BE1001985A7 - Structure tridimensionnelle, ainsi que ses barres, noeuds et embouts de barres. - Google Patents

Abstract

La structure tridimensionnelle est constituée d'un ensemble de noeuds (2) reliés entre eux par des barres (3) munies à chacune de leurs extrémités (4) d'un embout (5), un organe de liaison (21, 35) reliant chaque embout à un noeud. Elle se caractérise en ce que, les noeuds (2) présentent au moins une surface courbe (6) sur laquelle prend appui une surface courbe (7) d'un embout (5) d'une barre (3). Les noeuds sont, de préférence, constitués d'une sphère pleine présentant des alésages (37, 39) destinés à livrer passage à une partie d'un organe de liaison (21, 35) reliant l'embout (5) audit noeud (2).

Description

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  STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE.AINSI QUE SES BARRES, NOEUDS
ET EMBOUTS DE BARRES ------------------------------------- 
La présente invention est relative à une structure tridimensionnelle et à des embouts, barres et noeuds pour une telle structure. 



   La structure tridimensionnelle suivant l'invention peut être utilisée comme support de toitures, plafonds, ponts, podiums, estrades, tribunes, échafaudages, tours, auvents, stands pour foires, etc..., par exemple dans des salles de spectacles, piscines, halls de sport et stades. 



   La présente invention a pour objet une structure tridimensionnelle dans laquelle les liaisons entre noeuds et barres ne présentent pas de discontinuités, de sorte que ces liaisons ne sont pas visibles. 



   La présente invention a également pour objet une structure tridimensionnelle dans laquelle la fixation d'un embout à une extrémité d'une barre présente de bonnes propriétés mécaniques, tout en ne faisant pas ressortir de discontinuités visibles. 



   La présente invention a encore pour objet une structure tridimensionnelle dans laquelle les noeuds reprennent une partie des efforts de cisaillement créés entre un noeud et une barre de sorte que l'organe de liaison reliant le noeud à cette barre soit moins sollicité. 

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   Dans une structure tridimensionnelle du type connu, dans laquelle les liaisons entre des barres et des noeuds sensiblement sphériques ne présentent pas de discontinuités visibles, les barres sont munies à chacune de leurs extrémités d'un embout tronconique présentant une surface plane destinée à prendre appui sur une surface plane d'un noeud. 



   Une structure de ce type connu présente de nombreux inconvénients- 
Il est nécessaire d'usiner les surfaces planes du noeud et de l'embout lorsqu'on désire introduire une contre-flèche dans une barre. En effet, si l'on usine uniquement la surface plane du noeud ou de l'embout, une discontinuité apparaîtra dans la liaison entre la barre et le noeud. 



   Etant donné que l'embout et le noeud sont en contact l'un avec l'autre par une surface plane, l'organe de liaison reliant le noeud à l'embout d'une barre est soumis à un effort de cisaillement important. 



  De plus, une surface de contact plane étant moins étendue qu'une surface de contact courbe (qui présente dans un plan de projection ladite surface plane), il est nécessaire, pour reprendre un effort prédéterminé, d'utiliser des noeuds présentant un volume plus important que celui des noeuds requis lorsque la surface de contact est courbe. 



   Enfin, lorsqu'on introduit une contre-flèche dans une barre en usinant les surfaces planes du noeud et de-l'embout d'une structure tridimensionnelle du type connu, on introduit des efforts de cisaillement importants dans les organes de liaison. Ceci est dû au 

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 fait que seule une extrémité de la surface plane de l'embout est en contact avec la surface plane du noeud lors de l'opération de serrage de l'organe de liaison reliant l'embout au noeud. 



   La présente invention a donc encore pour objet une structure tridimensionnelle : - ne nécessitant pas un usinage à la fois du noeud et de l'embout lorsque l'on veut introduire une contre-flèche dans une barre, de sorte qu'il est possible de soumettre les noeuds à un traitement de protection et de n'utiliser qu'un seul type de noeud pour toute la structure, et - permettant de limiter les efforts de cisaillement dans les organes de liaison lors de l'introduction d'une contre-flèche dans une barre, grâce à l'existence d'une surface de contact courbe entre l'embout et le noeud lors du serrage de l'organe de liaison et grâce à un glissement plus aisé de la surface de l'embout sur le noeud lors du serrage dudit organe de liaison. 



