Brevet FR2688818A1 — publié le 19930924

"Bâtiment antisismique" Le bâtiment de l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'une structure de base horizontale circulaire obtenue par des éléments assemblés juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une cuvette dont le centre est situé sur l'axe vertical du bâtiment, une structure verticale d'étage comprenant des piliers disposés en appui sur cette structure de base horizontale et supportant des panneaux d'étage, une structure de toit circulaire disposée en appui sur les piliers de la structure d'étage, cette structure de toit étant obtenue par des poutres et des panneaux juxtaposés suivant des rayons de cette structure de toit circulaire, des câbles sous tension étant en outre disposés d'une part dans un plan horizontal pour ceinturer la structure de base circulaire, d'autre part dans des plans verticaux, orientés radialement, pour entourer le bâtiment depuis la périphérie de la structure de base en passant par la structure de toit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la structure de base horizontale circulaire comprend des éléments assemblés juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une première cuvette et des éléments assemblés juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire pour constituer une seconde cuvette renversée par rapport à la première et en appui par sa périphérie sur la périphérie de cette première cuvette. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux cuvettes de la structure de base sont assemblées par des emboîtements de leur périphérie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les éléments juxtaposés suivant des rayons de la structure de base circulaire pour constituer au moins l'une des cuvettes sont assemblés par leur extrémité centrale à une couronne circulaire disposée coaxialement au bâtiment. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un bâtiment antisismique conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe axiale de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective partiellement arrachée de l'ossature du bâtiment des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en perspective partiellement arrachée du bâtiment des figures 1 et 2, - la figure 5 représente en vue éclatée, les principaux éléments entrant dans la construction du bâtiment des figures 1 et 2, - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe partielle suivant A-A et B-B de la figure 2, - la figure 8 est une vue de dessus partielle de la figure 3, - la figure 9 est une vue de dessus partielle de la figure 4. Le bâtiment conforme à l'invention comprend schématiquement une structure de base horizontale circulaire 1, une structure verticale d'étage 2, formant dans l'exemple représenté un seul étage et une structure de toit circulaire 3 de forme générale convexe. Suivant l'exemple représenté, la structure de base horizontale et circulaire se compose de deux cuvettes identiques 4 et 5 réalisées chacune à l'aide d'éléments identiques assemblés 41, 51, en forme de secteurs de cercle à bord relevé. Ces éléments sont juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire dont le centre est situé sur l'axe vertical X-X du bâtiment. Les deux cuvettes 4 et 5 renversées l'une par rapport à l'autre, sont en appui d'emboîtement par leur périphérie, les éléments 4,, 5, comportant à cet effet, sur leur bord relevé, des demi-emboîtements identiques 42, 52 (voir figure 4). Par ailleurs, ces éléments juxtaposés 4, et 5 sont assemblés par des emboîtements 43, 53 disposés suivant leurs plans de juxtaposition radiale (voir figure 3). L'extrémité centrale 43, 53 des éléments juxtaposés 41, 51 des deux cuvettes renversées 4 et 5 sont assemblées, par un montage à tenon et mortaise, sur des couronnes circulaires 44, 54, elles-mêmes réalisées chacune en deux demi-couronnes (voir figure 4). Des piliers 45 supportent la couronne 54 en prenant appui sur la couronne inférieure 44 (voir figure 2). La structure de base ainsi réalisée constitue une structure étanche dont la résistance aux secousses sismiques est obtenue notamment par un câble 6 disposé sous tension et venant ceinturer horizontalement cette structure de base 1 à hauteur du plan de jointoiement périphérique des deux cuvettes 4 et 5. Les couronnes coaxiales 44, 54 sont ellesmêmes ceinturées par un câble sous tension. La face supérieure de la seconde cuvette renversée 5 constitue le plancher du rez-de-chaussée du bâtiment et se prolonge, à l'extérieur, par des éléments de plancher-terrasse 7 supportés par des consoles 7 et limités par des éléments de balustrade 8. La structure verticale d'étage comprend des piliers 9 et 10 et des éléments 11 formant un panneau de plancher d'étage. Les piliers 9 et 10 sont en appui par leurs extrémités inférieures en 91 et 101 (voir figure 3), au milieu d'éléments 41 de la première cuvette 4 et traversent la seconde cuvette 5 en 92, 102 