Brevet FR2770864A1 — publié le 19990514

La présente invention concerne une structure de toiture rideau et, en particulier, une structure de toiture rideau comprenant un rideau de plafond qui forme le plafond d'un bâtiment et un rideau de toiture qui forme la toiture du bâtiment. Dans une maison japonaise habituelle, la toiture est une "toiture à tuiles" formée par des tuiles qui sont placées sur une structure de support qui est inclinée, et le plafond est formé par des panneaux qui sont placés sur un certain nombre de traverses de support. Dans un bâtiment tel qu'un gymnase qui doit avoir une grande surface de plancher sans pilier intermédiaire, il faut que la toiture et le plafond aient des structures spéciales de support autres que celles d'une habitation habituelle. Une habitation à toit de tuiles pose cependant des problèmes car elle n'est pas antisismique puisque les tuiles sont lourdes, et le coût de construction est très élevé car la formation de la toiture avec des tuiles et la formation de traverses de support constituent un travail de longue durée. Un bâtiment ayant une grande surface de plancher, tel qu'un gymnase, pose aussi des problèmes en ce qu'il n'est pas antisismique et le coût de construction est trop élevé puisqu'il faut une structure de support très compliquée pour la toiture ou le plafond. Compte tenu des problèmes précités, l'invention a été réalisée et elle a pour objet la formation d'une structure de toiture rideau qui est simple et facile à réaliser, qui est antisismique, et qui permet en outre une réduction du coût. L'invention concerne une structure de toiture rideau dans laquelle la toiture d'un bâtiment peut être formée par une structure simple et légère et la structure est antisismique et peut être facilement réalisée afin que le coût de construction soit réduit et, en outre, les barres d'ossature supportent le rideau de toiture depuis l'intérieur si bien que la configuration de la toiture peut garder ses propriétés d'esthétique et de stabilité. Dans un mode de réalisation, la pression atmosphérique à l'intérieur de la structure à toiture rideau reste constamment négative et les barres d'ossature restent constamment pleines d'air si bien que la configuration de la toiture peut constamment garder ses propriétés d'esthétique et de stabilité. Dans un mode de réalisation, la pression atmosphérique dans la structure de toiture rideau reste constamment positive et les barres d'ossature restent constamment remplies d'air si bien que la configuration de la toiture peut constamment garder ses propriétés d'esthétique et de stabilité. Dans un mode de réalisation, l'aspect extérieur de la structure de la toiture rideau est excellente car les organes de support ne peuvent pas être observés depuis l'extérieur. Dans un mode de réalisation, il n'est pas nécessaire de monter les barres d'ossature à la surface interne du rideau de toiture et les barres d'ossature ne se séparent jamais du rideau de toiture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un bâtiment ayant une structure de toiture rideau selon la présente invention la figure 2 est une vue en élévation frontale représentant le corps du bâtiment la figure 3 est une vue en plan d'un corps de bâtiment la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un corps de bâtiment la figure 5 est une vue développée d'un rideau de plafond la figure 6 est une vue éclatée développée d'un rideau de toiture la figure 7 est une vue en perspective d'un exemple de barre d'ossature la figure 8 est une vue en coupe d'un exemple de barre d'ossature la figure 9 est un schéma représentant un exemple permettant la description du montage d'une barre d'ossature les figures 10(A) et 10 (B) sont des vues en perspective représentant une structure de dispositif d'évacuation ou d'alimentation la figure 11 est une vue schématique en perspective illustrant le montage d'un rideau de plafond la figure 12 est une vue schématique en perspective du montage d'un rideau de toiture la figure 13 est une coupe d'une partie de raccordement d'un rideau de plafond et d'un rideau de toiture la figure 14 est une