Brevet FR2905959A1 — publié le 20080321

-1- La présente invention concerne le principe de mise en compression des matériaux verriers pour réaliser des éléments de construction et des systèmes constructifs résistants et porteurs destinés aux ouvrages dans la construction soumis à l'action des forces extérieures et charges d'exploitation dans les bâtiments. Les éléments et les systèmes constructifs obtenus sont systématiquement associés à un composant en produit verrier utilisé sous toutes ses formes actuelles de fabrication et mis en compression par un dispositif constructif qui lui est associé exerçant un effort de compression dans le produit verrier. Le dispositif permettant une mise en compression contrôlée du verre peut-être réalisé soit par un tirant, soit par une ossature réticulée constituée de barres sous tendues par des tirants et situés dans un même plan ou selon les trois dimensions de l'espace, soit par tous autres systèmes constructifs permettant de mettre en compression le composant en produit verrier pour assurer sa résistance mécanique aux efforts qui lui sont appliqués. Les éléments et les systèmes constructifs utilisant un tirant pour la mise en compression du verre, le tirant peut-être soit incorporé dans la masse du verre avec mise en tension initiale avant fabrication du verre, et produire un effort de précontrainte après refroidissement du verre puis relâchement de l'effort de tension initiale du tirant, soit rapporté et assemblé après la fabrication du composant verrier. La réalisation de systèmes constructifs et d'éléments porteurs utilisant le principe de mise en compression du verre, constitue une innovation importante pour les techniques de l'art de bâtir et ouvre la voie à de nouveaux concepts pour une nouvelle architecture des structures de bâtiments, d'une part, pouvant mettre en valeur les propriétés naturelles de transparence des structures et de diffusion de la lumière dans le verre et par le verre, d'autre part. Des exemples de structures représentés sur les figurent 1 à 7 montrent des applications de mise en compression du verre comme composant de structure porteuse donnant naissance à des systèmes constructifs et des composants innovants pour la construction tels que des poteaux réalisés par empilage d'éléments en verre feuilleté traversés par un ou plusieurs tirants pour 2905959 -2- la mise en précontrainte, des poutres en verre feuilleté mises en compression par une ossature réticulée de barres sous tendues par des tirants, des ossatures de ferme de charpente utilisant des composant verriers, des poteaux d'ossature verticale. 5 Les dimensions nécessaires à la résistance et à la stabilité mécanique des systèmes constructifs obtenus seront déterminées par l'application de la théorie classique de la résistance des matériaux appliquée aux calculs des structures et notamment des produits verriers. Les propriétés de résistance mécanique à la compression du verre sont 10 très élevées en comparaison de sa fragile et faible résistance à la traction caractérisant l'innovation de l'invention par le principe de réalisation d'éléments de construction et de systèmes constructifs utilisant la mise en compression d'un ou plusieurs composants verriers, qui revêt une importance de tout premier ordre pour l'emploi des produits verriers comme composants de 15 structures porteuses à part entière utilisables dans les différents domaines de construction des ouvrages de bâtiments. Sept figures représentent des exemples d'applications permettant une mise en compression du verre pour réaliser des éléments et systèmes constructifs porteurs de construction. 20 La figure 1 représente une poutre en produit verrier (1) soumise à des charges (5) reposant sur deux appuis (2) dans laquelle le tirant (4) incorporé dans la poutre exerce un effort (3) de compression aux deux extrémités de la poutre, le tirant peut-être également mis en tension préalable par un effort de traction à ses deux extrémités avant fabrication du verre pour exercer un effort 25 de précontrainte dans la poutre en verre après durcissement du verre puis relâchement de l'effort de traction. La figure 2 représente un élément de poutre en produit verrier (1) qui constitue la membrure comprimée reposant sur deux appuis (2) associée à une structure de tirants (4) munis de tendeurs (6) pour leur mise en tension, 30 d'un bracon vertical comprimé (9) encastré par un boîtier (7) avec la membrure comprimée en verre (1), un sabot (7) à chaque extrémité de la poutre en verre pour ancrage des efforts de compression (3) engendrés par le tirant (4). Le système de poutre en verre de la figure 2 supporte des charges verticales (5). 2905959 -3- La figure 3 représente une poutre en produit verrier (1) reposant sur deux appuis (2), poutre mise en compression par un tirant (4) attaché aux deux extrémités de la poutre aux sabots (7) et mis en tension du tirant par un tendeur (6) exerçant un effort (3) de compression. La poutre en verre est apte à supporter les charges (5). 5 La figure 4 représente un poteau de section quelconque formé d'un empilage de produits verriers en feuilles (1) reposant sur le sol (11), poteau mis en compression par précontrainte à l'aide des tirants (4) placés dans une gaine (10) et encastrés sur son assise en partie basse (Il), les tirants comportent une platine (13) de répartition de l'effort provoqué par la mise en tension des 10 tirants (4) sous l'action des boulons de serrage (12) pour la mise en compression du poteau. Le poteau est apte à résister à un effort en partie haute et verticale (5). La figure 5 représente une charpente reposant sur deux appuis (2), composée de deux arbalétriers en produit verrier (1) mis en compression 15 par le tirant (4) reliés entre eux par les boîtiers (7) et un bracon (9), la charpente supporte les charges (5). La figure 6 représente une poutre console en verre (1) reposant sur trois appuis (2) comprimée par un tirant (4) placé en partie supérieure de la poutre et ancré dans les boîtiers d'extrémités (7) exerçant un effort de compression 20 (3) et supportant des efforts (5) en extrémité de la partie en console. La figure 7 représente une structure verticale en produits verriers (1) reliée à deux appuis (2) comportant deux tirants (4) relié aux boîtiers d'extrémités (7) et au verre (1) par un nombre quelconque de bracons (9) assemblés par pincement du verre à l'aide d'étriers (7). Le système constructif utilise des 25 tendeurs (6) exerçant un effort de compression (3) est apte à résister aux efforts alternés horizontaux et verticaux (5). REVENDICATIONS 1) Elément de construction composé de produit verrier caractérisé par une mise en compression du produit verrier associée à des dispositifs constructifs constitués par des tirants encastrés ou rapportés au produit verrier qui exercent un effort de compression sur le verre pour accroître sa capacité de résistance mécanique sous l'action des efforts qui lui sont appliqués. 2) Elément de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que le produit verrier (1) est mis en compression par l'effort (3). 3) Elément de construction selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'effort de compression (3) sur le produit verrier est exercé par un tirant 10 (4) intégré ou rapporté au produit verrier (1). 4) Elément de construction selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'il constitue des systèmes constructifs en forme de poutre représenté figures (1), (3) et (6), de poteau représenté figure (4) ou d'éléments composés représentés figures (2), (5) et (7).