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Armature et construction comprenant une telle armature La présente invention a pour objet une armature ou ossature pour une construction comprenant des colonnes entre lesquelles s'étendent des poutrelles en l présentant une âme centrale et deux ailes extrêmes, les colonnes et les poutrelles étant reliées entre elles au moyen de noeuds, chaque colonne étant associée à un noeud inférieur adjacent d'une extrémité inférieure de la colonne, à un noeud supérieur adjacent d'une extrémité supérieure de la colonne, et à au moins un noeud intermédiaire situé entre ledit noeud inférieur et ledit noeud supérieur.
Des armatures métalliques de ce type sont connus par exemple par le document BE 09300151 ou BE 891500. Dans ces armatures connus, les poutres ou poutrelles s'étendant entre deux colonnes adjacentes présentent une âme s'étendant dans un plan correspondant au plan passant par les axes centraux des colonnes. De telles armatures présentent de ce fait des inconvénients, par exemple l'inconvénient que plusieurs panneaux distincts doivent être utilisés pour fermer les cadres formées par les poutres et les colonnes, des problèmes de corrosion, des problèmes d'isolation, des problèmes d'étanchéité au niveau des poutres ou poutrelles.
La présente invention vise une armature, en particulier métallique, permettant d'utiliser un panneau unique depuis le bas jusqu'à la partie supérieure, d'assurer une bonne isolation et étanchéité au niveau des poutres intermédiaires, d'éviter des problèmes de corrosion au niveau des poutres intermédiaires.
L'armature suivant l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'au moins une poutrelle s'étendant entre deux noeuds intermédiaires de deux colonnes présente une âme qui s'étend dans un plan décalé par rapport au plan dans lequel s'étend l'âme de la poutrelle s'étendant entre deux noeuds inférieurs des colonnes considérées. Avantageusement, toutes les poutrelles s'étendant entre deux noeuds
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intermédiaires de deux colonnes présentent une âme qui s'étend dans un plan décalé par rapport au plan dans lequel s'étend l'âme de la poutrelle s'étendant entre deux noeuds inférieurs des colonnes considérées.
Selon une forme de réalisation avantageuse, l'armature suivant l'invention présente comme caractéristique qu'au moins une poutrelle s'étendant entre deux noeuds intermédiaires de deux colonnes présente une âme qui s'étend dans un plan décalé par rapport au plan dans lequel s'étendent les âmes des poutrelles s'étendant entre deux noeuds inférieurs et deux noeuds supérieurs des colonnes considérées.
De façon avantageuse, toutes les poutrelles s'étendant entre les noeuds intermédiaires de deux colonnes présentent une âme qui s'étend dans un plan décalé par rapport au plan dans lequel s'étendent les âmes des poutrelles s'étendant entre deux noeuds inférieurs et deux noeuds supérieurs des colonnes considérées.
En particulier, le plan dans lequel s'étend l'âme d'une poutrelle située entre deux noeuds intermédiaires de deux colonnes est décalé par rapport au plan dans lequel s'étendent les âmes des poutrelles s'étendant entre deux noeuds inférieurs et deux noeuds supérieurs des colonnes considérées, et par rapport au plan médian passant par les axes centraux desdites colonnes.
Selon un détail d'une forme de réalisation avantageuse, chaque colonne présente un axe central, un bord ou face avant, un bord ou face arrière distant du bord ou face avant d'une distance correspondant à la profondeur ou au diamètre de la colonne, et un plan médian s'étendant entre ledit bord ou face avant et ledit bord ou face arrière, tandis que le plan dans lequel s'étend l'âme d'une poutrelle située entre deux noeuds intermédiaires de deux colonnes est décalé par rapport au plan médian passant par les axes centraux desdites colonnes, d'une distance correspondant au moins sensiblement à la moitié de la profondeur ou largeur des colonnes considérées, de préférence supérieure à la moitié de la profondeur ou largeur des colonnes considérées.
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Selon une forme particulièrement préférée, le plan dans lequel s'étend l'âme d'une poutrelle située entre deux noeuds intermédiaires de deux colonnes est décalé par rapport au plan médian passant par les axes centraux desdites colonnes, d'une distance comprise entre la moitié de la profondeur ou largeur des colonnes considérées et ladite profondeur ou largeur, de préférence d'une distance comprise entre 60 % de la profondeur ou largeur des colonnes considérées et 80 % de ladite profondeur ou largeur.
Selon un détail d'une forme de réalisation, l'armature comporte une première série de colonnes verticales séparées les unes des autres et disposées le long d'une première ligne et une deuxième série de colonnes verticales séparées les unes des autres et disposées le long d'une deuxième ligne formant un angle sensiblement droit avec ladite première ligne, une colonne appartenant à la fois à ladite première série et à ladite deuxième série, lesdites lignes définissant par rapport à la colonne appartenant à la fois à ladite première série et à ladite deuxième série une zone tournée vers l'intérieur de l'armature et une zone tournée vers l'extérieur de l'armature.
Dans cette forme de réalisation, des (de préférences toutes les) poutrelles situées entre des noeuds intermédiaires des colonnes de la première série et des (de préférence toutes les) poutrelles situées entre des noeuds intermédiaires de la deuxième série sont décalées vers la zone tournée vers l'intérieur.
Selon une autre forme de réalisation, l'armature comporte une première série de colonnes verticales séparées les unes des autres et disposées le long d'une première ligne, une deuxième série de colonnes verticales séparées les unes des autres et disposées le long d'une deuxième ligne, une troisième série de colonnes verticales séparées les unes des autres et disposées le long d'une troisième ligne, et une quatrième série de colonnes verticales séparées les unes des autres et disposées le
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long d'une quatrième ligne formant un angle sensiblement droit avec ladite ZD 1", ZD première ligne, lesdites lignes s'entrecoupant pour définir une zone intérieure sensiblement rectangulaire ou carrée.
Des ou les poutrelles situées entre des noeuds intermédiaires des colonnes desdites séries sont décalées vers ladite zone intérieure.
