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Ossature de bâtiment.
La présente invention concerne une ossature de bâtiment formée par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé.
On connaît par EP-A-0 012 736 une unité de construction en acier, préfabriquée en usine, en substance en forme de prisme droit (généralement un parallélépipède rectangle). Chaque unité de construction comporte un élément de plancher et un élément de plafond consistant chacun en un caisson ouvert vers le bas, formé d'un cadre et d'une paroi horizontale raccordée au bord supérieur du cadre. Les éléments de plancher et de plafond sont reliés entre eux au moyen de montants ayant une section en forme de V. Les cadres et les montants, réalisés à partir de larges plats d'acier, sont assemblés entre eux par boulonnage. Les bâtiments sont alors réalisés par juxtaposition et superposition de telles unités de construction.
Les ossatures de bâtiments décrites dans BE-A-884.971 ont, dans l'ensemble, une structure assez semblable à celles réalisées suivant EP-A-0 012 736, mais elles sont réalisées au moyen d'éléments préfabriqués en béton armé.
Les techniques décrites dans EP-A-0 012 736 et BE-A-884.971 présentent plusieurs caractéristiques intéressantes et avantageuses. Parmi ces caractéristiques il y a notamment la facilité de l'installation de gaines techniques. En effet, des ouvertures sont ménagées dans les parois horizontales inférieure et supérieure (plancher et plafond), dans les angles formés par les montants en V. Les espaces délimités par les ailes du"V"des montants et fermés par des panneaux s'appliquant sur les extrémités des ailes des montants forment ainsi des gaines techniques verticales dites"gaines d'encoignure"et permettent l'installation, l'inspection et la modification aisées des
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canalisations techniques verticales.
Les ossatures de bâtiments réalisées suivant ces techniques connues présentent cependant certains inconvénients qui limitent quelquefois leur utilisation.
C'est ainsi notamment qu'une ossature selon EP-A-0 012 736 est, comme toute ossature métallique, difficile à protéger contre le feu. Une ossature métallique risque, en effet, de se déformer en cas d'incendie et d'ainsi mettre en péril la stabilité du bâtiment.
Les ossatures de bâtiments selon BE-A-884.971 offrent évidemment une bonne résistance au feu, mais présentent toutefois quelques inconvénients. En effet, les parois horizontales de ces ossatures sont formées de caissons monolithiques en béton armé. Comme les dimensions de ces parois sont de préférence assez grandes, ces caissons sont lourds et encombrants et leur transport peut dès lors poser des problèmes, du moins dans certains pays ou régions.
En outre, l'épaisseur des ailes des montants en V et l'épaisseur des poutres qui forment le cadres desdits caissons est nécessairement plus grande que ce que permet la construction en acier. Ceci réduit gravement, dès lors la section des gaines d'encoignures pouvant être réalisées dans les angles formés par les ailes des montants. La section de ces gaines d'encoignure peut de ce fait être insuffisante pour qu'on y fasse passer, par exemple, une ou plusieurs canalisations de diamètre relativement grand, telles que des chutes de W. C.
Parmi les autres inconvénients des ossatures réalisées selon ces techniques connues, on peut encore citer la difficulté de réaliser un contreventement satisfaisant.
La présente invention a pour but de fournir une ossature de bâtiment construite par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé peu diversifiés, de formes simples et faciles à fabriquer en série. L'invention a également pour but de fournir une telle ossature de bâtiment dans laquelle il est aisé de réaliser,
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à proximité des poteaux de l'ossature, des gaines techniques verticales passant par les étages successifs du bâtiment en longeant ces poteaux. Un autre but de l'invention est de fournir une telle ossature donnant au bâtiment une très bonne stabilité, sans contreventements additionnels, grâce à la raideur des noeuds de l'ossature.
La présente invention a pour objet une ossature de bâtiment à étages, formée par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé qui comprennent des poteaux, des poutres et des éléments de plancher.
Les poteaux situés aux angles du bâtiment ont une section transversale en forme de L, l'angle droit formé par les deux ailes de chaque poteau étant tourné vers l'intérieur du bâtiment, une des ailes étant parallèle à une façade. Les autres poteaux situés le long du pourtour du bâtiment ont une section transversale en forme de T, l'aile de poteau que forme la branche inférieure du T étant dirigée vers l'intérieur du bâtiment, les deux ailes de poteau que forment ensemble la branche supérieure du T étant parallèles à un des plans formant le pourtour du bâtiment. Les poteaux éloignés du pourtour du bâtiment ont une section transversale en forme de croix, chacune des quatre ailes de ces poteaux étant parallèle à l'un ou l'autre des plans qui forment le pourtour du bâtiment.
