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Armature, construction contenant une telle armature. habillaqe et noeud pour une telle armature.
La présente invention a pour objet une armature pour une construction.
On connaît des armatures de bâtiments comprenant une série de colonnes entre lesquelles s'étendent des poutrelles. Ces colonnes et poutrelles sont reliées entre elles par soudure, par des éléments intermédiaires jouant le rôle de noeuds. Ces éléments intermédiaires sont, par exemple, attachés à une colonne et à une ou des poutrelles au moyen de boulons, etc.
Ces armatures connues nécessitent un temps de construction important puisque le placement des éléments intermédiaires sur une colonne est lent et nécessite un travail précis de l'utilisateur et des engins lourds de manutention.
Ces armatures connues ne sont pas prévues pour être démontées et ne sont donc pas prévues pour être déplacées d'un endroit à un autre.
La présente invention a pour objet une armature, ainsi qu'un habillage pour une telle armature qui peuvent être rapidement montés ou démontés sans requérir de main-d'oeuvre spécialisée, ni engins lourds de manutention, permettant ainsi un déplacement facile de l'armature, la récupération et le réemploi des éléments démontés de l'armature, un changement rapide des panneaux montés sur l'armature, etc.
De plus, l'armature suivant l'invention permet de reprendre de façon adéquate les efforts auxquels est soumise l'armature. En effet, les noeuds de l'armature suivant l'invention permettent que le poids propre d'une poutre soit au moins partiellement repris par l'extrémité libre d'une colonne grâce à une butée que présente le noeud. Ceci permet donc une meilleure
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répartition des efforts dus à la poutrelle dans la colonne.
L'armature suivant l'invention comprend des colonnes entre lesquelles s'étendent des poutrelles, lesdites colonnes et poutrelles étant reliées entre elles au moyen de noeuds. Les noeuds ou les colonnes présentent un évidement dans lequel une partie d'une colonne ou d'un noeud est engagée. Les noeuds présentent (a) une butée contre laquelle prend appui l'extrémité libre de la partie de la colonne engagée dans l'évidement d'un noeud ou dans laquelle est engagée une partie d'un noeud, et (b) au moins une, de préférence au moins deux pattes sur lesquelles est fixée une extrémité d'une poutrelle au moyen d'un système de fixation. Le nombre de pattes d'un noeud peut aller jusque 8, voire plus.
De façon avantageuse, les noeuds situés entre deux colonnes superposées présentent un évidement supérieur dont l'ouverture est tournée vers le haut pour recevoir l'extrémité d'une colonne supérieure et un évidement inférieur dont l'ouverture est tournée vers le bas pour recevoir l'extrémité d'une colonne inférieure, lesdits noeuds présentant une butée sur laquelle prend appui l'extrémité de la colonne supérieure et une butée sur laquelle prend appui l'extrémité de la colonne inférieure.
De préférence, un plat s'étend entre les évidements inférieur et supérieur, ledit plat servant de butée pour l'extrémité de la colonne supérieure et pour l'extrémité d'une colonne inférieure.
Dans une forme de réalisation, les noeuds sont constitués d'un conduit dont l'évidement central s'étendant depuis une ouverture dans une direction a une section transversale sensiblement polygonale, de préférence sensiblement carrée, un plat solidaire dudit
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conduit et s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction dans laquelle s'étend l'évidement servant de butée.
Dans une autre forme de réalisation, les noeuds présentent une paroi définissant un évidement pour recevoir l'extrémité d'une colonne, ladite paroi étant percée d'au moins un trou situé à une distance déterminée de la butée. La colonne présente au moins un trou ou cavité distant de l'extrémité libre de la colonne de ladite distance déterminée, de sorte que ledit trou ou cavité de l'extrémité de la colonne engagée dans l'évidement s'étende sensiblement en face du trou percé dans la paroi du noeud. Enfin, l'armature comprend un moyen s'étendant dans le trou de la paroi du noeud et dans le trou ou cavité de l'extrémité de la colonne de manière à fixer ledit noeud à ladite extrémité.
Selon une particularité avantageuse, l'évidement d'un noeud présente deux plans de symétrie verticaux distincts, de préférence orthogonaux, tandis que les poutrelles présentent une âme sensiblement verticale. Chaque patte d'un noeud s'étend dans un plan parallèle et distant d'un plan de symétrie vertical de l'évidement de manière à ce qu'une coupe verticale de l'âme d'une poutrelle attachée à une patte d'un noeud s'étende dans un plan de symétrie de l'évidement. Ceci permet d'assurer que des efforts de la poutrelle tels que dus à une dilatation ne se transforment en un effort de torsion important de la colonne. Ceci est particulièrement le cas lorsque le plan vertical de symétrie de l'âme d'une poutrelle attachée à une patte d'un noeud correspond à un plan de symétrie de l'évidement.
Selon une particularité d'une forme de réalisation, deux colonnes, dont les extrémités
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inférieures sont adjacentes du support sur lequel l'armature doit être montée, sont reliées entre elles par une poutrelle inférieure s'étendant entre des noeuds inférieurs attachés aux extrémités inférieures des colonnes et par une poutrelle supérieure s'étendant entre des noeuds supérieurs attachés aux extrémités supérieures des colonnes, les noeuds inférieurs, présentant chacun un plat servant de butée à l'extrémité de la partie de la colonne engagée dans l'évidement, étant munis chacun d'un moyen pour régler la distance séparant la butée du support. Ce moyen est par exemple constitué par un boulon dont la tige est engagée dans un trou fileté que présente le plat servant de butée.
Pour encore rigidifier l'armature, on peut relier des poutrelles s'étendant entre deux colonnes adjacentes par un système comprenant des éléments (plats, câbles, etc. ) formant un X ou une croix de St André et/ou un ou des poteaux d'équilibrage.
La présente invention a encore pour objet un noeud et un habillage pour une armature suivant l'invention.
D'autres particularités et détails de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante, dans laquelle il est fait référence aux dessins annexés.