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L'invention a encore pour objet une construction, tel qu'un bâtiment, hangar, maison...., comprenant une armature suivant l'invention et au moins un panneau s'étendant entre deux colonnes adjacentes et entre une poutrelle s'étendant entre deux noeuds inférieurs desdites colonnes et une poutrelle s'étendant entre deux noeuds supérieurs desdites colonnes, ledit panneau présentant une face s'étendant au voisinage d'une ou de poutrelles s'étendant entre des noeuds intermédiaires desdites colonnes, de préférence une face tournée vers l'intérieur de la construction qui touche éventuellement avec interposition d'un élément ou matelas la ou les poutrelles s'étendant entre des noeuds intermédiaires desdites colonnes.
Bien que le panneau puisse être incliné par rapport à la verticale, ledit panneau est avantageusement sensiblement vertical.
Selon une caractéristique d'une construction suivant l'invention, ledit panneau prend appui, avantageusement avec interposition d'un coussin isolant sur la poutrelle s'étendant entre les noeuds inférieurs de deux colonnes.
Des particularités et détails de l'invention ressortiront de la description suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.
Dans ces dessins :
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La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une armature suivant l'invention, ladite armature portant des panneaux entre certaines colonnes ; - La figure 2 est une vue d'un détail de l'armature de la figure 1 ; Z : > 9 - La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1, sans c habillage ; La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1, sans habillage ;
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La figure 5 est une vue en coupe d'une variante de l'armature de la figure 1 CI (coupe selon la ligne V-V de la figure 1, sans habillage) pour laquelle les 9 t > noeuds supérieurs ne sont pas directement réalisés sur la colonne ; La figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 3, mais avec un habillage représenté de manière partielle et schématique ;
La figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 4, mais avec un habillage représenté de manière partielle et schématique ; La figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de l'armature de la figure 1 habillée ; La figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de l'armature de la figure 1 habillée ; La figure 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de l'armature de la figure 1 partiellement habillée, mais avec les noeuds supérieurs placés selon la variante de la figure 5 ; Les figures Il et 12 sont des vues de côté et en coupe d'un noeud intermédiaire d'une colonne formant un coin de la structure ; Les figures 13 et 14 sont des vues en coupe transversale et en coupe longitudinale d'un noeud intermédiaire d'une colonne ne formant pas un coin de la structure ;
Les figures 15 et 16 sont des vues de côtés et en coupe d'un noeud d'une colonne intérieure ; La figure 17 est une vue en coupe d'un bâtiment selon l'invention, et Les figures 18 et 19 montrent le placement d'un profilé de contreventement entre deux poutrelles.
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L'armature 1 représentée à la figure 1 comporte une série de colonnes 2 dirigées z : l vers l'extérieur (colonnes formant l'ossature extérieure du bâtiment) et une série de colonnes 3 intérieures. Entre les colonnes s'étendent des poutrelles en l 4 (4A, 4B, 4C ou 4D), lesdites poutrelles étant attachées aux dites colonnes au moyen de noeuds 5 (5A. 5B, 5C, 5D).
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Pour les colonnes extérieures 2, colonnes dirigées vers une face extérieure du bâtiment, les colonnes sont reliées entre elles par une poutrelle inférieure 4A s'étendant entre des noeuds inférieurs 5A (un noeud 5A étant emboîté sur l'extrémité inférieure d'une colonne 2), par une poutrelle supérieure 4B s'étendant entre des noeuds supérieurs 5B (un noeud 5B étant directement réalisé à l'extrémité supérieure d'une colonne 2), et par au moins une, dans l'exemple représenté par des poutrelles intermédiaires 4C s'étendant entre des noeuds intermédiaires 5C (un noeud 5C étant situé entre le noeud inférieur 5A et le noeud supérieur 5B d'une colonne, et étant directement réalisé sur la colonne 2 entre son extrémité inférieure et son extrémité supérieure).
Les poutrelles en 1 présentent chacune une âme 40 et deux ailes 41,42.
Dans l'exemple représenté, l'âme de la poutrelle inférieure 4A s'étend sensiblement dans un plan VI, vertical dans le cas représenté, tandis que les âmes des poutrelles intermédiaires 4C et l'âme de la poutrelle 4A s'étendent dans un même plan V2 décalé d'une distance d par rapport au plan V 1. Dans cette forme de réalisation, le panneau 101 prend appui sur l'aile de la poutrelle 4A et s'étend devant les poutrelles 4B et 4C. Ceci assure ainsi une bonne protection thermique, contre la corrosion, etc. au niveau de la poutrelle 4B et des poutrelles 4C.
La distance d séparant les plans VI et V2 l'un de l'autre correspond sensiblement à 65 à 75% de la profondeur P des colonnes 2, ladite profondeur correspondant dans
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le cas d'une colonne de section transversale carrée à la longueur d'un côté.
ZD Le plan vertical VI des poutrelles qui s'étendent entre deux colonnes est un plan coupant lesdites colonnes, et est en fait dans la forme représentée un plan médian M (plan médian passant par les axes centraux X desdites colonnes) ou de symétrie desdites colonnes. Le plan V2 quant à lui est décalé vers l'intérieur du bâtiment ou vers des colonnes intérieures 3. Le plan V2 des poutrelles intermédiaires 4C qui s'étendent entre deux colonnes 2 ne coupent avantageusement pas lesdites colonnes 2.
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Les poutrelles 4D qui s'étendent entre deux colonnes intérieures 3 ou entre une colonne intérieure 3 et une colonne extérieure 2 présentent une âme qui s'étend avantageusement dans un plan médian MX d'une colonne ou des deux colonnes qu'elle relie.