   La structure tridimensionnelle suivant la présente invention qui comprend un ensemble de noeuds reliés entre eux. par des barres munies à chacune de leurs extrémités, un organe de liaison reliant chaque embout à un noeud, est essentiellement caractérisée en ce que les noeuds présentent au moins une surface courbe sur laquelle prend appui une surface courbe d'un embout d'une barre, les surfaces courbes du noeud et de l'embout en contact avec ledit noeud ayant, de préférence, la même courbure. 

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   Selon une autre caractéristique de la structure suivant l'invention, les noeuds ont la forme d'une sphère et la surface courbe de l'embout correspond sensiblement à une zone ou à une calotte de ladite sphère. 



   Selon une particularité de la structure suivant l'invention, l'embout a sensiblement la forme d'un tronc de cône présentant à une extrémité la surface courbe et à son autre extrémité une pièce circulaire destinée à fixer ledit embout à une extrémité d'une barre. 



   Selon encore une autre particularité de la structure suivant l'invention, au moins une extrémité de la barre a la forme d'un manchon dont le diamètre intérieur est sensiblement égal ou supérieur au diamètre de la pièce circulaire de l'embout, de sorte qu'au moins une partie de ladite pièce est logée dans le manchon. 



   La présente invention a également pour objet un embout pour une barre destinée à être utilisée dans une structure tridimensionnelle, cet embout étant caractérisé en ce qu'il a sensiblement la forme d'un tronc de cône présentant à une de ses extrémités une surface courbe et à son autre extrémité une pièce circulaire destinée à fixer ledit embout à la barre, ladite surface courbe étant destinée à prendre appui sur une surface courbe d'un noeud. 



   Un autre objet de la présente invention est une barre munie à au moins une de ses extrémités d'un embout suivant l'invention, cette barre présentant, de préférence, au voisinage d'au moins une de ses extrémités une partie cylindrique creuse présentant un 

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 orifice destiné à livrer passage à un outil pour rendre l'embout solidaire d'un noeud au moyen d'un organe de liaison. 



   Un dernier objet de la présente invention est un noeud pour structure tridimensionnelle, présentant au moins une surface courbe destinée à prendre appui sur une surface courbe d'un embout et étant, de préférence, constitué d'une sphère pleine présentant des alésages destinés à livrer passage à une partie d'un organe de liaison reliant l'embout audit noeud. 



   D'autres particularités et détails de la structure suivant l'invention et des éléments constituant cette structure ressortiront de la description détaillée suivante dans laquelle il est fait référence aux-dessins ci-annexés. 



   Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'une partie d'une première forme de réalisation d'une structure tridimensionnelle suivant l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe d'une partie d'une deuxième forme de réalisation d'une structure tridimensionnelle suivant l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe d'une extrémité d'une barre d'une structure tridimensionnelle suivant l'invention ; - la figure 4 est une vue en élévation d'un noeud suivant l'invention ; 

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 - les figures 5 à 7 montrent, en élévation et partiellement en coupe, un procédé de fixation d'une barre suivant l'invention à deux noeuds ;

   - les figures 8 et 9 montrent en coupe une partie d'un noeud et d'une barre, cette dernière étant soumise à une contre-flèche, et - les figures 10 et 11 montrent partiellement en coupe un procédé de fabrication d'un embout suivant l'invention. 



   Dans ces figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. 



   La figure 1 montre en élévation et partiellement en coupe une partie d'une structure tridimensionnelle 1. Cette structure est constituée d'un ensemble de noeuds 2 (un seul noeud étant représenté) reliés entre eux par des barres 3 munies, à chacune de leurs extrémités 4, d'un embout 5. 



   Les noeuds 2 présentent une surface courbe 6, de préférence, sphérique, sur laquelle prend appui une surface courbe 7 de l'embout 5 de la barre 3. 



  Cette surface courbe 7 correspond à une calotte ou plus exactement à une zone 8 de la surface sphérique 6, ces surfaces ayant dès lors la même courbure. 



   L'embout 5 a la forme d'un tronc de cône 9 présentant à une extrémité 10 la surface courbe 7 et à son autre extrémité 11 une pièce circulaire 12 destinée à fixer ledit embout 5 à l'extrémité 4 de la barre . 3. 



  Cette extrémité 4 de la barre a la forme d'un manchon 13 dont le diamètre intérieur Di est sensiblement égal au 

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 diamètre d de la pièce circulaire 12. Ainsi, une partie 14 de cette pièce circulaire 12 est logée dans le manchon 13. 



   Toutefois, la pièce circulaire 12 est munie sur toute sa surface périphérique 15 d'une saillie ou protubérance 16, de manière à former une gorge 17 entre l'embout 5 et l'extrémité 4 de la barre 3. 