Dans ces dessins : la Fig. 1 est une vue avant d'une armature suivant l'invention ; la Fig. 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie de l'armature représentée à la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la partie de l'armature représentée à la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la partie de l'armature représentée à la
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Fig. 3 ; la Fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la partie de l'armature représentée à la Fig. 2 ; la Fig. 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de l'armature représentée à la Fig. 1 ; la Fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la partie de l'armature représentée à la Fig. 6 ; la Fig. 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la partie de l'armature représentée à la Fig. 2 ;
les Fig. 9 et 10 sont des vues en coupe selon les lignes IX-IX et X-X'de la partie de l'armature représentée à la Fig. 8 ; les Fig. 11 et 12 sont des vues en coupe de profilés de toiture ; la Fig. 13 est une vue en coupe d'un noeud pour une armature suivant l'invention ; la Fig. 14 est une vue en coupe d'un noeud terminal pour une armature suivant l'invention ; les Fig. 15 à 17 sont des vues d'une forme de réalisation allégée d'une armature suivant l'invention, et les Fig. 18 à 20 sont des vues d'un escalier convenant pour une construction suivant l'invention.
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L'armature représentée à la Fig. 1 comprend une série de colonnes (colonnes inférieures la, 1b et colonnes supérieures 2a, 2b) entre lesquelles s'étendent des poutrelles 3. Les poutrelles 3 et colonnes la, lb, 2a, 2b, sont reliées entre elles au moyen de noeuds 4, 5,6. Les noeuds 4 sont des noeuds d'assise, c'est-à-dire des noeuds destinés à relier l'extrémité inférieure d'une colonne adjacente au support 7 sur lequel l'armature est montée à une poutrelle 3. Les noeuds 5 sont des noeuds intermédiaires reliant une
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colonne inférieure à une colonne supérieure et reliant lesdites colonnes à des poutrelles 3. Enfin les noeuds 6 sont des noeuds terminaux coiffant l'extrémité supérieure d'une colonne et reliant cette extrémité à une ou plusieurs poutrelles 3.
Des systèmes de contreventement 8,9 s'étendent avantageusement entre deux poutrelles, par exemple entre une poutrelle inférieure et une poutrelle supérieure. De tels systèmes permettent de rigidifier l'armature (voir Fig. 2).
L'armature porte à sa partie supérieure des profilés 10, 11 destinés à soutenir une toiture 12.
Les noeuds d'assise 4 (voir Fig. 3 et 4) prennent appui sur un plateau d'assise 13 fixé, par exemple au moyen de simples vis, au support 7 tel qu'une fondation en béton.
Lorsque l'on coule une dalle de base noyant les poutrelles d'assise 3 et les noeuds 4, ces vis ne sont plus soumises à des efforts.
Le noeud 4, représenté aux Fig. 3 et 4, est constitué d'un conduit 14 dont l'évidement central 15 a une section sensiblement carrée (section transversale par rapport à la direction dans laquelle s'étend l'évidement).
Une extrémité du conduit 14 est fermée par un plat 16 présentant un trou taraudé 17 dans lequel est engagée la tige filetée 18 d'un boulon 20. L'extrémité libre de la tige est destinée à être engagée dans une cavité 19 que présente le plateau d'assise 13 ou à prendre appui sur le fond de cette cavité 19. De cette manière, en vissant ou dévissant le boulon 20, on peut modifier la distance séparant le plat 16 du plateau d'assise 13.
L'extrémité inférieure de la colonne la est engagée dans l'évidement 15 du noeud 4. De façon
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avantageuse, la forme extérieure de la colonne la épouse les formes de l'évidement. L'extrémité inférieure de la colonne prend appui contre le plat 16 qui sert de butée.
Pour empêcher tout mouvement du noeud par rapport à la colonne, les parois latérales du conduit 14 sont percées de deux trous coaxiaux 21 s'étendant dans une direction perpendiculaire à la direction D dans laquelle s'étend l'évidement 15.
La colonne la a une section transversale carrée et est creuse. Perpendiculairement à la direction de sa longueur, la colonne est percée de deux trous coaxiaux 22. La distance x, séparant les trous 22 de l'extrémité libre de la colonne la prenant appui sur le plat 16, est égale à la distance séparant les trous 21 dudit plat 16, de sorte que les trous 21 et 22 se situent à un même niveau N par rapport au plat 16.
Les trous 21 et 22 sont en fait percés de manière à ce que les trous 22 se situent dans le prolongement d'un trou 21, de sorte qu'une tige 23 peut s'étendre dans les trous 21 et 22 pour solidariser le noeud 4 de la colonne la.
Le noeud 4 porte deux pattes 41,42 sur lesquelles sont fixées des poutrelles 3. Ainsi, l'âme 50 de la poutrelle 3 est fixée sur la patte 41 au moyen des boulons 24.
L'évidement 15 présente deux plans de symétrie SI, S2 distincts mais sécants. Dans la forme de réalisation de l'armature représentée, ces plans SI, S2 sont des plans verticaux perpendiculaires entre eux. La patte 41,42 ou plus exactement la paroi de la patte tournée vers un plan de symétrie SI ou S2 s'étend dans un plan parallèle audit plan de symétrie SI ou S2, mais distant de celui-ci d'une distance s telle que le plan de symétrie de l'âme 50 corresponde sensiblement à un plan de symétrie SI de l'évidement 15.
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La poutre 3 porte sur son patin supérieur 31 des pièces d'attache 25 en L ou un profilé d'attache en L.
Une aile 251 de la pièce ou du profilé 25 est fixée sur le patin supérieur 31 au moyen de boulons 26.
L'autre aile 252 de la pièce ou du profilé 25 est prolongée par une languette 27 sur laquelle est fixée une cornière 28 destinée à servir d'appui à un côté d'une paroi 29. L'aile 251 de la pièce 25 ne recouvre que partiellement le patin 31 de la poutrelle en 1 3, de sorte que ce patin 31 sert également de surface d'appui à des panneaux 32 destinés à former un plancher (voir Fig. 5).