Les ailes 41 des poutrelles 4A, 4B, 4C et avantageusement 4D, ont avantageusement
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une largeur L supérieure à la profondeur ou longueur d'un côté P d'une colonne. e Les noeuds 5A sont réalisés au moyen d'un manchon 50 présentant un passage de section carrée correspondant sensiblement à la section carrée d'une colonne 2, des plats 51 étant soudés sur ledit manchon de manière à ce que l'âme d'une poutrelle 4A s'étendant entre deux noeuds SA s'étende dans le plan médian des colonnes 2 sur lesquelles sont fixées les noeuds 5A. Pour les colonnes 2 ne formant pas un coin du bâtiment, le manchon 50 est muni d'un plat supplémentaire 52 pour permettre une liaison avec une colonne intérieure 3 au moyen d'une poutrelle 4D.
(voir figure 3 représentant l'armature au niveau des noeuds inférieurs 5A) La figure 4 représente les noeuds de l'armature au niveau de poutrelles intermédiaires 4C. Les noeuds SC sont réalisés directement sur la colonne 2. Les noeuds comprennent deux cornières en L 56 agencées de manière à ce qu'une extrémité plane 57 servant de plat d'attache à une âme d'une poutrelle 4C est suffisamment décalée par rapport au plan médian M du manchon 55 que l'âme 40 d'une poutrelle intermédiaire 4C s'étendant entre deux colonnes 2 s'étende dans un plan V2 décalé par rapport au plan médian de la distance d > . Le noeud intermédiaire 5C attaché à une colonne formant un coin du bâtiment présente deux cornières en L 56 qui se touchent entre elles et forment sensiblement une croix.
Le noeud intermédiaire 5C attaché à une colonne 2 également relié à une colonne intérieure 3 par une poutrelle 4D présente un plat 58 par exemple soudé à la colonne. Le plat 58 est agencé pour que l'âme de la poutrelle 4D s'étende dans le plan médian MX des colonnes 2 et 3 qu'elle relie. Le noeud 5D qui peut être
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réalisé directement sur la colonne 3 est dans la forme représentée constituée d'un manchon 55 coulissant le long de la colonne 2.
Pour les noeuds supérieurs 5B, la représentation pour la forme de la figure 1 est similaire à celle de la figure 4.
Les figures 6 et 7 montrent respectivement l'armature au niveau des noeuds inférieurs 5A et au niveau des noeuds intermédiaires 5C munie partiellement d'un habillage. Toutefois, dans le cas de la figure 7, les noeuds 5D (intermédiaire) sont réalisés directement sur la colonne 3. L'habillage comprend : - un habillage isolant 100 des colonnes 2 ; - un panneau 101 prenant appui sur l'âme de la poutrelle 4A et s'étendant devant les poutrelles intermédiaires 4C ; - un matelas isolant 102 s'étendant le long de la paroi 101 du côté intérieur ;
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une paroi intérieure 103, et éventuellement une paroi extérieure de parement 104.
Au niveau des poutrelles intermédiaires 4 C, la paroi intérieure 103 est éloignée du bord libre de la poutrelle, de sorte que la partie libre 4CA de l'aile supérieure de la poutrelle est à même de recevoir un ou des éléments destinés à former un plancher.
La figure 8 est une vue en coupe horizontale de l'armature habillée, coupe à un niveau adjacent du niveau des noeuds inférieurs 5A. Les parois extérieures 104 sont attachées aux panneaux de fermeture 101 au moyen d'attaches, telles que des clips 106. Le panneau 101 qui s'étend entre deux colonnes adjacente depuis la poutrelle inférieure jusqu'à la poutrelle supérieure, présente une ou des ouvertures
107 pour former une porte et/ou une fenêtre 108. Les bords de l'ouverture 107 sont munis de montants 109 s'étendant depuis la paroi extérieure jusqu'à la paroi intérieure. Le matelas isolant 102 est fixé au panneau de fermeture et/ou aux poutrelles et/ou aux habillages isolants des colonnes au moyen de profilés 110 en U dans la forme représentée. Un espace vide 11 1 est créé entre le panneau de fermeture 101 et le matelas isolant 102.
Les profilés 110 servent également
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d'appui à la paroi intérieure 103. Avantageusement, des plats 140 et des colonnes
144 de contreventement sont prévus entre des poutrelles situées à des niveaux distincts. Eventuellement des gaines peuvent être prévues pour guider des fils électriques, des fils de téléphone, des canalisations d'eaux, de gaz, etc. Entre la paroi 104 et le panneau 101, un espace libre 99 est créé, cet espace servant à assurer une ventilation et une évacuation d'eau de condensation éventuelle.
La figure 9 est une vue similaire de la figure 8, mais en coupe verticale.
Cette figure montre que le panneau de fermeture 101 prend appui sur une poutrelle inférieure 4A avec interposition d'un coussin isolant 113 sur lequel est attachée une plaque de parement 114 en contact avec le sol. Un ou des autres coussins 116 s'étendent entre l'âme 40 et la plaque de parement 114 pour assurer la verticalité de la plaque 114 malgré la poussée du sol et pour assurer un espace libre 117 entre ladite plaque 114 et ladite âme 40. L'extrémité inférieure du canal ou vide 99 est ouverte de manière à permettre soit une aspiration d'air A, soit une évacuation d'eau de condensation sur la face intérieure de la paroi 104. Le vide 99 présente également une ou des ouvertures à la partie supérieure pour permettre à de l'air de sortir dudit vide 99.
Au niveau du sol, la poutrelle 5A présente une partie servant d'appui à une couche isolante 118 sur laquelle reposent des plaques de plancher 119 et un revêtement de sol 120. Le plafond 121 présente des bords prenant appui sur des lattes 122 fixées sur la paroi intérieure 103.
Le plancher 123 du premier étage prend appui avec interposition d'une couche d'isolation thermique et/ou acoustique 124 sur la poutrelle intermédiaire 4C et sur des poutrelles 4D.
