Brevet FR2783260A1 — publié le 20000317

La présente invention a pour objet un dispositif de stabilisation de poutres d'une structure de bâtiments. Certains bâtiments comme par exemple les bâti- ments industriels ou tertiaires comportent une structure mé- tallique formée par des poutres principales parallèles les unes par rapport aux autres et portant des poutres secondai- res parallèles les unes aux autres et s'étendant transversa- lement auxdites poutres principales. Dans la présente invention, la structure métal- lique peut être constituée par une toiture, un plancher ou encore les parois verticales des bâtiments. Les poutres principales sont le plus souvent constituées par exemple par des profilés présentant une section droite en forme de I et les poutres secondaires ap- pelées pannes ou solives dans le cas de planchers ou de toi- tures ou encore lisses pour des parois verticales sont cons- tituées par exemple par des profilés présentant une section droite en forme de Z, de C ou de I. Les poutres secondaires sont reliées aux poutres principales par un dispositif de stabilisation qui comporte au niveau des intersections des poutres principales et se- condaires une ou deux barres inclinées appelées bracons. Chaque bracon est relié par l'une de ses extré- mités à la poutre secondaire et par l'autre desdites extré- mités à la poutre principale par des organes appropriés comme par exemple des boulons et, selon le type de struc- ture, on utilise au niveau des intersections, deux bracons rigides ou un bracon rigide ou encore deux bracons souples. Les bracons rigides sont constitués par des tronçons de profilés ayant une section transversale par exemple en forme de U ou de L et les bracons souples sont constitués par des lames planes. D'une manière générale, les bracons travaillent en traction ou en traction-compression, en exerçant sur les poutres secondaires des forces de réaction aussi bien en état de service c'est à dire lorsque la poutre principale est stable qu'en état ultime c'est à dire lorsque la poutre principale est instable. Mais, les dispositifs de stabilisation utilisés jusqu'à présent ont des inconvénients qui sont dus principa- lement à une mauvaise évaluation des efforts engendrés dans les bracons ce qui peut conduire à des sinistres plus ou moins graves et notamment à une rupture des liaisons entre les bracons et les poutres et/ou des déformations excessives dans les poutres, voire un effondrement des bracons ou de ces poutres. En effet, la Demanderesse a déterminé que pour une poutre secondaire continue ayant une portée de 10 mè- tres, l'ordre de grandeur des efforts engendrés dans les dispositifs de stabilisation des poutres, sous les charges d'exploitation, est le suivant: Bracons rigides doubles: Charge dirigée vers l'intérieur et l'extérieur: Réactions dans les deux bracons: 4000 daN Bracons riqides simples: Charge dirigée vers l'intérieur et l'extérieur: Réactions dans les bracons: 1700 daN Bracons souples doubles: Charge dirigée vers l'extérieur: Réactions dans les bracons: 2500 daN Dans le cas de deux bracons rigides, des efforts parasites notables sont engendrés dans les poutres secondai- res et principales et dans le cas d'un seul bracon rigide, ces efforts parasites dans les poutres secondaires sont ré- duits par rapport au système avec deux bracons rigides. Par contre, les efforts parasites dans la poutre principale se trouvent sensiblement augmentés dus à la "poussée au vide" exercée par les bracons. Dans le cas de deux bracons souples, sous une charge descendante, les efforts parasites sont évités dans les poutres secondaires et principales grâce à l'instabilité des bracons conduisant ainsi à leur relâchement. Par contre, à cause de ce relâchement, en état ultime, c'est à dire lors d'une instabilité de la poutre principale, leur efficacité se trouve amoindrie et diffici- lement vérifiable par le calcul. Sous une charge ascendante, c'est à dire un sou- lèvement par le vent, tous les inconvénients des bracons ri- gides se retrouvent. L'invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients en proposant un dispositif de stabilisation qui n'en- gendre aucun effort parasite dans les poutres secondaires et qui permet de par sa conception, d'obtenir un système par- faitement calculable. L'invention a donc pour objet un dispositif de stabilisation des poutres d'une structure de bâtiments com- portant des poutres principales portant des poutres secon- daires s'étendant transversalement auxdites poutres princi- pales, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de l'in- tersection des poutres principales et secondaires, au moins une barre rigide solidaire par l'une de ses extrémités de l'une desdites poutres et reliée par l'autre de ses extrémi- tés à l'autre desdites poutres au moyen d'un élément de liaison flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre reliée audit élément de liaison et rigide dans un plan per- pendiculaire audit plan de cette poutre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le dispositif comprend deux barres rigides disposées de part et d'autre de la poutre principale et so- lidaires chacune par l'une de leurs extrémités de la poutre secondaire et reliées par l'autre de leurs extrémités à la poutre principale par ledit élément de liaison, - le dispositif comprend deux barres