Brevet FR2925083A1 — publié le 20090619

SYSTEME D'ASSEMBLAGE DE STRUCTURES DE BATIMENTS La présente invention concerne un système d'assemblage de structures de bâtiments et en particulier d'assemblage de l'ossature d'un bâtiment pour accroître la simplicité et la rapidité de sa construction ainsi que la sécurité des personnels travaillant à cette construction. Les méthodes de constructions traditionnelles de structures de bâtiments utilisent de poteaux et des poutres rendues solidaires des poteaux, les poutres recevant des dalles pour réaliser les plafonds et les planchers des bâtiments. La construction traditionnelle se fait par empilage et impose d'étayer les poutres et de poser de coffrages pour couler un béton de clavetage pour solidariser les éléments ensemble. Ceci a pour inconvénients notamment que les éléments ne sont pas solidaires les uns des autres ce qui constitue un risque et que les noeuds de clavetage restent apparents. La présente invention a pour objet de réaliser une structure de bâtiment dans laquelle les différents éléments sont assemblés et tiennent ensemble avant les opérations de clavetage définitives de sorte que le chantier soit plus sûr et la construction plus rapide et aisée. Pour ce faire la présente invention prévoit un système de construction de bâtiment, comprenant des poutres et des poteaux, pour lequel les poutres et les poteaux comportent des premiers moyens de pré-assemblage mâles/femelles coopérants pour maintenir les poutres sur les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement. 2 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention non limitatif en référence aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue en perspective d'une partie d'une structure selon un exemple de réalisation de l'invention; en figure 2: une vue de dessus d'un assemblage entre des poutres et un montant selon un exemple de réalisation de l'invention; en figure 3: une vue de côté de l'assemblage de la figure 2; en figure 4: une vue en perspective d'une section de poteau selon l'exemple de la figure 2; en figure 5: une vue en perspective d'une terminaison de poutre de la figure 2; en figure 6: une vue en perspective d'un caisson selon un mode de réalisation de l'invention; 15 en figure 7: une vue en perspective d'un détail d'assemblage de caissons selon la figure 6 sur des poteaux et des poutres de l'invention; aux figures 8A et 8B: deux vues en perspective de sections de poteaux selon des variantes de la figure 4; en figure 9: une vue de face d'une section d'une poutre représentant une 20 partie de moyens de pré-assemblage de l'invention; en figure 10: une vue en coupe de caissons représentant des moyens de pré-assemblage complémentaires des moyens de la figure 9; en figure 11: une vue à 90° de la figure 10 de l'assemblage de caissons sur une poutre selon un mode de réalisation particulier de 25 l'invention; en figure 12: une vue en coupe de l'assemblage de caissons sur une poutre de la figure 11 selon un plan parallèle au plan de la figure 11. en figure 13: une vue de face d'un assemblage comprenant des caissons des poutres et un poteau de l'invention; 30 en figure 14: une vue en perspectives d'un assemblage comprenant une allège selon un mode de réalisation particulier de l'invention; en figure 15: une vue en perspective d'un assemblage selon différents aspects de l'invention en cours de recouvrement. 10 3 Les figures 1 et 15 représentent une construction selon l'invention en cours de réalisation. Comme il sera vu plus loin, l'invention a pour but de réaliser des éléments d'assemblage adaptés à s'emboîter entre eux pour permettre une grande rapidité de pose. Ces éléments sont des éléments en béton armé préfabriqués et amenés pour être assemblés sur les chantiers de construction. Le système 1 de construction de bâtiment selon la figure 1 comprend en premier lieu des poutres 3 et des poteaux 2, les poutres 3 et les poteaux 2 comportant des premiers moyens de pré-assemblage mâles/femelles coopérants pour maintenir les poutres sur les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement 24. Selon les exemples des figures 2 à 5, les moyens de pré-assemblage entre les poutres et les poteaux comprennent des premières broches 4 serties dans des surfaces porteuses 6 des poteaux comme représenté en figure 4 où les surfaces porteuses sont les faces supérieures de corbeaux du poteau 2 représenté. Ces surfaces porteuses reçoivent les extrémités des poutres qui comportent des premiers logements 5 de réception des premières broches 4. Selon la figure 5 qui représente l'about de poutre sans respect des proportions pour les besoins de la représentation, les logements sont réalisés en divisant l'extrémité de la poutre 3 en deux parties 8a, 8b formant des avancées espacées et en rejoignant ces deux parties