Brevet FR2958306A1 — publié le 20111007

La présente invention est relative à une pièce de liaison permettant de lier fixement un premier élément et un second élément de charpente de bâtiment. Plus particulièrement, l'invention concerne une pièce de liaison permettant de lier fixement un premier élément et un second élément de charpente de bâtiment qui sont disposés verticalement et perpendiculairement l'un sur l'autre par deux de leurs chants respectifs inférieur et supérieur, la pièce comprenant un pan supérieur et un pan inférieur perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, le pan supérieur étant prévu pour être accolé à un flanc vertical dudit premier élément de charpente situé au dessus du second élément de charpente et le pan inférieur étant prévu pour être accolé à un flanc vertical du second l'élément. Ce genre de pièce est connu par exemple du document US4896985. Dans ce document, la pièce est utilisée pour fixer des lattes de plancher à des poutres longitudinales de passerelle, de pont ou autre structure du même type. Dans le cas d'une utilisation d'une telle pièce pour un aménagement de charpente existante afin de la renforcer, cette pièce serait trop petite ou inefficace, voire de forme inadaptée car ayant des parties qui devraient interférer avec des parties de la charpente. Le document US4480941 montre à sa figure 1 une pièce de liaison en étrier qui nécessite une bonne accessibilité lors du montage. Cette pièce ne conviendrait pas pour un aménagement de charpente existante afin de la renforcer dans le cadre d'aménagements de combles car dans ce cas, les possibilités d'accès sont limitées. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur ou de proposer une alternative aux solutions existantes. A cet effet, l'invention a pour objet une pièce de liaison permettant de lier fixement un premier élément et un second élément de charpente de bâtiment qui sont disposés verticalement et perpendiculairement l'un sur l'autre par deux de leurs chants respectifs inférieur et supérieur. La pièce comprend un pan supérieur et un pan inférieur perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, le pan supérieur étant prévu pour être accolé à un flanc vertical dudit premier élément de charpente situé au dessus du second élément de charpente et le pan inférieur étant prévu pour être accolé à un flanc vertical du second l'élément. A l'extrémité inférieure de la pièce, l'extrémité libre du pan inférieur est raccordée à une patte inférieure de fixation de la pièce, ladite patte inférieure s'étendant perpendiculairement au pan inférieur, dans une direction opposée à celle du pan supérieur, en étant destinée à être fixée au chant inférieur du second élément. Dans divers modes de réalisation de la pièce selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes . à l'extrémité supérieure de la pièce, l'extrémité libre du pan supérieur est raccordée à une patte supérieure de fixation de la pièce, ladite patte supérieure s'étendant perpendiculairement au pan supérieur, dans une direction opposée à celle du pan inférieur, en étant destinée à être fixée au chant supérieur du premier élément ; - le pan supérieur et le pan inférieur sont plus larges dans des zones proches de leur extrémité libre ; - sur la patte et/ou sur les pans, des perçages de passage de pièces d'assemblage type clou ou vis ; - la hauteur du pan inférieur est dans l'intervalle 200 à 400 millimètres et la hauteur du pan supérieur est dans l'intervalle 140 à 230 millimètres, pour correspondre sensiblement à la hauteur des flancs verticaux des éléments de charpente. Dans un mode de réalisation préférentiel, la pièce est formée à partir d'une plaque métallique découpée et pliée dont le pan supérieur est prolongé par un pan central raccordé latéralement au pan inférieur, un pli étant au raccordement du pan central et du pan inférieur. Par ailleurs, l'invention a également pour objet une charpente de bâtiment, comprenant d'une part un premier élément et un second élément qui sont disposés verticalement et perpendiculairement l'un sur l'autre par deux de leurs chants respectifs inférieur et supérieur et d'autre part une pièce