Brevet FR2704016A1 — publié le 19941021

-4 2704016 Rail de plafond comportant une section de dilatation La présente invention concerne, d'une manière générale, un système de poutres ou de rails résistant au feu pour supporter un panneau de plafond et, plus particulièrement des rails capables d'absorber sans déformation sensible un allongement dû à une compression, susceptible de se produire dans le cas de températures anormalement élevées, pour ainsi préserver l'intégrité du plafond en tant que dispositif coupe-feu dans des conditions de ce type. L'un des problèmes critiques rencontrés dans ces structures de poutres de support consiste à maintenir l'intégrité de celles-ci dans des conditions de températures anormalement élevées, comme par exemple dans le cas d'un incendie. Dans ces conditions de températures élevées, les poutres ou les rails métalliques qui sont généralement fixées au niveau de leurs extrémités, se dilatent et se déforment, moyennant quoi les panneaux de plafond supportés sont déplacés et tombent à travers les ouvertures formées par les poutres ou les rails déformées. Par conséquent, l'efficacité du plafond suspendu en tant que dispositif coupe-feu est réduite à néant et la structure de support est exposée au feu. L'art antérieur a envisagé des structures destinées à absorber une compression due à la chaleur dans une poutre ou un rail de support. La plupart des conceptions antérieures utilisent des joints de dilatation multiples disposés dans un rail principal. Un positionnement relativement rapproché des joints de dilatation permet d'obtenir un meilleur comportement au feu. Ceci s'explique par le fait que, lorsqu'elles sont soumises au feu, les traverses d'intersection en T conservent leurs écartements d'origine et continuent ainsi à supporter les panneaux. Toutefois, les systèmes antérieurs étaient gravement fragilisés au niveau de leurs zones d'aide à la dilatation et ne pouvaient pas être installés d'une manière efficace sans détérioration excessive pendant leur manipulation. En outre, ils présentaient une faiblesse en flexion transversale et étaient incapables de maintenir un alignement des poutres lorsqu'ils étaient exposés au feu. Pour résoudre ce problème, certains systèmes du commerce sont revenus à des rails principaux ne comportant qu'un seul point d'aide à la dilatation situé à proximité de l'extrémité du rail (voir le brevet américain n 3 388 519). Ceci a permis de remédier aux problèmes de manipulation aux dépens, toutefois, de performances optimales en cas d'incendie. Au fil des années, des perfectionnements ont été progressivement réalisés dans les systèmes utilisant des points d'aide à la dilatation multiples dans chaque rail principal. Cependant, les problèmes ci-dessus, bien qu'à un degré moindre, persistent même dans les systèmes perfectionnés. Les brevets américains n 3 778 947, 3 965 631 et 4 606 166 illustrent des produits qui se comportent bien sur les bords lorsque la nervure est maintenue verticale. Toutefois, le bourrelet écrasé de ces conceptions en limite la maniabilité. C'est le cas, en particulier, lorsque le rail est manipulé sur son flanc. Les brevets américains n 4 016 701 et 4 128 978 illustrent des produits comportant un enlèvement de métal dans la partie supérieure du bourrelet. Il s'agit de la zone de contrainte de flexion maximale, et l'enlèvement de métal dans cette zone réduit considérablement la force portante. Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de proposer un rail de plafond adapté au feu, perfectionné qui soit capable d'absorber une compression longitudinale due à une chaleur extrême et qui permette une déformation contrôlée au niveau de zones prédéterminées afin de préserver l'intégrité d'un plafond résistant au feu supporté. Un autre but de l'invention est de proposer un rail de plafond adapté au feu, comportant de multiples points d'aide à la dilatation, qui soit moins sujet à une détérioration pendant sa manipulation. Un but supplémentaire de la présente invention est de proposer un rail de plafond pourvu de zones d'aide à la dilatation plus robustes, et capable d'une meilleure résistance à des