Les Fig. 6 et 7 représentent un noeud intermédiaire 5 muni de trois pattes 41,42, 43 pour relier le noeud à trois poutrelles 3. Ce noeud 5 présente deux évidements 15,15A destinés à recevoir chacun l'extrémité d'une colonne. Chaque évidement présente une ouverture pour engager dans l'évidement une partie d'une colonne. L'ouverture 150 de l'évidement 15 est tournée vers le haut, tandis que l'ouverture 151 de l'évidement 15A est tournée vers le bas, c'est-à-dire que lesdites ouvertures sont tournées dans des sens opposés.
Le noeud 5 comprend deux conduits 14,14A situés dans le prolongement l'un de l'autre. Ces conduits sont reliés entre eux par un plat 16 qui forme le fond de l'évidement 15 et le fond de l'évidement 15A.
Les évidements 15,15A ont une section transversale sensiblement carrée. L'évidement 15A, dont l'ouverture est tournée vers le bas, est destiné à recevoir l'extrémité supérieure d'une colonne 1b, tandis que l'évidement 15, dont l'ouverture est tournée vers le haut, est destiné à recevoir l'extrémité inférieure d'une colonne 2b.
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Les colonnes lb, 2b ont une section transversale carrée et sont creuses. La colonne présente sur deux faces opposées 151,152 des plaques de renfort 153. Ces plaques s'étendent le long de la colonne depuis une ligne 154 distante de l'extrémité inférieure de la colonne d'une distance y (calculée dans le sens de la longueur) supérieure à la profondeur z de l'évidement 15 jusqu'à une ligne distante de l'extrémité supérieure d'une distance supérieure à la profondeur de l'évidement dans lequel cette extrémité doit être engagée.
Ceci permet d'assurer que l'extrémité libre d'une colonne vienne buter contre le plat 16 qui s'étend sensiblement dans un plan perpendiculaire à la direction dans laquelle s'étendent les évidements 15,15A.
Les plaques de renfort 153 ne sont nécessaires que lorsque la colonne doit reprendre des charges importantes. Ainsi, différentes formes de réalisation d'une colonne et d'un noeud renforcés ou non au moyen de plaques de renfort sont : - colonne normale emboîtée dans un noeud normal ; - colonne renforcée emboîtée dans un noeud normal ; - colonne quelconque soudée à un embout de colonne normale emboîté dans un noeud normal ; - colonne renforcée avec emboîtement autour du noeud renforcé.
De manière similaire pour le noeud 4, le noeud 5 présente des trous 21 situés en face de trous 22 d'une colonne 1b, 2b, dans lesquels est engagée une tige 23 pour fixer le noeud à une colonne.
Le noeud 5 porte trois pattes 41,42, 43 fixées (par exemple par soudure) en partie sur le conduit 14 et en partie sur le conduit 14A. Ces pattes s'étendent dans des plans parallèles à un plan de symétrie SI, S2 des
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évidements 15,15A mais distants de celui-ci de manière à assurer que le plan de symétrie de l'âme 50 de la poutrelle 3 corresponde au moins sensiblement à un plan de symétrie de l'évidement 15 ou 15A (voir Fig. 6 et 7).
Pour raidir ou rigidifier l'armature et pour reprendre des efforts tangentiels, on peut utiliser, par exemple, un système 8 comprenant deux plats 81,82 en croix de St André et/ou un poteau d'équilibrage 9.
La fixation d'un poteau d'équilibrage 9 à une poutrelle 3 est représentée aux Fig. 8 et 10.
Sur le patin inférieur 33 de la poutrelle en I 3, qui s'étend entre deux extrémités de deux colonnes la, 1b, est attachée au moyen de boulons 26, une pièce d'attache 25 en forme de L. L'aile 252 de ladite pièce 25 s'étend dans un plan sensiblement parallèle au plan de symétrie S3 de l'âme 50 de la poutrelle 3.
Le poteau 9 est constitué de deux profilés en L 91,92 attachés entre eux, par exemple par des points de soudure 93. De préférence un profilé 92 présente, sur une 921 de ses ailes 921,922 qui est destinée à être appliquée contre une aile 911 de l'autre profilé 91, une série de trous 94 dans lesquels les points de soudure 93 sont réalisés. Une aile 911 d'un des profilés 91,92 se prolonge au-delà des ailes 922 et 912 des profilés. Au voisinage de son extrémité libre, l'aile 911 présente un trou destiné à livrer passage à la tige d'un boulon 35 pour fixer ladite aile 911 à la pièce d'attache 25.
Entre la pièce d'attache 25 et l'aile 911 s'étend une plaquette 36 présentant une série de boutonnières 37.
La tige du boulon 35 passe sucessivement dans un trou de la pièce d'attache 25, dans une boutonnière 37 et dans un trou de l'extrémité de l'aile 911. La plaquette 36 ou guillotine a avantageusement une épaisseur e telle que le plan de symétrie S4 d'un poteau 9 corresponde sensiblement au plan de symétrie S3 de
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l'âme 50 de la poutrelle 3.
Un deuxième système pour rigidifier l'armature est, par exemple, un système comprenant deux éléments tels que des câbles ou des plats 81,82 en croix de St André. La fixation de ces plats 81,82 à une poutrelle 3 est représentée à la Fig. 5.
Les plats 81,82 s'étendent sensiblement dans un même plan. Chaque plat présente, au voisinage de leurs extrémités libres, un trou destiné à livrer passage à une tige d'un boulon 35 pour solidariser le plat à une pièce d'attache 25.
Etant donné que la pièce 25 solidaire du patin 31 de la poutrelle inférieure 3 est munie d'un prolongement 27, une plaquette 36 similaire à la guillotine 36 représentée à la Fig. 10 s'étend entre l'aile 252 de la pièce 25 solidaire du patin 33 de la poutrelle supérieure 3 et le plat 82 de manière à assurer que les plats 81,82 en croix de St André s'étendent dans un même plan.
Pour attacher la partie supérieure d'un panneau 29 destiné à former une paroi latérale à une poutrelle supérieure 3, une pièce d'attache 25 est montée sur le patin 31 de la poutrelle 3, cette pièce 25 étant munie d'une plaquette de prolongement 27 portant un profilé en U 96. L'ouverture du canal défini par le profilé en U 96 est tournée vers le bas. Le profilé 96 est destiné à servir d'appui à un bord et un panneau 29 (voir Fig. 8).