Selon une forme de réalisation avantageuse, la poutrelle 48 s'étendant entre deux noeuds supérieurs de deux colonnes adjacentes présentent une âme s'étendant dans le plan VI dans lequel s'étend l'âme de la poutrelle 4A s'étendant entre les deux
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noeuds inférieurs des colonnes considérées. La figure 5 montre la position des ZD
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noeuds supérieurs 5B et 5D pour une armature du type représentée à la figure 1 mais avec les âmes des poutrelles 4A et 4B s'étendant entre deux colonnes situées dans un même plan VI. A la figure 5, les noeuds 5B et 5D ne sont pas réalisés directement sur la colonne. Il est clair que ces noeuds peuvent être réalisés directement sur la colonne, sans manchon intermédiaire.
La figure 10 est une vue en coupe montrant plusieurs étages E1, E2, E3 d'une armature du type représentée à la figure 1 mais avec les âmes des poutrelles 4A et 4B s'étendant entre deux colonnes situées dans un même plan VI. La colonne 2 qui est réalisée en une ou plusieurs pièces porte un noeud inférieur 5A à trois plats, un noeud supérieur SB à trois plats, et deux noeuds intermédiaires 5C à trois plats.
Le panneau 101 prend appui sur l'aile supérieure de la poutrelle 4A et s'étend entre les poutrelles 4A et 4B, en passant devant les poutrelles 4C.
La figure 11 montre en coupe transversale un noeud intermédiaire 5C d'une colonne 2 formant le coin d'un bâtiment, tandis que la figure 12 est une vue de côté de ce noeud monté sur une colonne 2. Le noeud 5C est réalisé directement sur la colonne 2. Les poutres 4C sont fixées au noeud 5C au moyen par exemple de boulons et d'écrous, la tige des dits boulons étant engagée dans des trous 125.
La figure 13 est une vue en coupe transversale d'un noeud intermédiaire 5C (non réalisé directement sur la colonne) d'une colonne ne formant pas un coin du bâtiment. Comme on le voit clairement dans cette figure, les plats 57 des cornières 56 sur lesquels sont fixées les poutrelles en 1 s'étendent dans un même plan qui est distant du plan médian M. L'âme de chaque poutrelles 4C est avantageusement attachée sur la face d'un plat 57 qui est la plus éloignée du manchon 55 ou qui est tournée vers l'intérieur du bâtiment.
La figure 14 est une vue en coupe longitudinale du noeud de la figure 13. Le manchon 55 du noeud de la figure 13 est réalisé de deux tubes creux 55A55B de section transversale carrée, lesdits tubes étant soudés l'un à l'autre avec interposition d'une plaque 61. Cette plaque 61 sert de butée lors du placement du noeud sur une colonne 2 réalisée en plusieurs parties 2A. 2B. En effet, la plaque 61 vient prendre appui sur le bord supérieur de la partie
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inférieure 2A de la colonne qui est engagée dans le creux du noeud, tandis que le ZD bord inférieur de la partie supérieure 2B de la colonne qui est engagée dans le creux du noeud vient prendre appui sur la plaque 61.
Les figures 15 et 16 montrent en coupe transversale et en coupe longitudinale un noeud 5D (non réalisé directement sur la colonne) d'une colonne intérieure 3. Ce noeud comporte un manchon 55 portant quatre plats 62. Lorsque le noeud 5D est un noeud intermédiaire, noeud situé entre le noeud inférieur et le noeud supérieur, le manchon 55 est avantageusement réalisé au moyen de deux tubes creux de section transversale carrée, lesdits tubes étant soudés l'un à l'autre avec interposition d'une plaque 61. Cette plaque 61 sert de butée lors du placement du noeud sur une colonne 3 réalisée en plusieurs parties 3A, 3B.
En effet, la plaque 61 vient prendre appui sur le bord supérieur de la partie inférieure 3A de la colonne qui est engagée dans le creux du noeud, tandis que le bord inférieur de la partie supérieure 3B de la colonne qui est engagée dans le creux du noeud vient prendre appui sur la plaque 61.
La fixation d'un manchon sur une colonne est par exemple réalisée au moyen de vis ou boulons engagés dans des trous 60 que présente le manchon. Le manchon 55 coulisse en fait autour d'une colonne ou au moins d'une partie d'une colonne de sorte qu'un bon contact entre le manchon et la colonne est obtenue.
La figure 17 montre en coupe verticale un mur d'un bâtiment comportant une armature suivant l'invention. Ce bâtiment comporte un étage El. Comme on le remarque sur cette figure, l'âme 40 de la poutre 4C s'étend dans un plan vertical V2 distant du plan VI dans lequel s'étendent les âmes des poutres 4A et 4B. Le panneau de fermeture 101 s'étend entre la poutre 4A et la poutre 4B, devant la poutre 4C.
Ce panneau prend appui sur l'aile supérieure de la poutre 4A avec interposition du coussin isolant 113. tandis qu'un coussin isolant 130 s'étend entre l'aile inférieure de la poutre 4B et le bord supérieur du panneau 101. La fixation du panneau 101 est obtenue au moyen de vis 131 dont la tête prend appui avec
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interposition d'une rondelle 132, sur l'aile d'une poutre et dont la tige traverse un coussin 113, 130 avant de pénétrer dans le panneau 101. Le panneau 10 1 est ainsi fixé sans attaches au niveau de l'étage El.
Grâce aux coussins isolants 113 et 130, on obtient une isolation au niveau du panneau 101 ne présentant pas de coupure thermique, ni de coupure acoustique.
Un ou des autres coussins 116 s'étendent entre l'âme 40 et la plaque de parement 114 pour assurer la verticalité de la plaque 114 malgré la poussée du sol et pour assurer un espace libre 117 entre ladite plaque 114 et ladite âme 40. L'extrémité inférieure du canal ou vide 99 créé entre le panneau 101 et la peau extérieure 104 est ouverte de manière à permettre soit une aspiration d'air A, soit une évacuation d'eau de condensation sur la face intérieure de la peau 104. Le vide 99 présente également une ou des ouvertures à la partie supérieure pour permettre à de l'air de sortir dudit vide 99.