vue en élévation latérale de dispositifs de traction, représentant essentiellement les organes droit et gauche de support la figure 15 est une vue en perspective représentant le travail d'une structure à toiture rideau lorsque la pression atmosphérique dans un espace fermé est en dépression la figure 16 est une vue schématique en perspective représentant le travail d'une structure de toiture rideau lorsque la pression dans l'espace fermé est maintenue positive la figure 17 est une vue schématique en perspective représentant un dispositif d'évacuation raccordé à une barre d'ossature la figure 18 est une vue schématique représentant un dispositif d'alimentation raccordé à une barre d'ossature la figure 19 est une vue en perspective d'un autre exemple de bâtiment ayant une structure de toiture rideau selon la présente invention la figure 20 est une vue en élévation frontale d'un corps de bâtiment de la figure 19 ; et la figure 21 est une vue en élévation frontale d'un autre exemple de corps de bâtiment. On se réfère aux dessins pour la description d'exemples de structure à toiture rideau selon la présente invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de bâtiment 2 ayant une structure 1 de toiture rideau selon la présente invention. Un corps principal 2A du bâtiment 2 est essentiellement formé de châssis d'acier. La figure 2 est une vue en élévation frontale du corps principal 2A, la figure 3 une vue en plan et la figure 4 une vue en élévation latérale de ce corps 2A. La dimension du corps 2A n'est cependant pas limitée, et on peut utiliser des murs latéraux de 18 m de largeur et des murs avant et arrière de 54 m de largeur. Le corps 2A qui a des portes 3 et fenêtres 4 à des emplacements voulus est entouré par un mur 5 renforcé par des traverses 6 en diagonale et qui est formé sur des fondations 7. Comme représenté sur la figure 3, un organe 8 d'armature est monté à chacun des coins du corps 2A mais aucune poutre n'est prévue avec le plafond. Bien qu'une poutre 10 d'armature puisse être disposée comme indiqué en trait mixte sur la figure 3, le cas échéant au point de vue de la résistance mécanique, il est avantageux de ne pas de poutre d'armature, lorsque le corps 2A du bâtiment a une résistance suffisante, afin qu'un rideau de plafond 18, décrit dans la suite, ait un excellent aspect esthétique. Une gouttière 12 de support qui débouche vers le haut est montée à la surface externe d'une poutrelle 11 à la circonférence supérieure du corps 2A par soudage ou boulonnage comme indiqué sur la figure 11. Un certain nombre de tiges 13 de boulons dépassent sur la gouttière 12 de support, et ces tiges sont séparées de la distance nécessaire au support d'un rideau de plafond 18 et d'un rideau de toiture 20 comme décrit dans la suite. La surface verticale 12A de la gouttière 12 dont dépassent les tiges 13 de boulons est lisse et revêtue au préalable d'un matériau d'accrochage. La gouttière 12 est solidaire de la poutrelle 11 et les tiges 13 de boulons peuvent dépasser de celles-ci. Des tubes d'évacuation (non représentés) sont disposés en position convenable par rapport à la gouttière 12. Au centre de chacun des murs latéraux 14 du corps 2A, comme indiqué sur les figures 1 à 4, un tube 15 de support s'étend sur une hauteur importante au-delà du corps 2A et est fixé à demeure à un organe 16 d'armature. Les tubes 15 de support sont destinés à fixer un cordon 26 de tension sous forme tendue afin que, comme l'indique la figure 14, l'extrémité supérieure de chaque tube de support possède un rouleau 15A monté sur un arbre, l'extrémité inférieure s'étendant vers le milieu de la hauteur du mur latéral 14 du corps 2A ou près de ce milieu pour la formation d'un dispositif de traction du cordon 26 de tension. Le plafond du corps 2A est formé par un rideau plat de plafond 18 et un rideau de toiture 20 destiné à former la toiture du bâtiment est placé au-dessus du rideau de plafond 18. La figure 5 est une vue en plan du rideau de plafond 18 formé par un organe en feuille de dimension telle qu'il recouvre le plafond avec une marge 18A de raccordement à sa circonférence