Brevet FR2827888A1 — publié le 20030131

Kit de construction pour des structures tridimensionnelles et des bâtiments L'invention concerne un kit de construction pour des structures tridimensionnelles et des bâtiments à ossature métallique porteuse comportant des montants verticaux et des poutres horizontales de liaison. La construction à ossature métallique, suivant laquelle une ossature métallique porteuse est revêtue sur un côté ou sur les deux côtés de cloisons entre lesquelles peut être disposée une couche isolante, est largement utilisée pour des ouvrages très divers. On peut construire de cette manière des structures tridimensionnelles simples, comme des cabines, des stands de foire ou analogues, qui sont elles-mêmes disposées dans des locaux ou bâtiments de plus grande dimension. Mais on peut aussi construire suivant le même principe des bâtiments à un ou plusieurs étages. Les éléments porteurs essentiels des structures tridimensionnelles ou bâtiments ainsi construits sont les montants verticaux et les poutres horizontales qui relient les montants. On peut aussi installer en plus des entretoises diagonales. Bien qu'on utilise pour la construction à ossature métallique des éléments standardisés, déjà préfabriqués, la charge de travail nécessaire sur le chantier pour l'adaptation des éléments est encore relativement grande. L'invention vise donc à concevoir un kit de construction pour des structures tridimensionnelles et des bâtiments, du type mentionné en introduction, de façon qu'on puisse construire des structures tridimensionnelles et bâtiments divers avec un assortiment minimal d'éléments préfabriqués, et que les travaux nécessaires sur le chantier restent limités à quelques travaux simples de montage, les travaux nécessaires pour l'adaptation des éléments devant être pour l'essentiel supprimés. On y parvient, suivant l'invention, par le fait que quatre montants et quatre poutres horizontales peuvent être respectivement assemblés en un module tridimensionnel au moyen d'éléments d'assemblage. L'idée de base d'une construction modulaire, à partir de quelques éléments simples et standardisés, qui est mise en oeuvre dans le kit de construction suivant l'invention a pour conséquence que la fabrication et la gestion des stocks sont considérablement simplifiées. En particuliers, les seuls travaux sur le chantier consistent en quelques simples opérations de montage, qui sont en outre répétitives, de sorte que les différents modules tridimensionnels et par suite l'ensemble de l'ouvrage édifié de la sorte peuvent être construits même par une main d'oeuvre peu expérimentée. La limitation à un module tridimensionnel déterminé et récurrent restreint à peine les possibilités d'utilisation, tout en facilitant considérablement à la fois la fabrication des éléments nécessaires et notamment aussi les travaux de construction de l'ouvrage. Si la main d'oeuvre utilisée est capable de construire un module tridimensionnel, elle peut aussi, avec les mêmes connaissances et capacités, construire des bâtiments plus grands et plus développés, car il faut alors, pour l'essentiel, uniquement répéter les mêmes opérations que pour la construction d'un simple module tridimensionnel. Cela est encore favorisé par le fait que, pour la construction de bâtiments de plus grande dimension, on utilise pour l'essentiel uniquement les mêmes éléments de construction et d'assemblage que pour la construction d'un simple module tridimensionnel. De préférence, les montants et les poutres sont constitués de profilés creux en tôle à paroi mince. On obtient ainsi un mode de construction à la fois léger et d'une grande capacité de charge, qui permet également de construire sur le même mode des bâtiments à plusieurs étages. De préférence, les profilés creux en tôle sont chacun constitués de deux profilés en C imbriqués l'un dans l'autre. La dépense de fabrication pour des profilés en C de ce genre est relativement faible, tandis que l'imbrication permet de former des éléments de construction légers et d'une très grande capacité de charge. Suivant une forme préférée de réalisation de l'invention, il est prévu que le kit de construction soit constitué pour l'essentiel uniquement de profilés en C pour les montants, de profilés en C pour les poutres, d'éléments d'assemblage, de pieds d'appui et de vis d'assemblage. A partir de ces quelques éléments différents, on peut construire des structures tridimensionnelles ou bâtiments divers, et notamment de dimensions diverses. Suivant des modes de réalisation avantageux de l'invention : deux profilés en C imbriqués l'un dans l'autre forment une poutre ; deux poutres sont juxtaposées pour former une poutre double ; les éléments d'assemblage comprennent des supports de poutres, des cornières d'assemblage et des pieds d'appui. On va maintenant expliquer l'invention plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation qui sont représentés sur les dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 représente un module tridimensionnel constitué de montants et de poutres, comme élément de base pour la construction de structures tridimensionnelles et de bâtiments, la figure 2 représente deux modules tridimensionnels suivant la figure 1, juxtaposés et assemblés par des montants et poutres pour partie communs, la figure 3 représente deux modules tridimensionnels suivant la figure 1, superposés et assemblés par des montants et poutres pour partie communs, les figures 4 à 11 représentent des éléments d'un kit de construction pour la réalisation des modules tridimensionnels représentés sur les figures 1 à 3. Le module tridimensionnel représenté dans l'espace sur la figure 1 est constitué, dans sa forme de réalisation de base la plus simple, de quatre montants 1, qui sont reliés, aux moins à leurs extrémités