Les poutres prennent appui sur des ailes de poteaux et sont horizontalement orientées suivant la direction de ces ailes. Les poteaux situés aux étages successifs sont disposés à la verticale les uns des autres. Des moyens de solidarisation relient rigidement entre eux les poutres et les poteaux qui se rejoignent en chaque noeud de l'ossature. Les éléments de plancher prennent appui sur les poutres, des ouvertures étant ménagées dans ces éléments de plancher, près d'au moins certains poteaux, dans les angles formés par les ailes de ces poteaux. Ces ouvertures permettent la réalisation de gaines techniques verticales passant d'étage en étage dans les encoignures formées par ces ailes de poteaux.
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En général, l'ossature de bâtiment suivant l'invention se présente, en plan, comme un canevas à maillage rectangulaire formé de plusieurs lignes droites parallèles entre elles, coupées perpendiculairement par d'autres lignes parallèles entre elles. Les poteaux sont situés aux intersections de ces lignes, les poutres et les ailes des poteaux étant disposées suivant les lignes de ce maillage.
Chaque élément de plancher peut couvrir complètement un rectangle de ce maillage. A titre de variante, chaque rectangle de maillage peut être couvert par deux ou plusieurs éléments de plancher juxtaposés.
On pourrait éventuellement réaliser des ossatures pour lesquelles ce maillage ne serait pas rectangulaire (mais oblique). Cela compliquerait cependant quelque peu la préfabrication des éléments de l'ossature.
Suivant une forme d'exécution particulière, une ou plusieurs des ailes des poteaux présentent près du croisement des ailes, une zone de plus faible épaisseur que celle du reste de ces ailes. Cette configuration particulière des poteaux présente certains avantages qui seront décrits avec le commentaire des dessins annexés.
La manière dont les poutres prennent appui sur les ailes des poteaux et sont raccordées à ces ailes peut présenter plusieurs variantes.
Suivant un premier mode de réalisation, les poutres prennent appui sur les poteaux de manière telle que la face supérieure de chaque poteau soit en substance complètement couverte par des parties de poutres.
Avec ce mode de réalisation, des parties des poutres sont donc intercalées entre la face supérieure du poteau inférieur et la face inférieure du poteau supérieur, à chaque jonction de deux poteaux superposés. Dans ce cas, à chaque jonction de deux poteaux superposés, ces poteaux ainsi que les poutres prenant appui sur le poteau inférieur sont raccordés entre eux au moyen de barres de connexion
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contenues dans la partie inférieure du poteau supérieur, passant par des trous verticaux ménagés aux endroits appropriés dans les poutres, contenues dans la poutre supérieure du poteau inférieur et scellées dans ces poteaux et dans ces trous verticaux.
Suivant un second mode de réalisation, les ailes des poteaux sont, au niveau où elles doivent porter des poutres, prolongées vers l'extérieur des poteaux, par rapport à la section du reste de ces poteaux, formant ainsi des consoles pour l'appui de ces poutres.
Ces consoles peuvent avantageusement être situées à la partie supérieure de chaque poteau d'un étage de hauteur, de telle manière que leurs faces supérieures soient dans un même plan horizontal que la face supérieure de l'ensemble du poteau.
Suivant une forme d'exécution particulière, les poutres prennent appui, par chacune de leurs extrémités, uniquement sur lesdites consoles. Les parties d'extrémité qui prennent appui sur ces consoles ont alors de préférence une hauteur diminuée par le bas, par rapport à la hauteur du reste des poutres.
Les dimensions des consoles et les dimensions des poutres sont avantageusement telles que la face inférieure de la partie de poutre située entre deux consoles qui la supportent se situe au même niveau que la face inférieure de ces consoles.
On remarquera qu'avec ce mode de réalisation particulier, les extrémités des poutres ne couvrent pas complètement la face supérieure des poteaux mais uniquement la face supérieure des consoles. Dans ce cas, deux poteaux superposés prennent directement appui l'un sur l'autre et la partie inférieure de la colonne supérieure est située entre les extrémités des poutres qui prennent appui sur les consoles de la colonne inférieure. Les poteaux superposés peuvent alors être raccordés entre eux au moyen de barres de connexion verticales scellées dans la partie inférieure
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du poteau supérieur et dans la partie supérieure du poteau inférieur.
Les poutres peuvent être raccordées aux consoles par divers moyens connus en soi, et notamment au moyen de barres de connexion verticales qui sont scellées dans les consoles et dans les parties de poutres qui prennent appui sur ces consoles.
