Brevet FR2785314A1 — publié le 20000505

La présente invention concerne un procédé de réalisation de planchers suspendus å la structure supérieure de la charpente à t'aide de suspentes. Les entraits supportant le plancher reposent à leurs extrémités sur les murs ou sur des poteaux. La réalisation de planchers et/ou de plafonds suspendus est connue depuis longtemps du fait de son intért fié essentiellement à la simplicité qui en résulte. Cependant la structure supérieure de la charpente permettant la suspension est très sensiblement alourdie pour supporter le ou les planchers. Les liaisons entre entraits arbalétriers et poteaux ou murs sont plus complexes que dans les réalisations conventionnelles. Au titre de l'art antérieur on peut citer quelques brevets concernant des réatisations particulières illustrant partiellement t'état de la technique. Le brevet MAXI COMBLES FR. A. 2.720.777 décrit un procédé pour la pose de plancher porteur dans des combles non aménageabtes mettant en oeuvre une poutre centrale. Le brevet PLACOPLATRE EP. 0. 711.882 concerne une structure porteuse pour plafond démontable suspendue à une dalle de plancher. Le brevet BENNET WO. 90/02. 857 protège des améliorations à des agencements de suspension de plafond. De nombreuses antériorités portent sur les dispositifs de suspension. Ces dispositifs ne concernent que des applications spécifiques liées à la constitution des planchers ou des plafonds suspendus. A titre d'exemples citons les brevets : ERICO International CO EP. 0 678.635, KLOKNER MEDEOLLER GMBH W0. 96 /29. 484, LOU WALKER NOMINEES PTY WO. 91/00.943, WICHERT WO 91/07. 598. De mme les assemblages entre les différents éléments sont spécifiques aux dispositifs mis en oeuvre et ne constituent pas, comme les précédentes antériorités citées ci-dessus, des documents pertinents mettant en cause la brevetabilite de la présente invention. Les problèmes à résoudre pour réaliser un ou des planchers suspendus se posent à trois niveaux, en premier lieu la constitution de t'arbatétrier susceptible de supporter les charges dues non seulement à la couverture mais aux planchers suspendus. Ensuite les suspentes doivent tre en mesure de supporter entraits et planchers. Ces suspentes doivent pouvoir tre réglées après leur mise en place et au besoin après couverture du bâtiment. Dans la mesure du possible ces suspentes doivent tre dissimulées dans les cloisons. Par ailleurs les liaisons entre entraits-arbalétriers et poteau ou murs formant l'ossature du bâtiment doivent non seulement permettre l'assemblage de ces éléments mais elles doivent pouvoir transmettre des efforts plus importants que les charpentes traditionnelles résultant de la suspension des planchers posés sur les entraits. En outre il est souhaitable que les certains éléments constituant la : arbalétriers, suspentes, ainsi que les liaisons correspondantes soient de faibles épaisseurs de façon à pouvoir tre intégrées aux cloisons. Cette dissimulation résulte d'une part d'un souci esthétique, bien que les arbalétriers apparents puissent dans certains cas tre souhaitables précisément sur un plan esthétique, d'autre part de la nécessité de constituer une résistance au feu. Par ailleurs pour éviter des réglages successifs après pose de la charpente il est indispensable de pouvoir en pré-contraindre ! es éléments constitutifs avant la mise en place des charges permanentes. La charpente à réaliser doit permettre d'obtenir un rez-de-chaussée sans aucun poteau si ce n'est à la place des murs périphériques formant l'ossature du bâtiment. La présente invention se propose de résoudre les problèmes techniques évoqués ci-dessus, pallier les lacunes de l'art antérieur. Le procédé doit en outre tre simple, peu onéreux, esthétique, de mise en oeuvre aisée. Selon l'invention, le procédé de construction de planchers et/ou plafonds suspendus par des suspentes à la structure supérieure de la charpente, laquelle est notamment composée de fermes en bois à deux pentes avec entraits assemblés à des arbalétriers, ces deux éléments réalisés