de liaison qui lie fixement les deux éléments et qui comprend un pan supérieur et un pan inférieur perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Dans cette charpente, la pièce de liaison est conforme à l'invention, a son pan supérieur accolé à un flanc vertical dudit premier élément de charpente situé au dessus du second élément de charpente, a son pan inférieur accolé à un flanc vertical du second élément et a sa patte de fixation inférieure fixée au chant inférieur du second élément. La pièce de liaison peut comporter une patte de 20 fixation supérieure fixée au chant supérieur du premier élément. Dans un mode de réalisation préférentiel, dans cette charpente, d'une part le second élément de charpente, situé au dessous du premier élément de 25 charpente, est un entrait de renfort qui est prévu pour supporter un plancher d'espace d'habitation en comble et qui est aménagé en parallèle d'un entrait de fermette et d'autre part le premier des éléments de charpente est une poutre inférieure de reprise de force disposée sur 30 l'entrait de renfort, ladite poutre inférieure appartenant à une armature de renfort destinée à s'étendre verticalement de chaque côté de l'espace d'habitation. D'autres buts, caractéristiques et avantages de 35 l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : la figure 1 est une vue en perspective d'une pièce de liaison selon l'invention, mise en oeuvre dans une charpente de bâtiment représentée partiellement ; - la figure 2 est une vue en perspective de la pièce de liaison selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un bâtiment pourvu d'une charpente mettant en oeuvre la pièce de liaison selon l'invention, comme à la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de détail de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un bâtiment pourvu d'une charpente mettant en oeuvre la pièce de liaison selon l'invention, comme à la figure 1. 15 Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans la description qui va suivre, la direction désignée longitudinale est suivant la longueur de murs de façades du bâtiment qui est ici à base rectangulaire. 20 En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un bâtiment de type maison d'habitation à toit à deux versants. Le bâtiment comporte des murs longitudinaux de façades 12 et des murs transversaux de pignons 14 qui supportent une charpente mettant en oeuvre 25 des pièces de liaison selon l'invention, telle que celle représentée à la figure 2. Beaucoup de ces maisons ont leur couverture à deux versants dont les tuiles sont supportées par une charpente industrielle comportant des fermettes 30 triangulées, s'étendant transversalement à la longueur du toit et reliées entre elles par des bois de contreventement. Chaque fermette de charpente industrielle comporte d'une part un entrait 16 disposé transversalement entre 35 les murs de façade 12, en appui sur ces derniers, et d'autre part des arbalétriers 18 s'étendant desdits murs vers le sommet de la charpente, ainsi que des fiches et 10 contrefiches, assemblés par des agrafes ou connecteurs métalliques. L'ensemble forme une triangulation destinée au support de la couverture et au soutien du plafond et de son isolation. Ainsi, ces fiches et contre-fiches, non représentées sur les figures, empêchent l'aménagement de combles, si bien que pour agrandir la maison, il faut les démonter en parallèle du montage d'une structure de renfort de la charpente, au centre de laquelle un espace d'habitation 25 peut être aménagé. L'une des contraintes, lors de l'aménagement de combles dans une maison à fermettes industrielles, est le faible interstice disponible entre les entraits 16 et le plafond du niveau d'habitation situé entre les murs de façade 12. Cet interstice ne permet pas d'accéder facilement à la face inférieure des entraits pour y passer des pièces de liaison qui n'auraient pas une forme particulière. En particulier, il n'y a pas assez de place pour installer de grandes pièces de liaison en forme d'étrier. Des plaques de plafond 20 sont suspendues aux entraits 16, par l'intermédiaire d'une part de rails métalliques 22 sur lesquels sont montées les plaques 