Ce panneau ou paroi 29 présente au moins le long de son bord inférieur et de son bord supérieur, de préférence sur tout son pourtour, une rainure 291 dans laquelle est engagée soit l'extrémité libre d'une pièce 25, soit l'extrémité libre d'une guillotine 36. La pose d'un panneau est donc très simple puisqu'elle peut être réalisée par le maintien en position haute de la guillotine 36, par le placement d'un panneau entre
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l'extrémité libre d'une pièce 25 et une guillotine 36, par l'engagement de l'extrémité libre de la pièce 25 dans une rainure 291 (du bord inférieur) du panneau 29 et par l'abaissement de la guillotine 36 de manière à ce que son extrémité libre soit engagée dans la rainure 291 du bord supérieur du panneau 29.
Les bords intérieurs du panneau ou de la paroi 29 s'étendent à une distance p du plancher ou du plafond de manière à former un conduit ou une gaine 200 qui peut être fermé par une plinthe 201. Cette plinthe est par exemple attachée au moyen de vis (non représentées) de manière à être démontable. Le conduit ou gaine 200 livre avantageusement passage à des canalisations, fils électriques, etc.
Une plaque 300 s'étend avantageusement entre deux parois 29 adjacentes. Cette plaque 300 est par exemple vissée sur l'aile extérieure du profilé 96 et est par exemple munie d'un doigt 301 destiné à être logé dans une rainure 292 du bord supérieur d'une paroi.
Le patin 31 de la poutrelle supérieure 3 n'est recouvert que partiellement par l'aile 251 de la pièce d'attache 25, de sorte qu'une partie du patin 31 peut servir d'appui à des panneaux 32 destinés à former le plancher d'un étage.
La Fig. 13 représente, en coupe transversale, un noeud renforcé 100 présentant quatre pattes 41,42, 43,44 pour relier le noeud à quatre poutrelles 3. Les faces extérieures du noeud sont munies de plaquettes de renfort 101, par exemple soudées sur ledit noeud.
Le noeud renforcé peut servir à recevoir un poteau de section plus importante qui s'emboîte sur le noeud au lieu de s'emboîter dans le noeud. Dans ce cas, les plaquettes de renfort 101 servent avantageusement de butée à l'extrémité libre d'un poteau.
Un tel noeud renforcé comportant à la fois un
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plat 16 et des plaquettes 101 peut être utilisé pour des poteaux différents, par exemple devant reprendre des charges différentes.
L'évidement central 15 du noeud présente deux plans de symétrie SI, S2 perpendiculaires entre eux.
Chaque patte présente une face s'étendant dans un plan parallèle mais distant d'un plan de symétrie, c'est-à-dire que chaque patte est décalée par rapport à un plan de symétrie. La distance s'étendant entre une patte et le plan de symétrie adjacent correspond à la moitié de l'épaisseur de l'âme 50 d'une poutrelle 3, de manière à assurer que le plan de symétrie de l'âme 50 corresponde à un plan de symétrie de l'évidement 15.
* L-es plaquettes de renfort situées sur les faces du noeud s'étendent au voisinage des pattes. De façon avantageuse, chaque patte est associée à une plaquette de renfort 101 qui s'étend du côté du noeud adjacent de la face 45 de la patte 41 tournée vers le plan de symétrie SI adjacent à celle-ci 41.
La Fig. 14 représente, en coupe, un noeud terminal 6 muni de trois pattes 41,42, 43. Ce noeud est similaire à celui représenté à la Fig. 4 si ce n'est qu'une partie des pattes s'étend au-delà du conduit 14 définissant l'évidement 15 dans lequel est engagée une extrémité supérieure d'une colonne.
Enfin, les Fig. 11 et 12 montrent des profilés
103,104 destinés à être montés sur une poutrelle 3 ou sur une pièce d'attache 25 pour porter des éléments de toiture.
Le profilé 103 présente un premier plat 105 solidaire (par exemple par soudure) d'une aile 252 de la pièce d'attache 25 et un deuxième plat 106 qui s'étend dans un plan incliné par rapport au plan dans lequel s'étend le premier plat 105.
Le profilé 104 présente un plat 107 destiné à
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recouvrir un patin 33 d'une poutrelle 3 et deux plats 108 s'étendant dans des plans inclinés par rapport au plan dans lequel s'étend le plat 107 ou la face supérieure du patin 33. Le profilé 104 est, par exemple, attaché audit patin 33 au moyen de boulons 109.
L'armature et la construction représentées à titre d'exemple aux figures jointes à la présente description présentent encore les avantages ou caractéristiques suivants.
Les poutrelles d'assise 3, c'est-à-dire les poutrelles reliant des noeuds d'assise 4, servent avantageusement à régler et fixer la base du bâtiment ou de l'armature. Ces poutrelles peuvent être scellées dans le béton de base de manière à abaisser le centre de gravité en un point bas adjacent du béton de base ou localisé dans le béton de base, ceci conférant à l'armature des caractéristiques parasismiques.
Les poutrelles 3 sont symétriques et présentent plus de trous que nécessaire de manière à assurer une plus grande flexibilité de fixation d'éléments ou pièces sur une poutrelle. Ainsi, les systèmes de contreventement peuvent être montés aussi bien du côté gauche que du côté droit d'un patin d'une poutrelle.
Les plats 81,82 du système de contreventement 8 sont avantageusement boulonnés ensemble à leur point de croisement. De plus, pour assurer une résistance aux efforts tangentiels, les extrémités libres de ceux-ci sont avantageusement soudées à une poutrelle.
A titre de poteau de contreventement, on pourrait utiliser des colonnes de l'armature coupées à la hauteur désirée. Ces colonnes peuvent alors être fixées à une poutrelle au moyen de plateaux portant un conduit 14 similaire à ceux des noeuds.
Les panneaux peuvent être munis d'une isolation thermique et/ou d'une isolation acoustique et sont
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avantageusement munis de tubes pour le passage de câbles (câbles électriques, conduites, etc.).