rigides disposées de part et d'autre de la poutre principale et so- lidaires chacune par l'une de leurs extrémités de la poutre principale et reliées par l'autre de leurs extrémités à la poutre secondaire par ledit élément de liaison, - chaque barre rigide est parallèle au plan lon- gitudinal de la poutre principale correspondante, - la barre rigide est formée par un profilé pré- sentant une section droite en forme de U ou de L ou de T, - l'élément de liaison est formé par une portion de profilé comportant une âme centrale et deux bords tombés opposés, - l'élément de liaison est formé par une portion de profilé comportant une âme centrale et deux bords tombés orientés dans la même direction, l'âme étant fixée au- dessous de la poutre principale correspondante et chaque bord tombé étant fixé à une extrémité d'une barre rigide, - l'élément de liaison est formé par un câble, - l'élément de liaison est formée par une lame plane. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va sui- vre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en réfé- rence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspec- tive d'une partie d'une structure d'un bâtiment comme par exemple un plancher équipé d'un dispositif de stabilisation conforme à l'invention, la Fig. 2 est une vue schématique en élévation d'un premier mode de réalisation du dispositif de stabilisa- tion conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue en perspective d'un élé- ment de liaison du dispositif de stabilisation représenté à la Fig. 2, la Fig. 4 est une vue schématique en élévation d'un second mode de réalisation du dispositif de stabilisa- tion conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une vue en perspective d'un élé- ment de liaison du dispositif de stabilisation représenté à la Fig. 4, la Fig. 6 est une vue schématique en élévation d'un troisième mode de réalisation du dispositif de stabili- sation conforme à l'invention. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une structure métallique d'un bâtiment comme par exemple un plancher et qui est formé par des poutres principales 1 pa- rallèles les unes par rapport aux autres et portant à inter- valles réguliers des poutres secondaires 2 parallèles les unes aux autres et s'étendant transversalement auxdites pou- tres principales 1. Les poutres principales 1 sont, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, constituées par des profilés présentant une section droite en forme de I et les poutres secondaires 2 appelées pannes ou solives dans le cas de planchers ou de toitures ou encore lisses pour des parois verticales sont constituées par des profilés présen- tant une section droite en forme de Z. Les poutres 1 et 2 peuvent présenter d'autres formes que celles représentées sur les figures. Par ailleurs, dans un but de simplification, les poutres secondaires 2 ont été représentées sur les figures d'un seul tenant. Elles peuvent être formées de plusieurs éléments liés par emboîtement ou placés bout à bout et re- liés entre eux par des éclisses. Les poutres secondaires 2 sont reliées aux pou- tres principales 1 par un dispositif de stabilisation dési- gné dans son ensemble par la référence 10 et qui comprend d'une manière générale, au niveau de l'intersection des pou- tres principales 1 et secondaires 2, au moins une barre ri- gide 11 solidaire par l'une lla de ses extrémités de l'une desdites poutres et reliée par l'autre llb de ses extrémités à l'autre desdites poutres au moyen d'un élément de liaison flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre re- liée audit élément de liaison 15 et rigide dans un plan per- pendiculaire audit plan de cette poutre. Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, le dispositif de stabilisation comprend deux barres rigides 11 disposées de part et d'autre de la poutre principale 1 et solidaires chacune par l'une lla de leurs extrémités de la poutre secondaire 2 correspondante et re- liées par l'autre llb de leurs extrémités à la poutre prin- cipale 1 par ledit élément de liaison 15. Dans ce cas, chaque élément de liaison 15 est flexible dans un plan parallèle au plan longitudinal de la poutre principale 1 et rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de la poutre principale 1. Les deux barres rigides 11 sont disposées en vis à vis l'une de l'autre c'est à dire du même côté de la pou- tre secondaire 2 ou décalées l'une par rapport à l'autre, c'est à dire de part et d'autre de ladite poutre secondaire 2. Chaque barre rigide 11 s'étend parallèlement au plan de la poutre principale 1 correspondante et est formée par un profilé présentant une section droite en forme de U ou de L ou de T. Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, chaque barre rigide 11 est formée par un profi- lé présentant une section droite en forme de L. Chaque élément de liaison 15 est conçu pour être flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre princi- pale 1 et être rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de la poutre principale 1. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les Figs. 2 et 3, l'élément de liaison 15 est formé par une portion de profilé comportant une âme centrale 16 et deux bords tombés opposés, respectivement 17 et 18. Le bord tombé 17 est fixé sur l'extrémité llb de la barre rigide 11 correspondante par au moins un organe approprié comme par exemple un boulon et le bord tombé 18 est fixé de préférence à la partie inférieure de l'âme de la poutre principale 1 à l'aide d'au moins un organe appro- prié comme par exemple un boulon. Selon un second mode de réalisation représenté sur les Figs. 4 et 5, l'élément de liaison 15 est formé par une portion de profilé comportant une âme centrale 19 et deux bords tombés, respectivement 20 et 21, orientés dans la même direction. Comme représenté à la Fig. 4, l'âme 19 de l'élé- ment de liaison 15 est fixée au-dessous de la poutre princi- pale 1 correspondante par des organes de fixation, comme par exemple des boulons, et chaque bord tombé 20 et 21 est fixé à une extrémité ilb d'une barre rigide 11 au moyen par exem- ple de boulons. Selon un troisième mode de réalisation repré- senté à la Fig. 6, chaque élément de liaison 15 est formé par un câble 22 dont une extrémité est fixée sur l'extrémité l1b de la barre rigide 11 correspondante et dont l'autre ex- trémité est fixée par exemple sur la semelle inférieure de la poutre principale 1. Selon un autre mode de réalisation, les éléments de liaison 15 peuvent également être formés par une lame souple disposée horizontalement entre l'extrémité llb de la barre rigide 11 correspondante et la poutre principale 1. Selon une variante, la dispositif de stabilisa- tion comprend deux barres rigides 11 disposées de part et d'autre de la poutre principale 1 et solidaires chacune par l'une de leurs extrémités de la poutre principale 1 et re- liées par l'autre de leurs extrémités à la poutre secondaire 2 par l'élément de liaison 15. Dans ce cas, chaque élément de liaison 15 est flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre secon- daire 2 et rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de la poutre secondaire 2. Le dispositif de stabilisation conforme à l'in- vention comprenant au moins une barre rigide et un élément de liaison fléchissant dans un plan parallèle au plan de la poutre principale et rigide dans un plan perpendiculaire à ce plan permet d'éviter les réactions verticales dans les poutres secondaires en état de service et ne transmet sur lesdites poutres secondaires qu'un moment d'encastrement uniquement en état ultime c'est à dire lors d'une instabili- té des poutres principales alors que les efforts parasites dans les poutres secondaires avec les dispositifs à bracons utilisés jusqu'à présent étaient importants. De plus, le système ainsi réalisé est parfaite- ment calculable ce qui permet d'éviter les efforts parasites non maîtrisés et ce qui permet de dimensionner en consé- quence les différents éléments en fonction des sollicita- tions de la structure du bâtiment. D'une manière générale, le dispositif de stabi- lisation conforme à l'invention s'applique aux structures de bâtiments comme par exemple les toitures, les planchers ou encore les parois verticales. REVENDICATIONS 1. Dispositif de stabilisation des poutres d'une structure de bâtiments comportant des poutres principales (1) portant des poutres secondaires (2) s'étendant transver- salement auxdites poutres principales (1), caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de l'intersection des poutres principales (1) et secondaires (2), au moins une barre ri- gide (11) solidaire par l'une (lia) de ses extrémités de l'une desdites poutres (1, 2) et reliée par l'autre (11b) de ses extrémités à l'autre desdites poutres au moyen d'un élé- ment de liaison (15) flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre reliée audit élément de liaison (15) et rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de cette poutre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend deux barres rigides (11) disposées de part et d'autre de la poutre principale (1) et solidaires chacune par l'une (lia) de leurs extrémités de la poutre se- condaire (2) et reliées par l'autre (llb) de leurs extrémi- tés à la poutre principale (1) par ledit élément de liaison (15). 3. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend deux barres (11) disposées de part et d'autre de la poutre principale (1) et solidaires chacune par l'une de leurs extrémités de la poutre principale (1) et reliées par l'autre de leurs extrémités à la poutre secon- daire (2) par ledit élément de liaison (15). 4. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la barre rigide (11) est parallèle au plan longitudinal de la poutre principale (1) correspondante. 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la barre rigide (11) est formée par un profilé présentant une section droite en forme de U ou de L ou de T. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (15) est formé par une portion de profilé comportant une âme centrale (16) et deux bords tombés opposés (17, 18). 7. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'élément de liaison (15) est formé par une portion de profilé comportant une âme centrale (19) et deux bords tombés (20, 21) orientés dans la même direction, l'âme (19) étant fixée au-dessous de la poutre principale (1) cor- respondante et chaque bord tombé (20, 21) étant fixé à une extrémité (llb) d'une barre rigide (11). 8. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (15) est formé par un câble (22). 9. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (15) est formé par une lame plane.