Brevet FR2745313A1 — publié le 19970829

STRUCTURE MÉTALLIQUE PORTEUSE POUR LA CONSTRUCTION DE BATIMENTS. L'invention concerne une structure métallique et, plus particulièrement, une structure métallique porteuse pour la construction d'un ou plusieurs étages d'un bâtiment, étant entendu que le mot étage recouvre, dans la présente description, un sens large incluant notamment les rez-de-chaussée et les étages supérieurs. De manière classique, les structures métalliques des bâtiments sont formées de poutres métalliques verticales à section en H communément appelées IPE, HEA ou HEB. Ces poutres sont montées à des endroits clés des bâtiments, notamment en leurs angles et reposent dans des puits bétonnés ou fondations qui assurent leur maintien. Dans le cas où le bâtiment comporte un rez-dechaussée et un étage supérieur ou un comble aménageable, les poutres précitées ont une hauteur égale à la hauteur du rez-de-chaussée augmentée de la hauteur dudit étage supérieur. Ces poutres sont donc en général lourdes et d'une grande hauteur. De ce fait, leur transport et leur mise en place nécessite l'intervention d'une machine d'élévation. Considérant l'état de la technique exposé cidessus, un problème technique que se propose de résoudre l'invention est de permettre à l'homme du métier, c'est-â-dire l'homme dit "du bâtiment", d'éviter l'emploi, dans des constructions de bâtiments, de structures métalliques formées de poutres lourdes, encombrantes, difficilement transportables et manipulables. Une solution à ce problème technique consiste à remplacer lesdites poutres par des poteaux métalliques de moindre poids, dont la hauteur et sensiblement égale à la hauteur d'un unique étage de construction. Aussi, l'invention a pour objet une structure métallique porteuse pour la construction d'un étage d'un bâtiment, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un ensemble de poteaux métalliques verticaux d'une même hauteur sensiblement égale à la hauteur dudit étage, une extrémité inférieure desdits poteaux étant fixée sur un plancher dudit bâtiment par l'intermédiaire d'une platine inférieure. Bien entendu, la structure métallique porteuse se retrouve, en définitive dans l'étage construit de l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas où le bâtiment comporte un étage supérieur disposé au-dessus de l'étage précité, ledit étage supérieur est muni de poteaux métalliques d'une même hauteur sensiblement égale à la hauteur dudit étage supérieur. La description qui va suivre, et qui ne comporte aucun caractère limitatif, permettra de mieux comprendre la manière dont l'invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue au regard des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente, en perspective, un poteau pour la construction d'une structure selon l'invention - le figure 2 représente, en perspective, une structure selon l'invention ; et - la figure 3 illustre, en perspective, le positionnement de panneaux et d'un isolant dans une structure selon l'invention. Les structures métalliques de l'invention se composent de poteaux 1 tels que représentés à la figure 1. Ces poteaux 1 sont métalliques, notamment en acier, et tubulaires. Dans un exemple, leur hauteur est de 2 m 60, leur section est carrée de 60 mm de côté, et l'épaisseur du métal dont ils sont formés est de l'ordre de 2 mm. Leur résistance au flambage est alors d'environ 3 tonnes. Des platines de métal supérieure 2 et inférieure 3 sont fixées, respectivement, aux extrémités haute et basse des poteaux 1, par exemple par soudage. Ces platines 2, 3 ont des dimensions supérieures aux dimensions de la section des poteaux 1. Elles sont percées, à leur périphérie, de trous débouchant 4. Dans le cas des poteaux 1 en exemple, la platine inférieure 3 se présente sous la forme d'un carré de 120 mm de côté, d'une épaisseur de 5 mm et comportant quatre trous débouchant 4, tandis que la platine supérieure 2 se présente sous la forme d'un rectangle de 120 mm de long, de 80 mm de large, d'une épaisseur de 5 mm et ne comportant que deux trous débouchant 4. Etant donné que le poids desdits poteaux 1, munis de leurs platines 2, 3, est de l'ordre de 10 kg, ils peuvent être déplacés et transportés avec une grande facilité, notamment par une ou deux personnes, et leur installation ne nécessite pas de recourir à une machine du type machine d'élévation. A la figure 2, on a représenté une structure