HEXAGONAL STRUCTURES

Abstract: 1. Structures formed by hexagonal cells made merely by unitary elements (2) comprising flat portions and making an angle of 120 degrees between them, the said elements constituting walls which are common to several adjacent cells, characterized in that the said elements (2) are formed of three plan portions of which a central portion makes with the two end portions, which are located in two parallel plans, angles of 120 degrees and that the said elements are located in such a manner as to form angles of 120 degrees between them, the end edges resting on the edges limiting the central portion of an adjacent element.

Description: Structures hexagonales La présente invention a pour objet un système de structures hexagonales à usage multiple. Trois types de structures sont développés à partir de la présente invention, tous trois se distinguent par l'appli- cation du même principe : la décomposition de la structure en éléments empilables sous un faible volume pour le transport de -l'usine de production au chantier de construction. Le but de la présente invention est de permettre la réalisation aisée de constructions rationnelles, utilisant les matériaux économiquement et évitant notamment des opérations de coffrage et de coulée de béton sur le chantier, ou le transport d'éléments encombrants et peu maniables. Le premier type de structure hexagonale selon la présente invention est dit : structure alvéolaire. I1 se distingue par le fait qu'il comporte des éléments unitaires constituant chacun au moins une paroi de trois alvéoles hexagonales adjacentes, par le fait que ces éléments unitaires sont empilables et par le fait qu'ils comportent des formations d' assemblage permettant de les fixer les uns aux autres dans leur position de service assemblée pour créer ladite structure. Ce type alvéolaire permet notamment la constitution de structures de rangement, telle un bouteiller, ou une structure de soutènement particulièrement utile pour la réalisation de talus anti-bruit raides, ou encore des claustras ou brise-soleils très décoratifs. Ce premier type de structure selon l'invention est exposé ci-apres plus en détail à l'aide à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution. La figure 1 est une vue en perspective d'une structure. La figure 2 en est une coupe transversale à plus grande échelle. Les figures 3 et 4 illustrent deux éléments unitaires formant ce type de structure. La structure illustrée à la figure 1 en perspective est une structure hexagonale formée d'éléments unitaires 1, 2 assemblés les uns aux autres et reposant sur une semelle 3 et entre deux murs d'extrémités 4, 5. Cette structure hexagonale occupant un grand volume est réalisée par l'assemblage de deux types d'éléments unitaires 1, 2. Les éléments unitaires 1, utilisés au début et à la fin de la structure, comportent deux parties planes formant entre-elles un angle de 1200 tandis que les éléments 2 comportent trois parties formant également entre-elles des angles de 1200, les deux parties extrèmes étant situées dans des plans parallèles. Ces éléments unitaires 1, 2 sont donc facilement empilables pour leur transport et dans cette position empilée occupent une fraction seulement, environ un sixième dans le cas d1 une exécution en béton, du volume de ce type de structure montée. Chaque partie plane d'un élément unitaire constitue la paroi séparant deux alvéoles adjacentes. De plus les deux parties d'un élément unitaire 1 appartiennent à trois alvéoles adjacentes tandis que les trois parties d'un élément unitaire 2 appartiennent à quatre alvéoles adjacentes. La structure illustrée à la figure 1 repose sur une semelle 3 et est limitée latéralement par des parois 4, 5 en béton. La semelle 3 peut Qtre horizontale ou inclinée et les murs latéraux 4, 5 verticaux ou obliques. Une telle structure peut constituer un mur de soutènement anti-bruit comme illustré en coupe à la figure 2. La semelle 3 est inclinée vers l'arrière et les éléments 1, 2 sont empilés pour former les alvéoles. La terre 6 est maintenue à l'arrière de cette structure et prend sa pente naturelle, environ 30 , a' à l'intérieur des alvéoles. On peut ainsi réaliser un mur de soutenement ou anti-bruit beaucoup plus raide que les 300 de la pente naturelle. Ainsi, on peut pour une hauteur donnée utiliser bien moins de terrain tout en améliorant l'angle d'interception par rapport à la source du bruit qui, d'autre part est capté et amorti dans les alvéoles. Ces dernières, partiellement remplies de terre, peuvent recevoir des végétaux ce qui est important pour intégrer de telles structures dans le paysage et absorber le bruit. Dans la réalisation de murs de soutènement ou anti-bruit les éléments 1, 2 sont réalisés en béton armé. Dans la figure 2 on a montré que des éléments superposés 2, peuvent être décalés pour augmenter la raideur du mur de soutènement. Dans ce cas des éléments plus étroits 2' sont utilisés pour empêcher la terre de ruisseler. On arrive par cet artifice à réaliser des talus ayant une face frontale pratiquement verticale. Ces éléments 1, 2 comportent des formations d'assemblage qui peuvent être constituées par des trous 7 et des tiges novées 8 (figure 3) ou des