Au niveau du sol, la poutrelle SA présente une partie servant d'appui à une couche isolante 118 sur laquelle reposent des plaques de plancher 119 et un revêtement de
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sol 120. Le plafond 121 est directement attaché à des poutrelles.
Un matelas d'isolation 102 s'étend entre la paroi intérieure 103 et le panneau 101, avantageusement avec formation d'un volume ou espace libre 111 entre ledit matelas et ledit panneau. Avantageusement des plats de contreventement 140 s'étendent entre deux poutres adjacentes dans l'espace 111. La fixation par soudage des plats est facilitée grâce à des cornières en L 142 présentant des douilles de positionnement 141. Après soudage des plats de contreventement, présentant avantageusement la forme d'une croix de St André, les cornières en L sont ôtées.
Les plats 140 présentent par exemple des percements ou passages 143
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destinés à livrer passage à une douille d'une cornière (voir figures 18 et 19) c Le plancher 123 du premier étage prend appui avec interposition d'une couche c d'isolation thermique et/ou acoustique 124 sur la poutrelle intermédiaire 4C et sur des poutrelles 4D.
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Au dessus du plafond 121 est placé un matelas ou une couche d'isolation 135.
La poutre supérieure 4B sert avantageusement d'appui à des poutrelles 136 sur lesquelles est monté le toit 137 et la gouttière 138.
Les colonnes 2, 3 reposent avantageusement sur des pieds ou des plots de fondation coulée dans le sol. Avantageusement, entre les poutrelles inférieures 4A on coule une chape de béton pour assurer une stabilité du bâtiment en cas de tornade. Les noeuds peuvent être montés facilement sur les colonnes, de plus la position des noeuds peut facilement être ajustée.
Les profilés sont avantageusement de type métallique et peuvent présenter une section variable. De même, les colonnes et les noeuds peuvent avoir des sections variables.
Le décalage entre les plans VI et V2 peut être adapté selon les besoins, par exemple selon l'épaisseur du panneau 101. En effet, le panneau repose sur au moins la moitié, de préférence sur environ les %, de sa face inférieure sur la poutrelle inférieure 4A. En fait, la verticale passant par le centre de gravité du panneau 101 coupe avantageusement l'aile de la poutre inférieure 4A.
Les colonnes 2 et 3 peuvent être réalisées soit en une pièce soit en plusieurs pièces.
Lorsque la colonne est réalisée en une seule pièce, le positionnement des noeuds peut être obtenu par simple glissement des manchons le long de la colonne.
L'utilisation de colonne en plusieurs pièces est toutefois avantageuse pour des fins de transport. Il va de soit que les noeuds peuvent être directement réalisées sur les colonnes, par exemple en soudant des plats de fixation de poutrelles sur la colonne.
La colonne peut avoir une section transversale quelconque, par exemple circulaire (cette forme permettant de diriger les plats des noeuds de la manière la plus indiquée), une section présentant au moins un bord droit (section carrée,
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hexagonale, octogonale, etc. une telle section permettant de s'assurer un c positionnement correct d'un noeud sur la colonne), etc.
La construction suivant l'invention peut être vendue sous forme de kit, comprenant des colonnes, des poutres ou poutrelles, des noeuds, des panneaux et des moyens de fixation. La construction peut alors être réalisée par exemple au dessus d'une chape de béton.
Les colonnes peuvent être identiques ou différentes, c'est-à-dire présenter une section transversale identique ou non. Par exemple, les colonnes intérieures ont une section transversale moins importante que celle des colonnes situées le long du bord ou de la façade du bâtiment. Toutefois, pour éviter des problèmes dus à un trop grand nombre de pièces différentes (noeuds, etc. ), les colonnes sont identiques.
Pour faciliter la construction de l'armature sur le site et pour limiter le nombre de pièce à assembler sur le site, il est utile et avantageux que les noeuds intermédiaires et supérieur des colonnes soient directement réalisés (par exemple par soudure) sur la colonne. Le positionnement en atelier de noeuds sur la colonne permet un positionnement correct et une fixation faite dans les meilleures conditions.
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Reinforcement and construction comprising such a reinforcement The present invention relates to a reinforcement or framework for a construction comprising columns between which beams extend by having a central core and two end wings, the columns and the beams being interconnected by means of nodes, each column being associated with a lower node adjacent to a lower end of the column, to an upper node adjacent to an upper end of the column, and to at least one intermediate node located between said lower node and said upper node.
Metal reinforcements of this type are known for example from the document BE 09300151 or BE 891500. In these known reinforcements, the beams or beams extending between two adjacent columns have a core extending in a plane corresponding to the plane passing through the central axes of the columns. This reinforcement therefore has drawbacks, for example the drawback that several separate panels must be used to close the frames formed by beams and columns, corrosion problems, insulation problems, sealing problems at the level of beams or beams.
The present invention relates to a reinforcement, in particular metallic, making it possible to use a single panel from the bottom to the upper part, to ensure good insulation and sealing at the level of the intermediate beams, to avoid corrosion problems at level of intermediate beams.
The reinforcement according to the invention is essentially characterized in that at least one beam extending between two intermediate nodes of two columns has a core which extends in a plane offset from the plane in which the core of the beam extending between two lower nodes of the columns considered. Advantageously, all the beams extending between two nodes
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intermediate of two columns have a core which extends in a plane offset from the plane in which extends the core of the beam extending between two lower nodes of the columns considered.
According to an advantageous embodiment, the reinforcement according to the invention has the characteristic that at least one beam extending between two intermediate nodes of two columns has a core which extends in a plane offset from the plane in which extend the webs of the beams extending between two lower nodes and two upper nodes of the columns considered.
Advantageously, all the beams extending between the intermediate nodes of two columns have a core which extends in a plane offset from the plane in which the webs of the beams extend between two lower nodes and two extend. upper nodes of the columns considered.
