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in Ferme de charpenté et joint 4 aeseablagµ"
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La présent* invention concerne une ferme do charpente et un Joint d assemblage de cette ferme, et plus particulièrement 'uns charpente de toit se composant d'éléments de la fera qui ne rècou- ;-,vxan dana laur jointe et comportent dans les MMM de recouvrement et dents qui viennent en prise de' tagon à obtenir dans loi joint des éléments la résistance au cisaillement totale qui font neM , :' \ ' s'aireè # Les # charpentes - toit des iomeubles ôôïBportent normale-! Les .ehpentea:
''de'''toide8'i!ameubles cofflrtent normle-
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mont des membrures supérieures réunies aux membrures inférieure
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au voisinage de leur support extérieur et en outre par des ftnes intermédiaires Il a été de pratique courante JU44uti ces d*tgÎêt"66 années dans la construction des iaaaeubles du type résidentiel de construire la charpente du toit par assogiblage ordinaire.
On à cons- tat' art,'r1.urll1.l1tJ t. 1> Invention qgt4n tlbritunb 4'a.,ano. les 9h*V ponts$ de toit et on lot installant bous forme monobloo sur la chtn. tîtru on réalise non ..\\liment un* charpente plus économique, mais encore que la charpente préfabriquée .et plue r'81atante et peut sup*' porter des charges plus fortes que celles qui.
sont construites de la manier habituelle. Suivant une forme de charpente préfabriquée con- DU' on dispose les éléments de la charpente en les superposant à
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leurs extrémités réunion entre f elles,' Les joints qui réunissent les éléments de la charpente sont formée par un ensemble d'un bou- lon et d'une bague fendue, dont le boulon passe par des troua appro- prié.
percée dans les extrémités ne recouvrant des éléments de la charpente,, La charpente assemblée par des joint.' de ce type non .eu-
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lemnt est volmaineuae A manutentionner à cause de l'épaisseur 8UP. plémentaire des joints formée par les extrémités qui se recouvrent
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mais encore à cause des éléments accessoires nécessaires à l'assemblJ ge, de sorte que l'assemblage de la charpente prend beaucoup de temps et exige des efforts considérables.
Un autre type de joint & utili- air dans une charpente préfabriquée consiste en deux plaques du gous- set en métal ou en contre-plaqué, qui sont fixés sur lea éléments par un grand nombre de clous et (ou) par de la colle, les plaques recou- vrant les borda adjacents des éléments de la charpente en contact de butte entre eux.
La résistance des joints formés par des plaques métalliques de ce type de charpente dépend de divers facteurs, tels
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que la profondeur des dents, leur tc1$' et leur profil, 1# fiai de surface du métal;
l'angle d'attaque des dent$ dans le bois, la pré- eluion et l tige de la matrice de formation des dents, le type de ma chine faisant pénétrer les dents detne les clients de charpente en te bois, la vitesse de l'opération de compression, la quantité de ma-
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tières étrangères éventuelles telles que l'huilât dépotées sur les plaques$ la qualité et l'épaisses de la plaque et la sorte de bois choisi. De grandes précautions doivent être prises au cours de 1' opération d'assemblage pour poser les plaques en bonne position,
ajuster les éléments avec précision et donner à la charpente la cambrure qui convient* Etant donné/ l'angle d'attaque des dents est variable du fait que les plaques ont été maltraitées ou que les ma- trices ayant servi à les fabriquer étaient usions la résistance des plaques est variableen risquant ainsi de diminuer la résistance de la charpente* Un autre inconvénient du joint formé par des plaques ' consiste dans l'obligation de prévoir,
pour assembler les éléments de la charpente des tables spéciales comportant des dispositifs hydrauliques ou mécaniques de retenu+* ces éléments dans leur po- sition et des rouleaux ou presses faisant pénétrer les dents des plaques dans les éléments de la charpente Un autre inconvénient de l'assemblage des éléments de la charpente par des plaques consis- te dans le grand nombre de plaques qui doivent être conservées en stock en raison du grand nombre de types de portées en usage,
Il est nécessaire de prévoir pour chaque portée des plaques de types ou dimensions différents et à cet effet on doit avoir sous la main à chaque instant un grand nombre de plaques différentes.