   Cette gorge 17 est remplie d'un moyen de liaison 18 de l'embout 5 à la barre 3, de préférence d'un cordon de soudure dont le métal d'apport a des caractéristiques équivalentes à celles du métal des embouts 5. 



   L'embout 5 de forme tronconique présente un trou central 19 livrant passage à une partie 20 d'un organe de liaison 21 reliant ledit embout 5 à un noeud 2. Cet organe de liaison 21 est avantageusement un boulon dont la tête 22 présente un évidement 23 à six pans. Ce boulon 21 est partiellement introduit dans un alésage 24 du noeud 2, de manière à solidariser la barre 3 audit noeud 2. 



   Au voisinage de son extrémité 4, la barre 3 a la forme d'un cylindre creux 25 qui est solidaire du manchon 13 ou en fait partie 
La partie cylindrique 25 de la barre présente un orifice 26 destiné à livrer passage à un outil, tel qu'une clef à cardan, pour visser le boulon 21 dans l'alésage 24. Cet orifice 26 présente un axe de symétrie A-A faisant une angle a compris entre 25 et 75 , de préférence d'environ 40  avec l'axe de symétrie B-B de la barre 3 ou du manchon 13. Cet angle permet 

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 l'application d'une pression F sur la tête 22 du boulon 21 lors du serrage de ce dernier. 



   La figure 2 montre en coupe une partie d'une deuxième forme de réalisation d'une structure tridimensionnelle suivant l'invention. Cette deuxième forme de réalisation diffère de la première en ce que le noeud 2 a la forme d'un parallélipipède 27 dont les faces présentent chacune un évidement 28 en forme de calotte sphérique et en ce que les embouts 5 ont la forme d'une demi sphère. 



   La figure 3 montre en coupe une extrémité 4 d'une barre 3 d'une structure tridimensionnelle suivant l'invention- 
L'embout 5 a une forme tronconique présentant à une extrémité 10 une surface courbe 7 et à son autre extrémité 11 une pièce circulaire 12. Cette pièce circulaire 12 a la forme d'un manchon 29 dont le diamètre extérieur est égal au plus grand diamètre de la partie tronconique de l'embout 5. L'extrémité 4 de la barre 3 est munie d'un disque ou d'un anneau 30 dont le diamètre extérieur De est sensiblement égal ou légèrement inférieur au diamètre intérieur D du manchon 29, de sorte qu'une partie 31 dudit disque 30 est logée ou emboîtée dans le manchon 29. Ce disque 30 porte une série de protubérances ou saillies 32, de manière à former une gorge 17 destinée à recevoir un cordon de soudure 18. 



   A son extrémité 10, l'embout 5 présente un évidement 33 dans lequel est logée une partie 34 d'un organe de liaison 35, cet organe 35 étant destiné à solidariser la barre 3 d' un noeud 2. 

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   La partie 34 de l'organe de liaison 35 est fixée à l'embout 5 par vissage et/ou par l'introduction d'une colle 36 placée entre la partie 34 et les parois de l'évidement 33. 



   L'organe 35 est avantageusement une tige filetée. 



   La figure 4 montre en élévation un noeud 2 pour une structure tridimensionnelle suivant l'invention. Ce noeud 2 qui est sphérique présente des alésages 37 situés dans un même plan 39 et destinés à la fixation de traverses, ainsi que des alésages 38 dont les axes C-C forment un angle ss, par exemple de 45 ou 60 , avec le plan 38, ces alésages 39 étant destinés à la fixation de barres formant des diagonales de la structure tridimensionnelle. 



   Les figures 5 à 7 représentent schématiquement un procédé d'assemblage d'une barre 3 à des noeuds de deux structures tridimensionnelles 40, 41. 



   Cette barre 3 est munie, à une extrémité 4, d'un embout 5 présentant un évidement 33 dans lequel est fixée une tige filetée 35 et, à son autre extrémité 4, d'un embout 5 présentant un trou 19 destiné à livrer passage à un boulon 21. Cette barre 3 présente un orifice 26 au voisinage de l'embout 5 présentant le trou 19 pour l'introduction et le vissage du boulon 21. 



   Dans une première étape, on fixe l'embout 5 portant la tige filetée 35 dans un alésage 37 du noeud 2 de la structure '40 en soumettant la-barre 3 à une rotation dans le sens de la flèche R autour de son axe de symétrie B-B (figures 5 et 6). 

