<Desc/Clms Page number 1>
DESCRIPTION Pavillon constitué d'éléments modulaires
La présente invention se rapporte au domaine de la construction de bâtiments érigés à partir d'éléments modulaires préfabriqués et, plus particulièrement, aux bâtiments dont l'élément modulaire a une forme de quart de voûte ayant un pied-droit s'épanouissant progressivement en s'infléchissant sensiblement en arc de cercle pour former un pavillon d'ouverture angulaire en substance égal à 90 . Un tel élément modulaire, généralement, délimité à partir du pied par deux bords latéraux contenus dans deux plans verticaux perpendiculaires entre eux, et délimité au niveau du pavillon par deux bords transversaux contenus dans deux plans verticaux qui sont perpendiculaires entre eux et aux premiers plans avec lesquels ils s'entersectent,
a été décrit dans le brevet français 2 207 225.
L'utilisation d'un pavillon suivant l'état de la technique est toutefois limitée aux constructions légères ou aux constructions d'utilisation temporaire, étant donné que les éléments modulaires ne peuvent être réalisés qu'en un matériau léger.
Lorsqu'on désire construire des pavillons de ce type pour des constructions définitives en matériau durable, tel le béton armé, la technique connue ne peut pas être appliquée à cause des difficultés de réalisation technique de transport et de montage sur place. Or, il y a une demande de pavillons de ce type possédant des conditions d'habilité et de confort comparables aux constructions traditionnelles et ayant des dimensions suffisantes.
<Desc/Clms Page number 2>
De plus, ce type de construction, lorsqu'elle est réalisée en grande dimension, pose un problème de luminosité, étant donné la couverture complète de la partie supérieure du pavillon.
Dans un but de surmonter les problèmes liés à la réalisation de ce type de pavillon en béton armé, J. Elisabeth (brevet français 2 603 927) propose de construire un élément modulaire à partir de plusieurs pièces, notamment un pied et deux demi-structures qui sont assemblés entre eux. Une telle conception permet de fabriquer l'ensemble des pièces en usine et de les transporter sur le site en vue du montage. Ce montage reste toutefois une tâche complexe et demande une main-d'oeuvre spécialisée.
Par ailleurs, J. Elisabeth prévoit la possibilité d'apporter des découpes dans les éléments modulaires, de façon à former une ouverture dans la voûte permettant le placement d'un panneau translucide. Des recherches et essais en laboratoire ont démontré d'une façon surprenante qu'on peut simplifier substantiellement la technique proposée par J. Elisabeth en choisissant judicieusement les dimensions de la découpe de l'élément modulaire, de façon qu'on peut réduire le poids et le volume de ces éléments modulaires, ce qui crée la possibilité de réaliser ces éléments modulaires en une seule pièce. Le pavillon est alors composé de quatre éléments modulaires et d'une clef de voûte. Le montage du pavillon sur site devient alors extrêmement simple, étant donné qu'il suffit d'assembler ces quatre éléments et de poser la clef de voûte.
Suivant une caractéristique de l'invention, ce montage peut être effectué par simple vissage et serrage.
La réalisation d'un élément modulaire en une seule pièce en béton armé simplifie la fabrication de celui-ci, étant donné que seulement les bords transversaux (au niveau du pavillon) doivent être assemblés et doivent donc être exempts de défauts.
Il devient donc possible de fabriquer ces éléments sur le site même de l'érection des pavillons, ce qui évite les problèmes liés au transport. Il suffit de réaliser le coffrage nécessaire sur site et de fabriquer les éléments modulaires au fur et à mesure de l'assemblage des pavillons, qui sont généralement érigés en série.
<Desc/Clms Page number 3>
De préférence, on prévoira dans le coffrage des réservations, en vue de créer les espaces nécessaires pour les pièces d'assemblage des éléments modulaires.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on réalise pendant la fabrication de l'élément modulaire un évidement dans au moins une partie des bords latéraux, de façon qu'on puisse y introduire, lors du montage, un élément de centrage, ce qui simplifie l'assemblage des éléments.