charges de plafond dans des conditions normales et à des températures extrêmes. Un but additionnel de la présente invention est de proposer un rail de plafond adapté au feu, perfectionné qui puisse être fabriqué avec un outillage moins complexe. En résumé, la présente invention propose un rail de plafond adapté au feu, comportant de multiples zones qui, lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées permettent une dilatation. Ce rail est réalisé à partir d'une bande de métal conformée pour adopter une configuration en forme de T inversé comportant un bourrelet au niveau de sa partie supérieure, une nervure centrale à double épaisseur et des rebords disposés d'une manière opposée au niveau de sa partie inférieure. Les zones de dilatation sont formées par un crevé de part et d'autre du bourrelet. Le bourrelet ne comporte pas d'enlèvement de métal, pas plus qu'il n'est écrasé ou conformé d'une manière susceptible d'affaiblir la section en flexion latérale. Une configuration repoussée est prévue dans chacune des deux épaisseurs de la nervure. Ces configurations découpées de la nervure sont décalées l'une par rapport à l'autre sur les épaisseurs adjacentes de la nervure afin d'assurer une plus grande résistance. Lorsque le rail sera soumis à une compression, comme dans le cas de températures élevées, la zone d'aide à la dilatation va se déformer d'une manière contrôlée. Le rebord va se replier vers le bas, la partie supérieure du bourrelet va se déplacer vers le haut et les côtés du bourrelet ainsi que les nervures dirigés par les configurations de découpes et de crevés vont glisser latéralement les uns sur les autres. Il restera, une fois que la dilatation aura eu lieu, une section relativement rigide. Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une zone de dilatation prévue dans un rail de plafond conforme à la présente invention, dans laquelle des découpes d'une nervure non visibles sont indiquées par des lignes en traits discontinus; la figure 2 représente un segment d'une bande de métal avant que celle-ci ne soit transformée en une section en forme de T, le segment présentant la configuration découpée qui deviendra la zone de dilatation du rail de plafond; et la figure 3 est une vue en perspective du rail de plafond qui a subi une dilatation thermique. En se référant aux figures 1 et 3, on peut voir un rail de plafond adapté au feu, qui présente une structure en forme de T inversé comprenant une nervure centrale 1 pourvue, au niveau de sa partie supérieure, d'un bourrelet 2 pourvu de deux parois latérales espacées, d'une paroi inférieure en deux parties séparées et d'une paroi supérieure, et, au niveau de sa partie inférieure, de deux rebords 3 disposés d'une manière opposée pour supporter des panneaux de plafond. Ce rail adapté au feu est du type à double nervure dans lequel une bande de tôle métallique est pliée entre ses bords longitudinaux pour former le bourrelet 2, les parties de la bande situées au niveau de côtés opposés du bourrelet étant amenées dans une relation parallèle pour former la nervure 1, tandis que les parties de bord de la bande sont pliées à angle droit par rapport à celle-ci pour former les rebords 3 disposés d'une manière opposée. Une garniture décorative séparée 4 recouvre les rebords et est formée par une bande de matériau dont les bords longitudinaux sont repliés autour des bords adjacents des rebords 3 associés. Le rail qui vient d'être décrit a, dans l'ensemble, une structure standard utilisée dans la profession. Les zones de dilatation du rail adapté au feu sont formées par une configuration de découpes et de crevés visible sur la figure 2. Pour éviter une déformation du bourrelet et pour simplifier le processus et l'outillage de fabrication, la configuration de découpes et de crevés est réalisée par poinçonnage dans la bande de métal avant que celle-ci ne soit conformée pour adopter la forme d'un T inversé. Sur la figure 2, on peut voir cette configuration appliquée à la bande de métal avant que celle-ci ne soit mise en forme. La figure 3 montre la zone de dilatation du rail adapté au feu après qu'elle a joué son rôle pour permettre