métallique comportant un "étage" en rez-de-chaussée 5 et un étage supérieur G ou comble aménageable. Cette structure en exemple a une longueur de 18 m et une largeur de 9 m. Elle se compose de cinquante poteaux 1 répartis, pour une quarantaine d'entre eux, sur le périmètre choisi du bâtiment 5 et, pour la dizaine restante, à l'intérieur dudit périmètre et selon les plans de l'intérieur dudit bâtiment. A titre indicatif, les poteaux 1 sont espacés d'un à deux mètres. A noter que, dans un bâtiment du type précité mais ne comportant pas d'étage supérieur 6 ou de comble aménageable, il n'est pas nécessaire d'utiliser cinquante poteaux. Quarante suffisent. Les poteaux 1 de la structure de la figure 2 sont placés et fixés sur un plancher 7 par des moyens de scellement tels que des boulons 8 introduits au travers des trous débouchant 4 des platines inférieures 3. Ces boulons 8 sont montrés en figure 1. Bien entendu, on entendra le terme plancher sur un sens large incluant notamment et en particulier les dalles bétonnées. Il n'apparaît donc pas nécessaire de réaliser, à la base des poteaux 1, des fondations présentant des puits aptes à recevoir leurs extrémités basses et de noyer lesdites extrémités dans du béton. L'invention autorise de ce fait une certaine souplesse dans la disposition des poteaux 1. Dans le cas où le bâtiment présente des ouvertures 9 destinées à recevoir des fenêtres ou portes, il convient de calculer la pose des poteaux 1 de manière à ce qu'un poteau vertical 1 soit situé de chaque côté de ladite ouverture 9, l'espace entre lesdits poteaux 1 correspondant alors sensiblement à la largeur de ladite ouverture 9. Les encadrements des fenêtres ou portes sont alors avantageusement fixés, à leurs montants latéraux, par des vis, équerres ou autres moyens de fixation qui traversent lesdits montants et pénètrent le métal des poteaux 1. Selon les matériaux utilisés pour l'encadrement des fenêtres ou portes, par exemple le bois, le PVC ou l'aluminium, les moyens de fixations seront d'un type préféré connu de l'homme du métier. On notera que des ouvertures 9 peuvent être placées en angle, aussi bien à l'étage 5 qu'à l'étage 6, la structure ne présentant alors pas de poteau 1 au sommet dudit angle. On notera par ailleurs, que la structure de l'invention est, dans le cas précité des ouvertures, conçue de manière radicalement différente des structures à poutres IPE, HEA ou HEB de l'état de la technique dans lesquelles lesdites ouvertures sont disposées par rapport à deux barres horizontales portées par lesdites poutres IPE, HEA ou HEB. Les platines supérieures 2 sont fixées à un cerclage métallique 10 qui relie les poteaux 1 entre eux, horizontalement. De cette manière, le poids que la structure de l'invention peut être amenée à supporter, est équitablement réparti directement sur l'ensemble des poteaux 1. Dans un exemple, les cerclages 10 sont constitués par des éléments de tubes métalliques de section carrée de 80 x 80 mm, de 3,2 mm d'épaisseur de métal et d'une longueur de 6 m environ mis bout à bout et reliés entre eux par un manchon qui vient s'emboîter à l'intérieur desdits éléments. Un manchon en forme d'équerre est fixé à la fois aux poteaux 1 et aux éléments du cerclage 10 de manière à soutenir et relier ledit cerclage 10. Les poteaux 1 de l'étage supérieur 6 sont fixés, par l'intermédiaire de leur platine inférieure 3, au cerclage 10. La structure métallique de l'invention est en outre avantageusement habillée des éléments suivants des planches de bois 11, des panneaux rigides 12 et un isolant 17. Les planches de bois 11 sont placées les unes audessous des autres, sur toute la longueur de la structure, sensiblement horizontalement. Ces planches 11, dans un exemple au nombre de trois et de 10 cm de large, ont notamment une fonction de renfort de la structure de l'invention. Elles sont fixées par des moyens de fixation quelconques aux poteaux 1 qui les soutiennent. Les panneaux rigides 12 sont ensuite posés à l'extérieur de la structure métallique du bâtiment, appliqués contre les poteaux 1. De tels panneaux 12 sont représentés, en particulier, à la figure 3. Ils sont constitués de polyester et forment des grandes plaques dont les dimensions sont, dans un exemple, de l'ordre de 9 m de long, 2 m 60 de hauteur et de 3 et 5 mm d'épaisseur. Ils comportent, sur l'une de leur face, des renforts constitués de bandes 13 verticales