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   Ensuite, on fixe l'embout 5 présentant un trou 19 à un noeud 2 de la structure 41 en introduisant par l'orifice 26 un boulon 21 dans le trou 19. A l'aide d'une clef à cardan 42, on visse une extrémité du boulon 21 dans un alésage 38 du noeud 2. 



   Les figures 8 et 9 montrent en coupe une partie d'une barre 3 munie à chacune de ses extrémités 4 d'un embout 5, cet embout 5 présentant une surface courbe 7 destinée à prendre appui sur une surface 8 d'un noeud sphérique 2. 



   Cet embout 5 est tronconique et présente un trou central 19 destiné à livrer passage à un boulon 21 dont une extrémité est engagée dans un alésage 37 du noeud 2. 



   L'embout 5 présente un axe de symétrie E-E. 



  Toutefois, la surface courbe 7 qui correspond à une zone ou à une calotte du noeud sphérique 2 est excentrée par rapport audit axe E-E. le trou central 19 à la forme d'un tronc de cône 43 dont la grande base 44 est située sur la surface courbe 7 de l'embout 5. 



   La rotation (flèche S) du boulon 21 autour de l'axe E-E rapproche, dans un premier temps, l'embout 5 du noeud 2 et provoque, dans un deuxième temps, un léger glissement (flèche G) de la surface 7 de l'embout 5 sur la surface 8 du noeud 2. Ce léger glissement est aisé puisque l'angle Ù entre la surface 7 et la surface 8 est faible. Ainsi, on obtient une barre 3 présentant une contre-flèche (flèche CF). 



   Les figures 10 et 11 montrent un procédé rapide d'usinage d'une surface courbe 7 d'un embout 5. 

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   Pour usiner cette surface 7, on utilise une demi-sphère 45, dont le diamètre est identique à celui du noeud 2 utilisé. Cette demi-sphère 45 est montée sur un arbre 46 mis en rotation (flèche P) par un moteur (non représenté). 



   Lorsque l'axe de symétrie E-E de l'embout tronconique 5 correspond à l'axe de l'arbre 46 de l'hémisphère 45 ou passe par le centre de courbure 48 de l'hémisphère 45, la surface usinée 7 de l'embout 5 ne provoquera pas l'apparition d'une contre-flèche CF dans une barre 3 munie de tels embouts 5 et fixée entre deux noeuds 2. 



   Lorsque l'axe de symétrie E-E de l'embout tronconique 5 ne passe pas par le centre 48 de l'hémisphère, la surface 7 usinée de l'embout 5 provoquera l'apparition d'une contre-flèche CF dans une barre 3 munie de tels embouts 5 et fixée entre deux noeuds. 



   Les barres, les noeuds, les embouts peuvent être réalisés en acier et peuvent subir des traitements de protection tels que la galvanisation. 



   D'autre part, l'embout 5 peut également présenter au moins une protubérance sur sa surface courbe 7, cette protubérance étant destinée à être engagée dans une encoche du noeud 2 de manière à positionner l'embout 5 d'une manière précise par rapport audit noeud. Une telle protubérance est particulièrement utile lorsque l'on désire introduire une contre-flèche CF dans une barre 3 dans une direction prédéterminée.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Structure tridimensionnelle constituée d'un ensemble de noeuds (2) reliés entre eux par des barres (3) munies à chacune de leurs extrémités (4) d'un embout (5), un organe de liaison (21, 35) reliant chaque embout à un noeud, caractérisée en ce que les noeuds (2) présentent au moins une surface courbe (6) sur laquelle prend appui une surface courbe (7) d'un embout (5) d'une barre (3).

   2. Structure suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces courbes (6,7) du noeud (2) et de l'embout (5) en contact l'une avec l'autre ont la même courbure.

   3. Structure suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les noeuds (2) ont la forme d'une sphère et en ce que la surface courbe (7) de l'embout (5) correspond sensiblement à une zone ou à une calotte (8) de ladite sphère.

   4. Structure suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'embout (5) a sensiblement la forme d'un tronc de cône (9) présentant à une extrémité (10) la surface courbe (7) et à son autre extrémité (11) une pièce circulaire (12) destinée à fixer ledit embout (5) à une extrémité (4) d'une barre (3).

   5. Structure suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins une des extrémités (4) de la barre (3) a la forme d'un manchon (13) dont le diamètre intérieur (Di) est sensiblement <Desc/Clms Page number 13> égal ou supérieur au diamètre (d) de la pièce circulaire (12) de l'embout (5), de sorte qu'au moins une partie (14) de ladite pièce (12) est logée dans le manchon (13).