extérieure. La marge 18A de raccordement possède une structure double formée par pliage de la circonférence de l'organe en feuille afin que la résistance mécanique soit accrue, et un certain nombre de trous 19 sont formés pour l'introduction des tiges 13 de boulons de la gouttière 12, dans la marge 18A de raccordement, les trous étant séparés par une distance égale à celle qui sépare les tiges 13 de boulons. La figure 6 est une vue développée du rideau de toiture 20 destiné à former une toiture à comble sur pignons, représentant un matériau en feuille découpée sous forme d'un organe avant 21, d'un organe arrière 22, d'un organe droit 23 et d'un organe gauche 24. Les organes 21, 23 et 24 en forme de feuille ont respectivement des marges 21A, 23A et 24A destinées à être cousues sur les côtés désignés et un certain nombre de trous 25 pour l'introduction des tiges 13 de la gouttière 12 sont disposés avec des marges de raccordement 21B, 22B, 23B et 24B des organes 21, 22, 23 et 24 et sont séparés par une distance égale à celle qui sépare les tiges 13. Les marges de raccordement 21B, 22B, 23B et 24B ont respectivement une structure double formée par pliage des organes en feuilles afin que leur résistance mécanique soit accrue. Après que les côtés correspondants des organes en forme de feuille ont été placés les uns sur les autres, les marges 21A, 23A et 24A sont cousues pour la formation d'un rideau de toiture 20. Le cordon 26 de tension est placé à l'arête 20A de l'organe avant 21 et de l'organe arrière 22, destinés à être cousus avec les organes en forme de feuille. Le rideau de plafond 18 et le rideau de toiture 20 sont formés d'un matériau en feuille imperméable au gaz qui ne permet pas le passage d'air, et on peut avantageusement utiliser, comme matériau en feuille, une feuille d'une résine stratifiée multicouche, une feuille d'étoffe traitée revêtue de caoutchouc ou d'une résine, etc. Les parties cousues du rideau de toiture 20 sont revêtues de caoutchouc ou d'une résine ne permettant pas le passage de l'air. La figure 7 est une vue en perspective d'une barre d'ossature 50 fixée à l'intérieur du rideau de toiture 20 à un emplacement voulu, et la figure 8 est une coupe de la barre d'ossature 50. La barre d'ossature 50 comprend un organe tubulaire allongé constitué d'un matériau imperméable au gaz, par exemple une feuille de caoutchouc ou d'une résine stratifiée multicouche et une feuille d'étoffe traitée revêtue de caoutchouc ou d'une résine, et elle est remplie d'air. L'air est chargé et déchargé par une entrée 51 ayant un robinet 52 qui règle l'air introduit à l'intérieur de la barre 50 et évacué de celle-ci et qui ferme de manière étanche cette barre 50. Les barres d'ossature 50 sont montées à la surface interne du rideau de toiture 20 de manière que chacune des barres d'ossature 50 fléchisse au centre en formant un "V" inversé destiné à être fixé aux côtés latéraux de chacun des organes droit 23 et gauche 24 par couture, fixation par collage, etc. La figure 9 représente un exemple de fixation de l'une des barres 50 d'ossature à l'organe droit 23 par couture de l'organe droit 23 avec un fil 53 qui forme des boucles et par passage de la barre 50 dans les boucles, mais le procédé de fixation ne peut pas toujours être limité à l'exemple représenté. Lors du montage des barres d'ossature 50 à la surface interne du rideau de toiture 20, les barres 50 peuvent être montées sur les bords latéraux des organes avant 21 et arrière 22 ou peuvent être montées à l'intérieur du rideau de toiture 20 réalisé par couture des organes en forme de feuille. I1 est avantageux de former des parties tubulaires aux bords des organes en forme de feuille du rideau de toiture 20 par pliage des bords des organes en forme de feuille, pour la constitution des barres d'ossature 50 qui sont remplies d'air. Ainsi, les barres d'ossature 50 sont solidaires du rideau de toiture 20 et non séparées de celui-ci, et il n'est donc plus nécessaire de monter ces barres 50 à la face interne du rideau 20 et les barres 50 ne peuvent plus se séparer du rideau de toiture 20. Les organes en