une dilatation thermique. Les multiples caractéristiques des configurations de découpes et de crevés visibles sur les figures 1 et 2 coopèrent pour assurer la dilatation contrôlée illustrée sur la figure 3. Au niveau des deux côtés opposés du bourrelet 2, il est prévu un crevé allongé 5, 5'. Lorsqu'une force de compression extrême sera appliquée longitudinalement par rapport au bourrelet, la partie supérieure de celui-ci, proche des deux crevés, va se déformer vers le haut. Il faut noter que des points 6, 7 et 8 sont prévus le long du crevé 5, tout près du plan supérieur du bourrelet. De la même manière, des points 6', 7' et 8' sont prévus le long du crevé 5', tout près du plan supérieur du bourrelet, et situés juste en face des points 6, 7 et 8. Lorsqu'une déformation par compression se produit, la déformation au niveau de la partie supérieure du bourrelet est contrôlée par une flexion prévisible au niveau des lignes 6, 6', 7, 7' et 8, 8'. D'autre part, on peut remarquer une découpe 9 qui enlève du métal formé de l'une des faces de la nervure, au niveau de la partie inférieure du bourrelet et à proximité de celle-ci. La découpe 9 et le crevé 5 vont permettre au métal adjacent sur le côté du bourrelet de se déformer latéralement. Une découpe 9' est prévue d'une manière opposée à la découpe 9 en étant décalée par rapport à celle-ci. La découpe 9' et le crevé 5' vont permettre au métal adjacent sur le côté du bourrelet de se déformer latéralement. Les découpes 9 et 9' peuvent avoir une configuration rectangulaire ou ovale, se présenter sous la forme de trois trous ronds disposés côte à côte ou présenter d'autres configurations. Les découpes peuvent s'étendre jusque dans la paroi latérale du bourrelet. Pour que la déformation ci-dessus puisse se produire, il doit y avoir une dilatation longitudinale égale dans la nervure et dans le rebord inférieur. Des découpes 11 et 11' permettent une dilatation contrôlée dans les deux épaisseurs de la nervure. Des lignes d'articulation verticales supplémentaires se développent, d'un côté, en 12, 13 et 14 et, de l'autre, en 12', 13' et 14'. Le métal de la nervure à proximité de ces lignes d'articulation va se déplier latéralement suivant une déformation contrôlée. Une caractéristique facultative de cette invention peut consister à plier légèrement les lignes d'articulation indiquées ci-dessus dans la direction dans laquelle elles doivent agir. Lorsque le bourrelet et la nervure vont permettre la dilatation indiquée ci-dessus, le rebord 3 va se déformer vers le bas. Le bord inférieur des découpes 11 et 11' et des crevés 16 et 16' désolidarisent le rebord vis-à-vis de la nervure au niveau de la zone de dilatation. L'entaille en forme de V 17 prévue dans la nervure, qui est située tout près du rebord, va permettre à celui-ci de se déformer. Cette déformation contrôlée du rebord est également facilitée par des coupes 18 et 19 qui sont elles aussi ménagées tout près du rebord. Pour obliger le rebord à se déformer vers le bas et non vers le haut, l'entaille 17 doit être située plus près du rebord que les coupes 18 et 19. L'entaille 17 et les coupes 18 et 19 sont appelées collectivement des coupes. La figure 3 montre la zone de dilatation du rail principal déformé selon la manière contrôlée décrite ci- dessus. Grâce aux caractéristiques uniques de cette invention, cette zone de dilatation est plus résistante que les conceptions antérieures. Les crevés allongés disposés le long des côtés supérieurs du bourrelet constituent l'une de ces caractéristiques. Lorsqu'un rail ou une poutre en forme de T inversé est soumis(e) à une charge, le métal situé au niveau de la partie supérieure du bourrelet doit supporter une contrainte longitudinale qui est supérieure à celle qui s'exerce dans n'importe quelle autre zone de la section. Un enlèvement de matière au niveau de la partie supérieure du bourrelet ou un crevé perpendiculaire à la direction du rail supprimerait une résistance à une contrainte dans cette zone critique. Dans ce cas, la section aurait une force portante réduite. D'autre part, le bourrelet n'est pas affaibli par une conformation ou un écrasement