In particular, the plane in which the soul of a beam extends between two intermediate nodes of two columns is offset relative to the plane in which the souls of the beams extending between two lower nodes and two nodes extend upper columns considered, and relative to the median plane passing through the central axes of said columns.
According to a detail of an advantageous embodiment, each column has a central axis, an edge or front face, an edge or rear face distant from the edge or front face of a distance corresponding to the depth or to the diameter of the column, and a median plane extending between said edge or front face and said edge or rear face, while the plane in which the web of a beam extends between two intermediate nodes of two columns is offset from the plane median passing through the central axes of said columns, by a distance corresponding at least substantially to half the depth or width of the columns considered, preferably greater than half of the depth or width of the columns considered.
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According to a particularly preferred form, the plane in which the core of a beam extends between two intermediate nodes of two columns is offset with respect to the median plane passing through the central axes of said columns, by a distance between the half the depth or width of the columns considered and said depth or width, preferably from a distance between 60% of the depth or width of the columns considered and 80% of said depth or width.
According to a detail of an embodiment, the frame comprises a first series of vertical columns separated from each other and arranged along a first line and a second series of vertical columns separated from each other and arranged along of a second line forming a substantially right angle with said first line, a column belonging to both said first series and to said second series, said lines defining with respect to the column belonging to both said first series and to said second series: an area facing the inside of the frame and an area facing the outside of the frame.
In this embodiment, (preferably all) beams located between intermediate nodes of the columns of the first series and (preferably all) beams located between intermediate nodes of the second series are shifted towards the area facing the interior.
According to another embodiment, the frame comprises a first series of vertical columns separated from each other and arranged along a first line, a second series of vertical columns separated from each other and arranged along a second row, a third series of vertical columns separated from each other and arranged along a third row, and a fourth series of vertical columns separated from each other and arranged along the
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along a fourth line forming a substantially right angle with said ZD 1 ", ZD first line, said lines intersecting to define a substantially rectangular or square interior area.
Or beams located between intermediate nodes of the columns of said series are offset towards said interior area.
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The invention also relates to a construction, such as a building, shed, house, etc., comprising a frame according to the invention and at least one panel extending between two adjacent columns and between a beam extending between two lower nodes of said columns and a beam extending between two upper nodes of said columns, said panel having a face extending in the vicinity of one or more beams extending between intermediate nodes of said columns, preferably a turned face towards the interior of the construction which possibly touches with the interposition of an element or mattress the beam or beams extending between intermediate nodes of said columns.
Although the panel can be inclined relative to the vertical, said panel is advantageously substantially vertical.
According to a characteristic of a construction according to the invention, said panel is supported, advantageously with the interposition of an insulating cushion on the beam extending between the lower nodes of two columns.
Special features and details of the invention will emerge from the following description in which reference is made to the accompanying drawings.
In these drawings:
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Figure 1 is a schematic perspective view of a frame according to the invention, said frame carrying panels between certain columns; - Figure 2 is a view of a detail of the frame of Figure 1; Z:> 9 - Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 1, without c covering; Figure 4 is a sectional view along the line IV-IV of Figure 1, without covering;
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Figure 5 is a sectional view of a variant of the frame of Figure 1 CI (section along the line VV of Figure 1, without covering) for which the 9 t> upper nodes are not directly made on the column ; Figure 6 is a view similar to that of Figure 3, but with a covering shown partially and schematically;
Figure 7 is a view similar to that of Figure 4, but with a covering shown partially and schematically; Figure 8 is a sectional view along line VIII-VIII of the frame of Figure 1 dressed; Figure 9 is a sectional view along line IX-IX of the frame of Figure 1 dressed; Figure 10 is a sectional view along line X-X of the frame of Figure 1 partially dressed, but with the upper nodes placed according to the variant of Figure 5; Figures II and 12 are side and sectional views of an intermediate node of a column forming a corner of the structure; Figures 13 and 14 are views in cross section and in longitudinal section of an intermediate node of a column not forming a corner of the structure;
Figures 15 and 16 are side and sectional views of a node of an inner column; Figure 17 is a sectional view of a building according to the invention, and Figures 18 and 19 show the placement of a bracing profile between two beams.
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The frame 1 shown in Figure 1 has a series of columns 2 directed z: l outward (columns forming the exterior framework of the building) and a series of interior columns 3. Between the columns extend l-beams 4 (4A, 4B, 4C or 4D), said beams being attached to said columns by means of nodes 5 (5A, 5B, 5C, 5D).
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For the external columns 2, columns directed towards an external face of the building, the columns are interconnected by a lower beam 4A extending between lower nodes 5A (a node 5A being fitted on the lower end of a column 2 ), by an upper beam 4B extending between upper nodes 5B (a node 5B being produced directly at the upper end of a column 2), and by at least one, in the example represented by intermediate beams 4C extending between intermediate nodes 5C (a node 5C being located between the lower node 5A and the upper node 5B of a column, and being produced directly on the column 2 between its lower end and its upper end).
The beams in 1 each have a core 40 and two wings 41,42.
In the example shown, the core of the lower beam 4A extends substantially in a plane VI, vertical in the case shown, while the cores of the intermediate beams 4C and the core of the beam 4A extend in a same plane V2 offset by a distance d with respect to the plane V 1. In this embodiment, the panel 101 bears on the wing of the beam 4A and extends in front of the beams 4B and 4C. This thus provides good thermal protection, against corrosion, etc. at the level of the beam 4B and the beams 4C.
The distance d separating the planes VI and V2 from each other corresponds substantially to 65 to 75% of the depth P of the columns 2, said depth corresponding in
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the case of a column with a square cross-section the length of one side.
ZD The vertical plane VI of the beams which extend between two columns is a plane cutting said columns, and is in fact in the form shown a median plane M (median plane passing through the central axes X of said columns) or of symmetry of said columns . The plane V2 is offset towards the interior of the building or towards interior columns 3. The plane V2 of the intermediate beams 4C which extend between two columns 2 advantageously do not intersect said columns 2.