20 et d'autre part de suspentes 24 interposées verticalement entre les rails 22 et les entraits 16. La structure de renfort de la charpente comporte, pour chaque fermette, un entrait de renfort 26 et des arbalétriers de renfort 28 qui doublent respectivement l'entrait 16 et les arbalétriers 18 de la charpente d'origine, en constituant des éléments de charpente. Des jambes de forces verticales 29 relient l'entrait de renfort 26 aux arbalétriers de renfort 28, de chaque côté de l'espace d'habitation 25. Les entraits de renfort 26 et les arbalétriers de renfort 28 sont plus hauts que leurs équivalents de la charpente d'origine. Le chant inférieur 26A des entraits de renfort 26 est en dessous du chant inférieur 16A des entraits 16 de la charpente d'origine, si bien que l'interstice 30 déterminé par la distance entre les entraits de renfort 26 et des plaques de plafond 20 est réduit d'autant. L'interstice est par exemple dans l'intervalle 30 à 100 millimètres. Le chant inférieur 26A des entraits de renfort 26 peut être au niveau du chant inférieur 16A des entraits 16 de la charpente d'origine. La structure de renfort de la charpente comporte en outre, entre les fermettes, des armatures latérales de reprise de force 34 qui s'étendent longitudinalement sur les bords de l'espace d'habitation 25, contre les jambes de force verticales 29. Lesdites armatures sont aussi constituées d'éléments de charpente. Chaque armature latérale de reprise de force 34 comporte, dans le mode de réalisation représenté, quatre poutres longitudinales de reprise de force qui sont reliées entre elles par des montants verticalement inclinés 35 et des montants droits 37. En considérant l'armature latérale de reprise de force 34 en coupe transversale, ses quatre poutres longitudinales sont disposées aux coins d'un rectangle. Ces quatre poutres, représentées partiellement aux figures 1 et 5 comme le reste de la charpente, ont leurs extrémités libres encastrées dans les pignons 14 du bâtiment et permettent un soutien des entraits. Le plancher des combles, non représenté, est supporté par les entraits de renforts 26. A cet effet, des lambourdes sont interposées entre le plancher et lesdits entraits, en étant disposées perpendiculaires auxdits entraits et posées sur le chant supérieur 26B des entraits de renfort 26. Le plancher est disposé entre les armatures latérales de reprise de force 34, en particulier entre les poutres inférieures de reprise de force 38 les plus éloignées des murs de façade 12. Les pièces de liaison selon l'invention, référencée 50 aux figures, servent à consolider la structure de renfort de la charpente en étant chacune fixée tant à l'un des entraits de renfort 26 qu'à l'une des poutres inférieures de reprise de force 38. Chaque pièce de liaison 50 constitue un demi-sabot à bretelle dont la forme est détaillée ci-après. Chaque pièce de liaison 50 est venue de pliage à partir d'une plaque d'acier et comporte deux panneaux orthogonaux raccordés entre eux par un pli 50A (figures 1 et 2). Chaque panneau comprend, séparés par ledit pli, au moins un pan et une patte de fixation orthogonale à l'extrémité libre dudit pan. L'un des panneaux, dit panneau principal 50B, comporte le pan supérieur 52 de la pièce 50 et la patte supérieure de fixation 54. Ce pan supérieur 52 est conformé pour être fixé à un flanc vertical de la poutre inférieure de reprise de force 38 correspondante. Cette patte supérieure 54 est conformée pour être fixée au chant supérieur 38A de ladite poutre 38. L'autre des panneaux, dit panneau secondaire 50C, comporte le pan inférieur 57 de la pièce 50 et la patte inférieure de fixation 59. Ce pan inférieur 57 est conformé pour être fixé à un flanc vertical de l'entrait de renfort 26 correspondant. Cette patte inférieure 59 est conformée pour être fixée au chant inférieur 26A dudit entrait 26. Le panneau principal 50B comporte un pan central 56 prolongeant vers le bas le pan supérieur 52 afin de raccorder rigidement le panneau principal 50B au pan inférieur 57. Le pan supérieur 52 et le pan inférieur 57 sont par exemple de hauteurs sensiblement semblables, cette hauteur étant légèrement inférieure à la