destiné(e) à diriger une dilatation, comme c'était le cas dans les conceptions antérieures. Une caractéristique tout à fait unique de cette invention réside dans la configuration de découpes et de crevés décalés sur les deux parties adjacentes de la nervure. Il n'existe qu'une seule petite zone de coupe traversante 20 au niveau de laquelle les deux épaisseurs de la nervure sont transpercées dans la même zone. Cette zone 20 représente bien moins de 50 % de la zone de découpe 11. Ceci augmente une résistance à la torsion et une maniabilité. Lorsque l'une des faces de la nervure est affaiblie en vue d'une dilatation, l'autre face adjacente de la nervure reste intacte pour résister à une déformation. Cette caractéristique permet également de maintenir une force portante plus importante après que la dilatation thermique s'est produite. Bien que la description précédente ait porté sur un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci n'est pas limitée à l'exemple particulier décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Rail de plafond comportant une nervure verticale (1) comprenant, au niveau de son extrémité supérieure, un élément en forme de bourrelet (2) pourvu de deux parois latérales espacées, d'une paroi inférieure en deux parties et d'une paroi supérieure, et, au niveau de son extrémité inférieure, des rebords (3) disposés d'une manière opposée de part et d'autre de la nervure (1) pour supporter des panneaux de plafond, la nervure (1) étant formée de deux éléments en métal disposés côte à côte dont chacun est relié, au niveau de la partie inférieure de la nervure, à l'un des rebords (3) et, au niveau de la partie supérieure de la nervure, à la paroi inférieure du bourrelet (2); et une section de dilatation destinée à se dilater en cas d'incendie et située entre les extrémités du rail de plafond, caractérisé en ce que la zone de dilatation comprend un crevé (5, 5') formé sans enlèvement de métal dans chacune des parois latérales du bourrelet (2); une découpe (9) définie dans l'un des éléments en métal de la nervure (1), au niveau de la partie supérieure de celle-ci, près de la paroi inférieure du bourrelet (2) et jusque dans celle-ci à proximité et au- dessous de l'une des extrémités du premier crevé (5) formé dans l'une des parois latérales, et une découpe correspondante (9') située de la même manière dans l'autre élément en métal de la nervure (1) et dans la paroi inférieure du bourrelet (2) à proximité et au- dessous de l'autre extrémité du second crevé (5') formé dans l'autre paroi latérale; les deux parties de la paroi inférieure du bourrelet (2) n'étant pas reliées au niveau de leurs bords adjacents à la nervure (1); trois coupes (17, 18, 19) espacées d'une manière régulière les unes des autres qui sont formées dans la nervure (1) à proximité des rebords (3), la coupe médiane (17) présentant, au niveau de son extrémité inférieure, une configuration en forme de V dont la pointe est positionnée à proximité du rebord (3) pour former une encoche, coupe médiane (17) qui traverse les deux éléments en métal formant la nervure (1), tandis que la coupe (18) prévue sur un premier côté de la coupe médiane (17) traverse un seul élément en métal de la nervure (1) en étant située au-dessous de la découpe (9) formée dans le même élément de métal, et que la coupe (19) prévue sur un second côté de la coupe médiane (17) traverse l'autre élément en métal de la nervure et est positionnée de la même manière que la coupe prévue sur le premier côté; les extrémités supérieures des trois coupes (17, 18, 19) étant reliées par une séparation du métal au- dessus de celles-ci. 2- Rail de plafond selon la revendication 1, caractérisé en ce que la séparation du métal au-dessus des coupes (17, 18, 19) consiste en un enlèvement de métal au-dessus de l'une des coupes latérales (18, 19) et en une fente pratiquée dans le métal adjacent à l'autre coupe latérale. 3- Rail de plafond selon la revendication 1, caractérisé en ce que la découpe formée dans l'un des éléments en métal de la nervure (1) au niveau de la partie supérieure de celle- ci s'étend jusque dans la paroi inférieure du bourrelet (2).