Lorsque le raccordement des éléments d'ossature entre eux est réalisé au moyen de barres de connexion, il est généralement fait usage d'une matière de scellement.
Cette matière de scellement peut consister en du mortier sans retrait. On peut cependant utiliser d'autres matières de scellement inorganiques ou organiques (comme, par exemple, des matières de scellement à base de résines polymérisables thermorésistantes).
L'invention a également pour objet un bâtiment à étages comportant une ossature telle que définie ci-dessus.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'exemples de réalisation, référence étant faite aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective cavalière, avec arrachement partiel, d'une partie d'ossature de bâtiment, suivant un premier exemple de réalisation, vue obliquement par au-dessus ; la Fig. 2 est une vue en perspective cavalière, à plus grande échelle, avec arrachements et partiellement en éclaté, montrant la réalisation de noeuds de l'ossature à la jonction de poutres et de poteaux à section en forme de croix, ces éléments étant vus obliquement par au-dessus ; la Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 2, montrant, avec arrachements, un noeud de l'ossature où deux poteaux et quatre poutres sont raccordés entre eux ;
la Fig. 4 est une vue analogue à la Fig. 3, mais montre en outre des éléments de plancher (montrés avec arrachements) reposant sur les poutres ;
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la Fig. 5 est une vue du même noeud d'ossature que celui qui est montré à la Fig. 4, mais montré obliquement par dessous et à plus grande échelle ; sur cette Fig. 5 sont montrés, en outre, des éléments de dalle flottante (montrés avec arrachements) reposant sur les éléments de plancher ; les Figs. 6 à 10 sont respectivement analogues aux Figs. 1 à 5 mais illustrent une ossature de bâtiment suivant un second exemple de réalisation, les poteaux étant pourvus de consoles ; la Fig. 11 est une section suivant un plan horizontal d'un poteau à quatre ailes (section en forme de croix) ;
cette figure montre également des panneaux rapportés qui ferment les encoignures formées par les ailes du poteau, formant ainsi des gaines techniques verticales dans lesquelles passent des canalisations verticales ; les Figs. 12 et 13 sont des sections analogues à la Fig. 11 mais illustrent des variantes d'exécution des poteaux.
L'ossature de bâtiment montrée aux Figs. 1 à 5 est composée de poteaux, de poutres 1 et d'éléments de plancher 2. Ces éléments en béton armé sont préfabriqués en usine, ce qui permet d'atteindre une grande précision pour ce qui concerne leurs dimensions.
Comme on peut le voir à la Fig. 1, les poteaux 3 situés aux angles du bâtiment ont une section transversale en forme de L, l'angle droit formé par les deux ailes de chaque poteau 3 est tourné vers l'intérieur du bâtiment.
Les autres poteaux 4 situés le long du pourtour du bâtiment ont une section transversale en forme de T, l'aile de chaque poteau 4 qui forme la branche inférieure du T est dirigée vers l'intérieur du bâtiment.
Les poteaux 5 qui sont éloignés du pourtour du bâtiment ont une section transversale en forme de croix.
L'ossature de bâtiment montrée à la Fig. 1 se présente en plan comme un canevas à maillage rectangulaire
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formé de trois lignes droites parallèles entre elles, coupées perpendiculairement par d'autres lignes droites parallèles entre elles. Les poteaux 3,4, 5 sont situés aux intersections de ces lignes. Les poutres 1 et les ailes des poteaux 3,4, 5 sur lesquelles elles reposent sont disposées suivant les lignes de ce maillage.
Les dimensions des éléments de l'ossature sont de préférence modulaires. C'est ainsi que les dimensions de chaque rectangle du canevas sont, par exemple de 4 m. sur 5 m.
Les poutres 1 prennent appui par chacune de leurs extrémités sur une aile de poteau. La largeur des poutres 1 est de préférence égale à la largeur des ailes de poteau sur lesquelles elles reposent.
Les poteaux 3,4, 5 situés aux étages successifs sont disposés à la verticale les uns des autres. Des moyens de solidarisation connus en soi relient rigidement entre eux les poteaux 3, 4, 5 et les poutres 1 qui se rejoignent en chaque noeud de l'ossature.
Les éléments de plancher 2 prennent appui par leurs bords sur les poutres 1. Des ouvertures 6 sont ménagées dans ces éléments de plancher 2, près des poteaux 3,4, 5, dans les angles formés par les ailes de ces poteaux 3,4, 5, permettant ainsi la réalisation de gaines techniques verticales passant d'étage en étage, dans les encoignures formées par ces ailes.