Les Fig. 15 à 17 représentent des vues d'une construction similaire à celle représentée à la Fig. 1 si ce n'est qu'elle est allégée. Dans cette forme de réalisation, on n'utilise pas de pièces intermédiaires 25, ni de guillotines 36. Dès lors pour permettre une pose aisée des panneaux 29, les rainures 291 ont une profondeur permettant à l'extrémité libre de la pièce 27 de glisser dans la rainure 291. Les pièces 27 sont directement attachées sur les poutrelles ou profilés 3 au moyen de boulons.
La pose d'un panneau 29 peut alors être opérée comme suit : - pose d'une pièce 27 sur un profilé 3 ; - placement d'une pièce 27 sur le bord supérieur d'un panneau 29 ; - placement du panneau 29 entre deux profilés 3 ; - engagement de l'extrémité libre de la pièce 27 attachée au profilé 3 dans la rainure 291 du bord inférieur du panneau ; - fixation de la pièce 27 dont l'extrémité libre est engagée dans la rainure 291 du bord supérieur du panneau 29, à un profilé 3.
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Le plancher 500 est par exemple réalisé au . moyen d'une plaque Eterspan de 10 mm d'épaisseur, tandis que le plafond 501 est réalisé au moyen d'une plaque de plâtre cartonné de 9 mm d'épaisseur. Entre ces deux plaques 500,501 s'étendent depuis le bas vers le haut une couche de laine minérale 502 munie de lattes, une tôle 503, une menuiserite 504, une couche de laine minérale 505 et une couche multipli 506. La tôle repose sur le patin 31 du profilé 3 via une latte 507.
Un détail d'une toiture de la construction
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allégée est donné à la Fig. 17.
Cette toiture comprend une tôle ondulée 508
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prenant appui sur le profilé 3, des lattes de support (B 509, une plaque Eterspan 510 et une chape d'étanchéité 511.
L'isolation entre le plafond 501 et la toiture est réalisée au moyen d'une couche de laine minérale munie de lattes de bois 512, d'une couche pare-vapeur
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o 513 (Viqueen) et d'une ou de plusieurs couches isolantes (laine minérale).
Pour assurer que la pluie tombant sur la toiture ne puisse couler le long de la façade, la toiture est munie d'un rebord. Ce rebord est réalisé au moyen d'une pièce 514 de section sensiblement triangulaire, sur un côté de laquelle est attachée une paroi de façade 29. La chape d'étanchéité coiffe la pièce 514 ainsi que le bord supérieur de la paroi 29.
Un escalier convenant pour une construction suivant l'invention est représenté aux Fig. 18 à 20. Un tel escalier peut être monté sur une colonne s'étendant entre deux poutrelles 3.
Cet escalier est constitué d'une série de pièces creuses dont certaines portent un bras 901 destiné à servir d'appui à une crémaillère 902 dont les plats 903 servent de supports à des marches 904.
Les pièces sont constituées d'un tube 900 dont une extrémité est solidaire d'un bout de tube 905 dont une partie est engagée dans le creux du tube formant la pièce 900.
La partie de bout de tube 905 s'étendant hors du creux du tube 900 est destinée à être engagée dans le creux d'un autre tube 900. Ainsi, les extrémités des différentes pièces 900 s'emboîtent les unes dans les autres. Toutefois, de façon avantageuse, les pièces 900 sont enfilées le long d'une colonne ou tube 907.
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Le plat extrême d'une crémaillère est attaché, par exemple soudé ou boulonné, à un plat extrême d'une crémaillère adjacente.
Ce plat extrême est destiné à servir de support à une marche de forme sensiblement carrée et formant une marche située dans un coin du volume dans lequel s'étend l'escalier.
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Reinforcement, construction containing such reinforcement. dress and knot for such a frame.
The present invention relates to a frame for a construction.
Reinforcement of buildings is known comprising a series of columns between which beams extend. These columns and beams are connected together by welding, by intermediate elements playing the role of nodes. These intermediate elements are, for example, attached to a column and to one or more beams by means of bolts, etc.
These known reinforcements require significant construction time since the placement of the intermediate elements on a column is slow and requires precise work by the user and heavy handling equipment.
These known frames are not intended to be dismantled and therefore are not intended to be moved from one place to another.
The present invention relates to a frame, as well as a covering for such a frame which can be quickly assembled or disassembled without requiring specialized labor or heavy handling equipment, thus allowing easy movement of the frame. , recovery and reuse of dismantled elements of the frame, rapid change of panels mounted on the frame, etc.
In addition, the frame according to the invention makes it possible to adequately take up the forces to which the frame is subjected. Indeed, the nodes of the frame according to the invention allow the self-weight of a beam to be at least partially taken up by the free end of a column thanks to a stop which the node has. This therefore allows better
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distribution of forces due to the beam in the column.
The frame according to the invention comprises columns between which extend beams, said columns and beams being interconnected by means of nodes. The nodes or the columns have a recess in which part of a column or a node is engaged. The nodes have (a) a stop against which bears the free end of the part of the column engaged in the recess of a node or in which a part of a node is engaged, and (b) at least one , preferably at least two legs on which is fixed one end of a beam by means of a fixing system. The number of legs of a node can go up to 8, or even more.
Advantageously, the nodes located between two superimposed columns have an upper recess whose opening is turned upward to receive the end of an upper column and a lower recess whose opening is turned downward to receive the end of a lower column, said nodes having a stop on which the end of the upper column is supported and a stop on which the end of the lower column is supported.
Preferably, a dish extends between the lower and upper recesses, said dish serving as a stop for the end of the upper column and for the end of a lower column.
In one embodiment, the nodes consist of a conduit whose central recess extending from an opening in a direction has a substantially polygonal cross section, preferably substantially square, a plate integral with said
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duct and extending substantially perpendicular to the direction in which extends the recess serving as a stop.
In another embodiment, the nodes have a wall defining a recess for receiving the end of a column, said wall being pierced with at least one hole located at a determined distance from the stop. The column has at least one hole or cavity distant from the free end of the column of said determined distance, so that said hole or cavity from the end of the column engaged in the recess extends substantially opposite the hole pierced in the wall of the knot. Finally, the frame comprises means extending in the hole in the wall of the knot and in the hole or cavity at the end of the column so as to fix said knot at said end.
