BE1012906A3 - Structure de support bidimensionnelle. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un élément de construction constitué de pièces massives allongées de section rectangulaire ou carrée, à base de bois, assemblées de telle manière à constituer une structure bidimensionnelle dont le comportement est assimilable à une plaque. Pour ce faire, deux séries de poutres (2)(3) sont munies d'entailles (1) respectivement sur l'intrados et l'extrados afin de les emboîter. On renforcera les entailles par assemblages de plats métalliques (6) et/ou panneaux à base de bois (7). Ces renforts transmettront les contraites engendrées par cisaillement des assemblages au delà des entailles.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Structure de support bidimensionnelle 
 EMI1.1 
 L'invention concerne une structure de support bidimensionnelle constituée d'éléments porteurs unidirectionnels assemblés par des éléments de fixation. 



  Les structures de support en bois pour toute surface (plancher, support de toiture, façades et/ou parois verticales) sont généralement constitués d'une série d'éléments porteurs unidirectionnels placés avec un entraxe constant. 



  Cet état de fait présente plusieurs désavantages, notamment l'emploi de sections de bois fort importantes pour des sections de bois massives lorsque les portées sont généreuses et/ou les surcharges importantes. 



  Ceci a pour conséquence une main d'oeuvre conséquente et l'emploi d'un volume de bois important. Il existe bien des éléments porteurs unidirectionnels en bois et/ou dérivés de bois de section en"I", optimisés par rapport aux sections de bois ou dérivés de bois massives, mais leur prix est élevé. De plus, que la section soit massive ou optimisée, il est nécessaire de contreventer la structure unidirectionnelle par des structures secondaires ne participant pas directement à l'effort principal de reprise des charges.

   Un autre désavantage non négligeable est la non optimisation du support, si prévu, posé sur la structure portante unidirectionnelle puisque l'entraxe des poutres est bien souvent, pour des sections commerciales de bois classiques, beaucoup trop faible par rapport à la capacité de résistance des supports tels que panneaux de particules ou autres transmettant les charges à la structure portante. En effet, l'épaisseur de ceux-ci est plutôt déterminée par des 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 critères de confort acoustique et de durabilité à l'usure imposant une épaisseur supérieure à celle requise par les théories de la résistance des matériaux. 



  La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients inhérents aux structures unidirectionnelles usuelles en assemblant celles-ci de telle manière à permettre un comportement assimilable à une plaque. La présente invention prend en compte des pièces massives allongées de section rectangulaire ou carrée, en bois, lamellé collé ou tout autre matériau à base de bois tels que notamment bois contreplaqué, contrecollé ou panneaux composites destinées à être reliées entre elles par assemblages afin de constituer une structure portante bidimensionnelle.

   Cette structure portante est constituée d'un maillage de poutres qui présentent des entailles transversales par rapport à l'axe de la poutre, d'une profondeur égale à la demi hauteur de la poutre et d'une largeur équivalente à la largeur des poutres à assembler, réparties sur la longueur de la poutre avec un écartement qui peut varier en fonction du souhait du responsable du projet. En variante l'entaille peut avoir une légère inclinaison par rapport à la normale à l'axe de la poutre.

   Le maillage est obtenu en faisant correspondre les entailles de l'intrados d'une série de poutres avec les entailles de l'extrados d'une autre série de poutres, de les emboîter avec ou sans collage des surfaces en contact, et de renforcer les entailles par des plats métalliques ou tôles embouties fixés mécaniquement aux poutres après avoir éventuellement amélioré l'adhérence des corps de nature différente par collage. 



  L'épaisseur des plats et/ou tôles, la nature de la colle et le type de fixation et leur nombre sont déterminés par les théories de la résistance 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 des matériaux. Les contraintes sont ainsi transmises par cisaillement des moyens de fixation et/ou de la colle par l'intermédiaire des plats métalliques, dont l'adhérence sur support a éventuellement été amélioré, au delà de chaque entaille. Les plats métalliques peuvent être avantageusement remplacés sur l'intrados et/ou sur l'extrados des poutres par des panneaux à base de bois, optimisés pour leur résistance au cisaillement, par exemple par des panneaux utilisés comme sous toiture dans une application en toiture, ou des panneaux pour planchers ou façades.

   Les panneaux auront leurs extrémités parallèles à la série de poutres à renforcer appuyés sur des poutres de la même série renforcées par plats métalliques, ceci pour éviter des panneaux en porte à faux ou une double série de fixations mécaniques sur une même poutre. Cette disposition peut se révèler superflue pour des poutres de section dont la largeur est importante et/ou en cas d'emploi de colle. Les plats métalliques peuvent être également avantageusement remplacés sur l'intrados et/ou sur l'extrados des poutres par des plats de fibres de carbone ou tout autre matériau adéquat. 



  De nombreux avantages découlent de la structure ainsi obtenue. D'une part, elle permet à loisir de varier les modes d'appui partiellement ou entièrement sur quatre, trois ou deux de ses lignes d'appui ou encore d'introduire des appuis ponctuels, de préférence mais pas obligatoirement sous le croisement de deux poutres, avec pour effet bénéfique que l'influence de ces lignes d'appuis ou appuis ponctuels supplémentaires se transmettent à l'entièreté de la structure bidimensionnelle portante. Cela réduit notablement la quantité de bois nécessaire par rapport à une structure unidirectionnelle classique. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 



  D'autre part, cette structure est contreventée par ses éléments constitutifs. Ceci permet souvent d'éviter le placement de poutres ceintures dans le cas de construction de bâtiments neufs ou de pièces de renfort dans des bâtiments à rénover pour assujettir des murs mal appareillés servant d'appuis à la structure bidimensionnelle. 



