Brevet FR2711212A1 — publié le 19950421

SYSTEME DE POUTRE AUTOPORTEUSE I1 est connu que l'installation de machines, de cloi sons, de plafonds suspendus, ou de chemins de câbles et de tuyauteries, dans ou entre des bâtiments ou des machines, rend nécessaire la mise en place de consoles, supports,portiques, et exige de nombreux scellements La présente invention consiste en la réalisation d'un support mécanique et autoporteur, sous la forme d'une poutre réalisée à partir d'éléments modulaires, suffisamment rigidu fiés par exemple par triangulation au moyen de câbles métalliques tendus L'association de plusieurs de ces éléments modulaires permet la réal isation de poutres de grandes longueurs, autoporteuses et extrêmeentlégères par rapport à leurs capacité de charge; les seuls encastrements à chacune des extrémités de la poutre se trouventexclusivement chargés, dans cette disposition, du poids de la poutre elle-même et de la charge qu' elle supporte Une poutre constituée de plusieurs modules autoporteurs suivant l'invention, décrite à titre d'exemple comporte,pour chacun des modules - une base tubulaire (1), Pl.1; Fig. 1A, comportant pour la rigidification dans le plan vertical, des tubes soudés: par exemple, un potelet (13) et 2 tirants. La base tubulaire porte à chacune de ses extrémités, un talon (2). Les talons (2) sont percés à leur partie haute d'un trou (4), destiné à recevoir les vis (5), servant à immobiliser les modules constituant la poutre,les uns par rapport aux autres ; en sus, chaque base tubulaire porte à l'une de ses extrémités, une broche soudée (6), pénétrant lors du montage des éléments modulaires dans la perforation (7) pratiquée dans le talon disposé à la dixième extrémité de la base tubulaire ( Fig.l, P1. 1, et Fig. 4A, P1. 2 ). Deux demi - anneaux (19) soudés à l'extrémité haute du potelet permet d'accrocher les tirants (16) - Fig 1 B - de ri gidification de la poutre montée; les tirants qui passent en haut des mâts (21), sont munis d'un vérin de tension (20); les mâts sont insérés lors du montage de la poutre, entre 2 modules, et bloqués par la broche (6) et la vis (5). - une autre façon de réaliser un élément modulaire est la suivante : Une base tubulaire (la) Fig.4A, P1. 2, associable à 2 autres bases tubulaires, telles que (lb) et (lc) , par ses deux extrémités .A cette fin, comme ci-dessus décrit, un talon (2) est soudé à chaque extrémité de la base tubulaire, renforcé par les goussets (3) percés d'un trou (7). Les talons sont percés d'un trou destiné à recevoir les vis servant à immobiliser les modules les uns par rapport aux autres ; en sus chaque base tubulaire porte à une de ses extrémité une broche soudée, entrant dans la perforation ad hoc du talon opposé La base tubulaire comporte , en son milieu, et soudé sur sa partie supérieure, un cylindre de centrage (8), dont la partie inférieure comporte un trou taraudé (11) -Fig. 1B-. La base tubulaire comporte également, soudés sur sa face inférieure, t tétons téton (9), servant à la triangulation du système dans le plan horizontal; d'autre part des goujons (10) munis d'un trou taraudé dans leur/aXt12), destinés à recevoir les supports des organes (câbles, tuyaux ...). Le cylindre de centrage (8), soudé au travers de la base tubulaire, tel qu'illustré sur la Fig.4B, permet de recevoir le potelet (13) destiné à la triangulation dans le plan vertical du système; le trou (11) permet le blocage de la traverse (14), au moyen de la vis spéciale (15) - Fig. 4D -, à tête 6 pans, et dans laquelle est foré et taraudé le trou (ll)-(12) Le système de triangulation verticale, comprend : un câble muni de chapes (16) - Fig. 4A et 3 B - dont les axes puassent au travers des trous (7) des gousset de renfort de la base tubulaire ; il s'appuie sur l'extrémité haute du potelet (13), et est mis sous tension par le tendeur à vis (18); ce dispositif raidit chaque module . Le raidissement de la poutre assemblée est réalisé par la disposition de câbles identiques (16) ancrés par leurs chapes sur les goussets percés (19) dont est muni chaque potelet à la partie haute; le câble est tendu au moyen d'un vérin à vis (20) disposé en haut des mâts (21) , bloqués entre chaque module, au moyen des liaisons des talons (2), par les vis (5) et les broches (6); la disposition et le fonctionn e ment des vérins (20) sont illustrés par la Fig. 6 - P1. 