en bois lamelles colles reposent à leurs extrémités sur des poteaux en bois et/ou poteaux des murs formant ossature extérieure du bâtiment, ledit procédé se caractérise en ce qu'il comporte en combinaison l'utilisation de suspentes transmettant aux arbalétriers les efforts encaissés par les entraits et entrait retroussé sur lesquels sont posés planchers et plafonds, la mise en oeuvre d'arbalétriers cintrés en partie basse, la liaison des arbalétriers aux entraits et aux poteaux bois destinée à assurer le transfert des efforts de compression et de traction entre arbalétriers et entraits ainsi que la liaison entre poteaux bois et entrait. De préférence les suspentes, supportant les entraits sur lesquels sont posés les différents planchers et plafonds constituant l'étage et le comble habitable, comportent chacune une tte plane sur laquelle s'appuie l'entrait support de t'étage, un cylindre formant arrtoir réglable en hauteur sur lequel s'appuie 1'entrait support du comble, un autre cylindre réglable en hauteur sur lequel s'appuie 1'entrait retroussé support du plafond du comble et un embout supérieur de réglage s'appuyant sur l'arbalétrier. La mise en place de ces suspentes est opérée lorsque la charpente est assemblée à plat sur le sol de la construction, en enfilant chacune des suspentes successivement dans un perçage réalisé sur l'entrait de t'étage, ensuite celui du comble ainsi que sur l'entrait retroussé puis sur t'arbatétrier, de façon que, la tte plane de la suspente supporte l'entrait de t'étage, les cylindres de la suspente supportent les autres entraits. Selon une réalisation préférentielle les assemblages entraits-arbalétriers- poteaux en bois comportent une plaque plane métallique formant gousset interposée entre les éléments à assembler. Cette plaque plane métallique formant gousset insérée dans un évidement réalisé sur une-des deux parties de chacun des éléments à assembler comporte des anneaux fixes à section circulaire insérés dans les évidements correspondants réalisés dans chacune des deux parties des éléments à assembler. Selon une autre caractéristique les assemblages entraits-arbalétriers comportent une plaque métallique formant gousset interposée entre les éléments à assembler lorsque la charpente repose sur le poteau du mur périphérique. Cette plaque plane métallique formant gousset insérée dans un évidement réalisé sur un des éléments à assembler comporte des barrettes insérées dans les évidements correspondants réalisés dans chacune des deux parties des éléments à assembler. Avantageusement le serrage des deux parties de chacun des éléments entre eux est obtenu par collage, par des vis et/ou des boulons. De préférence le cloisonnement transversal de chaque étage et du comble habitable est réalisé au droit des entraits de façon que les suspentes soient incluses dans les cloisons, donc invisibles. Selon une autre caractéristique de réalisation le cloisonnement longitudinal des deux côtés du couloir est suspendu à la structure porteuse au niveau de l'entrait retroussé de façon à éviter une surcharge sur le plancher. Ainsi le procédé selon l'invention répond aux objectifs fixés, résoudre les problèmes techniques, en respectant les impératifs de simplicité, d'esthétisme, de moindre coût, de facilité à mettre en oeuvre, de résistance au feu, optimiser la surface habitable. D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation donne à titre illustratif et nullement limitatif en références aux dessins annexés pour lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un bâtiment réalisé conformément au procédé selon l'invention, Les figures 2 sont des vues schématiques du système de suspension des planchers, Les figures 3 sont des vues schématiques partielles en coupe de I'assemblage d'une ferme reposant sur un mur. Les figures 4 sont des vues schématiques en coupe partielle des assemblages de fermes avec les poteaux en bois. La figure 5 est une vue schématique en coupe partielle d'une variante de réalisation de la charpente. On montre sur la figure 1 selon