supérieures, par quatre poutres 2 horizontales. Comme on l'expliquera encore plus loin, les montants 1 et les poutres 2 sont constitués de profilés creux en tôle à paroi mince. La figure 2 montre qu'on peut adjoindre latéralement au module tridimensionnel de base suivant la figure 1, par assemblage à d'autres poutres 2 et montants 1, un second module tridimensionnel. D'une manière analogue, suivant la figure 3, on peut empiler sur le module tridimensionnel de base suivant la figure 1 un autre module tridimensionnel, qui est lui aussi constitué de montants 1 et de poutres 2. On peut construire d'après le principe modulaire représenté sur les figures 1 à 3 des ossatures métalliques porteuses à la fois pour de simples structures tridimensionnelles et pour des bâtiments de plus grande dimension. Les ossatures métalliques ainsi formées portent des cloisons et des plafonds (non représentés) et sont munies, suivant les besoins statiques, d'entretoises diagonales non représentées. On peut ajouter des poutres 2 supplémentaires, des solives, des traverses ou des poteaux ; ces éléments ont été négligés sur les dessins à des fins de simplification. Les figures 4 à 11 représentent les éléments dont sont constitués des kits de construction destinés à construire les modules tridimensionnels décrits. Comme le montre la figure 4, chaque montant 1 est constitué de deux profilés 3 en C imbriqués l'un dans l'autre, qui forment ensemble un profilé creux en tôle. La section des profilés creux en tôle composés qui constituent les montants 1 est de préférence carrée, comme représenté. D'une manière correspondante, la poutre 2 représentée sur la figure 5 est elle aussi constituée de deux profilés 4 en C (figure 6) imbriqués l'un dans l'autre, qui forment un profilé creux en tôle à paroi mince. Le profilé creux en tôle qui constitue les poutres 2 a une forme de section en rectangle allongé. La figure 7 montre que deux poutres 2 du type décrit peuvent être juxtaposées pour former une poutre double. Des poutres doubles de ce genre ont une capacité de charge doublée par rapport à la poutre 2 simple. Pour des raisons statiques, il peut être demandé de réaliser certaines ou la totalité des poutres 2 représentées sur les figures 1 à 3 sous la forme de poutres doubles du type de la figure 7. Des cornières 5 d'assemblage simples (figure 9) constituent les éléments d'assemblage pour des montants 1 superposés, par exemple dans l'agencement suivant la figure 3. Des supports 6 de poutres réalisés en tôle (figure 8) sont essentiellement en forme de L avec des joues latérales et constituent les éléments d'assemblage entre les montants 1 et les poutres 2, par exemple également dans l'agencement sous forme de poutre double suivant la figure 7. Les cornières 5 d'assemblage tout comme les supports 6 de poutres sont percés de trous, afin de permettre, entre les montants 1 et les poutres 2, un assemblage à la fois simple, facile à réaliser sur le chantier et d'une grande capacité de charge. On utilise à cet effet des vis 7 d'assemblage suivant la figure 10, qui peuvent être par exemple réalisées sous forme de vis de charpente autotaraudeuses. Des pieds 8 d'appui, comme représentés sur la figure 11, reçoivent chacun dans un profilé 9 creux ouvert vers le haut l'extrémité de pied d'un montant 1 et dirigent la force d'appui dans un socle 10, qui est assemblé au profilé 9 creux et repose par exemple sur une fondation. Les supports 6 de poutres, cornières 5 d'assemblage et pieds 8 d'appui représentés constituent les éléments d'assemblage faisant partie du kit de construction, conjointement avec les vis 7 d'assemblage. Les éléments nécessaires pour la construction des modules tridimensionnels suivant l'invention et de l'ossature métallique réalisée à partir de ces modules se limitent donc pour l'essentiel aux quelques éléments représentés sur les figures 4 à 11. Il suffit de mettre à disposition sur le chantier ces seuls éléments. Leur assemblage et donc la construction de structures tridimensionnelles et de bâtiments peut s'effectuer d'une manière simple et sans connaissances spécialisées. Des modifications ultérieures de l'ouvrage peuvent également s'effectuer d'une manière simple et en utilisant les quelques simples éléments représentés. REVENDICATIONS 1. Kit de construction pour des structures tridimensionnelles et des bâtiments à ossature métallique porteuse comportant des montants verticaux et des poutres horizontales de liaison, caractérisé en ce que quatre montants (1) et quatre poutres (2) horizontales sont assemblés respectivement en un module tridimensionnel au moyen d'éléments (5,6, 7,8) d'assemblage. 2. Kit de construction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les montants (1) et les poutres (2) sont constitués de profilés creux en tôle à paroi mince. 3. Kit de construction suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les profilés creux en tôle sont chacun constitués de deux profilés (respectivement 3 ou 4) en C imbriqués l'un dans l'autre. 4. Kit de construction suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le kit de construction est constitué pour l'essentiel uniquement de profilés (3) en C pour les montants (1), de profilés (4) en C pour les poutres (2), d'éléments (5,6) d'assemblage, de pieds (8) d'appui et de vis (7) d'assemblage. 5. Kit de construction suivant la revendication 3, caractérisé en ce que deux profilés (4) en C imbriqués l'un dans l'autre forment une poutre (2). 6. Kit de construction suivant la revendication 5, caractérisé en ce que deux poutres (2) sont juxtaposées pour former une poutre double. 7. Kit de construction suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments d'assemblage comprennent des supports (6) de poutres, des cornières (5) d'assemblage et des pieds (8) d'appui.