3 Le système de triangulation horizontale -Fig. 3B - est réalisé par des câbles ( 22, 22) accrochés sur les tétons (9), et mis sous tension par les vérins (20), disposés sur les talonnières(23) dont sont munies les extrémités de chaque traverse (14); les liaisons sont effectuées de telle façon que les câbles du module (la) -Fig. 3A - soient accrochés d'une part à un téton du module (lb), d'autre part à un téton du module (lc), et ainsi de suite . La traverse est munie de bras inclinés vers le bas,de façon que la tension des câbles horizontaux, soit effectuée en dessous du plan A/A, plan d'appui de base tubulaire, la composante ( fB ) des forces dues aux câbles (22) exercée sur les tétons (9), se trouvant dans le même plan mais de sens opposé de la force ( fH ) produite par les forces de tension des câbles disposés dans le plan vertical -Fig. 5-. La Fig. 2, Pl.l , représente une vue en perspective d'une poutre autoporteuse constituée de modules associés. La Fig. 6, P1.3 , représente une réalisation selon l'invention des vérins à vis de tension des câbles de rigidification des modules et de la pou tre. Le câble (16) s' appuie sur l'axe (17) de la chape (18 ) qui se visse dans le fût taraudé (19) du vérin (20) du vérin (20) dont la tête large s'appuie sur les semelles des talonnières ( 23 ), ou de celles (21) des vérins de tension Chaque base tubulaire (1) comporte, soudés sur sa face inférieure, les goujons (10), taraudés en (12) - Fig. 7A -, sur lesquels sont vissés par les vis (24) - qui peuvent avantageusement être en plastique ), les élé mensts ou montages à supporter, tel que (25) ; la Fig. 7B, représente le montage par une fixation identique, réalisé sur la vis spéciale (15) de blocage de la traverse (14) Un autre perfectionnement consiste en la réalisation de l'ancrage d' une poutre, à chacune de ses extrémités, notamment dans les cas fréquents où l'intervalle entre les murs d'ancrage ne représente pas un multiple exact de la longueur du module de base. Sur une des extrémités, l'ancrage est réalisée par une cheville et un boulon passant par le trou (4) du talon de la base tubulaire, et par le chevillage d'un boulon à oeil, dans lequel vient s'amarrer la chape du câble (26), ancré à l'autre extrémité par une chape fixée sur le gousset (19) du haut du potelet (13),ce câble étant muni également d'un tendeur (18). Sur l'autre extrémité, la poutre s' ap puie sur un "module d'extrémité": Fig 8A et 8B, représentant ce module en élévation et en plan. Ce module est constitué par une embase (27) en tubes soudés par exemple, et munie de talons d' ancrage (28), à une extrémité; l'autre extrémité peut recevoir deux glissières: la glissière supérieure (29) comporte, à côté de la liaison avec la poutre, un gousset percé (30), dans lequel vient s'amarrer le câble (26); la glissière inférieure (31) comporte sur son extrémité libre, un talon (32) comportant 2 perçage pour recevoir la broche du module (6) et la vis de blocage (5). Les glissières sont bloquées sur l'embase par un ou deux boulons (33) permettant ainsi de régler la longueur nécessaire pour effectuer une mise en place correcte de la poutre. De plus ces glissières sont réversibles, leurs extrémités munies du gousset ou du talon de liaison pouvant se trouver, soit à 1' opposé des ancrages de ltembase,Fig.7A, soit au contraire côté ancrage , Fig. 7B . La longueur de l'embase déployée (repère sur sur les figures 8A ) représentant la moitié de la longueur d'un module, une ou deux embases permettent l'installation des poutre standard, quel que soit l'intervalle à couvrir Un autre perfectionnement réside dans la réalisation de modules d'extrémité permettant de lier une ou plusieurs poutres autoporteuses, horizontales, et une poutre verticale; ces modules constitués d'un triangle rectangle, par exemple en potelets soudés(34), Fig. 10 A, comportant les ancrages des talons (2) et, en (36) ceux des câbles (35). Ce module peut être double, constitué par 2 modules suivant 10 A, P1 4, soudés ou boulonnés ensemble , suivant la Fig. lOB, P1 4.; il permet d'effectuer l'assemblage de 2 poutres parallèles horizontales; la Fig. 10 C, P1. 