douilles noyées et des boulons. I1 est évident que d'autres formations d'assemblage peuvent être envisagées. C'est le cas de l'élément 2, également en béton armé illustré è la figure 4. Dans cette exécution, l'élément comporte des renforts 9 évitant une rupture de celui-ci le long de ses arêtes Les formations d'assemblege sont ici constituées par des saillies 10 (tenons) respectivement des creusures 11 (mortaises) en forme de pyramides situées sur les tranches 12 respectivement 13 de l'élément 2. Lors de l'assemblage de deux éléments les formations mâles engagent dans les formations femelles et fixent les éléments. Ce mode d'assemblage peut se faire à sec ou n l'aide d'un liant ou d' une colle. Dans une autre application, les éléments de la structure peuvent être en matière plastique, en agloméré de bois, en fibro-ciment ou en métal, et la structure obtenue peut être utilisée comme rangement, notamment comme bouteiller. Dans ce cas les formations d'assemblage peuvent être formées par des rainures et des languettes, des agrafages, rivetages, etc. Le deuxième type de structure selon la présente invention est dit : structure nid d'abeilles. En application du meme principe : décomposition en éléments empilables sous un faible volume, il a pour objet une structure alvéolaire double-face, semblable à la structure hexagonale des cellules dans un rayon d'abeilles avec sa cloison médiane, pouvant notamment constituer des écrans anti-bruit en béton d'une hauteur importante sans nécessiter des fondations excessives, des voûtes ou des coupoles légères et d'une grande portée, des huisseries métalliques ou d'autres matières, planes, cylindriques ou émisphériques, notamment portes de hangar d'aviation, écluses, etc., qui, en raison de leurs dimensions, doivent être assemblées sur place. Le type de structure nid d'abeilles selon la présente invention est une structure hexagonale semblable à la structure des cellules dans un rayon d'abeilles. Elle se distingue par le fait qu'elle comporte des éléments unitaires constituant chacun deux fois une paroi commune à deux alvéoles adjacentes, de part et d'autre de la cloison médiane, plus une part proportionnelle de cette cloisan fermant le fond des alvéoles. Elle se distingue également par le fait que ces éléments sont empilables et outils comportent des formations d1as- semblage permettant de les fixer les uns aux autres pour créer ladite structure. Ce second type de structure selon l'invention est exposé ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution. La figure 5 est une vue en perspective d'un morceau de structure. aaa, bb, ccc, ee, fff, hhh, sont des éléments unitaires. La figure 6 comporte une vue de face et une coupe transversale de la structure. La figure 7 illustre en perspective un élément unitaire formant la structure tandis que les figures 8 et 9 représentent des demi-éléments de finition pour le raccordement avec des surfaces rectilignes. Les éléments entiers figure 7 comportent trois parties planes qui, dans le cas d'une structure plane ou de faible courbure forment entre elles des angles de 1200, les deux parties extrèmes étant situées dans des plans paralléles. L' angle de 120 est celui qui donne la meilleure répartition des efforts, mais le système fonctionne aussi avec des angles quelque peu différents. Ces éléments unitaires sont donc facilement empilables pour leur transport et, dans cette position empilée, occupent une fraction seulement - dans le cas d'une exécution en béton armé environ un cinquième - du volume de ce type de structure montée. Lorsque la structure est de faible courbure, les mêmes éléments que pour la structure plane peuvent Autre employés, ce nui réduit la game de fabrication. La courbure est alors obtenue en faisant varier ltépaisseur du liant dans les joints au moyen de cales calibrées et disposées conformément au calcul trigonométrique. Figure 10. Lorsque la courbure doit être plus prononcée, des éléments spéciaux doivent être employés. La game des éléments spéciaux peut toutefois être restreinte, toutes les courbures intermédiaires pouvant être réalisées au moyen de cales ou par la combinaison d'éléments divers de la game. Dans le cas de structures réalisées en métal ou en matière plastique, l'élasticité du matériau et les modes de fixation des éléments les uns aux autres permettent pratiquement de réaliser toutes les courbures utiles au moyen d'un seul type d'éléments. Le troisième type de structure hexagonale selon la présente invention est dit : structure rhomboedriqte, I1 parachève la série -des structures à-base hexagonale. Il a pour objet, toujours au moyen d'éléments empilables sous un faible volume, une structure faite de cellules hexagonales fermées juxtaposées dont toutes les parois consécutives forment entre elles des angles de 1200. La transmission des efforts, à travers et dans une construction faite selon ce type de structure, se fait donc dans les meilleures conditions de résistance des matériaux qui peuvent ainsi être mis en oeuvre le plus économiquement possible. Une construction faite selon ce type de structure peut se développer dans l'espace selon six axes principaux, orthogonaux deux à deux, et 6 axes secondaires, soit dans 24 