On remédie aux difficultés auxquelles donnent lieu les joints des éléments de charpente connus suivant-l'invention au moyen d'unjoint spécial complètement différent de tous ceux qui ont servi jusqu'à présent à assembler des éléments de charpente et permettant de supprimer complètement les plaques ou goussets* En principe,
le joint de l'invention est formé par des zones se recouvrant des élé monte adjacentes qui comportent chacun plusieurs dents découpées dans la matière qui constitue l'élément dans une surface latérale ou dans sa large face et dans la zone de recouvrement. Les éléments s'enclenchent par les dents formées dans leurs larges faces et trans mettant les efforts entre les éléments' dans des conditions remarqua-
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bleu* Quoique 140 dents autant découpées dans 1* bois la ré i -
tance au ciaailleawnt de chacun des éléwnts du joint forai lea #ftBibrurts qui te recouvrent estjtotale dans SOI16 du rècoutrenent. De plus. les joints d'appui formé par le l1'ICUyr.-ntt des membrures supérieures et dee JMabrurea inférieures permettent à le charpente de supporter de plus fortes charma du fait que plus l'inclinaison de la charpente est faible,plus la surface de recouvrement des mem- bruns supérieure et intérieures est grande et par suite plus la
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résistance du joint est forte.
Par suite pour une charge vertla, cale donnée s 'exerçant sur la charpente, les efforts danx le$ 41dà mente augmentent lorsque l'Inclinaison de 'le. ateabrure supérieure diminue et la résistance du joint entré les éléments augmente égal. loaent pour permettre à la charpente de remplir sa fonction.
Diver-. ses variantes sont 'gale ment possible$ dans la forme de construction
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de la charpente suivant l'invention et consistent par exemple A fin> priser certains il6matt d'bal en bois normalement o.b1n'. #1*0' les charpente de toit,. Suivant la variante de l'invention décrite ci-après, on fait coopérer des éléments tous tension ou effort ini-
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trial, en métal, avec les membrures d'enclenchement pourvue les dont.
des sont* d1 enclenchement ou de recouvrement se serrent Plus fortes ment l'une contre l'autre, en obtenant ainsi dans les jointe la to,
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talîté de la résistance au cisaillement de chaque élément .dans la ta y Il ne de recouvrement et une forte résistance nous chars-.:, -V-r ' . , Suivant une forme de réalisation de l'inventioR, 1 dental des éléments de la charpente ont la forme de dent. de scie qui, 1,0 .qu'elles sont en prise, d'l:1211tent 1 uni .urface \ dt portée et des plane de cisaillement opposée. 1 Les , dimension des plans de C:
tea11..." lestât sont en principe plus grandes que celles de la surface de ! portes, puisque la résistance aux efforts tranchants du bois est de beaucoup inférieure à sa capacité de charge de portée.
En conséquences lea principaux objets de l'invention sent les suivante une charpente de toit dont les éléments sont enclen
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t'nt re eux ô'wli-Vi de plaque. ai <M<a'w *# *## try I" ,N 'f,f/.... piM1! e - 1' , % , X ! . n ' , A' v . . U - y .n n q -. " ¯r .
, .. une forât de 'aoatxtioaa do charpente dont 18. -* 061#Portent des dent$ qui tiéantat tn prit* 8ft. 2At........ #*#" I /!MSt tdjtotnt dans tint xone dt recourreaent qui U1f,td.U ... -dtal$ -y4$M tU ..11.............- 4** 1* **"* I ,. "11 a i ,.Chltg,u f Imdt' .; , p-.. ' , r' - , . #" - - ".-" 5. " tin Joint. 'd.' :Oba éêlSM.tê pu èê* '1A88" {J'8OOIIt- un joint, ddU*4ti par des âlA Ut4 arrtrnt' qui comportent 4 dents d6qoup6sa due là ,rr.lar rrur" jr fcltutat ces <1<MN< Ma îoiià 4* oosttrastloa doII' - ptt:81kl ¯, ,; porte dos dents qui Tiennent en prise avoo des d*2U Ibr" <* # *# I . , , , wia4xld élément les dents en prise de ohacwa de 61"'" #*# *#"## 1 effort qui prennent Mi<$Mis< lorsque les élément 80IIII* '' charte et les répartioâaft entre les 4U86d.