Par ailleurs, des ouvertures 7 ménagées dans les poutres 1 permettent le passage de canalisations horizontales dans le bâtiment. Ces canalisations horizontales pourront être masquées par de faux plafonds situés sensiblement au niveau de la face inférieure des poutres 1.
Tel que montré aux Figs. 1 à 5, chaque élément de plancher 2 remplit un rectangle délimité par quatre poteaux 3,4, 5 et quatre poutres 1. A titre de variante, un tel rectangle pourrait cependant être rempli par deux (ou
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plusieurs) éléments de plancher juxtaposés.
Les Figs. 2 et 3 montrent un noeud de l'ossature et la manière dont les éléments se rejoignant en ce noeud sont raccordés entre eux. On remarquera que dans la forme d'exécution illustrée par ces figures, la face supérieure du poteau 5 est en substance complètement couverte par des extrémités de poutres 1. En effet deux poutres 1 sont aboutées et prennent appui jusqu'au coeur du poteau 5. Les deux autres poutres 1 prennent appui chacune sur une aile du poteau 5.
Avec ce mode de réalisation, des extrémités de poutres 1 sont intercalées entre la face supérieure de chaque poteau 5 inférieur et la face inférieure de chaque poteau 5 supérieur. Lors de l'assemblage des éléments sur chantier, le raccordement de ces éléments entre eux est réalisé au moyen de barres de connexion verticales 8 qui sont scellées dans des trous 9 dans la partie inférieure du poteau 5 supérieur, dans des trous 10 ménagés aux endroits appropriés près des extrémités des poutres 1 et dans des trous 9 dans la partie supérieure du poteau 5 inférieur. Le raccordement des éléments de l'ossature au moyen de barres de connexion peut être réalisé suivant plusieurs modes d'exécution différents. Comme ces diverses techniques sont bien connues de l'homme du métier il n'est pas nécessaire de les décrire ici.
Les Figs. 2 et 3 montrent le raccordement des éléments de l'ossature à la jonction de deux poteaux 5 présentant une section en forme de croix. On comprendra aisément que la réalisation des noeuds d'ossature à la jonction de deux poteaux 4 à section en forme de T ou de deux poteaux 3 à section en forme de L se fait de manière analogue.
La Fig. 4 montre comment les éléments de plancher 2 reposent par leurs bords sur les poutres 1 de l'ossature.
La Fig. 5 montre en outre des dalles flottantes il posées sur les éléments de plancher 2. La fabrication et
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la mise en place de ces dalles flottantes 11 sont avantageusement réalisées suivant la technique décrite dans BE-A-9400296.
Dans le mode d'exécution illustré aux Figs. 1 à 5, chaque poutre 1 peut avoir une longueur telle qu'elle repose par ses extrémités sur deux poteaux 3,4, 5 voisins dans un même alignement de poteaux. Suivant une variante de réalisation, certaines poutres 1 peuvent avoir une longueur égale à deux ou plusieurs fois la distance entre deux poteaux d'un même alignement de poteaux. Ces longues poutres peuvent alors prendre appui sur trois ou plus de trois poteaux successifs d'un même alignement de poteaux.
Les Figs. 6 à 10 qui sont respectivement analogues aux Figs. 1 à 5, illustrent une variante de réalisation d'une ossature de bâtiment suivant l'invention.
Suivant cette variante de réalisation, les poteaux 12,13 et 14 qui présentent respectivement une section en forme de L, en forme de T ou en forme de croix, sont munis de consoles 15 qui sont formées par une prolongation des ailes des poteaux vers l'extérieur, au niveau où celles-ci doivent porter des poutres 16. Dans la forme d'exécution montrée aux Figs. 6 à 10, ces consoles 15 sont situées à la partie supérieure de chaque poteau 12,13, 14 de telle manière que leur face supérieure soit dans un même plan horizontal que la face supérieure de l'ensemble du poteau 12,13, 14.
Tel que montré aux Figs. 6 à 10, les poutres 16 prennent appui par chacune de leurs extrémités, uniquement sur ces consoles 15. Les parties d'extrémité 17 ont une hauteur diminuée par le bas, par rapport à la hauteur du reste de la poutre 16.
La disposition et les dimensions des poutres 16 et des poteaux 12,13, 14 sont telles que la face inférieure de la partie de poutre 16 située entre deux consoles 15 sur lesquelles elle repose, se trouve au même niveau que la face inférieure de ces consoles 15.