  Il est également remarquable que les mailles ainsi formées permettent d'inclure des ouvertures de trémies d'escalier, de lucarnes de toitures, de fenêtres ou autres ouvertures dans la surface de couverture. De plus, l'entraxe plus important permet d'optimiser l'emploi du panneau que l'on y place. 



  Un dernier atout de cette invention est qu'elle permet la préfabrication de la structure support bidimensionnelle si l'ouvrage pour lequel elle est destinée en permet l'accessibilité. Il est donc possible de préfabriquer entre autres des façades ou cloisons, des planchers et des pans de toiture entiers, si les exigences en moyen de transport le permettent. 



  L'invention est exposée ci après plus en détail à l'aide de dessins. 



  La figure 1 représente une vue éclatée constituée d'une poutre de chaque série de poutres de la structure bidimensionnelle, en perspective, dévoilant ainsi ses éléments constitutifs. 



  La figure 2 représente une vue éclatée d'une partie de la structure bidimensionnelle avec en variante des panneaux à base de bois sur 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 l'extrados. 



  La figure 3 représente une vue éclatée de la structure bidimensionnelle, en axonométrie. 



  La figure 4 représente la structure bidimensionnelle assemblée, en perspective, avec un détail des mailles. 



  La figure 5 représente la structure bidimensionnelle employée comme plancher porteur, appuyé sur 3 de ses cotés et maintenu par quatre colonnes, ceci pour illustrer la souplesse du procédé. 



  La figure 6 représente la structure bidimensionnelle employée comme structure portante de toiture afin d'illustrer une autre des applications possibles de l'invention. 



  Comme déjà exposé ci avant, la structure bidimensionnelle s'obtiendra en faisant correspondre des entailles (1) réparties le long de l'intrados d'une série de poutres (2) aux entailles   (1)   réparties le long de l'extrados d'une autre série de poutres (3), d'assembler les séries de poutres ainsi disposées afin d'obtenir une succession de mailles (4) en chassant des clous, vis autoforeuses ou   tirefonds   (5) à travers des plats métalliques simples ou emboutis (6) ou des panneaux de bois (7) après avoir éventuellement amélioré l'adhérence des renforts par collage.

   Une autre solution consiste à employer des boulons à fixer dans la section de bois et à travers des plats métalliques simples ou emboutis (6) ou des panneaux de bois (7) préforés après avoir éventuellement amélioré 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 l'adhérence des renforts par collage. Quelque soit le type de fixations employées, il pourra être nécessaire, en fonction de l'application, de modifier l'entaille afin que les têtes de boulons ou plats métalliques ou autre de renfort ne soient pas dépassants de la face inférieure et/ou supérieure des poutres. Les entailles, dont l'axe est généralement perpendiculaire à l'axe des poutres, peuvent présenter une légère inclinaison par rapport à leur orientation normale. 



  Les fixations mécaniques peuvent être totalement abandonnées au profit de l'emploi d'une colle adéquate. C'est alors la colle qui transmettra les efforts engendrés dans les renforts.

Claims (7)

1. Revendications 1. élément de construction caractérisé en ce qu'il est formé d'un maillage (4) de poutres (2) (3) en bois, lamellé collé ou tout autre matériau à base de bois tel que notamment bois contreplaqué, contrecollé ou panneaux composites, reliées entre elles par renforts métalliques, (6) continus ou non et/ou panneaux à base de bois (7) et/ou plats de fibres de carbone, et fixations mécaniques (5) de type clous, boulons, vis ou tirefonds apès amélioration éventuelle de l'adhérence support-renforts par collage transmettant les contraintes par cisaillement au delà des entailles et dont le nombre et le type sont à déterminer par application de la théorie générale de la résistance des matériaux. Le collage peut également remplacer toutes fixations mécaniques et le cisaillement se transmet dans ce cas exclusivement par la colle.
2. 2. élément de construction selon la revendication l caractérisé en ce que les poutres constitutives sont des pièces massives dont la section est rectangulaire ou carrée et présentant des évidements transversaux (1), d'une profondeur équivalent à la moitié de la hauteur de la section et d'une largeur égale à la largeur de la poutre à assembler, répartis le long de celles-ci sur l'intrados de la première série de poutres (2) et sur l'extrados (3) de la seconde série de poutres.
3. 3. élément de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que les poutres constitutives décrites dans la revendication 2 <Desc/Clms Page number 8> s'emboîtent en faisant correspondre les évidements de l'intrados d'une série de poutres avec les évidements de l'extrados de l'autre série de poutres, avec ou sans collage des surfaces rentrant en contact.
4. 4. élément de construction selon la revendication 1 caractérisé en ce que les renforts métalliques sont constitués de simples plats ou de plats emboutis (6) continus le long de la poutre ou non, présentant ou non des trous d'insertion pour les moyens de fixation selon que ceux-ci soient des boulons ou au contraire des clous pouvant être chassés mécaniquement à travers les renforts métalliques, des vis autoforeuses pouvant percer les renforts métalliques et/ou de la colle.
5. 5. élément de construction selon la revendication 1., 2., 3., 4. caractérisé en ce qu'il peut se faire préfabriquer avant mise en oeuvre sur chantier.
6. 6. élément de construction selon la revendication 1., 2., 3., 4., 5. caractérisé en ce que ses lignes d'appui peuvent être placées sous toute ou partie de sa circonférence.
7. 7. élément de construction selon la revendication 1., 2., 3., 4., 5., 6. caractérisé en ce que des points d'appuis ponctuels peuvent se placer n'importe où sous l'élément.