avec des tiges 51 constituées par des parties de fers noyés dans le béton et dépassant entre les avancées. Ainsi les extrémités des poutres comportent deux avancées 8a, 8b séparées par le premier logement lui même délimité sur le côté d'extrémité de la poutre par au moins une tige 51 encastrée dans les avancées. Le montage des poutres sur un tel poteau est représenté aux figures 2 et 3. Tout d'abord les extrémités des poutres sont posées sur les surfaces porteuses 6 avec les tiges 4 positionnées dans les premiers logements 5 comme représenté à la figure 2. L"assemblage des poutres avec les poteaux en phase provisoire est assuré par l'acier traversant 51 représenté à la figure 5 qui vient se brocher sur les tiges 4 du poteau représenté à figure 4 et assurer ainsi un maintien de la poutre dans cette phase provisoire et assurer ainsi la sécurité du chantier. 4 Les premiers logements 5 sont dimensionnés pour permettre la coulée du matériau de scellement remplissant les logements autour des broches. Le matériau de scellement peut être notamment un mortier sans retrait servant de matériau de clavetage qui est coulé comme représenté en figure 3 dans le logement et qui va combler l'espace entre le corps de poutre et le poteau. Ensuite comme connu en construction on insère des tiges 17 sous des broches 19 pour réaliser des chapeaux qui seront noyés dans une chape. Le système comprenant des moyens de pré-assemblage mâle/femelle et permettant un clavetage immédiat des poutres sur les poteaux assure une grande sécurité de l'assemblage en phase provisoire, la forme des pièces et de leurs emboîtements permettant un auto coffrage des clavetages à couler sur chantier et un montage rapide et précis des poutres sur les poteaux par assemblage au lieu de l'empilage pratiqué traditionnellement. La figure 6 représente en perspective un troisième élément selon un mode préférentiel de l'invention à savoir un caisson 9 venant s'assembler sur les poutres et les poteaux pour constituer les planchers des étages de la construction. Ce caisson 9 est représenté sectionné pour les besoins de la figure et typiquement sa longueur entre nervures est de l'ordre de quatre fois sa largeur. Les caissons 9 sont pourvus d'une première partie 11 de seconds moyens d'assemblage entre d'une part les caissons et d'autre part les poutres et/ou les poteaux. Ces seconds moyens d'assemblage sont adaptés à maintenir les caissons sur les poutres et/ou les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement. Cette première partie 11 est constituée par les extrémités de nervures 10 25 latérales réalisées sous les caissons 9. Un assemblage de caissons sur un poteau 2a est représenté en figure 7. Le poteau 2a correspond ici au poteau de la figure 8A. Les poteaux 2a comprennent des corbeaux munis de surfaces 14 d'appui des caissons formées dans des logements 23 à parois latérales inclinées pour épouser le profil incliné 30 11 a des extrémités des nervures 10 de deux caissons côte à côte. Les parties femelles des seconds moyens de pré-assemblage comprennent ainsi les logements 23 réalisés dans les corbeaux, logements recevant les extrémités 11 des nervures, ces dernières formant ainsi des parties mâles des seconds moyens de pré-assemblage. En référence à la figure 9 représentant une section de poutre autour d'une encoche 13, les poutres 3 sont elles mêmes munies d'encoches 13 de 5 configuration similaire aux logements 23 et formant aussi des parties femelles desdits seconds moyens de pré-assemblage de sorte que la pose des caissons soit ainsi extrêmement simple, ces derniers s'emboîtant simplement dans les logements réalisés pour recevoir les extrémités des nervures 10, c'est à dire dans les encoches des poutres et dans les logements 23 des poteaux 2, 2a, 2b. Les poutres comportent une pluralité d'encoches ou de réservations pour recevoir les parties mâles d'une pluralité de caissons. Les caissons 9 sont disposés jointifs comme représenté à la figure 10. Ils comportent des fers constitués par des maillons dépassant 18 pour la réalisation de chapeaux et comportent des échancrures périphériques 40 dans lesquelles un matériau de jointoiement ou de clavetage peut être coulé. Les extrémités des nervures 10 de deux caissons jointifs sont insérées dans les encoches 13 des poutres. Les figures 8B et 13 représentent une variante pour laquelle les poteaux 2b destinés à former des montants porteurs à l'intérieur du bâtiments sont pourvus de corbeaux 7 munis de surfaces d'appui 6 et 14 étagées pour recevoir à deux hauteurs différentes des poutres 3b dont les extrémités sont droites et les extrémités 11 de caissons 9. Cette forme étagée permet d'encastrer les extrémités des caissons entre les extrémités des poutres et ici encore assurer un pré-assemblage sûr et pouvant 25 aisément être finalisé avec