une vue schématique en coupe transversale un bâtiment comportant un étage et un comble aménageable réalisé conformément au procédé selon l'invention dont la ferme repose sur le mur périphérique. La ferme 1 à deux pentes égales d'environ 60% est constituée des deux arbalétriers 3 et d'un entrait 2b. A remarquer que les deux pentes pourraient tre tout aussi bien inégales et que le pourcentage des pentes varie selon les normes d'une contrée à I'autre. L'entrait 2b repose de part et d'autre à ses extrémités sur des poteaux 5 constituant les raidisseurs de la maçonnerie périphérique du bâtiment. Les poteaux 5 sont prolongés jusqu'à ta toiture par la maçonnerie 5'. Les arbalétriers 3 sont cintrés en partie basse. La liaison entre l'arbalétrier 3, I'entrait 2b fait l'objet des figures 3 ci-après. Des pannes courantes 11 et faîtière 11 a s'appuyant sur les arbalétriers 3 servent de supports aux chevrons 12, lesquels supportent la couverture, non représentée. L'entrait retroussé 2c est supporté par les suspentes 6, ledit entrait supporte le plafond 8 thermiquement isolé dont la face apparente comporte une finition, façon lambris verni au four. Le plafond 8 étant isole évite la pose d'un isolant entre les chevrons 12. Les faux arbalétriers 3b formant débord de toiture s'appuient sur les arbalétriers 3 et sur la maçonnerie 5'et servent de support aux panneaux isolants 13 formant plafond rampant et débord de toiture. Ces panneaux comportent comme le plafond 8 une finition sur la face apparente, d'une part à l'interieur du comble et d'autre part à l'extérieur sur les avant-toits. Cette technique évite la finition du plafond 8, du plafond rampant 13 et des avant-toits. Le plancher 7 constitué d'une structure sandwich autoportante phoniquement et thermiquement isolée de 120 à 150 mm d'épaisseur est posé directement sur les entraits 2a et 2b perpendiculairement aux fermes. L'épaisseur de cette structure dépend des intervalles entre les fermes de 3,6 à 4,5 m environ. L'entrait 2a de t'étage ne repose pas sur les poteaux 5, la liaison entre ces deux éléments est réalisée avec une équerre métallique rendue invisible apres la pose de l'isolation et de la finition. Des suspentes 6 supportent les entraits 2a, 2b et l'entrait retroussé 2c sur lesquels s'appuient respectivement les planchers 7 et plafond 8. Ces suspentes traversent ces entraits et les arbalétriers 3 s'appuient sur ces derniers. Les figures 2 illustrent, selon des vues schématiques, le système de suspension constitué par les suspentes 6 au nombre de quatre dans l'exemple traité. Leur nombre dépend des portées des fermes et des charges permanentes sur les planchers, combles aménageables. C'est une simple affaire de calcul de charges et de résistance des matériaux employés. La figure 2A montre le système de suspension, les figures 2B, C, D précisent, à titre d'exemple, les formes des rondelles, interposées entre arrtoirs et pièces supportées. Ces suspentes 6 en acier à haute résistance de diamètre 12 à 16 mm comportent à leur base une tte 6a plate et une rondelle circulaire 6a'permettant de réoartir la charge sur l'entrait 2a support du plancher 7a de l'étage. Un arrtoir 6b de forme cylindrique comportant une rondelle 6b'de forme carrée immobilisé à I'aide de vis 6b"à tte carrée supporte l'entrait 2b et l'entrait retroussé 2c. Un embout de réglage 6c constitué d'écrou et contre écrou comprend une rondelle 6c'de forme sensiblement rectangulaire s'appuyant sur un plat réalisé sur l'arbalétrier 3. A noter que ces systèmes de suspension comportant suspentes et arrtoirs immobilisés par vis sont testés pour une charge supérieure de 25% à celle prévue, dans le cas de raboutage de deux suspentes au niveau de l'arrtoir. La mise en place des suspentes dans les fermes est opérée lorsque la charpente est assemblée à plat sur le sol soit de la construction soit à t'extérieur. Des alésages sont préalablement réalisés dans les différents entraits 2a, b, c, et dans l'arbalétrier 3, la suspente est enfilée en commençant par l'entrait 2a support du plancher 