According to an advantageous feature, the recess of a node has two separate vertical planes of symmetry, preferably orthogonal, while the beams have a substantially vertical core. Each leg of a node extends in a plane parallel and distant from a vertical plane of symmetry of the recess so that a vertical section of the core of a beam attached to a leg of a node extends in a plane of symmetry of the recess. This ensures that efforts of the beam such as due to expansion do not transform into a significant torsional force of the column. This is particularly the case when the vertical plane of symmetry of the core of a beam attached to a leg of a knot corresponds to a plane of symmetry of the recess.
According to a feature of an embodiment, two columns, the ends of which
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lower are adjacent to the support on which the frame is to be mounted, are interconnected by a lower beam extending between lower nodes attached to the lower ends of the columns and by an upper beam extending between upper nodes attached to the ends upper columns, the lower nodes, each having a flat serving as a stop at the end of the part of the column engaged in the recess, being each provided with a means for adjusting the distance separating the stop from the support. This means is for example constituted by a bolt, the rod of which is engaged in a threaded hole presented by the plate serving as a stop.
To further stiffen the frame, it is possible to connect beams extending between two adjacent columns by a system comprising elements (plates, cables, etc.) forming an X or a cross of St Andrew and / or one or more posts of 'balancing.
The present invention also relates to a knot and a covering for a frame according to the invention.
Other features and details of the invention will emerge from the following detailed description, in which reference is made to the accompanying drawings.
In these drawings: FIG. 1 is a front view of a frame according to the invention; Fig. 2 is a view, on a larger scale, of part of the frame shown in FIG. 1; Fig. 3 is a sectional view along line III-III of the part of the frame shown in FIG. 2; Fig. 4 is a sectional view along line IV-IV of the part of the frame shown in
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Fig. 3; Fig. 5 is a sectional view along the line V-V of the part of the frame shown in FIG. 2; Fig. 6 is a sectional view along line VI-VI of the armature shown in FIG. 1; Fig. 7 is a sectional view along line VII-VII of the part of the frame shown in FIG. 6; Fig. 8 is a sectional view along line VIII-VIII of the part of the frame shown in FIG. 2;
Figs. 9 and 10 are sectional views along lines IX-IX and X-X ′ of the part of the armature shown in FIG. 8; Figs. 11 and 12 are sectional views of roof profiles; Fig. 13 is a sectional view of a knot for a frame according to the invention; Fig. 14 is a sectional view of a terminal node for a frame according to the invention; Figs. 15 to 17 are views of a lightened embodiment of a frame according to the invention, and FIGS. 18 to 20 are views of a staircase suitable for a construction according to the invention.
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The frame shown in FIG. 1 comprises a series of columns (lower columns 1a, 1b and upper columns 2a, 2b) between which extend beams 3. The beams 3 and columns 1a, 1b, 2a, 2b are connected together by means of nodes 4 , 5.6. The nodes 4 are seat nodes, that is to say nodes intended to connect the lower end of a column adjacent to the support 7 on which the frame is mounted to a beam 3. The nodes 5 are intermediate nodes connecting a
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lower column to an upper column and connecting said columns to beams 3. Finally the nodes 6 are terminal nodes covering the upper end of a column and connecting this end to one or more beams 3.
Bracing systems 8,9 advantageously extend between two beams, for example between a lower beam and an upper beam. Such systems allow the reinforcement to be stiffened (see Fig. 2).
The frame carries at its upper part profiles 10, 11 intended to support a roof 12.
The seat nodes 4 (see FIGS. 3 and 4) are supported on a seat plate 13 fixed, for example by means of simple screws, to the support 7 such as a concrete foundation.
When a base slab is sunk drowning the seat beams 3 and the nodes 4, these screws are no longer subjected to forces.
The node 4, shown in Figs. 3 and 4, consists of a conduit 14 whose central recess 15 has a substantially square section (cross section relative to the direction in which the recess extends).
One end of the conduit 14 is closed by a plate 16 having a threaded hole 17 in which is engaged the threaded rod 18 of a bolt 20. The free end of the rod is intended to be engaged in a cavity 19 presented by the plate seat 13 or to rest on the bottom of this cavity 19. In this way, by screwing or unscrewing the bolt 20, the distance separating the plate 16 from the seat plate 13 can be modified.
The lower end of the column la is engaged in the recess 15 of the node 4. So
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advantageous, the external shape of the column follows the shapes of the recess. The lower end of the column bears against the flat 16 which serves as a stop.
To prevent any movement of the knot relative to the column, the side walls of the conduit 14 are pierced with two coaxial holes 21 extending in a direction perpendicular to the direction D in which the recess 15 extends.
Column 1a has a square cross section and is hollow. Perpendicular to the direction of its length, the column is pierced with two coaxial holes 22. The distance x, separating the holes 22 from the free end of the column resting on the flat 16, is equal to the distance separating the holes 21 of said plate 16, so that the holes 21 and 22 are located at the same level N relative to the plate 16.
The holes 21 and 22 are in fact drilled so that the holes 22 are located in the extension of a hole 21, so that a rod 23 can extend into the holes 21 and 22 to secure the node 4 from column la.
The node 4 carries two legs 41, 42 on which are fixed beams 3. Thus, the core 50 of the beam 3 is fixed on the leg 41 by means of bolts 24.
The recess 15 has two distinct but intersecting planes of symmetry S1, S2. In the embodiment of the armature shown, these planes S1, S2 are vertical planes perpendicular to each other. The tab 41, 42 or more exactly the wall of the tab turned towards a plane of symmetry SI or S2 extends in a plane parallel to said plane of symmetry SI or S2, but distant from the latter by a distance s such that the plane of symmetry of the core 50 corresponds substantially to a plane of symmetry SI of the recess 15.
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The beam 3 carries on its upper shoe 31 fastening pieces 25 in L or a fastening profile in L.
A wing 251 of the part or of the profile 25 is fixed to the upper shoe 31 by means of bolts 26.