L'invention sera illustrée plus en détail à l'aide d'un exemple de mise en application, décrit à l'aide des dessins annexés, qui représentent : la figure 1 : une perspective d'un pavillon suivant l'invention ; la figure 2 : une perspective d'un élément modulaire ; la figure 3 : une vue en plan du pavillon suivant la fig. 1 la figure 4 : une coupe longitudinale suivant la ligne B-B de la fig. 3.
En se référant à la figure 1, elle montre un pavillon composé de quatre reins ou éléments modules 1,2, 3,4 et d'une clef de voûte (toiture) 5 posée dans les découpes 6 des reins.
La figure 2 montre un rein comprenant un pied-droit
11 s'épanouissant progressivement et s'infléchissant sensiblement en arc de cercle pour former un quart de pavillon d'ouverture angu- laire en substance égal à 900. Ce rein est délimité à partir du pied par deux bords latéraux 12 et 13 contenus dans deux plans AB et
CD verticaux, perpendiculaires entre eux, et à partir du pavillon par deux bords transversaux 14 et 15 contenus dans deux plans verticaux EF et GH, perpendiculaires entre eux et avec les plans verticaux AB et CD. Les bords transversaux 14 et 15 comportent des découpes 6 ainsi que des évidements 16, en vue de l'assem- blage. Les bords transversaux intérieurs du rein comportent un rebord 17 permettant la mise en place de l'élément de toiture.
La figure 3 montre les quatre reins 1,2, 3,4, les videments 16 sur les bords transversaux et les rebords 17 de chaque rein. Lors de la fabrication (coulage du béton dans le coffrage) de
<Desc/Clms Page number 4>
chaque rein, on a prévu deux réservations en vue d'obtenir les vides 21 et 22 dans lesquels on placera les éléments d'assemblage.
Lors de la fabrication de la structure de toiture on prévoit quatre tubes 23 réunis au centre par une croix 24. Chaque tube 23 comprend à son extrémité extérieure un raccord 25. Lorsque la structure est en béton, on place les tubes 23 dans le coffrage avant le coulage du mortier, et on met un matériau 27 pouvant être dégagé, tel le frigolite, autour du raccord 25.
Lorsque la toiture est une structure métallique, on incorpore les tubes dans cette structure. Une structure métallique permet la mise en place de panneaux translucides.
En général, la toiture peut être de tout type, suivant la destination du pavillon.
Lors de l'assemblage on soutient les reins à l'aide d'étançons et on juxtapose les quatre reins en utilisant un tube de jonction 26 dans les évidements 16. Lorsque les reins sont mis en place, on pose la toiture 5 sur les rebords 17 à l'aide d'une grue.
On dégage le matériau 27 afin d'accéder au raccord 25 et on visse dans le raccord 25 un tube 28 pouvant être hébergé dans le vide 22. Lorsque le tube 28 est mis en place, on introduit dans le vide 21 une plaque d'assise 29 et un écrou de serrage 30. Le serrage des quatre écrous 30 (de chaque rein) se fait jusqu'au moment où les quatre reins et la toiture forment un ensemble parfait.
Pour la finition du pavillon on posera, de préférence, un joint d'étanchéité entre les reins, d'une part, et entre les reins et la toiture, d'autre part.
Le pavillon décrit comporte une surface de 25 m2, c'est-à-dire quatre faces de 5 m chacune. L'élément de toiture, en forme d'octogone régulier, a une largeur (dimension X-Y) de 2,5 m.
La hauteur du pavillon est de 3 m.
De préférence, on choisira les dimensions de la clef de voûte de façon que, dans une projection sur un plan horizontal. la largeur (diamètre) de la clef de voûte corresponde à 40-60%, de préférence 50% de la largeur du pavillon. Avec de telles dimensions de clef de voûte les reins peuvent aisément être fabriques sur site.