hauteur des entraits de renfort 26 et à la hauteur des poutres de reprise de force. La hauteur du pan supérieur 52 et du pan inférieur 57 est considérée en incluant des pans coupés 62 aménagés à l'opposé des pattes de fixation 54 et 59. Par exemple, la hauteur du pan inférieur 52 est dans l'intervalle 200 à 400 millimètres et la hauteur du pan supérieur 57 est dans l'intervalle 140 à 230 millimètres. La largeur du pan supérieur 52 et du pan inférieur 57 est maximale à leurs extrémités libres, par exemple 50 à 80 millimètres, afin d'être le plus solide possible au raccordement des pattes 54 et 59, du fait que ces dernières sont sollicitées mécaniquement. Le pan supérieur 52 est de largeur constante, par exemple identique à celle du bas du pan inférieur 57 ou inférieure de trente pourcents. Le bas du pan inférieur 57 a sa largeur qui se rétrécit vers sa partie haute, jusqu'à par exemple être sensiblement identique à la largeur du pan central 56, ou inférieure de trente pourcents, par exemple 25 à 40 millimètres. Dans le bas du pan inférieur 57, pour le rigidifier, des nervures venues de frappe, non représentées, sont aménagées en étant inclinées à 45 degrés de la pliure avec la patte 59 vers le pli 50A. Le montage de la pièce de liaison 50 à la structure de renfort de charpente est effectué quand la pièce 50 est disposée verticalement et positionnée en regard de l'angle de l'entrait de renfort 26 avec la poutre inférieure de reprise de force 38, le pli 50A faisant face audit angle. Les pans supérieur 52 et inférieur 57 sont plaqués respectivement contre le flanc correspondant desdits poutre et entrait, puis cloués et vissés par des clous ou des vis passant à travers des perçages 64. Les pattes 54 et 59 sont fixées par des vis ou des clous aux chants supérieur et inférieur correspondants, à travers des perçages 66. Les perçages 64 et 66 sont répartis pour une bonne répartition de la contrainte tant dans la pièce que dans les poutres et entraits. Compte tenu de la forme de la pièce de liaison 50, il n'y a ni problème d'accessibilité, ni problème de positionnement au montage. La hauteur réduite de l'interstice 30 entre plafond et entrait ne pose pas de problème comme il pourrait en avoir dans le cas d'une pièce de liaison qui aurait une forme en étrier. Compte tenu de la forme de la pièce de liaison 50, une même découpe de plaque d'acier peut être utilisée en faisant évoluer l'étendue des pattes en fonction soit de la hauteur de l'entrait de renfort 26, soit de la hauteur de la poutre inférieure de reprise de force 38. La forme de la pièce de liaison 50 est particulièrement adaptée au cas d'entrait de renfort et/ou de poutre inférieure de reprise de force à profil transversal de tout type, et particulièrement de type poutre treillis ou poutre en I. En effet, les pattes 54 et 59 sont favorables à la fixation aux membrures à la base ou à la tête du I, qui constituent les chants inférieur ou supérieur des éléments de charpente précités. Dans le cas d'un élément de charpente en I, le pan correspondant est accolé au flanc vertical de l'élément de charpente, sans y être forcément fixé par clouage ou vissage, la patte assurant la fixation. Dans une variante de montage, la patte inférieure n'est pas fixée par clouage ou vissage au chant inférieur de son entrait de renfort, par exemple en cas de peu d'accessibilité. La patte inférieure peut par contre comporter des dents ou griffes d'ancrage par exemples venues de matriçage. Dans un mode de réalisation non représenté, seul le pan inférieur comporte une patte de fixation, le pan supérieur n'ayant pas de patte et étant fixé à son élément de charpente qui est constitué par une poutre pleine. Dans une variante de réalisation non représentée, la structure de renfort de la charpente comporte, en correspondance de chaque fermette, une pluralité d'entraits de renfort 26 accolés, par exemple deux ou trois. Avantageusement, dans ce cas, l'étendue des pattes est adaptée au cumul d'épaisseurs des entraits de renforts. REVENDICATIONS1. Pièce de liaison (50) permettant de lier fixement un premier élément (38) et un second élément (26) de charpente de bâtiment qui sont disposés