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The beams 4D which extend between two inner columns 3 or between an inner column 3 and an outer column 2 have a core which advantageously extends in a median plane MX of a column or of the two columns which it connects.
The wings 41 of the beams 4A, 4B, 4C and advantageously 4D, advantageously have
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a width L greater than the depth or length of a side P of a column. e The nodes 5A are produced by means of a sleeve 50 having a square section passage corresponding substantially to the square section of a column 2, plates 51 being welded to said sleeve so that the core of a beam 4A extending between two nodes SA extends in the median plane of the columns 2 on which the nodes 5A are fixed. For columns 2 not forming a corner of the building, the sleeve 50 is provided with an additional plate 52 to allow a connection with an interior column 3 by means of a beam 4D.
(see FIG. 3 representing the reinforcement at the level of the lower nodes 5A) FIG. 4 represents the nodes of the reinforcement at the level of intermediate beams 4C. The nodes SC are made directly on the column 2. The nodes comprise two L-shaped angles 56 arranged so that a planar end 57 serving as a plate for attachment to a core of a beam 4C is sufficiently offset from the median plane M of the sleeve 55 that the core 40 of an intermediate beam 4C extending between two columns 2 extends in a plane V2 offset from the median plane by the distance d>. The intermediate node 5C attached to a column forming a corner of the building has two L 56 angles which touch each other and substantially form a cross.
The intermediate node 5C attached to a column 2 also connected to an interior column 3 by a beam 4D has a flat 58 for example welded to the column. The flat 58 is arranged so that the core of the beam 4D extends in the median plane MX of the columns 2 and 3 that it connects. The 5D node which can be
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produced directly on column 3 is in the form shown consisting of a sleeve 55 sliding along column 2.
For the upper nodes 5B, the representation for the shape of FIG. 1 is similar to that of FIG. 4.
Figures 6 and 7 respectively show the frame at the lower nodes 5A and at the intermediate nodes 5C partially provided with a covering. However, in the case of FIG. 7, the nodes 5D (intermediate) are produced directly on the column 3. The covering comprises: - an insulating covering 100 of the columns 2; - A panel 101 resting on the core of the beam 4A and extending in front of the intermediate beams 4C; - an insulating mattress 102 extending along the wall 101 on the inside;
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an interior wall 103, and possibly an exterior wall of facing 104.
At the level of the intermediate beams 4 C, the internal wall 103 is distant from the free edge of the beam, so that the free part 4CA of the upper wing of the beam is able to receive one or more elements intended to form a floor .
Figure 8 is a horizontal sectional view of the dressed frame, cut at an adjacent level of the level of the lower nodes 5A. The outer walls 104 are attached to the closure panels 101 by means of fasteners, such as clips 106. The panel 101 which extends between two adjacent columns from the lower beam to the upper beam, has one or more openings
107 to form a door and / or window 108. The edges of the opening 107 are provided with uprights 109 extending from the outer wall to the inner wall. The insulating mattress 102 is fixed to the closure panel and / or to the beams and / or to the insulating covers of the columns by means of U-shaped profiles 110 in the form shown. An empty space 11 1 is created between the closure panel 101 and the insulating mat 102.
Profiles 110 are also used
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supporting the interior wall 103. Advantageously, the dishes 140 and columns
144 bracing are provided between beams located on separate levels. Optionally sheaths can be provided to guide electrical wires, telephone wires, water, gas pipes, etc. Between the wall 104 and the panel 101, a free space 99 is created, this space serving to ensure ventilation and evacuation of any condensation water.
Figure 9 is a similar view to Figure 8, but in vertical section.
This figure shows that the closure panel 101 rests on a lower beam 4A with the interposition of an insulating cushion 113 on which is attached a facing plate 114 in contact with the ground. One or other cushions 116 extend between the core 40 and the facing plate 114 to ensure the verticality of the plate 114 despite the thrust of the ground and to ensure a free space 117 between said plate 114 and said core 40. L the lower end of the channel or vacuum 99 is open so as to allow either an air intake A or a discharge of condensed water on the inner face of the wall 104. The vacuum 99 also has one or more openings at the upper part to allow air to escape from said vacuum 99.
At ground level, the beam 5A has a portion serving as a support for an insulating layer 118 on which rest floor plates 119 and a floor covering 120. The ceiling 121 has edges bearing on laths 122 fixed on the inner wall 103.
The floor 123 of the first stage is supported with the interposition of a layer of thermal and / or acoustic insulation 124 on the intermediate beam 4C and on beams 4D.
According to an advantageous embodiment, the beam 48 extending between two upper nodes of two adjacent columns have a core extending in the plane VI in which the core of the beam 4A extends extending between the two
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lower nodes of the columns considered. Figure 5 shows the position of the EAs
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upper nodes 5B and 5D for an armature of the type shown in FIG. 1 but with the webs of the beams 4A and 4B extending between two columns located in the same plane VI. In FIG. 5, the nodes 5B and 5D are not made directly on the column. It is clear that these knots can be made directly on the column, without an intermediate sleeve.
Figure 10 is a sectional view showing several stages E1, E2, E3 of a frame of the type shown in Figure 1 but with the webs of the beams 4A and 4B extending between two columns located in the same plane VI. Column 2 which is made in one or more pieces carries a lower node 5A with three dishes, an upper node SB with three dishes, and two intermediate nodes 5C with three dishes.
The panel 101 is supported on the upper wing of the beam 4A and extends between the beams 4A and 4B, passing in front of the beams 4C.
Figure 11 shows in cross section an intermediate node 5C of a column 2 forming the corner of a building, while Figure 12 is a side view of this node mounted on a column 2. The node 5C is made directly on column 2. The beams 4C are fixed to the node 5C by means, for example, of bolts and nuts, the rod of said bolts being engaged in holes 125.