'je''; ;.; une oenbiH .. ' de toit u1 0Ó8pOrte de a.......,. - tension et en compression, les 'lÚi8uts en ooopression étant riaaI8 aux ¯mb8', de le eiarpeatt par des son de "cou"r...... l88 éléments en tension. étant forade par un métal 80U t8I81o.D on eif b Initial, pour amener les 'dent. d'enclenchement 4oa""'" p188
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fortement en prise entre elles
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une forme de construction d'une chaJtJ*1te. dalla 18...118 . 1e. membrures supérieures sont fixées au joint de t8fce par <M dtattl d'enclenchement, les surfaces de portée des dents d'enelenchMMt résistant d'une manière efficace aux efforts de collp:'8881OD dans la ': joint de faîte et faisant ainsi fonctionner en réalité le* 8.81J1rw..
" - 'sup6rieures sous forme d'élément continu en une seule pièce ; i±j.':- une ;or,= de construction de dent pour élément de char- :j r: ¯-pente prfabri<!U6e< dont les dimensions dea surfaces de portée das dents sont inférieures A celles du plan de c18a:1U"D 4'11111:" par /'."''3.ea dents*' .'--##'#, "*# {L"" , D'autrea caractéristiques et avantages de l'invention ap- V paraîtront au cours de là description détaillée qui en est donnée ." f.-\,.1';" -## , "'.'-' w ..' '.J ".: '
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et-*Près awea lea dessine ci-joint. , l'appui. qui en ttnf"",",' Mm tor rifiare da construction et sur leloo1ue1, . lâ t ' e'4 T La figura 1 *et une .16'V1t.oD. de face dtune tOI''' de oo!1 \nao\toa d'une o1w'p.at. lui,...., l'invention. dans laquelle 11.... br " 0% ....."oooP1e..nt cofflrtent des dont# d',nol.noh...nt sur l M'<t surfaass latérale* ;
la tipre a bat une vue *a plan dtune forme dé conetrua- 1;101\ 4, la charpente de la figure Z ; 1,1 figure 3 *ou une me en p,rdeaaoue de la charpente ". 1.. Upt'8 1 la figuré 4 est uns vue à perspective partielle à Plu gr*Mt $1 des éléments ci.ont6, du joint d'appui du 08té Stu0h" de la eJaarpel1te de 1a figura 1 la fi...' 5 est une rrue en plan 1 plue grande échelle du Joint ci tapp4 de la ±tau" 4 la figure 6 est une vue en plan 1 plus grande échelles 080 fLrable â la figure ,. dont les dents ont une autre toral la figure 7 est un. vue en plan 1 plus grande échelle ielftb3.',bli 1 1& figure 5* dont les dents ont un$ farItl1 oar1"" la figure 0 est une vue en plan semblable à la figure 5 dont les dents ont un. fora, ondula ;
la figure 9 est une vue en plan semblable à la figure 3 "'une autre forme de dents
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la figue 10 représente une autre variante d'un joint dont
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les dld nrs qui le rteouvrtnt travaillent à la compn.110n et dont les dents qui enclenchent ont une t01"llliG .p'c1ale en vue du joint
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travaillant à la compression ;
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la figure Il représente un Joint 8.mbbl. à celui de la figure 99 dont les dents ont une forme spéciale convenant un joint
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travaillant en tension ;
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la figure 1la est une vu en plan 1 plus grande échelle dt un J01nt tra'ta1llant 1 la eMpreMion et comportant dos dents d'uu autre tO:r118 ;
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la figure 12 est une élévation de face d'une, variante de la forée de compression d'une charpentes dans laquelle les éléments d'âme en tension sont en métal sous tension initiale la figure 13 est une coupe suivant la ligne 13 - 13 de la figure 12 ; la figure 14 est une élévation de face partielle d'une charpente comportant des éléments sous tension initiale d'une autre forme ; la figure 15 est une élévation partielle d'une charpente dont un élément sous tension initiale est modifié et dont l'extrémi- té passe entre l'âme en compression et la membrure inférieure et est fixée sur la partie supérieure de cette membrure ;
la figure 16 est une élévation partielle d'une variante de la forme de construction de la charpente qui comporte des élé- ments métalliques verticaux en tension ; la figure 17 est une coupe suivant la ligne 17 - 17 de la figure 16 et la figure 18 est une élévation partielle d'une variante de la forme de construction de la charpente qui comporte un élément sous tension vertical, passant par le faite de la charpente et dans la zone de recouvrement des membrures inférieures.