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Avec la variante de réalisation montrée aux Figs. 6 à 10, les extrémités des poutres 16 ne couvrent pas complètement la face supérieure des poteaux 12,13, 14, mais uniquement la face supérieure des consoles 15. Dans ce cas, deux poteaux 12,13, 14 superposés prennent directement appui l'un sur l'autre et la partie inférieure d'un poteau 12,13, 14 supérieur est située entre les extrémités 17 des poutres 16 qui prennent appui sur les consoles 15 du poteau 12,13, 14 inférieur. Les poteaux 12,13, 14 superposés sont alors raccordés entre eux au moyen de barres de connexion verticales 18 scellées dans la partie inférieure des poteaux 12,13, 14 supérieur et dans la partie supérieure des poteaux 12,13, 14 inférieurs.
De manière similaire, les poutres 16 sont raccordées aux consoles 15 au moyen de barres de connexion verticales 19 scellées dans des trous 20 dans ces consoles 15 et dans des trous 21 dans les parties d'extrémité 17 des poutres 16.
Dans le mode d'exécution illustré aux Figs. 6 à 10, chaque poteau 12,13, 14 peut avoir une hauteur correspondant à un étage du bâtiment. Suivant une variante de réalisation, des poteaux monolithiques qui correspondent à deux ou plusieurs étages du bâtiment peuvent être préfabriqués en usine et mis en place sur le chantier. De tels poteaux qui ont une hauteur qui correspond à deux ou plusieurs étages, sont évidemment munis de consoles 15 à chaque niveau où elles doivent porter des poutres 16.
La Fig. 11 est une section, suivant un plan horizontal, d'un poteau 5 à quatre ailes. Dans les encoignures formées par les ailes de ce poteaux 5 sont installées des gaines techniques verticales dans lesquelles passent des canalisations 22.
Une telle gaine technique peut être fermée par un panneau rapporté 23 qui raccorde en ligne droite deux ailes voisines du poteau 5. Un panneau rapporté 24 permet de fermer une gaine technique de plus grande section, tandis qu'un panneau rapporté 25 permet de fermer une gaine
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technique de plus petite section.
La Fig. 12 est une section analogue à celle de la Fig. il mais montre une variante d'exécution d'un poteau à section en forme de croix. Deux des ailes du poteau 26 présentent près du croisement des ailes, une zone de plus faible épaisseur que celle du reste de ces ailes. Ceci permet notamment de former une gaine technique verticale pour des canalisation 27 de petit diamètre comme par exemple certaines canalisations électriques. Une telle gaine technique de faible section peut être fermée par un panneau rapporté 28.
La Fig. 13 est une section analogue à celle des Figs. 11 et 12, mais montre un poteau 29 à section en forme de croix dont chacune des quatre ailes présente près du croisement des ailes, une zone de plus faible épaisseur que celle du reste de cette aile.
On remarquera que l'amincissement des ailes de poteau près du croisement des ailes permet également de réaliser des gaines techniques de plus grande section (qu'en l'absence de cet amincissement), lorsque ces gaines techniques sont fermées, par exemple par des panneaux rapportés 23,24 ou 25.
Les variantes d'exécution montrées aux Figs. 11, 12 et 13 peuvent concerner aussi bien des poteaux munis de consoles que des poteaux sans consoles.
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Building frame.
The present invention relates to a building frame formed by the assembly on site of prefabricated reinforced concrete elements.
EP-A-012 736 discloses a steel construction unit, prefabricated in the factory, essentially in the form of a straight prism (generally a rectangular parallelepiped). Each construction unit comprises a floor element and a ceiling element each consisting of a box open downwards, formed by a frame and a horizontal wall connected to the upper edge of the frame. The floor and ceiling elements are interconnected by means of uprights having a V-shaped section. The frames and the uprights, made from large steel plates, are joined together by bolting. The buildings are then produced by juxtaposition and superposition of such construction units.
The frameworks of buildings described in BE-A-884,971 have, on the whole, a structure quite similar to those produced according to EP-A-0 012 736, but they are produced by means of prefabricated elements of reinforced concrete.
The techniques described in EP-A-0 012 736 and BE-A-884.971 have several interesting and advantageous characteristics. Among these characteristics there is in particular the ease of installing technical ducts. In fact, openings are provided in the lower and upper horizontal walls (floor and ceiling), in the angles formed by the V-shaped uprights. The spaces delimited by the wings of the "V" of the uprights and closed by panels applying on the ends of the wings of the uprights thus form vertical technical sheaths called "corner sheaths" and allow the installation, inspection and easy modification of
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vertical technical pipes.
The frameworks of buildings produced according to these known techniques however have certain drawbacks which sometimes limit their use.
Thus, in particular, a frame according to EP-A-0 012 736 is, like any metal frame, difficult to protect against fire. A metal frame risks, in fact, being deformed in the event of a fire and thus jeopardizing the stability of the building.