et/ou horizontales de 5 cm de large et de 5 mm d'épaisseur qui forment, le cas échéant, un quadrillage. Les bandes 13 horizontales dont espacées d'un mètre environ et les bandes 13 horizontales sont espacées de 60 cm environ. Ces bandes 13 sont avantageusement des bandes de polyester moulées dans la masse des panneaux mais peuvent être cependant des bandes de bois voire de métal. Un sillon vertical 14 est creusé dans les bandes horizontales 13. Ce sillon 14 coopère avec une attache 15 fixée aux poteaux 1. A cet effet, l'attache 15 est munie d'une aile verticale 16 qui s'engage dans le sillon 14 de la bande 13. Le panneau 12 est alors maintenu en place par le sillon 14 engagé dans plusieurs ailes 16 d'attaches 15 fixées aux poteaux 1. Aussi, la pose des panneaux 12 peut s'effectuer quelles que soient les conditions climatiques, notamment par temps de pluie ou par temps froid ou très chaud, sans que son résultat final soit altéré. On notera que cela n'est pas le cas des crépis traditionnels. L'isolant 17, par exemple de la laine de verre, est avantageusement fixé à l'intérieur de la structure de l'invention, aux planches 11. Des plaques de plâtre non représentées sur les figures sont alors éventuellement appliquées sur l'isolant 17. L'espace formé entre, d'une part, les planches 11 et l'isolant 17 et, d'autre part, les panneaux 12, constitue un tampon entre l'extérieur du bâtiment muni de la structure de l'invention et l'intérieur de celuici. La présence de cet espace améliore sensiblement l'isolation thermique du bâtiment. En définitive, la structure de l'invention décrite ci-dessus se compose d'un ensemble de poteaux métalliques avantageusement munis de planches de bois 11 et de panneaux de polyester 12. Cet ensemble comprend donc trois types de matériaux différents, à savoir le métal, le bois et le polyester. Par ailleurs, il apparaît clairement que le montage de ladite structure de l'invention est simple, pratique et rapide. En outre, la solidité des bâtiments obtenus s'avère comparable à celle des bâtiments de l'état de la technique, comportant une structure à poutres IPE, HEA ou HEB. Aussi, l'invention constitue un progrès notable dans le domaine général de l'industrie du bâtiment. REVENDICATIONS 1. Structure métallique porteuse pour la construction d'un étage (5) d'un bâtiment, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un ensemble de poteaux (1) métalliques verticaux d'une même hauteur sensiblement égale à la hauteur dudit étage (5), une extrémité inférieure desdits poteaux (1) étant fixée sur un plancher (7) dudit bâtiment par l'intermédiaire d'une platine inférieure (3). 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les poteaux (1) sont tubulaires et présentent une section carrée. 3. Structure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les poteaux (1) sont reliés par leur extrémité supérieure à un cerclage (10) auquel ils sont fixés par l'intermédiaire d'une platine supérieure (2). 4. Structure selon l'une des revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un étage supérieur (6) à l'étage (5), ledit étage supérieur (6) étant muni de poteaux métallique (1) d'une même hauteur sensiblement égale à la hauteur dudit étage supérieur (6). 5. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bâtiment comporte une ouverture (9) et en ce que la pose des poteaux (1) de la structure est calculée de manière à ce qu'un poteau (1) vertical soit situé de chaque côté de ladite ouverture (9). 6. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des planches (11) relient les poteaux (1) d'un même étage entre eux, sensiblement horizontalement. 7. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des panneaux (12) sont posés à l'extérieur de la structure, appliqués contre les poteaux (1). 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que les panneaux (12) comportent des renforts (13) dans lesquels sont creusés un sillon (14), lesdits panneaux (12) étant tenus en place par les sillons (14) engagés dans des ailes (16) d'attaches (15) fixées aux poteaux (1). 9. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un isolant (17) est fixé à l'intérieur de la structure. 10. Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un espace formé entre, d'une part, les planches (11) et l'isolant (17) et, d'autre part, des panneaux (12), constitue un tampon entre l'extérieur du bâtiment et l'intérieur de celui-ci.