forme de feuille dans lesquels sont formées les parties tubulaires constituant les barres 50 des bords peuvent être l'organe avant 21, l'organe arrière 22, l'organe droit 24 et l'organe gauche 24. L'un des organes latéraux, par exemple l'organe gauche 24 de la figure 6, a une ouverture 27 dans laquelle est monté un ventilateur 30 représenté sur la figure 10. Le ventilateur 30 est utilisé comme dispositif d'évacuation d'air de l'espace fermé constitué entre le rideau de toiture et le rideau de plafond, vers l'extérieur du bâtiment, ou sous forme d'un dispositif d'alimentation qui charge l'air extérieur dans l'espace fermé. Comme l'indique les figures 10(A) et 10(B), le ventilateur 30 comporte un moteur M fixé à des organes 32 de support dans un trou 31A d'air, formé dans une plaque 31 de support, et une pale mobile 33 montée sur l'axe du moteur M. Un cylindre 34 entourant la pale mobile 33 est fixé dans le trou 31A de circulation d'air. La pale 33 est entraînée à grande vitesse par le moteur M pour l'introduction ou l'extraction d'air par l'intermédiaire du cylindre 34. Le ventilateur 30 dans lequel est monté le cylindre 34 sur la plaque 31 est cousu, par utilisation de trous 31B de couture de la plaque 31 de manière que la plaque 31 se trouve à l'intérieur de l'organe gauche 24 et que le cylindre 34 dépasse à l'extérieur de l'ouverture 27, et la pastille cousue est revêtue de caoutchouc ou d'une résine empêchant le passage de l'air. Lorsque la partie destinée à former le plafond du corps 2A est couverte du rideau de plafond 18 comme indiqué sur la figure 11, la marge de raccordement 18A est tirée vers l'intérieur vers la gouttière 12 et les tiges 13 de la gouttière 12 pénètrent profondément dans les trous 19 de la marge 18A pour la fixation du rideau de plafond 18 au corps 2A. Une plaque allongée 36 imperméable au gaz et formant un coussin est montée sur les tiges 13 de la gouttière 12. Comme représenté sur la figure 12, la plaque 36 est un organe allongé ayant des trous 36A séparés par une distance égale à celle qui sépare les tiges 13 afin qu'un espace fermé soit réalisé par montage et serrage de la marge 18A de raccordement du rideau 18 et des marges 21B, 22B, 23B et 24B de raccordement du rideau de toiture 20 sur les tiges 13. Le rideau de toiture 20, réalisé à une configuration de toiture dont les barres d'ossature 50 sont fixées à la surface interne, est placé au-dessus du rideau de plafond 18, l'organe avant 21 étant dirigé vers l'avant du corps principal et le cordon 26 de tension placé à droite du rideau de toiture rejoint le tube 15 de support à droite du corps 2A par l'intermédiaire d'un rouleau 15A et est tiré en dehors du tube pour être maintenu temporairement tendu. Les marges de raccordement 21B, 22B, 23B et 24B du rideau de toiture 20 sont tirées vers l'intérieur vers la gouttière 12 et les tiges 13 de boulons sont introduites successivement dans les trous 25 des marges 21B, 22B, 23B et 24B. Après que les tiges 13 ont été introduites dans tous les trous 25 comme indiqué sur la figure 13, un écrou 39 est placé sur chaque tige 13 de boulon pour la fixation de la circonférence du rideau de toiture 20 de manière serrée. Le cordon de tension maintenu temporairement est alors fermement fixé de manière que, comme l'indique la figure 14, une masse 41 soit fixée à une extrémité du cordon 26 ou qu'un ressort de traction soit placé entre un dispositif 42 de fixation et le cordon 26 afin que la configuration du rideau de toiture 20 soit conservée. Le cordon 26 peut être fixé afin qu'il soit immobile, mais il est préférable que le cordon 26 soit fixé de manière amovible comme indiqué sur la figure 14 afin qu'il puisse être ajusté de manière souple lorsque la température ou la pression atmosphérique varie. Ainsi, un espace S de grenier entre les rideaux 18 et 20, lorsque le cordon 26 est tendu fermement, est fermé mis à part la présence du trou 31A de circulation d'air du ventilateur 30. Dans l'état indiqué précédemment, la pression dans l'espace S de grenier devient négative (faible) par rapport à la pression atmosphérique externe lorsque le