The frameworks of buildings according to BE-A-884.971 obviously offer good fire resistance, but nevertheless have some drawbacks. Indeed, the horizontal walls of these frames are formed of monolithic reinforced concrete boxes. As the dimensions of these walls are preferably quite large, these boxes are heavy and bulky and their transport can therefore pose problems, at least in certain countries or regions.
In addition, the thickness of the wings of the V-shaped uprights and the thickness of the beams which form the frames of said boxes is necessarily greater than what is possible with steel construction. This seriously reduces, therefore the section of corner sheaths that can be made in the angles formed by the wings of the uprights. The section of these corner sheaths can therefore be insufficient for passing there, for example, one or more pipes of relatively large diameter, such as falls from W.C.
Among the other drawbacks of frameworks produced according to these known techniques, one can also cite the difficulty of achieving satisfactory bracing.
The object of the present invention is to provide a building framework constructed by assembling on the site prefabricated elements of reinforced concrete which are not very diversified, of simple shapes and easy to mass produce. The invention also aims to provide such a building frame in which it is easy to produce,
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near the posts of the framework, vertical technical ducts passing through the successive floors of the building along these posts. Another object of the invention is to provide such a frame giving the building very good stability, without additional bracing, thanks to the stiffness of the nodes of the frame.
The present invention relates to a two-storey building frame, formed by the assembly on site of prefabricated elements of reinforced concrete which include posts, beams and floor elements.
The posts located at the corners of the building have an L-shaped cross section, the right angle formed by the two wings of each post being turned towards the interior of the building, one of the wings being parallel to a facade. The other posts located along the perimeter of the building have a T-shaped cross section, the post wing formed by the lower branch of the T being directed towards the interior of the building, the two post wings formed together by the branch. upper part of the T being parallel to one of the planes forming the periphery of the building. The posts distant from the periphery of the building have a cross section in the shape of a cross, each of the four wings of these posts being parallel to one or the other of the planes which form the periphery of the building.
The beams are supported on column wings and are horizontally oriented in the direction of these wings. The posts located on the successive floors are arranged vertically from one another. Securing means rigidly connect the beams and the posts which join at each node of the frame. The floor elements are supported on the beams, openings being formed in these floor elements, near at least some posts, in the angles formed by the wings of these posts. These openings allow the realization of vertical technical sheaths passing from floor to floor in the corners formed by these post wings.
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In general, the building frame according to the invention is presented, in plan, like a rectangular mesh canvas formed by several straight lines parallel to each other, cut perpendicularly by other lines parallel to each other. The posts are located at the intersections of these lines, the beams and the wings of the posts being arranged along the lines of this mesh.
Each floor element can completely cover a rectangle of this mesh. Alternatively, each mesh rectangle can be covered by two or more juxtaposed floor elements.
We could possibly make frames for which this mesh would not be rectangular (but oblique). This would however somewhat complicate the prefabrication of the frame elements.
According to a particular embodiment, one or more of the wings of the posts have, near the crossing of the wings, an area of thinner thickness than that of the rest of these wings. This particular configuration of the posts has certain advantages which will be described with the commentary on the appended drawings.
The way in which the beams bear on the wings of the posts and are connected to these wings can present several variants.
According to a first embodiment, the beams bear on the posts so that the upper face of each post is substantially completely covered by parts of the beams.
With this embodiment, parts of the beams are therefore inserted between the upper face of the lower post and the lower face of the upper post, at each junction of two superimposed posts. In this case, at each junction of two superimposed posts, these posts as well as the beams bearing on the lower post are connected together by means of connection bars
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contained in the lower part of the upper post, passing through vertical holes made in the appropriate places in the beams, contained in the upper beam of the lower post and sealed in these posts and in these vertical holes.
According to a second embodiment, the wings of the posts are, at the level where they must carry beams, extended towards the outside of the posts, relative to the section of the rest of these posts, thus forming consoles for the support of these beams.
These consoles can advantageously be located at the upper part of each post of a height stage, so that their upper faces are in the same horizontal plane as the upper face of the whole post.
According to a particular embodiment, the beams bear, by each of their ends, only on said consoles. The end parts which bear on these consoles then preferably have a height reduced from below, relative to the height of the rest of the beams.
The dimensions of the brackets and the dimensions of the beams are advantageously such that the underside of the beam portion situated between two brackets which support it is at the same level as the underside of these brackets.
Note that with this particular embodiment, the ends of the beams do not completely cover the upper face of the posts but only the upper face of the consoles. In this case, two superimposed posts are directly supported one on the other and the lower part of the upper column is located between the ends of the beams which are supported on the consoles of the lower column. The stacked posts can then be connected to each other by means of vertical connection bars sealed in the lower part
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of the upper post and in the upper part of the lower post.