<Desc/Clms Page number 5>
Il est clair que le pavillon sera placé de préférence sur un socle de béton. Comme un socle sur la totalité de la surface n'est pas indispensable, on peut couler un socle de dimensions appropriées pour poser le pied de chaque rein.
Lorsque le site demande une protection anti-sismique, on peut prévoir, par exemple entre le socle et le pied des reins, une couche d'un polymère anti-sismique fixée sur le socle par des joints anti-vibratoires.
Il est clair que l'invention n'est pas limité au mode de mise en application décrit à titre d'exemple, et que l'homme de métier pourra y apporter les variantes voulues.
Ainsi, on pourra substituer l'unique élément d'ancrage (par rein) par un système de fixation plus complexe. L'assemblage deviendra alors plus difficile, mais le pavillon, pour autant qu'il est constitué par quatre reins en béton armé, coulé chacun en une seule pièce et comportant une clef de voûte, sera compris dans la portée de la présente invention.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTION Pavilion made up of modular elements
The present invention relates to the field of construction of buildings erected from prefabricated modular elements and, more particularly, to buildings whose modular element has the shape of a quarter arch having a right foot progressively expanding in s 'bending substantially in an arc to form a pavilion with an angular opening substantially equal to 90. Such a modular element, generally, delimited from the base by two lateral edges contained in two vertical planes perpendicular to each other, and delimited at the level of the pavilion by two transverse edges contained in two vertical planes which are perpendicular to each other and to the foregrounds with which they intersect,
was described in French patent 2,207,225.
The use of a pavilion according to the state of the art is however limited to light constructions or constructions of temporary use, since the modular elements can only be made of a light material.
When it is desired to construct pavilions of this type for permanent constructions of durable material, such as reinforced concrete, the known technique cannot be applied because of the difficulties of technical realization of transport and assembly on site. However, there is a demand for pavilions of this type having conditions of skill and comfort comparable to traditional constructions and having sufficient dimensions.
<Desc / Clms Page number 2>
In addition, this type of construction, when carried out in large dimensions, poses a problem of brightness, given the complete coverage of the upper part of the pavilion.
In order to overcome the problems linked to the realization of this type of reinforced concrete pavilion, J. Elisabeth (French patent 2 603 927) proposes to build a modular element from several parts, in particular a foot and two half-structures which are assembled together. Such a design makes it possible to manufacture all of the parts in the factory and to transport them to the site for assembly. This assembly, however, remains a complex task and requires specialized manpower.
Furthermore, J. Elisabeth provides for the possibility of making cuts in the modular elements, so as to form an opening in the vault allowing the placement of a translucent panel. Research and laboratory tests have surprisingly demonstrated that the technique proposed by J. Elisabeth can be substantially simplified by judiciously choosing the dimensions of the cutout of the modular element, so that the weight and the volume of these modular elements, which creates the possibility of making these modular elements in one piece. The pavilion is then composed of four modular elements and a keystone. The assembly of the pavilion on site then becomes extremely simple, since it suffices to assemble these four elements and to install the keystone.
According to a characteristic of the invention, this assembly can be carried out by simple screwing and tightening.
The realization of a modular element in a single piece of reinforced concrete simplifies the manufacture of it, since only the transverse edges (at the level of the pavilion) must be assembled and must therefore be free from defects.
It therefore becomes possible to manufacture these elements on the site of the erection of the pavilions, which avoids the problems associated with transport. It suffices to form the necessary formwork on site and to manufacture the modular elements as and when the pavilions are assembled, which are generally erected in series.
<Desc / Clms Page number 3>
Preferably, provision will be made in the formwork for reservations, in order to create the spaces necessary for the assembly parts of the modular elements.