moteur M du ventilateur 30 est alimenté afin que la pale 33 évacue l'air de l'espace S du grenier si bien que, comme représenté sur la figure 15, le rideau de plafond 18 est tiré vers le haut par rapport au corps 2A et le rideau de toiture 20 reste tendu. Lorsque la pale 33 se déplace pour transmettre l'air extérieur à l'espace S de grenier, la pression dans l'espace S devient positive (élevée) par rapport à la pression atmosphérique extérieure si bien que, comme l'indique la figure 16, les rideaux 18 et 20 sont tirés vers l'extérieur et le rideau de toiture 20 est maintenu à l'état tendu. Ainsi, le rideau de toiture 20 peut avoir un excellent aspect extérieur sans pli et la configuration varie très peu lorsque la pression dans l'espace S varie puisque les barres d'ossature 50 qui sont remplies d'air sont fixées à la surface interne du rideau de toiture 20 et, en outre, la structure de toiture rideau est antisismique puisque la totalité du toit est légère. Selon l'invention, l'air évacué de l'espace S de grenier peut être transmis aux barres d'armature 50. Comme l'indique la figure 17, le robinet 52 de l'entrée 51 de l'une des barres d'ossature 50 dépasse du rideau de toiture 20 (de l'organe gauche 24 comme représenté par exemple) afin qu'il se raccorde à une extrémité d'ouverture du cylindre 34 par un tube souple 6 de raccordement. Dans ce raccordement, la bordure existant entre le robinet 52 et le rideau 20 doit être revêtue d'une résine ou autre afin que l'espace S de grenier soit bien fermé. Une autre barre d'ossature 50 placée à droite peut être remplie d'air par montage d'un ventilateur sur l'organe droit 23 de la même manière que sur la figure 17, ou par raccordement des barres d'ossature droite et gauche 50 par un tube souple dans l'espace S de grenier. Une partie de l'air évacué de l'espace S, mais non la totalité, peut être transmise aux barres d'ossature 50. Dans l'état dans lequel chaque robinet 52 des barres d'ossature 50 est raccordé au cylindre 34 du ventilateur 30 ou chaque cylindre 34 du ventilateur 30, la pression dans l'espace S est constamment maintenue à une valeur négative, les barres 50 étant constamment remplies d'air par entraînement du ventilateur 30 comme ventilateur d'évacuation qui transmet l'air évacué de l'espace S aux barres 50. En conse- quence, la configuration du rideau de toiture 20 peut toujours rester excellente. Selon l'invention, le ventilateur 30 peut être utilisé comme ventilateur d'alimentation qui transmet une partie de l'air provenant de l'extérieur à l'espace S et aussi dans les barres 50. Comme l'indique la figure 18, le cylindre 35 monté en dérivation est placé à l'intérieur par rapport au trou 31A de circulation d'air et le tube souple 6 raccorde une dérivation 35A du cylindre 35 au robinet 52 de la barre 50. Dans ce cas, le robinet 52 de la barre 50 est placé à l'intérieur de l'espace S si bien que la dérivation 35A et le robinet 52 sont raccordés à l'intérieur de l'espace S. Une autre barre d'ossature 50 peut être remplie d'air par montage d'un ventilateur sur l'autre organe en feuille latéral de la même manière que sur la figure 18 ou par raccordement des barres droite et gauche 50 par un tube souple de circulation d'air placé dans l'espace S de grenier. Dans l'état dans lequel chaque robinet 52 des barres 50 est raccordé à la dérivation 35A du ventilateur 30 ou à chaque dérivation 35A de ventilateur 30, la pression dans l'espace S reste constamment positive et les barres 50 sont constamment remplies d'air par entraînement du ventilateur 30 comme ventilateur d'alimentation en air extérieur transmis à l'espace S de grenier ainsi qu'aux barres 50 d'ossature. En conséquence, la configuration du rideau de toiture 20 peut toujours rester excellente. Selon la présente invention, les tubes de support 15 peuvent être avantageusement placés à l'intérieur de l'espace de grenier S comme indiqué sur la figure 19. Comme l'indique la figure 20, les tubes de support 15 sont alors montés rigidement sur la poutrelle 11 ou la gouttière 12 et non sur les murs latéraux 14, par soudage ou boulonnage. Lorsque le rideau