The beams can be connected to the consoles by various means known per se, and in particular by means of vertical connection bars which are sealed in the consoles and in the parts of beams which bear on these consoles.
When the connection of the framing elements to each other is carried out by means of connection bars, a sealing material is generally used.
This sealing material may consist of mortar without shrinkage. However, other inorganic or organic sealants can be used (such as, for example, sealants based on heat-resistant polymerizable resins).
The invention also relates to a multi-storey building comprising a framework as defined above.
Other features and advantages of the invention will emerge from the description given below of exemplary embodiments, reference being made to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view, with partial cutaway, of a part of the building frame, according to a first embodiment, viewed obliquely from above; Fig. 2 is a perspective view, on a larger scale, with cutaway and partially exploded, showing the production of nodes of the framework at the junction of beams and posts with cross-section, these elements being viewed obliquely by above ; Fig. 3 is a view similar to FIG. 2, showing, with cutaway, a node of the frame where two posts and four beams are connected together;
Fig. 4 is a view similar to FIG. 3, but also shows floor elements (shown with cutouts) resting on the beams;
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Fig. 5 is a view of the same framework node as that shown in FIG. 4, but shown obliquely from below and on a larger scale; in this Fig. 5 are shown, in addition, floating slab elements (shown with cutouts) resting on the floor elements; Figs. 6 to 10 are respectively analogous to Figs. 1 to 5 but illustrate a building frame according to a second embodiment, the posts being provided with consoles; Fig. 11 is a section along a horizontal plane of a post with four wings (cross-shaped section);
this figure also shows attached panels which close the corners formed by the wings of the post, thus forming vertical technical sheaths through which pass vertical pipes; Figs. 12 and 13 are sections similar to FIG. 11 but illustrate alternative embodiments of the posts.
The building framework shown in Figs. 1 to 5 is made up of posts, beams 1 and floor elements 2. These reinforced concrete elements are prefabricated in the factory, which makes it possible to achieve great precision as regards their dimensions.
As can be seen in Fig. 1, the posts 3 located at the corners of the building have an L-shaped cross section, the right angle formed by the two wings of each post 3 is turned towards the interior of the building.
The other posts 4 located along the periphery of the building have a T-shaped cross section, the wing of each post 4 which forms the lower branch of the T is directed towards the interior of the building.
The posts 5 which are distant from the periphery of the building have a cross section in the form of a cross.
The building structure shown in FIG. 1 appears in plan as a rectangular mesh canvas
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formed of three straight lines parallel to each other, cut perpendicularly by other straight lines parallel to each other. The posts 3,4, 5 are located at the intersections of these lines. The beams 1 and the wings of the posts 3,4, 5 on which they rest are arranged along the lines of this mesh.
The dimensions of the elements of the framework are preferably modular. This is how the dimensions of each rectangle of the canvas are, for example 4 m. over 5 m.
The beams 1 are supported by each of their ends on a post wing. The width of the beams 1 is preferably equal to the width of the post wings on which they rest.
The posts 3,4, 5 located on the successive stages are arranged vertically from one another. Securing means known per se rigidly connect the posts 3, 4, 5 and the beams 1 which join at each node of the frame.
The floor elements 2 are supported by their edges on the beams 1. Openings 6 are formed in these floor elements 2, near the posts 3,4, 5, in the angles formed by the wings of these posts 3,4, 5, thus making it possible to produce vertical technical sheaths passing from stage to stage, in the corners formed by these wings.
Furthermore, openings 7 made in the beams 1 allow the passage of horizontal pipes in the building. These horizontal pipes can be masked by false ceilings located substantially at the level of the underside of the beams 1.
As shown in Figs. 1 to 5, each floor element 2 fills a rectangle delimited by four posts 3,4, 5 and four beams 1. As a variant, such a rectangle could however be filled by two (or
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several) juxtaposed floor elements.
Figs. 2 and 3 show a node of the framework and the way in which the elements joining at this node are connected to each other. It will be noted that in the embodiment illustrated by these figures, the upper face of the post 5 is substantially completely covered by the ends of the beams 1. In fact, two beams 1 are abutted and bear up to the heart of the post 5. The other two beams 1 are each supported on one wing of the post 5.
With this embodiment, the ends of beams 1 are interposed between the upper face of each lower post 5 and the lower face of each upper post 5. When assembling the elements on site, the connection of these elements to each other is carried out by means of vertical connection bars 8 which are sealed in holes 9 in the lower part of the upper post 5, in holes 10 made at the locations suitable near the ends of the beams 1 and in holes 9 in the upper part of the lower pole 5. The connection of the elements of the framework by means of connection bars can be carried out according to several different embodiments. As these various techniques are well known to those skilled in the art, it is not necessary to describe them here.