directions différentes. Le but de ce troisième type de structure selon la présente invention est de permettre la réalisation aise de constructions multiples telles que viaducs, digues, radier légers et rigides pour fondation en très mauvais terrain, caissons flottants, silos et citernes, voire plate-forme satellite construite en orbite, etc. de dimensions pratiquement illimitées, en évitant notamment des opérations de coffrage et de coulée de béton sur le chantier, ou le transport d'éléments encombrants et peu maniables. La structure de type rhomboédrique selon la présente invention est une structure hexagonale constituée de cellules fermées comportant douze faces, parallèles deux à deux, chaque face formant avec celles qui la jouxtent des angles de 1200. Elle se distingue par le fait qu'elle comporte des éléments unitaires, composés de six parties planes en forme de losanges, constituant chacun trois et quatre parois consécutives de deux cellules juxtaposées plus cinq fois une paroi appartenant à cinq autres cellules contiguës, soit: douze parois par élément entier ou six fois deux faces. Elle se distingue elle aussi par le fait que ces éléments sont empilables et qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres pour créer ladite structure. Ce troisième type de structure, le plus élaboré selon 1' invention, est exposé ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution. Pour une représentation claire on a choisi un mode d'exécution en matériau laminé plié assemblé par soudure. La figure 11 est une vue en perspective d'un morceau de structure. AAeRAA-, BBBBBB, CCCCCC, DDDDDD, sont des éléments unitaires entiers. La figure 12 est un élément unitaire entier. La figure 13 montre le développement à plat d'un élément unitaire dans le cas de réalisation en matériau laminé et plié. Enfin, la figure 14 représente des éléments fractionnaires de finition. Les éléments entiers, figure 12, comportent six parties planes de forme losangée formant entre elles des angles de 120 Les éléments fractionnaires de finition, figure 14, comportent respectivement cinq, quatre, deux et une parties planes de forme losangée formant entre elles des angles de 120 . Ils permettent d'arreter la construction par des rhomboedres fermés, sans les amorces de prolongement de la structure.

Claims: Revendications 1. Structures hexagonales selon trois types : alvéolaire, nid d'abeilles, rhombohédrique, caractérisées par le fait quelles comportent des éléments unitaires constituant des parois communes à plusieurs cellules adjacentes. 2. Structures selon la revendication 1, caractérisées par le fait qu'elles comportent plusieurs types d'éléments unitaires, ou d'éléments fractionnaires, ceux destinés à la construction de structures planes, ou de faible courbure avec interposition de cales calibrées, telles que murs anti-bruit, dalles nervées, voûtes et coupoles de grande portée, et ceux destinés à la construction de structures à courbure plus prononcée. 3. Structures selon la revendication 2, caractérisées par le fait que les parties des éléments unitaires sont planes et forment entre elles des angles en principe de (exceptionnellement des angles différents). 4. Structures selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les éléments sont en béton, ou autre aglomérés, armés ou non, et qu'ils comportent des renforts le long de leurs arêtes. 5. Structures selon l'une des revendications précédentes caractérisées par le fait que les éléments unitaires sont en métal, ou en matière plastique, laminés et pliés, ou moulés ou matricés en profilé et tronçonnés. 5. structures selon la revendication 4, caractérisées par le fait que les formations d'assemblage sont constituées par des creusures (mortaises), respectivement des saillies (tenons), en forme de pyramides ou de troncs de cônes, situées sur les trnches des éléments, ou (et) par des douilles tarauciées noyées dans les tranches et des boulons vissés dans ces douilles à travers les arêtes renforcées. 7. Structures selon la revendication 5, cractérises par le fait que les formations d' assemblage sont constituées par des rainures, respectivement des 12nguettes, ou des onglets agrafés, vissés, rivetés ou soudés. 8. Utilisation des structures selon la revendication 1, pour la construction d'ouvrages anti-bruit, avec ou sans application d'un enduit destiné à améliorer le coefficient de réduction de la propagation du bruit. 9.Utilisation des structures selon la revendication 1, pour la réalisation d'ouvrages de génie civil faisant appel aux propriétés de légéreté et de rigidité desdites structures, tels que voûtes, coupoles, dalles nervées, viaducs, digues, radiers pour fondations en mauvais terrain, caissons flottants, silos et citernes, etc. 10. Utilisation des structures selon la revendication 1, pour la réalisation ouvrages de serrurerie et constructions métalliques, tels que structures de rangement (bouteiller), huisseries métalliques ou d'autres matières, planes, cylindriques ou émisphériques (portes de hangars d'aviation, écluses, etc) capteurs solaires, stations orbitales, etc.

Inventors: JENNI, HERMANN
Applicants: JENNI, HERMANN
Application year: 1981
Main classification: E04B2
IPC codes: E04C1, E04C2