Figure 13 is a cross-sectional view of an intermediate node 5C (not made directly on the column) of a column not forming a corner of the building. As can clearly be seen in this figure, the plates 57 of the angles 56 on which the beams at 1 are fixed extend in the same plane which is distant from the median plane M. The core of each beam 4C is advantageously attached to the face of a flat 57 which is furthest from the sleeve 55 or which faces the interior of the building.
Figure 14 is a longitudinal sectional view of the node of Figure 13. The sleeve 55 of the node of Figure 13 is made of two hollow tubes 55A55B of square cross section, said tubes being welded to each other with interposition of a plate 61. This plate 61 serves as a stop when the node is placed on a column 2 produced in several parts 2A. 2B. Indeed, the plate 61 comes to bear on the upper edge of the part
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lower 2A of the column which is engaged in the hollow of the knot, while the ZD lower edge of the upper part 2B of the column which is engaged in the hollow of the knot comes to bear on the plate 61.
Figures 15 and 16 show in cross section and in longitudinal section a node 5D (not made directly on the column) of an inner column 3. This node comprises a sleeve 55 carrying four dishes 62. When the node 5D is an intermediate node , node located between the lower node and the upper node, the sleeve 55 is advantageously made by means of two hollow tubes of square cross section, said tubes being welded to each other with the interposition of a plate 61. This plate 61 serves as a stop when placing the node on a column 3 made in several parts 3A, 3B.
Indeed, the plate 61 comes to bear on the upper edge of the lower part 3A of the column which is engaged in the hollow of the knot, while the lower edge of the upper part 3B of the column which is engaged in the hollow of the knot comes to bear on plate 61.
The fixing of a sleeve on a column is for example carried out by means of screws or bolts engaged in holes 60 that the sleeve has. The sleeve 55 actually slides around a column or at least part of a column so that good contact between the sleeve and the column is obtained.
Figure 17 shows in vertical section a wall of a building having a reinforcement according to the invention. This building has a floor El. As can be seen in this figure, the core 40 of the beam 4C extends in a vertical plane V2 distant from the plane VI in which the webs of the beams 4A and 4B extend. The closure panel 101 extends between the beam 4A and the beam 4B, in front of the beam 4C.
This panel is supported on the upper wing of the beam 4A with the interposition of the insulating cushion 113. while an insulating cushion 130 extends between the lower wing of the beam 4B and the upper edge of the panel 101. The fixing of the panel 101 is obtained by means of screws 131 whose head is supported with
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interposition of a washer 132, on the wing of a beam and the rod of which passes through a cushion 113, 130 before entering the panel 101. The panel 10 1 is thus fixed without attachments at the level of the stage El.
Thanks to the insulating cushions 113 and 130, insulation is obtained at the level of the panel 101 having no thermal break or acoustic break.
One or other cushions 116 extend between the core 40 and the facing plate 114 to ensure the verticality of the plate 114 despite the thrust of the ground and to ensure a free space 117 between said plate 114 and said core 40. L the lower end of the channel or vacuum 99 created between the panel 101 and the outer skin 104 is open so as to allow either an air suction A or a discharge of condensation water on the inner face of the skin 104. vacuum 99 also has one or more openings at the top to allow air to escape from said vacuum 99.
At ground level, the beam SA has a part serving as a support for an insulating layer 118 on which rest floor plates 119 and a covering of
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floor 120. The ceiling 121 is directly attached to beams.
An insulation mattress 102 extends between the interior wall 103 and the panel 101, advantageously with the formation of a volume or free space 111 between said mattress and said panel. Advantageously, the bracing plates 140 extend between two adjacent beams in the space 111. The fixing by welding of the plates is facilitated by L-shaped angles 142 having positioning sockets 141. After welding the bracing plates, advantageously having the shape of a St Andrew's cross, the L-shaped angles are removed.
The dishes 140 have for example openings or passages 143
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intended to allow passage to a socket of an angle iron (see FIGS. 18 and 19) c The floor 123 of the first stage is supported with the interposition of a layer c of thermal and / or acoustic insulation 124 on the intermediate beam 4C and on 4D beams.
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Above the ceiling 121 is placed a mattress or a layer of insulation 135.
The upper beam 4B advantageously serves to support beams 136 on which the roof 137 and the gutter 138 are mounted.
Columns 2, 3 advantageously rest on feet or foundation studs poured into the ground. Advantageously, between the lower beams 4A a concrete screed is poured to ensure the stability of the building in the event of a tornado. The nodes can be easily mounted on the columns, moreover the position of the nodes can easily be adjusted.
The profiles are advantageously of metallic type and can have a variable section. Likewise, columns and nodes can have variable sections.
The offset between the planes VI and V2 can be adapted as required, for example according to the thickness of the panel 101. In fact, the panel rests on at least half, preferably about%, of its underside on the lower beam 4A. In fact, the vertical passing through the center of gravity of the panel 101 advantageously cuts the wing of the lower beam 4A.
Columns 2 and 3 can be made either in one piece or in several pieces.
When the column is made in one piece, the positioning of the nodes can be obtained by simply sliding the sleeves along the column.
The use of a multi-part column is however advantageous for transport purposes. It goes without saying that the nodes can be made directly on the columns, for example by welding plates for fixing beams to the column.
The column can have any cross section, for example circular (this shape making it possible to direct the plates of the nodes in the most indicated manner), a section having at least one straight edge (square section,
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hexagonal, octagonal, etc. such a section to ensure correct positioning of a node on the column), etc.
The construction according to the invention can be sold in the form of a kit, comprising columns, beams or beams, knots, panels and fixing means. The construction can then be carried out for example above a concrete screed.
The columns can be identical or different, that is to say have an identical cross section or not. For example, interior columns have a smaller cross section than that of columns located along the edge or facade of the building. However, to avoid problems due to too many different pieces (nodes, etc.), the columns are identical.
To facilitate the construction of the reinforcement on the site and to limit the number of parts to be assembled on the site, it is useful and advantageous that the intermediate and upper nodes of the columns be made directly (for example by welding) on the column. The positioning in the workshop of knots on the column allows correct positioning and fixing in the best conditions.