de toiture 20 est monté afin qu'il recouvre les tubes 15 de support, le ventilateur 30 est entraîné de manière que le cordon de tension 26 soit superflu puisque le rideau de toiture 20 peut être supporté par la partie supérieure de chaque tube de support 15, mais il est avantageux de placer un cordon 70 entre les tubes droit et gauche 15 de support avec un jeu déterminé comme indiqué sur la figure 21, afin que la configuration de la partie supérieure de la toiture rideau soit conservée. Le ventilateur 30 est de préférence constamment entraîné, mais il peut être arrêté après avoir été entraîné un certain temps ou il peut être entraîné par intermittence. Bien que le corps principal 2A ait une forme de parallélépipède dans les modes de réalisation représentés, l'invention peut s'adapter à toute configuration de corps 2A tel qu'un parallélépipède rectangle, un cylindre, etc. sans aucune restriction, et il peut prendre une forme quelconque de toiture rideau qui convient à l'écoulement de la pluie, par exemple une forme triangulaire, une forme hémisphérique, une forme hémicylindrique, etc. On peut utiliser n'importe quel dispositif pour délimiter un espace fermé par montage des marges de raccordement du rideau de plafond 20 au rideau de toiture 18 sur le corps principal 2A, en plus du dispositif décrit dans le présent mémoire, sans aucune restriction. La position de montage du ventilateur 30 n'est pas limitée à celle qui est représentée car il peut être monté en position quelconque, par exemple sous forme de l'organe avant 21 ou de l'organe arrière 22. Dans la structure de toiture rideau selon l'invention, la toiture et le plafond sont formés d'un matériau en feuille si bien que la structure est simple à réaliser facilement avec réduction du coût, et elle est antisismique, et la toiture rideau peut être adoptée pour de nombreux types de bâtiments ayant une grande surface au sol, tels que les gymnases et les salles d'exposition. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux structures qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. Notamment les dispositifs d'évacuation et d'alimentation, au lieu d'être montés sur le rideau de toiture (20) peuvent être montés sur le rideau de plafond (18). De plus le rideau de toiture (20) placé au-dessus du rideau de plafond (18) peut être sous une forme convexe lorsqu'il est supporté par les organes de support pour la formation d'un espace fermé. REVENDICATIONS 1. Structure de toiture rideau, comprenant un rideau plat de plafond (18) destiné à former un plafond d'un bâtiment (2) et un rideau convexe (20) de toiture placé au-dessus du rideau de plafond pour la formation de la toiture du bâtiment, caractérisée en ce que chaque rideau de plafond et de toiture est formé d'un matériau en feuille imperméable au gaz et fixé à la partie de bord supérieur du corps principal (2A) du bâtiment à chaque circonférence, le rideau de toiture est supporté par des organes de support sous une forme convexe pour la formation d'un espace fermé entre le rideau de toiture et le rideau de plafond, la pression à l'intérieur de l'espace fermé est maintenue à une valeur négative ou positive par rapport à la pression atmosphérique externe, et des barres d'ossature (50) remplies d'air sont disposées à la surface interne du rideau de toiture aux positions nécessaires. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif d'évacuation est monté sur le rideau de plafond ou le rideau de toiture pour l'évacuation d'air de l'espace fermé, et l'air évacué est transmis aux barres d'ossature. 3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif d'alimentation est monté sur le rideau de plafond ou de toiture pour la transmission de l'air extérieur à l'espace fermé, et une partie de l'air transmis est chargée dans les barres d'ossature. 4. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les organes de support sont placés à l'intérieur de l'espace fermé. 5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des barres d'ossature a une partie tubulaire formée par pliage d'un bord des organes en forme de feuille du rideau de toiture.