7a de l'étage. Un préréglage des arrtoirs 6b et de la tte de réglage 6c est exécuté, puis l'ensemble de la ferme et des suspentes est levé et mis en place. On procède successivement de la mme façon pour chacune des fermes. Le réglage des suspentes est effectué avant mise en place de la couverture et des planchers et plafond en mettant toutes les pièces de la ferme en précontrainte avant de recevoir la totalité des charges permanentes. Avant levage, les différentes liaisons entre entraits 2, arbalétriers 3 et poteaux 4 doivent tre exécutés comme précise à l'occasion de la description des figures 3 et 4 ci-après. On montre sur les figures 3 et 3bis I'assemblage d'un entrait 2b support du plancher 7b du comble avec t'arbatétrier 3. Cette ferme repose sur le poteau du mur 5 formant ossature périphérique du bâtiment. Cet assemblage est réalisé à I'aide d'une plaque d'acier 10 comportant des barrettes 10a lesquelles viennent s'insérer dans des évidements 10a'réalisés sur le dessus de l'entrait 2b et sur t'arbatétrier 3, au niveau de la coupe avec l'entrait 2b. Ce système d'assemblage à fait l'objet du dépôt de la marque CENTOR et est protégé par un brevet A. GEZAT 96.03.111 du 7/3/96. La figure 3A montre l'assemblage réalisé, la plaque métallique munie de ses barrettes 10a est insérée entre l'entrait 2b et :'arbalétrier 3. La figure 3B montre les évidements 10a'réalisés sur l'entrait 2b Un évidement similaire, non représenté, est exécuté sur l'arbalétrier 3 au niveau de la coupe avec l'entrait 2b. Une barrette 10b de dimensions plus importantes que les autres, positionnée à l'about de l'arbalétrier, sert d'arrtoir. Les figures 3C et 3D montrent la plaque 10 munie de ses barrettes 10a-10b. Cette plaque n'est pas fixée sur l'entrait, elle ne peut se déplacer du fait de la charge qu'elle supporte. Cet assemblage avec barrettes permet de bloquer les efforts de compression et de traction entre l'arbalétrier et 1'entrait. La liaison entre le mur 5 et la ferme 1 est représentée sur la figure 3bis. Elle est réalisée traditionnellement à t'aide d'une plaque d'acier 5a fixée sur la face interne du mur et d'une plaque d'acier 5b fixée sur l'une ou sur les deux faces à I'aplomb de l'entrait et de l'arbalétrier. Tout autre mode de liaison peut s'envisager notamment l'ancrage de l'entrait sur la face supérieur du mur ou dans le mur. Au niveau de l'entrait supportant l'étage la liaison avec le mur est généralement réalisée avec une équerre en acier qui sera invisible après la pose de l'isolation et la finition intérieure. Selon des vues schématiques en coupe partielle on montre sur les figures 4 les assemblages des fermes 2-3 avec les poteaux bois 4. Les assemblages par gousset axial sont réalisés à I'aide de plaques d'acier 9a, 9b, comportant des anneaux 9a', 9b'de sections cylindriques, lesquels viennent s'insérer dans des évidements correspondants réalisés dans chacune des deux parties des différentes pièces à assembler. Ce type d'assemblage a fait l'objet du dépôt de la marque CENTOR citée précédemment. Pour distinguer les deux procédés d'assemblage il suffit de préciser CENTOR A pour anneaux et CENTOR B pour barrettes. Ce type d'assemblage est également protégé par un brevet A. GEZAT EP. 02.844.494 délivré le 419/94. La figure 4A montre les différents assemblages par gousset axial réalisés avec plaques métalliques et anneaux. Les différentes pièces sont réalisées en deux parties dans le sens de l'épaisseur Chacune des plaques métalliques est insérée dans un évidement réalisé sur une seule des demi parties de profondeur éga) e à t'épaisseur de la plaque métallique de façon que lors de l'assemblage des deux demi parties les faces soient jointives, les anneaux s'intègrent dans des évidements réalisés sur chacune des parties. La figure 4B montre I'assemblage des deux demi parties du poteau 4 comportant les différentes plaques métalliques munies de leurs anneaux. Une plaque métallique avec deux anneaux est ancrée dans le sol. Le diamètre ainsi que le nombre des anneaux sont calcules en fonction des