According to another characteristic of the invention, during the manufacture of the modular element, a recess is made in at least part of the side edges, so that a centering element can be introduced therein, which simplifies the assembly of elements.
The invention will be illustrated in more detail with the aid of an application example, described with the aid of the appended drawings, which represent: FIG. 1: a perspective of a pavilion according to the invention; Figure 2: a perspective of a modular element; Figure 3: a plan view of the pavilion according to fig. 1 Figure 4: a longitudinal section along line B-B of FIG. 3.
Referring to Figure 1, it shows a pavilion composed of four kidneys or module elements 1,2, 3,4 and a keystone (roof) 5 placed in the cutouts 6 of the kidneys.
Figure 2 shows a kidney with a right foot
11 gradually opening out and bending substantially in an arc to form a quarter of a pavilion with an angular opening substantially equal to 900. This kidney is delimited from the foot by two lateral edges 12 and 13 contained in two AB plans and
Vertical CDs, perpendicular to each other, and from the roof by two transverse edges 14 and 15 contained in two vertical planes EF and GH, perpendicular to each other and with the vertical planes AB and CD. The transverse edges 14 and 15 include cutouts 6 as well as recesses 16, for the purpose of assembly. The interior transverse edges of the kidney have a rim 17 allowing the roof element to be placed.
Figure 3 shows the four kidneys 1,2, 3,4, the voids 16 on the transverse edges and the edges 17 of each kidney. During the manufacture (pouring of concrete into the formwork) of
<Desc / Clms Page number 4>
each kidney, two reservations have been made in order to obtain the voids 21 and 22 in which the assembly elements will be placed.
During the manufacture of the roof structure, four tubes 23 are provided, joined at the center by a cross 24. Each tube 23 comprises at its outer end a connector 25. When the structure is made of concrete, the tubes 23 are placed in the front formwork pouring the mortar, and a material 27 that can be released, such as frigolite, is put around the connector 25.
When the roof is a metallic structure, the tubes are incorporated into this structure. A metal structure allows the installation of translucent panels.
In general, the roof can be of any type, depending on the destination of the pavilion.
During assembly, the kidneys are supported with props and the four kidneys are juxtaposed using a junction tube 26 in the recesses 16. When the kidneys are in place, the roof 5 is placed on the edges 17 using a crane.
The material 27 is released in order to access the connector 25 and a tube 28 which can be accommodated in the vacuum 22 is screwed into the connector 25. When the tube 28 is put in place, a seat plate is introduced into the vacuum 21 29 and a tightening nut 30. The tightening of the four nuts 30 (of each kidney) is done until the four kidneys and the roof form a perfect whole.
To finish the pavilion, we will preferably install a seal between the kidneys, on the one hand, and between the kidneys and the roof, on the other.
The pavilion described has an area of 25 m2, that is to say four faces of 5 m each. The roof element, in the form of a regular octagon, has a width (dimension X-Y) of 2.5 m.
The height of the pavilion is 3 m.
Preferably, the dimensions of the keystone will be chosen so that, in a projection on a horizontal plane. the width (diameter) of the keystone corresponds to 40-60%, preferably 50% of the width of the pavilion. With such keystone dimensions the kidneys can easily be made on site.
<Desc / Clms Page number 5>
It is clear that the pavilion will preferably be placed on a concrete base. As a plinth over the entire surface is not essential, a plinth of appropriate dimensions can be poured to place the foot of each kidney.
When the site requires anti-seismic protection, one can provide, for example between the base and the foot of the kidneys, a layer of an anti-seismic polymer fixed on the base by anti-vibration joints.
It is clear that the invention is not limited to the mode of application described by way of example, and that those skilled in the art can make the desired variants.
Thus, we can replace the single anchoring element (per kidney) by a more complex fixing system. The assembly will then become more difficult, but the pavilion, provided that it consists of four reinforced concrete kidneys, each cast in one piece and comprising a keystone, will be included in the scope of the present invention.