The other wing 252 of the part or of the section 25 is extended by a tongue 27 on which is fixed an angle 28 intended to serve as a support for one side of a wall 29. The wing 251 of the part 25 does not cover only partially the pad 31 of the beam at 1 3, so that this pad 31 also serves as a bearing surface for panels 32 intended to form a floor (see Fig. 5).
Figs. 6 and 7 represent an intermediate node 5 provided with three tabs 41,42, 43 for connecting the node to three beams 3. This node 5 has two recesses 15,15A each intended to receive the end of a column. Each recess has an opening for engaging part of a column in the recess. The opening 150 of the recess 15 is turned upwards, while the opening 151 of the recess 15A is turned downwards, that is to say that said openings are turned in opposite directions.
The node 5 comprises two conduits 14, 14A located in the extension of one another. These conduits are connected together by a flat 16 which forms the bottom of the recess 15 and the bottom of the recess 15A.
The recesses 15,15A have a substantially square cross section. The recess 15A, the opening of which faces down, is intended to receive the upper end of a column 1b, while the recess 15, the opening of which faces upwards, is intended to receive the lower end of a column 2b.
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The columns 1b, 2b have a square cross section and are hollow. The column has reinforcing plates 153 on two opposite faces 151,152. These plates extend along the column from a line 154 distant from the lower end of the column by a distance y (calculated lengthwise). ) greater than the depth z of the recess 15 to a line distant from the upper end by a distance greater than the depth of the recess in which this end must be engaged.
This ensures that the free end of a column abuts against the plate 16 which extends substantially in a plane perpendicular to the direction in which the recesses 15,15A extend.
Reinforcement plates 153 are only necessary when the column has to take up heavy loads. Thus, different embodiments of a column and a node reinforced or not by means of reinforcing plates are: - normal column fitted in a normal node; - reinforced column fitted into a normal knot; - any column welded to a normal column end piece fitted into a normal node; - reinforced column with interlocking around the reinforced node.
Similarly for node 4, node 5 has holes 21 located opposite holes 22 of a column 1b, 2b, in which a rod 23 is engaged to fix the node to a column.
The node 5 carries three tabs 41, 42, 43 fixed (for example by welding) partly on the duct 14 and partly on the duct 14A. These legs extend in planes parallel to a plane of symmetry SI, S2 of
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recesses 15,15A but distant from it so as to ensure that the plane of symmetry of the core 50 of the beam 3 corresponds at least substantially to a plane of symmetry of the recess 15 or 15A (see FIG. 6 and 7).
To stiffen or stiffen the reinforcement and to take up tangential forces, one can use, for example, a system 8 comprising two dishes 81, 82 in St Andrew's cross and / or a balancing post 9.
The fixing of a balancing post 9 to a beam 3 is shown in Figs. 8 and 10.
On the lower shoe 33 of the I-beam 3, which extends between two ends of two columns 1a, 1b, is attached by means of bolts 26, an attachment part 25 in the shape of an L. The wing 252 of said part 25 extends in a plane substantially parallel to the plane of symmetry S3 of the core 50 of the beam 3.
The post 9 consists of two L-shaped sections 91,92 attached to each other, for example by welding points 93. Preferably a section 92 has, on a 921 of its wings 921,922 which is intended to be applied against a wing 911 on the other profile 91, a series of holes 94 in which the weld points 93 are made. A wing 911 of one of the sections 91, 92 extends beyond the wings 922 and 912 of the sections. In the vicinity of its free end, the wing 911 has a hole intended to allow passage to the rod of a bolt 35 to fix said wing 911 to the attachment piece 25.
Between the attachment piece 25 and the wing 911 extends a plate 36 having a series of buttonholes 37.
The bolt rod 35 passes successively through a hole in the attachment piece 25, through a buttonhole 37 and through a hole in the end of the wing 911. The plate 36 or guillotine advantageously has a thickness e such that the plane of symmetry S4 of a post 9 corresponds substantially to the plane of symmetry S3 of
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the core 50 of the beam 3.
A second system for stiffening the frame is, for example, a system comprising two elements such as cables or plates 81, 82 in St. Andrew's cross. The fixing of these plates 81, 82 to a beam 3 is shown in FIG. 5.
The dishes 81.82 extend substantially in the same plane. Each dish has, near their free ends, a hole intended to allow passage to a rod of a bolt 35 to secure the dish to an attachment piece 25.
Since the part 25 integral with the shoe 31 of the lower beam 3 is provided with an extension 27, a plate 36 similar to the guillotine 36 shown in FIG. 10 extends between the wing 252 of the part 25 integral with the shoe 33 of the upper beam 3 and the dish 82 so as to ensure that the dishes 81, 82 in St Andrew's cross extend in the same plane.
To attach the upper part of a panel 29 intended to form a side wall to an upper beam 3, an attachment part 25 is mounted on the shoe 31 of the beam 3, this part 25 being provided with an extension plate 27 carrying a U-shaped section 96. The opening of the channel defined by the U-shaped section 96 is turned downwards. Profile 96 is intended to serve as a support for an edge and a panel 29 (see Fig. 8).
This panel or wall 29 has at least along its lower edge and its upper edge, preferably over its entire periphery, a groove 291 in which is engaged either the free end of a part 25, or the free end of a guillotine 36. The installation of a panel is therefore very simple since it can be carried out by maintaining the high position of the guillotine 36, by placing a panel between
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the free end of a part 25 and a guillotine 36, by engaging the free end of the part 25 in a groove 291 (of the lower edge) of the panel 29 and by lowering the guillotine 36 so that its free end is engaged in the groove 291 of the upper edge of the panel 29.
The inner edges of the panel or wall 29 extend at a distance p from the floor or from the ceiling so as to form a duct or sheath 200 which can be closed by a plinth 201. This plinth is for example attached by means of screws (not shown) so as to be removable. The conduit or sheath 200 advantageously delivers passage to pipes, electrical wires, etc.
A plate 300 advantageously extends between two adjacent walls 29. This plate 300 is for example screwed onto the outer wing of the profile 96 and is for example provided with a finger 301 intended to be housed in a groove 292 of the upper edge of a wall.