verticalement et perpendiculairement l'un sur l'autre par deux de leurs chants respectifs inférieur et supérieur, la pièce comprenant un pan supérieur (52) et un pan inférieur (57) perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, le pan supérieur (52) étant prévu pour être accolé à un flanc vertical dudit premier élément (38) de charpente situé au dessus du second élément (26) de charpente et le pan inférieur (57) étant prévu pour être accolé à un flanc vertical du second l'élément (26), caractérisée en ce que, à l'extrémité inférieure de la pièce (50), l'extrémité libre du pan inférieur (57) est raccordée à une patte inférieure (59) de fixation de la pièce, ladite patte inférieure (59) s'étendant perpendiculairement au pan inférieur (57), dans une direction opposée à celle du pan supérieur (52), en étant destinée à être fixée au chant inférieur (26A) du second élément (26). 2. Pièce selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, à l'extrémité supérieure de la pièce (50), l'extrémité libre du pan supérieur (52) est raccordée à une patte supérieure (54) de fixation de la pièce, ladite patte supérieure (54) s'étendant perpendiculairement au pan supérieur (52), dans une direction opposée à celle du pan inférieur (57), en étant destinée à être fixée au chant supérieur (38A) du premier élément (38). 3. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le pan supérieur (52) et le pan inférieur (57) sont plus larges dans des zones proches de leur extrémité libre. 4. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu'elle est formée à partird'une plaque métallique découpée et pliée dont le pan supérieur (52) est prolongé par un pan central (56) raccordé latéralement au pan inférieur (57), un pli (50A) étant au raccordement du pan central (56) et du pan inférieur (57). 5. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des perçages (66) de passage de pièces d'assemblage type clou ou vis sur la patte (54, 59). 6. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des perçages (64) de passage de pièces d'assemblage type clou ou vis sur les pans {52, 57). 7. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont la hauteur du pan inférieur (52) est dans l'intervalle 200 à 400 millimètres, et la hauteur du pan supérieur (57) est dans l'intervalle 140 à 230 millimètres, pour correspondre sensiblement à la hauteur des flancs verticaux des éléments de charpente (26, 38). 8. Charpente de bâtiment, comprenant d'une part un premier élément (38) et un second élément (26) qui sont disposés verticalement et perpendiculairement l'un sur l'autre par deux de leurs chants respectifs inférieur et supérieur et d'autre part une pièce de liaison (50) qui lie fixement les deux éléments (26, 38) et qui comprend un pan supérieur et un pan inférieur perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, caractérisée en ce que la pièce de liaison (50) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes et en ce que la pièce de liaison (50) a son pan supérieur (52) accolé à un flanc vertical dudit premier élément (38) de charpente situé au dessus du second élément (26) de charpente, son pan inférieur (57) accolé à un flanc vertical du second élément (26) et sa patte de fixation inférieure (59) fixée au chant inférieur (26A) du second élément (26). 9. Charpente selon la revendication 8, dont la pièce de liaison (50) est conforme à la revendication 2et a sa patte de fixation supérieure (54) fixée au chant supérieur (38A) du premier élément (38). 10. Charpente selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, dans laquelle d'une part le second élément (26) de charpente, situé au dessous du premier élément (38) de charpente, est un entrait de renfort (26) qui est prévu pour supporter un plancher d'espace d'habitation (25) en comble et qui est aménagé en parallèle d'un entrait de fermette (16) et d'autre part le premier (38} des éléments de charpente est une poutre inférieure de reprise de force (38) disposée sur l'entrait de renfort (26), ladite poutre inférieure (38) appartenant à une armature de renfort (34) destinée à s'étendre verticalement de chaque côté de l'espace d'habitation (25).