   6. Structure suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce circulaire (12) a la forme d'un manchon (29) et en ce que l'extrémité (4) de la barre (3) est munie d'un disque (30) ou d'un anneau dont le diamètre intérieur (Di) est sensiblement égal ou inférieur au diamètre intérieur (D) du manchon susdit, de sorte qu'au moins une partie dudit disque (30) ou anneau est logée dans le manchon (29).

   7. Structure suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le manchon (13,29) et/ou la pièce circulaire (12) et/ou le disque (30) ou anneau présentent au moins une saillie (16,32) de manière à former une gorge (17) entre l'embout (5) et l'extrémité (4) de la barre (3), cette gorge (17) étant destinée à recevoir un moyen de liaison (18) de l'embout (5) à la barre (3).

   8. Structure suivant la revendication. 7, caractérisée en ce que le moyen de liaison (18) susdit est un cordon de soudure.

   9. Structure suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que l'embout (5) est un tronc de cône (9) plein présentant un évidement (33) ou un trou (19) destiné à livrer passage à une partie d'un organe de liaison (21,35) reliant ledit embout (5) à un <Desc/Clms Page number 14> noeud (2).

   10. Structure suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les barres (3) présentent au moins au voisinage d'une de leurs extrémités (4) une partie cylindrique creuse (25) présentant un orifice(26), ce dernier (26) étant destiné à livrer passage à un outil (42) pour rendre ledit embout (5) solidaire dudit noeud (2) au moyen de l'organe de liaison (21).

   Il. Structure suivant la revendication 10, caractérisée en ce que ledit orifice (26) présente un axe de symétrie (A-A) faisant un angle (a) avec l'axe de symétrie (B-B) de la partie cylindrique creuse (25) de l'extrémité (4) de la barre (3).

   12. Structure suivant la revendication 11, caractérisée en ce que l'angle (a) susdit est compris entre 25 et 70 , et est, de préférence, d'environ 40 .

   13. Structure suivant les revendications 3 et 9, caractérisée en ce que les noeuds (2) sont constitués de sphères pleines présentant des alésages (37,39) destinés à livrer passage à une partie de l'organe de liaison (21,35) reliant ledit embout (5) à un noeud (2).

   14. Embout (5) pour une barre (3) destinée à être utilisée dans une structure tridimensionnelle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'embout (5) a sensiblement la forme d'un tronc de cône (9) présentant à une de ses extrémités (10) une surface courbe (7) et à son <Desc/Clms Page number 15> autre extrémité (11) une pièce circulaire (12) destinée à fixer ledit embout (5) à la barre (3), ladite surface courbe (7) étant destinée à prendre appui sur une surface courbe (6) d'un noeud (2).

   15. Embout suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la pièce circulaire (12) susdite a un diamètre inférieur au plus grand diamètre de la partie tronconique (9) de l'embout (5).

   16. Embout suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la pièce circulaire (12) susdite est un manchon (29) dont le diamètre extérieur est égal au plus grand diamètre de la partie tronconique de l'embout (5).

   17. Embout suivant la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que la pièce circulaire (12) présente au moins une saillie (32) destinée à former une gorge (17) lorsque l'embout (5) est placé à une extrémité (4) d'une barre (3).

   18. Barre (3) pour une structure tridimensionnelle, suivant l'une quelconque des revendications .1 à 13, cette barre (3) étant munie à au moins une de ses extrémités (4) d'un embout (5) suivant l'une quelconque des revendications 15 à 17.

   19. Barre (3) suivant la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle présente au voisinage d'au moins une de ses extrémités (4) une partie cylindrique creuse (25) présentant un orifice (26) destiné à livrer passage à un outil (42) pour <Desc/Clms Page number 16> rendre l'embout (5) solidaire d'un noeud (2) au moyen d'un organe de liaison (21,35).

   20. Barre suivant la revendication 19, caractérisée en ce que ledit orifice (26) présente un axe de symétrie (A-A) faisant un angle (a) avec l'axe de symétrie (B-B) de la partie cylindrique creuse (25).

   21. Barre suivant la revendication 20, caractérisée en ce que l'angle (a) est compris entre 25 et 70 et est, de préférence, d'environ 40 .

   22. Noeud (2) pour une structure tridimensionnelle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il présente au moins une surface courbe (6) destinée à prendre appui sur une surface courbe (7) d'un embout (5).

   23. Noeud (2) suivant la revendication 22, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une sphère pleine présentant des alésages (37,39) destinés à livrer passage à une partie d'un organe de liaison (21,35) reliant l'embout (5) audit noeud.