à hauteur de demi-emboîtements formés sur les plans de jointoiement orientés radialement des éléments 5 . Les éléments 41 et 51 des deux cuvettes 4, 5 sont donc décalés angulairement d'un angle correspondant à la moitié de l'angle au centre de chaque élément. Ces piliers 9 et 10 sont de préférence reliés radialement l'un à l'autre par une arcade 12 située directement sous les éléments de plancher d'étage 11. De préférence, l'angle au centre de chaque élément 4, 5 ou 11 correspond à la moitié de l'angle au centre des piliers 9, 10 orientés radialement et entre deux piliers adjacents se trouvent donc, chaque fois, deux éléments juxtaposés 51 et 11 ainsi qu'un élément 41 juxtaposé de part et d'autre avec deux moitiés de deux autres éléments 41. Les éléments de plancher 11, supportés par des demi-emboîtements sur les piliers 9 et 10 ainsi que par l'arcade 12, sont réunis dans leur zone centrale par une balustrade intérieure 13, ces éléments de plancher 11 se prolongeant à l'extérieur du bâtiment pour former un balcon 112 délimité par une balustrade 14. Les piliers 9 et 10 sont surmontés par des poutres de toit 15 disposées radialement et sont réunis, au centre du bâtiment, par une couronne 16 ceinturée également par un câble sous tension. Les poutres radiales 15 supportent des éléments assemblés juxtaposés radialement 17 constituant ensemble une coupole aboutissant à la couronne 16. La périphérie de la structure de toit 3 est délimitée par une balustrade de toiture 18 en appui sur les piliers extérieurs 10 et emboîtés avec les poutres 15. Des câbles sous tension 19 sont disposés dans des plans verticaux orientés radialement depuis la périphérie de la structure de base 1 en passant par la structure de toit 3 afin que par les effets combinés de ces câbles avec le câble 6 ceinturant horizontalement la structure de base 1, on aboutisse à une structure rigide indéformable se comportant comme si elle était monobloc alors qu'elle est obtenue à partir d'un grand nombre d'éléments en béton juxtaposés dont les dimensions sont, de préférence, déterminées pour pouvoir être transportables sur route. Ces câbles 19 relient (voir figure 2) la périphérie de la couronne 16 à la périphérie de la structure de base 1 à hauteur de chaque ensemble radial formé par les piliers 9, 10 et les poutres 15 l'extrémité des câbles 19 raccordés à la périphérie de la structure de base, se dédoublent en 191 et 192 pour être accrochés à des éléments 41 différents de la cuvette 4 (voir figures 6 et 7). Un câble sous tension 20 pourra également être prévu pour ceinturer horizontalement les éléments 11 formant le plancher de l'étage du bâtiment. A l'intérieur de la couronne de toiture 16 est disposé un élément creux 20 formant le bassin d'une piscine, cette piscine étant surmontée d'un dôme 21 supporté par des piliers 22. Des panneaux horizontaux 23 entourés par une balustrade 24 sont également juxtaposés radialement afin de constituer un plancher de dôme (voir figure 4). Le bassin 20 de la piscine ainsi que le dôme 21 sont de préférence réalisés en deux moitiés assemblées. La face extérieure du bâtiment antisismique conforme à l'invention est constituée par des éléments de paroi 24 (voir figures 4 et 5) disposés de part et d'autre d'ouvertures 26 constituant des portesfenêtres des pièces d'habitation du rez-de-chaussée. Ces portes-fenêtres sont délimitées sur le bord supérieur par des linteaux 27. A hauteur du premier étage, sont prévus des blocs-fenêtres 28 reliés par des panneaux de paroi 29, lesquels sont éventuellement pourvus de panneaux capteurs solaires 30. De tels panneaux capteurs solaires 31 pourront également être prévus au-dessus des éléments d'ossature 17 constituant ensemble la coupole du bâtiment. Comme déjà indiqué, ce bâtiment antisismique est supporté par la structure de base 1 et plus précisément par la première cuvette à paroi étanche 4. Il est à noter que cette cuvette 4 de la structure de base 1 pourra être réalisée d'un volume fonction du poids du bâtiment qu'elle supporte, afin de constituer un bâtiment flottant dont la ligne de flottaison ne dépasse pas le bord de la cuvette 4. Le bâtiment pourra ainsi être disposé afin de flotter dans l'eau d'un bassin, ce qui permettra notamment de l'orienter en permanence par rapport au soleil. REVENDICATIONS 1) Bâtiment antisismique, caractérisé en ce qu'il se compose d'une structure de base horizontale circulaire (1) obtenue par des éléments assemblés (41) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une cuvette (4) dont le centre est situé sur l'axe vertical (X-X) du bâtiment, une structure verticale d'étage (2) comprenant des piliers (9, 10) disposés en appui sur cette structure de base horizontale (1) et supportant des panneaux d'étage (11), une structure de toit circulaire (3) disposée en appui sur les piliers (9, 10) de la structure d'étage, cette structure de toit étant obtenue par des poutres (15) et des panneaux (17) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de toit circulaire, des câbles sous tension (6, 19) étant en outre disposés d'une part dans un plan horizontal pour ceinturer la structure de base circulaire (1), d'autre part dans des plans verticaux, orientés radialement, pour entourer le bâtiment depuis la périphérie de la structure de base en passant par la structure de toit. 2) Bâtiment conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de base horizontale circulaire (1) comprend des éléments assemblés (41) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une première cuvette (4) et des éléments assemblés (51) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire pour constituer une seconde cuvette (5) renversée par rapport à la première et en appui par sa périphérie sur la périphérie de cette première cuvette. 3) Bâtiment conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les deux cuvettes (4, 5) de la structure de base sont assemblées par des emboîtements (42, 52) de leur périphérie. 4) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments juxtaposés (41 51) suivant des rayons de la structure de base circulaire (1) pour constituer au moins l'une des cuvettes (4, 4) sont assemblés par leur extrémité centrale (43, 53) à une couronne circulaire (44, 54) disposée coaxialement au bâtiment. 5) Bâtiment conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la couronne circulaire (44, 54) assemblée avec les éléments juxtaposés (41, 51) d'au moins l'une des cuvettes de la structure de base (1), est ceinturée par un câble tendu. 6) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments assemblés juxtaposés (4 , 5 ) des deux cuvettes (4 et 5) de la structure de base (1) sont décalés angulairement d'un angle égal à la moitié de l'angle au centre de chaque élément (41 51). 7) Bâtiment conforme à la revendication 6, caractérise en ce que les éléments assemblés (4r, 5j) des deux cuvettes (4, 5) de la structure de base (1) sont identiques et s'assemblent à leur périphérie par des demi-emboîtements. 8) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les piliers (9, 10) de la structure verticale (2) sont disposés radialement suivant un angle au centre double de l'angle au centre des éléments juxtaposés (41 51) de la structure de base (1). 9) Bâtiment conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pilier (9, 10) de la structure verticale (2) est radialement en appui au milieu d'un des éléments juxtaposés (41) de la première cuvette (4) de la structure de base et traversent, en la supportant, la seconde cuvette (5) renversée de cette structure de base, à hauteur des assemblages de ses éléments juxtaposés (5 ). 10) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications de 2 à 9, caractérisé en ce que la seconde cuvette renversée (5) de la structure de base forme un plancher par sa face supérieure, ce plancher se prolongeant radialement vers l'extérieur de la cuvette par des éléments de plancher de terrasse (7) en appui par des consoles (71) sur la bordure de cette seconde cuvette renversée (5). 11) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de toit circulaire (2) comporte des poutres (15) en appui sur les piliers (9, 10), ces poutres étant disposées suivant des rayons de cette structure de toit circulaire. 12) Bâtiment conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que les poutres (15) de la structure de toit sont assemblées à une couronne (16) coaxiale au bâtiment. 13) Bâtiment conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que la couronne de toit (16) est ceinturée par un câble tendu. 14) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les câbles tendus (19) disposés radialement dans des plans verticaux pour entourer le bâtiment depuis la structure de base en passant par la structure de toit, sont accrochés par une de leurs extrémités à la périphérie de la couronne de toit (16). 15) Bâtiment conforme à la revendication 12, caractérisé en ce qu'un bassin circulaire formant piscine est emboîté dans la couronne de toit (16) supportée par les poutres (15) de la structure de toit (3). 16) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure verticale d'étage (2) comprend des piliers (9, 10) supportant un panneau d'étage (11) se terminant par des balustrades intérieure (13) et extérieure (14) au bâtiment. 17) Bâtiment conforme à la revendication ll, caractérisé en ce que les poutres (15) de la structure de toit supportent des éléments de coupole (17) assemblés, juxtaposés radialement. 18) Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuvette (4) de la structure de base (1) présente des parois étanches. 19) Bâtiment conforme à la revendication 18, caractérisé en ce que la cuvette (4) de la structure de base (1) est réalisée d'un volume fonction du poids du bâtiment qu'elle supporte afin de constituer un ensemble flottant dont la ligne de flottaison ne dépasse pas le bord de la cuvette.