaison 7 ou d'une plaque de liaison 8. Le fondeur livre ces plaques de liaison directement sur le chantier. Le montage du portique sur le chantier consiste alors à réunir les poutrelles 1 entre elles au moyen des plaques de liaison 7 et 8 en fonte et au moyen de plusieurs boulons de serrage 9, de la manière indiquée sur la figure 2 et comme montré en détail sur la figure 5 ou 6. Chaque portique ainsi terminé est mis en place et scellé dans des socles en béton 5, eux-mêmes ancrés de la manière usuelle dans le sol 6. Les avantages d'un tel mode de construction sont les suivants 1") les poutrelles et les plaques de liaison étant livrées sur chantier en finition définitive par les fournisseurs, l'atelier et le dépôt de magasinage sont éliminés. 2 ) La fabrication des brides avec goussets de renfort est supprimée. 3) Absence de magasin de stockage. 4 ) Absence d'atelier, donc absence également des machines outils. Il en résulte donc manifestement une économie importante de main-d'oeuvre, de matériels et de bâtiments. Il va de soi que les formes d'exécution de l'invention qui ont été décrites ci-dessus ont été données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi notamment que le portique peut être composé seulement de trois traverses ou de plus de quatre traverses. Les angles a et ss peuvent avoir des valeurs différentes de ceux montrés dans la figure 2. Chaque jeu de trous 12a ou 12b peut comporter moins ou plus de quatre trous, ceux-ci n'étant pas nécessairement situés aux sommets d'un rectangle. Dans le cas où on utilise deux plaques de liaison 7 ou 8 à chaque liaison ou noeud entre deux poutrelles 1, les écrous associés aux boulons 9 peuvent être remplacés par des trous filetés prévus dans l'une des deux plaques 7 au 8. Les plaques de liaison peuvent être conformées pour permettre la liaison de plus de deux poutrelles 1. Dans ce dernier cas elles peuvent avoir une forme en étoile à n branches (n = nombre entier supérieur à 2), chaque branche comportant un jeu de trous pour le passage des boulons permettant la fixation de la branche à une poutrelle respective. REVENDICATIONS 1.- Portique pour charpente métallique, comprenant deux poteaux et une traverse > qui sont constitués par des poutrelles métalliques profilées (1) fixées les unes aux autres dans la région de leurs extrémités par des liaisons boulonnées, caractérisé en ce qu'à chaque liaison entre deux poutrelles (1) il est prévu au moins une plaque de liaison t7 ou 8), qui relie les extrémités des deux poutrelles (1) et qui est fixée par boulonnage à l'âme (la) de chacune de celles-ci, chaque poutrelle présentant, à au moins une de ses extrémités, un jeu de trous pour le passage de boulons (9), qui sont prépercés dans l'âme (la) de la poutrelle (1) et qui coïncident respectivement avec des trous de l'un des deux jeux de trous (12a et 12b) préformés dans la plaque de liaison 2.- Portique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de liaison (7 ou 8) a une forme allongée avec une face qui est en contact avec l'âme (la) de chacune des deux poutrelles (1) à assembler, et une face opposée comportant au moins une nervure de renfort 3.- Portique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plaque de liaison (7 ou 8) a une forme allongée cintrée de façon que sa ligne médiane longitudinale (ML) présente deux branches faisant entre elles un angle qui est enfiron égal audit angle prédéterminé 4.- Portique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la nervure de renfort (11) a, vue latéralement, une forme triangulaire. 5.- Portique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la plaque de liaison 6.- Portique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la plaque de liaison (7 ou 8) comporte deux nervures de renfort (11) situées respectivement le long de ses bords longitudinaux, et en ce que les trous (12a et 12b) pour le passage des boulons (9) sont formés dans la plaque de liaison entre les deux nervures de renfort. 7.- Portique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque de liaison (7 ou 8) est moulée en fonte. 8.- Portique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'à chaque liaison entre deux poutrelles (1) il est prévu deux plaques de liaison (7 ou 8) > qui prennent en sandwich l'extrémité de l'âme (la) de chacune des deux poutrelles. 9.- Procédé de réalisation d'un portique pour charpente métallique à partir de poutrelles métalliques profilées (1) et de boulons d'assemblage (9), caractérisé en ce qu'il consiste à couper chaque poutrelle (1) à la longujeur désirée, à former dans l'âme Cla) de chaque poutrelle (1), au moins à l'une de ses extrémités, un jeu de trous de passage pour des boulons (9V, à préfabriquer plusieurs plaques de liaison (7 et 8), chaque plaque ayant deux jeux de trous (12a et 12b) pour le passage des boulons (9), les deux Jeux ayant des dispositions relatives prédeterminées et les trous de chaque jeu correspondant à ceux prévus à l'extrémité d'une des poutrelles (1), à livrer en éléments séparés les poutrelles coupées à longueur et percées, les plaques de liaison et les boulons d'assemblage sur le chantier où le portique doit être installé, et à assembler, sur ledit chantier, les poutrelles à l'aide desdites plaques de liaison et des boulons pour former le portique.