un mortier de clavetage. Selon cet exemple, les poteaux comprennent des surfaces d'appui 14 support des caissons et formant des parties femelles desdits seconds moyens de pré-assemblage. Pour assurer la tenue provisoire avant clavetage des assemblages, la partie 30 femelle des seconds moyens d'assemblage comprend des seconds logements 15 réalisés dans les caissons comme représenté à la figure 6 et la partie mâle desdits seconds moyens d'assemblage comprend des secondes broches 16, serties dans 6 les encoches des poutres 3 comme représenté à la figure 9 ou serties dans les logements 23 et/ou surfaces d'appui 14 des poteaux 2 selon les figures 8A et 8B. Ces broches 16 sont reçues dans les seconds logements 15 pour former un dispositif de pré-assemblage mâle/femelle. De la même manière que pour l'assemblage des poutres sur les poteaux, les abouts de caissons sont munis de 2 réservations femelles, formant les logements 15, dans lesquelles les tiges acier formant les broches 16 viennent se brocher pour assurer ainsi la sécurité du chantier en phase provisoire de pose. Ainsi, en mode de réalisation préférentiel, les moyens de pré-assemblage mâle femelle comprennent des broches reçues dans des logements et des parties d'encastrement entre les éléments de la structure. En outre, au moins certaines des parties mâles et femelles sont pourvues de profils d'encastrement, notamment les encoches 13 et les extrémités des nervures de caissons, pour améliorer la rigidité de l'assemblage avant clavetage. Les poutres et/ou les caissons comprennent par ailleurs des maillons dépassant 17, 18 de retenue de chapeaux 19, 20 comme notamment représenté aux figures 11 et 12. La figure 11 représente l'assemblage de caissons 10 et de poutres 3 vu perpendiculairement à la poutre, au niveau de la jonction entre deux caissons. La figure 12 représente l'assemblage vu en coupe au niveau d'un logement 15 d'un caisson pour permettre de représenter le clavetage coulé dans le logement pour emprisonner la broche 16 disposée dans l'encoche de la poutre. Pour réaliser les faces externes du bâtiment, le système de l'invention comprend, comme représenté à la figure 14, des allèges 22 formant des poutres périphériques et des troisièmes moyens de pré-assemblage mâle femelle, entre des poteaux, poteaux de rive 30, et les allèges, adaptés à maintenir les allèges sur les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement. Les allèges sont des poutres particulières comportant une paroi verticale pour réaliser une ébauche de la façade du bâtiment. Selon l'exemple, les troisièmes moyens de pré-assemblage comportent des profils d'encastrement 25, 26 entre les allèges et les poteaux. 7 Un premier profil d'encastrement 25 latéral est constitué par un créneau dans l'allège et un dégagement 25a dans le poteau 2a tel que représenté à la figure 8B. Un second profil d'encastrement 26 vertical est réalisé par un socle d'appui 29 sur le poteau et l'arête inférieure de la poutre porteuse 22a de l'allège 22. En complément ou alternativement, les troisièmes moyens de pré-assemblage comprennent des troisièmes logements 27 dans les allèges recevant des troisièmes broches 28 serties dans des surfaces d'appui 29 des allèges formés par les socles d'appui au niveau des corbeaux de poteaux de rive 30. La figure 15 représente un étage d'une structure selon les divers aspects de l'invention vus précédemment avec les allèges 22 montées sur les poteaux de rive 30, les caissons 9 encastrés dans les encoches 13 réalisées dans les poutres 3 et réalisées dans les poutres 22a des allèges et encastrés dans les logements 23 des poteaux de rive. Cet étage comprend une rangée de poteaux centraux 2 sur lesquels sont fixées des poutres 3 longitudinales et les caissons selon l'assemblage de la figure 13. Selon le principe de l'invention, les poteaux supportent les poutres qui supportent les caissons formant la structure des planchers. Les moyens de pré-assemblage sont dimensionnés en sorte de constituer, une fois les assemblages réalisés, des parties de coffrage pour réduire les coulures du matériau de scellement et limiter l'usage de moyens de coffrage amovibles pour le clavetage. Le clavetage au mortier sans retrait pour assurer la solidité des 25 assemblages et la finition de la structure est ainsi simplifié. Une fois que la structure est montée et clavetée et que les chapeaux sont posés, on coule sur les caissons une dalle de compression 21, là encore sans risque de coulures entre les caissons du fait de l'assemblage précis des éléments. La structure obtenue avec le système de construction de la présente 30 invention permet un gain en hauteur 30 à 40 cm par niveau par rapport aux méthodes traditionnelles. En outre, il est possible de réaliser de nombreux types de bâtiments avec un nombre d'éléments