Figs. 2 and 3 show the connection of the elements of the framework to the junction of two posts 5 having a cross-shaped section. It will easily be understood that the production of the framework nodes at the junction of two posts 4 with T-shaped section or two posts 3 with L-shaped section is done in a similar manner.
Fig. 4 shows how the floor elements 2 rest by their edges on the beams 1 of the frame.
Fig. 5 also shows floating tiles placed on the floor elements 2. The manufacture and
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the installation of these floating slabs 11 are advantageously carried out according to the technique described in BE-A-9400296.
In the embodiment illustrated in Figs. 1 to 5, each beam 1 can have a length such that it rests at its ends on two neighboring posts 3,4, 5 in the same row of posts. According to an alternative embodiment, certain beams 1 can have a length equal to two or more times the distance between two posts of the same row of posts. These long beams can then be supported on three or more of three successive posts of the same alignment of posts.
Figs. 6 to 10 which are respectively analogous to FIGS. 1 to 5 illustrate an alternative embodiment of a building frame according to the invention.
According to this alternative embodiment, the posts 12, 13 and 14 which respectively have an L-shaped, T-shaped or cross-shaped section, are provided with brackets 15 which are formed by an extension of the wings of the posts towards the exterior, at the level where these must carry beams 16. In the embodiment shown in Figs. 6 to 10, these consoles 15 are located at the upper part of each post 12, 13, 14 so that their upper face is in the same horizontal plane as the upper face of the entire post 12, 13, 14.
As shown in Figs. 6 to 10, the beams 16 are supported by each of their ends, only on these consoles 15. The end parts 17 have a height reduced from below, relative to the height of the rest of the beam 16.
The arrangement and dimensions of the beams 16 and the posts 12, 13, 14 are such that the underside of the beam portion 16 situated between two brackets 15 on which it rests, is at the same level as the underside of these brackets 15.
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With the alternative embodiment shown in Figs. 6 to 10, the ends of the beams 16 do not completely cover the upper face of the posts 12, 13, 14, but only the upper face of the brackets 15. In this case, two superimposed posts 12, 13, 14 directly support the one on the other and the lower part of an upper post 12,13, 14 is located between the ends 17 of the beams 16 which bear on the brackets 15 of the lower post 12,13, 14. The superposed posts 12, 13, 14 are then connected together by means of vertical connection bars 18 sealed in the lower part of the upper posts 12, 13, 14 and in the upper part of the lower posts 12, 13, 14.
Similarly, the beams 16 are connected to the brackets 15 by means of vertical connection bars 19 sealed in holes 20 in these brackets 15 and in holes 21 in the end portions 17 of the beams 16.
In the embodiment illustrated in Figs. 6 to 10, each post 12, 13, 14 can have a height corresponding to one floor of the building. According to an alternative embodiment, monolithic posts which correspond to two or more floors of the building can be prefabricated in the factory and put in place on the site. Such posts which have a height which corresponds to two or more floors, are obviously provided with consoles 15 at each level where they must carry beams 16.
Fig. 11 is a section, along a horizontal plane, of a post 5 with four wings. In the corners formed by the wings of this post 5 are installed vertical technical sheaths through which pipes 22 pass.
Such a technical sheath can be closed by an attached panel 23 which connects in a straight line two adjacent wings of the post 5. An attached panel 24 makes it possible to close a technical sheath of larger section, while an attached panel 25 makes it possible to close a sheath
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smaller section technique.
Fig. 12 is a section similar to that of FIG. but it shows an alternative embodiment of a cross-section pole. Two of the wings of the post 26 have, near the crossing of the wings, a zone of thinner thickness than that of the rest of these wings. This makes it possible in particular to form a vertical technical sheath for pipes 27 of small diameter such as, for example, certain electrical pipes. Such a small section technical sheath can be closed by an attached panel 28.
Fig. 13 is a section similar to that of FIGS. 11 and 12, but shows a post 29 with cross-shaped section, each of the four wings having near the crossing of the wings, a zone of thinner thickness than that of the rest of this wing.
It will be noted that the thinning of the post wings near the crossing of the wings also makes it possible to produce technical sheaths of larger section (than in the absence of this thinning), when these technical sheaths are closed, for example by panels reported 23, 24 or 25.
The variants shown in Figs. 11, 12 and 13 can relate both to posts provided with consoles and to posts without consoles.