The shoe 31 of the upper beam 3 is only partially covered by the wing 251 of the attachment piece 25, so that part of the shoe 31 can serve as support for panels 32 intended to form the floor. one floor.
Fig. 13 shows, in cross section, a reinforced knot 100 having four tabs 41,42, 43,44 for connecting the knot to four beams 3. The external faces of the knot are provided with reinforcing plates 101, for example welded on said knot.
The reinforced knot can be used to receive a post with a larger section which fits over the knot instead of fitting into the knot. In this case, the reinforcing plates 101 advantageously serve as a stop at the free end of a post.
Such a reinforced knot comprising both a
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flat 16 and plates 101 can be used for different posts, for example having to take different loads.
The central recess 15 of the node has two planes of symmetry S1, S2 perpendicular to each other.
Each leg has a face extending in a plane parallel but distant from a plane of symmetry, that is to say that each leg is offset with respect to a plane of symmetry. The distance extending between a leg and the adjacent plane of symmetry corresponds to half the thickness of the core 50 of a beam 3, so as to ensure that the plane of symmetry of the core 50 corresponds to a plane of symmetry of the recess 15.
* L-es reinforcement plates located on the faces of the node extend in the vicinity of the legs. Advantageously, each tab is associated with a reinforcing plate 101 which extends on the side of the node adjacent to the face 45 of the tab 41 facing towards the plane of symmetry SI adjacent to the latter 41.
Fig. 14 shows, in section, a terminal node 6 provided with three tabs 41, 42, 43. This node is similar to that shown in FIG. 4 except that part of the legs extends beyond the duct 14 defining the recess 15 in which is engaged an upper end of a column.
Finally, Figs. 11 and 12 show profiles
103.104 intended to be mounted on a beam 3 or on a fastening piece 25 for carrying roof elements.
The section 103 has a first flat 105 secured (for example by welding) to a wing 252 of the attachment piece 25 and a second flat 106 which extends in a plane inclined relative to the plane in which the first course 105.
Profile 104 has a flat 107 intended for
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cover a pad 33 with a beam 3 and two dishes 108 extending in inclined planes relative to the plane in which the dish 107 or the upper face of the pad 33 extends. The profile 104 is, for example, attached to said shoe 33 by means of bolts 109.
The frame and the construction shown by way of example in the figures appended to this description also have the following advantages or characteristics.
The seat beams 3, that is to say the beams connecting the seat nodes 4, are advantageously used to adjust and fix the base of the building or the frame. These beams can be sealed in the base concrete so as to lower the center of gravity at a low point adjacent to the base concrete or located in the base concrete, this giving the reinforcement seismic characteristics.
The beams 3 are symmetrical and have more holes than necessary so as to provide greater flexibility for fixing elements or parts on a beam. Thus, the bracing systems can be mounted both on the left side and on the right side of a skid of a beam.
The plates 81, 82 of the bracing system 8 are advantageously bolted together at their crossing point. In addition, to ensure resistance to tangential forces, the free ends of these are advantageously welded to a beam.
As a bracing post, one could use columns of the frame cut to the desired height. These columns can then be fixed to a beam by means of plates carrying a conduit 14 similar to those of the nodes.
The panels can be provided with thermal insulation and / or acoustic insulation and are
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advantageously provided with tubes for the passage of cables (electric cables, conduits, etc.).
Figs. 15 to 17 show views of a construction similar to that shown in FIG. 1 except that it is lightened. In this embodiment, no intermediate parts 25 or guillotines 36 are used. Consequently, to allow easy installation of the panels 29, the grooves 291 have a depth allowing the free end of the part 27 to slide in groove 291. The parts 27 are directly attached to the beams or profiles 3 by means of bolts.
The installation of a panel 29 can then be carried out as follows: - installation of a part 27 on a profile 3; - placement of a part 27 on the upper edge of a panel 29; - placement of the panel 29 between two sections 3; - Engagement of the free end of the part 27 attached to the profile 3 in the groove 291 of the lower edge of the panel; fixing the part 27, the free end of which is engaged in the groove 291 of the upper edge of the panel 29, to a profile 3.
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The floor 500 is for example made at. using a 10 mm thick Eterspan sheet, while the 501 ceiling is made using a 9 mm thick gypsum board. Between these two plates 500, 501 extend from the bottom up a layer of mineral wool 502 provided with slats, a sheet metal 503, a joinery 504, a layer of mineral wool 505 and a plywood layer 506. The sheet metal rests on the shoe 31 of the profile 3 via a slat 507.
A detail of a construction roof
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light is given in FIG. 17.
This roof includes a corrugated sheet 508
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bearing on the profile 3, support slats (B 509, an Eterspan 510 plate and a sealing cap 511.
The insulation between the ceiling 501 and the roof is carried out by means of a layer of mineral wool provided with wooden slats 512, of a vapor barrier layer.
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o 513 (Viqueen) and one or more insulating layers (mineral wool).
To ensure that rain falling on the roof cannot flow along the facade, the roof is provided with a flange. This rim is produced by means of a part 514 of substantially triangular section, on one side of which is attached a front wall 29. The sealing cap covers the part 514 as well as the upper edge of the wall 29.
A staircase suitable for a construction according to the invention is shown in Figs. 18 to 20. Such a staircase can be mounted on a column extending between two beams 3.
This staircase consists of a series of hollow parts, some of which carry an arm 901 intended to serve as a support for a rack 902, the dishes 903 of which serve as supports for steps 904.
The parts consist of a tube 900, one end of which is integral with a tube end 905, part of which is engaged in the hollow of the tube forming the part 900.
The end portion of the tube 905 extending out of the hollow of the tube 900 is intended to be engaged in the hollow of another tube 900. Thus, the ends of the different parts 900 fit into each other. However, advantageously, the parts 900 are threaded along a column or tube 907.
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The end plate of a rack is attached, for example welded or bolted, to an end plate of an adjacent rack.
This extreme dish is intended to serve as a support for a step of substantially square shape and forming a step located in a corner of the volume in which the staircase extends.