différents réduit et notamment deux types de poteaux, un 8 seul type de poutres et de caissons et un seul type d'allèges permet de réaliser une structure de bâtiment dans un temps réduit et avec une sécurité accrue par rapport aux méthodes traditionnelles. L'invention n'est pas limitée aux exemples représentée et notamment il est 5 possible de réaliser des formes de poteaux, de caissons et de poutres divers tout en restant dans le cadre de l'invention définie par les revendications. REVENDICATIONS 1 - Système (1) de construction de bâtiment, comprenant des poutres (3) et des poteaux (2), caractérisé en ce que les poutres (3) et les poteaux (2) comportent des premiers moyens (4, 5, 6, 8a, 8b) de pré-assemblage mâles/femelles coopérants pour maintenir les poutres sur les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement (24). 2 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de pré-assemblage comprennent des premières broches (4) serties dans des surfaces porteuses (6) des poteaux recevant les extrémités (8a, 8b) des poutres et des premiers logements (5) dans lesdites extrémités des poutres de réception des premières broches. 3 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premiers logements (5) sont dimensionnés pour permettre la coulée du matériau de scellement (24) remplissant les logements autour des broches. 4 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités (8a, 8b) des poutres comportent deux avancées séparées par le premier logement lui même délimité sur le côté d'extrémité de la poutre par au moins une tige (51) encastrée dans les avancées. 5 - Système de construction de bâtiment selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des caissons (9) pourvus d'une première partie (11) de seconds moyens d'assemblage entre d'une part les caissons et d'autre part les poutres et/ou les poteaux adaptés à maintenir les caissons sur les poutres et/ou les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement. 6 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 5, caractérisé en ce que les poteaux comprenant des corbeaux munis de surfaces (14) d'appui des caissons et les caissons comprenant des nervures (10), des parties femelles des seconds moyens de pré-assemblage comprennent des logements (23) réalisés dans les corbeaux, recevant les extrémités (11) des nervures qui forment des parties mâles des seconds moyens de pré-assemblage. 10 7 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les poutres (3) sont munies d'encoches (13) formant des parties femelles desdits seconds moyens de pré-assemblage. 8 - Système de construction de bâtiment selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les poteaux comprennent des surfaces d'appui (14) support des caissons formant des parties femelles desdits seconds moyens de pré-assemblage. 9 - Système de construction de bâtiment selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la partie femelle des seconds moyens d'assemblage comprend des seconds logements (15) réalisés dans les caissons et la partie mâle desdits seconds moyens d'assemblage comprend des secondes broches (16), serties dans les poutres, logements (23) et/ou surfaces d'appui (14) des poteaux (2) et reçues dans les seconds logements (15). 10 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 5, caractérisé en ce que les poutres et/ou les caissons comprennent des maillons dépassant (17, 18), de retenue de chapeaux (19, 20). 11 - Système de construction de bâtiment selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins certaines (13, 23, 11) des parties mâles et femelles sont pourvues de profils d'encastrement. 12 - Système de construction de bâtiment selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des allèges (22) formant des poutres périphériques et des troisièmes moyens de pré-assemblage mâle femelle, entre des poteaux (30) et les allèges (22), adaptés à maintenir les allèges sur les poteaux avant fixation définitive par coulée d'un matériau de scellement. 13 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 12, caractérisé en ce que les troisièmes moyens de pré-assemblage comportent des profils d'encastrement (25, 26) entre les allèges (22) et les poteaux (30). 14 - Système de construction de bâtiment selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les troisièmes moyens de pré-assemblage comprennent des troisièmes logements (27) dans les allèges recevant des troisièmes broches (28) serties dans des surfaces d'appui (29) des allèges au niveau des corbeaux de poteaux de rive (30). 11 15 - Système de construction de bâtiment selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pré-assemblage sont dimensionnés en sorte de constituer des parties de coffrages pour réduire les coulures du matériau de scellement et limiter l'usage de moyens de coffrage amovibles.