moments de flexion à reprendre. L'entrait 2a support du plancher 7a de t'étage est assemblé avec le poteau 4 à I'aide de la plaque métallique représentée sur les deux vues de la figure 4C. Comme pour le poteau, 1'entrait 2a est réalisé en deux parties. Après assemblage ces deux parties sont toujours collées car visibles. Ce qui n'est pas le cas des poteaux et arbalétriers qui peuvent tre maintenus assemblés par vis ou par boulons en ce qui concerne les poteaux de ferme d'une ossature bois. Dans le cas de ces figures deux anneaux sont insérés dans le poteau 4 deux autres dans l'entrait 2a. L'assemblage de type CENTOR A permet de rendre les angles indéformables donc d'assurer la stabilité de la structure sans recourir conventionnellement à des contre fiches à chaque angle ce qui est inesthétique et coûteux. L'entrait 2b support du plancher 7b du comble est assemblé avec le poteau 4 et l'arbalétrier 3. Dans ce cas l'entrait 2b est supporté par le poteau 4. La plaque métallique 9b munie de ces anneaux 9b'assure l'assemblage de ces différentes pièces. Toutes les pièces de bois sont également réalisées en deux parties maintenues entre elles apres assemblage par collage, vis ou boulons. L'assemblage jointif de ces deux demi parties augmente la sécurité au feu. Pour obtenir un résultat équivalent il serait nécessaire d'augmenter les dimensions des différentes pièces. La forme cintrée en partie basse de l'arbalétrier augmente considérablement sa résistance à la flexion et permet un assemblage plus aisé avec 1'entrait. La hauteur en partie basse du rampant limitée à 1, 8 m permet d'obtenir un comble aménageable de surface habitable en plancher équivalente à celle de l'étage ou du rez-de-chaussée. Le cloisonnement transversal de t'étage et du comble est astucieusement réalisé au droit des entraits de façon que les suspentes et l'arbalétrier soient inclus dans les cloisons. Ce qui est important pour la sécurité au feu et la résistance à la corrosion. Le cloisonnement longitudinal des deux côtés du couloir est suspendu à la structure porteuse au niveau de l'entrait retroussé de façon à éviter une surcharge sur le plancher. Par ailleurs la surface du rez-de-chaussée se trouve dégagée de tout mur de refends et de poteaux ce qui facilite la distribution de t'espace. Sur la figure 5 selon une vue schématique en coupe partielle on montre une variante de réalisation de la charpente avec du bois massif. L'arbalétrier 3 n'est plus cintré. Les entraits 2b et 2c s'appuient sur les suspentes 6. Les liaisons entre les différentes pièces de la charpente sont assurées par des plaques avec anneaux. L'entait 2b repose à ses extrémités sur les poteaux raidisseurs du mur 5 périphérique. A la place des poteaux 5 il serait possible comme dans la solution précédente d'utiliser des poteaux bois 4 représentés à droite de la figure 5. Dans ce cas la liaison entre arbalétriers 3, entrait 2b, poteaux 4 serait effectuée avec des plaques métalliques formant goussets axiaux selon le procédé CENTOR A précité. Cette solution plus lourde et plus onéreuse que la précédente est donc réalisable au prix de quelques complications relatives aux liaisons. Elle permet d'éviter le recours au bois lamellé cotte qui permet d'obtenir des charpentes plus esthétiques. Le procédé selon l'invention répond bien aux buts fixes. II est simple, peu onéreux, esthétique, facile à mettre en oeuvre, augmente la résistance au feu par rapport aux charpentes traditionnelles, permet de réaliser des charpentes plus légères. II permet surtout de récupérer une surface de plancher en combles équivalente à celle du rez-de-chaussée, Il libère le rez-de-chaussée de tout mur de refend et de poteaux. Ce qui représente des économies sur le poste gros oeuvre. Les modifications susceptibles d'tre apportées par I'homme de l'art au procédé décrit ci-dessus qui sans en altérer les dispositions originales n'en seraient que de simples équivalents techniques entrent dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1) Procédé de construction de planchers etlou plafonds