Brevet FR2687455A1 — publié le 19930820

La présente invention concerne un élément standardisé d'assemblage équipant les extrémités de toutes les tubulures d'angle de pièces en poutres triangulées destinées à être assemblées, et elle concerne également la manière de le positionner sur lesdites tubulures. Cet élément d'assemblage est unique, et on le retrouve par conséquent à l'identique, quelle que soit l'extrémité de la pièce triangulée considérée. Il s'agit d'un avantage déterminant par rapport aux systèmes actuellement disponibles, puisqu'on s'affranchit totalement des contraintes dues à l'utilisation de parties mâles et femelles, qui sont l'apanage des systèmes classiques à chapes utilisés jusqu'ici. Lorsqu'on réalise des structures à l'aide de poutres triangulées, on dispose, outre des poutres linéaires, de plusieurs éléments de raccordement Ces pièces de liaison ont notamment pour fonction de permettre un ou plusieurs changements de direction, le raccordement de plusieurs poutres, dans le plan ou en trois dimensions, ou encore la confluence de plusieurs poutres en un endroit. Les pièces usuelles sont en forme de croix, en T, ou en L, en deux ou trois dimensions Etant donné que les éléments linéaires comportent dans les configurations classiques une extrémité munie de parties femelles et une extrémité munie de parties mâles, il est actuellement nécessaire de prévoir à l'avance quel type de pièce de liaison sera à insérer à tel endroit de la structure complexe. Selon le cas, en effet, une pièce en T devra comporter des parties mâles aux extrémités horizontales et une liaison femelle à l'extrémité verticale, ou l'inverse. Mais d'autres configurations sont également possibles: une liaison mâle et une liaison femelle aux extrémités horizontales, et soit l'une, soit l'autre en bas Dans cette hypothèse d'une pièce en T, qui est l'une des plus simples et de surcroît considérée ici en deux dimensions seulement, on aboutit déjà à six possibilités. Les structures triangulées comportant au surplus plusieurs tubes, chacun muni à ses deux extrémités de chapes de liaison, on peut multiplier les problèmes de raccordement à l'envie. La conception d'une structure complexe faisant appel à de nombreux éléments triangulés n'en est pas facilitée Il faut en effet prévoir dès l'étape de conception quelle pièce de raccordement doit être insérée aux différents endroits de liaison, en fonction des extrémités mâles ou femelles des poutres qui convergent en ces endroits. C'est de cette difficulté qu'a voulu s'affranchir l'objet de la présente invention La solution choisie est basée sur un élément d'assemblage unique et standard qui équipe toute les extrémités des pièces à assembler. L'élément d'assemblage de l'invention doit par conséquent réunir les fonctionnalités des anciennes liaisons mâles et femelles Une partie mâle est ainsi prévue pour s'adapter dans une partie femelle d'un élément exactement identique, mais orienté inversement, la réciproque étant bien entendu également vérifiée. Au surplus, à l'instar des chapes complexes actuellement utilisées, l'élément de l'invention est doté d'un moyen de solidarisation avec son homologue de l'autre poutre, permettant de fixer les pièces en poutres triangulées entre elles. A ces effets, il se caractérise en ce que sa forme extérieure est telle qu'elle peut s'ajuster parfaitement au contact de son homologue identique de la pièce avec laquelle le raccordement s'effectue, qui se présente symétriquement par rapport aux axes transversal et longitudinal dudit élément d'assemblage, par le biais de liaisons tenon / mortaise, la mortaise étant pratiquée dans un premier volume d'allure prismatique rapporté centré sur la tubulure d'angle et perpendiculairement à elle, et se situant à la base d'un second volume d'allure prismatique perpendiculaire au premier et décalé par rapport à l'axe central de ladite tubulure, qui comporte à son extrémité le tenon et est muni d'un moyen de solidarisation avec son homologue 1 5 symétrique. Selon une possibilité, ledit moyen de solidarisation consiste simplement en un alésage parfaitement centré dans le second volume d'allure prismatique, et qui vient par conséquent exactement en regard du même alésage pratiqué dans son homologue Il n'y a plus alors, pour les fixer, qu'à réaliser un boulonnage ou une liaison par goupille. La condition nécessaire et suffisante pour que la liaison des différentes pièces triangulées munies de ces éléments d'assemblage puisse être réalisée est cependant que le positionnement desdits éléments d'assemblage obéisse à une règle stricte: il faut que la position des éléments de l'invention par rapport à la tubulure soit immuable. En d'autres termes, quel que soit le nombre des extrémités de liaison, lorsqu'on suit un trajet symbolisé par une tubulure d'angle, les positions relatives de l'élément d'assemblage et de la tubulure sont toujours identiques Cela peut également s'exprimer en disant que lorsqu'on passe en revue les extrémités d'un même trajet, selon une rotation d'axe perpendiculaire audit trajet, les pièces d'assemblage gardent une position constante. Un tel agencement permet l'assemblage simple des différentes pièces, puisqu'alors chaque élément d'assemblage d'extrémité ne peut se trouver en vis à vis que d'un élément d'assemblage qui lui est symétrique et donc raccordable. On va maintenant procéder à une description plus détaillée de l'invention, en référence aux figures annexées, pour lesquelles: la figure 1 représente un pont triangulé linéaire classique muni des éléments d'assemblage terminaux selon la présente invention, vus en perspective, la figure 2 est une coupe de deux éléments d'assemblage emboîtés l'un dans l'autre, qui montre leur totale adéquation, la figure 3 représente une