4, représente schémati quement la disposition, en (I), de l'encastrement d'une poutre unique sur un module d'extrémité du type représenté en Fig. 10A; (II) représente l'encastrement de 2 poutre en parallèle; (III), 4 poutres assemblées perpendiculairement entre elles dans le plan horizontal et (IV), l'assemblage de 6 poutres La combinaison des poutres autoporteuses, avec des poutres piliers verticales, de sections convenables, par exemple constituées par un IPN (37)- Fig. 9)- ou un tube, de section convenable,permetla construction de bâtiments, dans lesquels(l), et (1), sont les modules/constite autoporteuses, -et (35) les câbles de rigidification -. Chaque extrémité des IPN, ou des tubes constituant les piliers, est munie d'une semelle (38) soudée ou boulonnée, et sur laquelle est fixé , par des boulons par exemple, le module d'extrémité ( Fig. 11) L'ensemble, ainsi agencé, soutient, par les suspentes (39) le toit (40), et les plafonds (41); sur les supports latéraux (42), solidaires des piliers (37), sont fixés les parois verticales (43). La Fig. 12, représente la vue d'ensemble d'un bâtiment construit suivant l'invention, dans lequel des poutres autoporteuses horizontalS forment la structure dans le plan horizontal (X, Y), et des piliers, en fer IPN, celles dans les plans verticaux, suivant (Z) REVENDICATIONS 10/ La poutre autoporteuse modulaire selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte une base, sous la forme d'un tube (1), muni à ses extrémités de talon (2) et de broche (6) permettant l'emboîtement et la fixation par un seul boulon (5), de 2 modules l'un sur l'autre 2 / La base de la poutre autoporteuse suivant la revendi cation 1 est rigidifiée, module par module, dans le plan ver tical, par un câble tendu, solidaire par ses extrémités, des talons fixés sur la base, et s'appuyant à l'extrémité d'un potelet (13) lui-même simplement maintenu coincé au milieu dela base (1) - Fig. 1 et 3B.-. 30/ La poutre autoporteuse modulaire selon les revendica tions 1 et 2,- constituée par l'association de plusieurs modu les, est rigidifiée dans le plan vertical par des câbles tendus accrochés par leurs extrémités sur le sommet des potelets (13) et s'appuyant sur le sommet des mats (21), intercalés entre les modules lors de leur montage, et immobilisés par les mê mes boulon (5) et broche (6) qui solidarisent ces derniers. 40/ La poutre autoporteuse, suivant les revendications 1 2 et 3, est rigidifiée dans le plan horizontal par des câbles tendus (22) entre les tétons (9) solidaires du plan inférieur du tube (1) et/iuiappuient sur les tendeurs solidaires des ta lonnières (23) soudées en bout des bras de la traverse (14), fixée au milieu du tube La disposition est telle que les câbles tendus (22) se trou vent dans des plans placés au dessous du tube formant la base du module, et liant les modules 2 à 2, suivant les dispositions des câbles telles que représentéeen Fig. 3 A 5 / Le tube de la poutre autoporteuse suivant les revendi cations 1 à 4, ainsi que les potelets,mats et traverses peu vent être métalliques 60/ La poutre autoporteuse suivant les revendications 1 à 5, peut être constituée en matériaux plastiques et composites. 7 / Les câbles constituant les systèmes de rigidification de la poutre autoporteuse suivant les revendications 1 à 6 sont tendus par des vérins à vis (Fig. 5 ). 80/ La poutre autoporteuse selon les revendications 1 à 7, est ancrée au moyen de modules d'extrémité, conçus suivant l'invention de façon telle que les glissières réversibles dont ces modules sont munis permettent ,par le réglage de leur position, de s'adapter aux points d'ancrage, autorisant ainsi la mise en place d'un nombre entier de modules, quel que soit l'intervalle des ancrages 90/ Le module d'extrémité, suivant la revendication 8, peut être constitué par une console en forme de triangle rectangle, permettant la liaison d'une poutre horizontale avec une poutre verticale. Cette console peut être double, et de forme cubique, pour permettre la liaison de poutres 2 par 2 dans 3 directions perpendiculaires, sens X, Y, Fig. 9. 10"/ La poutre autoporteuse, suivant les revendications 1 à 9, peut supporter des chemins de câbles,des tuyauteries, organes de machines, mais également des plafonds, des parois verticales, et constituer par exemple l'ossature de bâtiments, ceci non limitativement