suspendus par des suspentes å la structure supérieure de la charpente, laquelle est notamment composée de fermes (1) en bois à deux pentes avec entraits (2) assemblés à des arbalétriers (3) de fermes, ces deux éléments réalisés en bois lamellés cottes reposent à leurs extrémités sur des poteaux bois (4) et/ ou poteaux des murs (5) formant ossature périphérique du bâtiment, ledit procédé se caractérise en ce qu'il comporte en combinaison, l'utilisation de suspentes transmettant aux arbalétriers les efforts encaissés par les entraits et entrait retroussé sur lesquels sont posés planchers et plafonds, la mise en oeuvre d'arbalétriers cintrés en partie basse, la liaison des arbalétriers aux entraits et aux poteaux bois destinée à assurer le transfert des efforts de compression et de traction entre arbalétriers et entraits, ainsi que la liaison entre poteaux bois et entrait. 2) Procédé de construction de planchers suspendus A la charpente selon la revendication 1 caractérisé en ce que les suspentes (6), supportant les entraits (2) sur lesquels sont posés les différents planchers (7) et plafonds (8) constituant t'étage et le comble habitable, comportent chacune une tte plane (6a) sur laquelle s'appuie l'entrait (2a) support de t'étage, un cylindre (6b) formant arrtoir réglable en hauteur sur lequel s'appuie l'entrait (2b) support du comble, un autre cylindre (6b) réglable en hauteur sur lequel s'appuie l'entrait retroussé (2c) support du plafond (8) du comble et un embout supérieur (6c) de réglage s'appuyant sur l'arbalétrier (3). 3) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 2 caractérisé en ce que la mise en place des suspentes (6) est opérée lorsque la ferme est assemblée à plat sur le sol de la construction, en enfilant chacune des suspentes successivement dans un perçage réalisé sur l'entrait de l'étage (2a), ensuite celui du comble (2b) ainsi que sur l'entrait retroussé (2c), puis sur l'arbalétrier (3) de façon que, la tte plane de la suspente supporte l'entrait de t'étage (2a), les cylindres (6b) de la suspente (6) supportent les autres entraits (2b, 2c). 4) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 1 caractérisé en ce que les assemblages entraits (2) arbalétriers (3)-poteaux (4) comportent une plaque (9) plane métallique formant gousset axial interposée entre les éléments à assembler. 5) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 4 caractérisé en ce que la plaque (9) plane métallique formant gousset axial insérée dans un évidement réalisé sur une des deux parties de chacun des éléments à assembler comporte des anneaux fixes (9a) à section circulaire insérés dans les évidements correspondants réalisés dans chacune des deux parties des éléments à assembler. 6) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 1 caractérisé en ce que les assemblages entraits arbalétriers (3) comportent une plaque métallique (10) formant gousset interposée entre les éléments à assembler lorsque la charpente repose sur le poteau du mur (5) périphérique. 7) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 6 caractérisé en ce que la plaque (10) plane métallique formant gousset insérée dans un évidement réalisé sur un des éléments à assembler comporte des barrettes (10a) insérées dans les évidements (10a') correspondants realisés dans chacune des deux parties des éléments à assembler. 8) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que le serrage des deux parties de chacun des éléments est obtenu par collage, par des vis et/ou des boulons. 9) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cloisonnement transversal de chaque étage et du comble habitable est réalisé au droit des entraits de façon que les suspentes soient incluses dans les cloisons, donc invisibles. 10) Procédé de construction de planchers suspendus à la charpente selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cloisonnement longitudinal des deux côtés du couloir est suspendu à la structure porteuse au niveau de l'entrait retroussé de façon à éviter une surcharge sur le plancher.