pièce d'angle en L, en vue de dessus, la figure 4 montre un assemblage plus complexe, faisant intervenir des ponts linéaires et des pièces d'angle, et illustrant l'immuabilité du positionnement des éléments d'assemblage par rapport à un tube, lorsqu'on suit un trajet matérialisé par ledit tube, le tout également représenté en vue de dessus. Dans toutes ces figures, on a choisi une structure triangulée à trois tubes, mais cela ne constitue bien entendu qu'un exemple, et l'invention s'applique aussi bien à l O des structures à quatre tubes, voire plus, qu'à des éléments plans à deux tubes, ou monotubes si l'usage s'en fait sentir. La figure 1 montre bien que les six éléments d'assemblage terminaux (a, b, c, d, e, f) sont parfaitement identiques, mais placés symétriquement selon qu'ils sont à l'une ou à l'autre des extrémités Relativement au tube ( 1), leur position l 5 est strictement identique, que l'on prenne le tube dans un sens ou dans l'autre. De la sorte, si l'on imagine une poutre triangulée identique, que l'on voudrait fixer bout à bout avec la première, on s'aperçoit que son extrémité gauche s'emboîterait parfaitement avec l'extrémité droite de celle qui est visualisée. Cet emboîtement parfait est représenté en figure 2, o apparaissent deux éléments d'assemblage en position raccordée ( 2) et ( 2 ') Le premier volume d'allure prismatique ( 3) ( 3 ') est perpendiculaire à l'axe central du tube, et au second volume ( 4) ( 4 '), lequel est en outre légèrement décalé par rapport audit axe Le tenon ( 5) est inséré dans la mortaise ( 6 '), dans laquelle il s'ajuste, et le tenon ( 5 ') est par conséquent ajusté dans la mortaise ( 6). Dans cette position, les alésages ( 7) ( 7 ') sont coaxiaux, et on peut solidariser les deux éléments d'assemblage ( 2) et ( 2 ') par boulonnage ou au moyen d'une goupille (non représentés). Bien entendu, si les positions relatives des éléments terminaux sont immuables relativement à un trajet tubulaire, il est tout à fait loisible de changer la convention de départ selon le trajet tubulaire Ainsi, dans le pont triangulé de la figure 1, les deux trajets tubulaires de la base sont sous la même convention et les éléments d'assemblage (b) (c) d'une part, et (e) (f) d'autre part, sont placés identiquement relativement à leur tubulure Il n'en est pas de même pour ce qui concerne le trajet tubulaire du sommet, pour lequel la convention inverse a été prise. Cela permet de réaliser un meilleur emboîtement des ponts triangulés par autocentrage de l'un par rapport à l'autre. La figure 3 montre, en vue de dessus, une pièce en forme de L, à trois tubes placés triangulairement En d'autres termes, cette pièce correspond au pont triangulé linéaire de la figure 1 et peut s'y adapter, puisque les mêmes conventions ont été respectées pour les tubes de la base et du sommet. Enfin, en figure 4, on a voulu montrer un assemblage plus complet, également en vue de dessus, de façon à montrer l'immuabilité du placement des éléments terminaux lorsqu'on effectue un trajet tubulaire selon un mouvement rotatif Cette figure est volontairement simplifiée à l'extrême, puisque seuls deux types d'éléments, une pièce en L et une pièce linéaire, sont utilisés Mais cette configuration rend l'exemple d'autant plus frappant. Du point de vue de la résistance des matériaux, les éléments d'assemblage travaillent surtout en flexion et en cisaillement D'o la forme donnée, avec les tenons d'extrémité qui viennent en butée sur une face de la mortaise. Des essais de traction ont été effectués, qui se sont soldés par une rupture à 45 000 N, mais dans la partie centrale du tube: les éléments d'assemblage selon l'invention n'ont pas souffert. Bien entendu, les représentations figurées des éléments d'assemblage sont sujettes à des variantes: ainsi, il est possible de décaler les couples tenon / mortaise vers l'extérieur, alors que sur le système des figures 1 à 4, ils ont une face commune, via une surface plane du second volume d'allure prismatique ( 4) ( 4 '). De même, on peut incliner cette surface plane, afin qu'elle ne soit plus perpendiculaire au premier volume d'allure prismatique ( 2) ( 3 '). REVEND ICATIONS 1 Elément d'assemblage unique standard équipant les extrémités de tubulures d'angle ( 1) de pièces en poutres triangulées destinées à être assemblées pour former des structures complexes, caractérisé en ce que la forme extérieure dudit élément d'assemblage terminal ( 2) est telle qu'elle peut s'ajuster parfaitement au contact de son homologue identique ( 2 ') de la pièce avec laquelle le raccordement s'effectue, qui se présente symétriquement par rapport à ses axes longitudinal et transversal, par l'intermédiaire de liaisons à tenon ( 5) et mortaise ( 6), la mortaise ( 6) étant pratiquée dans un premier volume d'allure prismatique ( 3) rapporté centré sur la tubulure ( 1) et perpendiculairement à elle, et située à la base d'un second volume ( 4) d'allure également prismatique, perpendiculaire au premier et décalé par rapport à l'axe central de la tubulure ( 1), qui comporte à son extrémité le tenon ( 5) et est muni d'un moyen de solidarisation ( 7) avec son homologue 1 5 symétrique. 2 Elément d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de solidarisation consiste en un alésage ( 7) parfaitement centré, placé dans le second volume d'allure prismatique ( 4). 3 Pièces en poutre triangulées dont les tubulures d'angle ( 1) sont munies à leurs extrémités extérieures au niveau des endroits de raccordement d'éléments d'assemblage ( 2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, quel que soit le nombre des extrémités d'assemblage, sur un trajet tubulaire donné, la position de chaque élément d'assemblage terminal ( 2) est strictement identique relativement à la tubulure ( 1).