La forme de construction de la charpente des figures 1 à 3 est désignée d'une manière générale par 10 et comporte des membru- res supérieures 11 et 12, des membrures inférieures 14 et 16. des éléments d'âme en compression 18 et 20 et des éléments d'en en ton- sion 22 et 24. Les éléments de membrures supérieurs et inférieure et les éléments d'âme/formés de préférence par des pièces de bois normalisées de 2 x 4 et réunies entre elles de la manière décrite plus loin.
Les membrures supérieures 11 et 12 sont Inclinées et so réunissent à une de leurs extrémités de façon à former un joint de lattesdésigné d'une manière générale par 26. tandis que les mem- brures inférieures 14 et 16 peuvent être réunies entre elles au ces-'
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tre de la charpente et sont encore réunies aux membrures supérieu- res 11 et 12 respectives à leurs extrémités extérieures de façon à former des jointe d'appui désignés d'une manière générale par 28 et 29.
Quoique certaines formes de construction des charpentes ne com- portent qu'une seule membrure inférieure, on peut dire que d'une ma- niera générale le nombre des membrures inférieures est le mime que celui des membrures supérieures.
Ainsi qu'il a déjà été dit, les membrures sont formées chacune de préférence par une pièce de bois de 2 x 4, et une surface latérale ou une large surface de chacune d'elles adjacente a ses ex- trémités extérieures est entaillée de façon à former pluseurs dents dont les pointes suivent une direction générale verticale lorsque les membrures occupent leur position d'assemblage dans la charpente.
Quoique les pointes des dents des éléments de la charpente soient dirigées dans le sens général vertical lorsque les éléments de la charpente occupent leur position d'assemblage, il est prévu dans certains cas d'incliner la direction des dents par rapport à la ver- tical en particulier dans les joints d'appui, pour renforcer 1' action d'enclenchement exercée par les dents. L'angle d'inclinaison dépend du pas de la charpente et peut varier en fonction des condi- tions de charge pour rendre les membrures plus efficaces à l'usage.
Il doit être bien entendu que les dents inclinées fonctionnent iden- tiquement de la même manière que les dents verticales et par suite la description et la représentation des dents vertic&las doivent âtre considérées comme s'appliquant aussi aux dents inclinées. On voit fisses 4 et 5) de quelle manière coopérant les dents des mem- brures 11 et 14, le joint d'appui 28 étant choisi à titre d'exemple des joints de l'invention. La membrure supérieure 11 (figure 4) est incline sur l'horizontale par rapport à la membrure inférieure 14 et emporte un bord supérieure relativement étroit 30 et une surface intérieure ou face 31 relativement largo.
Un bord inférieur étroit correspondant 32 et une surface latérale opposée 33 complètent la
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membrure supérieure 11. La membrure inférieure 14 est formée de la même manière que la membrure supérieure 11 et comporte des borde supérieur et inférieur 34 et 35 étroits et des faces intérieure et extérieure larges 36 et 37. Plusieurs dente 38 en forme de dents de scie sont découpées dans la face intérieure large 31 de la ne brure supérieure 11 et des dents de scie complémentaires formée$ de la môme manière 39 sont découpées dans la face intérieure large 36 de la membrure inférieure 14.
Etant donné que le bord extérieur de la membrure supérieure 11 est destiné à surplomber l'extrémité exté- rieure de la membrure inférieure 14, les dents 38 ne se prolongent pas jusqu'au bord extérieure de la membrure supérieure, tandis que les dents 39 qui sont découpées dans la face 36 se prolongent juaqu* à l'extrémité de la membrure inférieure. Avant de découper les dont$
38 et 39 dans les membrures , on détermine d'abord le pas de la char- pente, de sorte que lorsque les membrures se recouvrent à leurs extrémités, les dents viennent s'enclencher correctemont et automati- quement en donnant la certitude que les membrures occupent la posi- tion qui convient à la forme de construction prévue de la charpente.
Les faces larges 31 et 36 (figure 5) se recouvrent au voi- sinage de leurs extrémités extérieures et les dents 38 et 39 sont en prise entre elles dans la zone de recouvrement. La forme des dents 38 et 39 est choisie de façon à faire acquérir au joint d'appui une capacité de charge maximale et à compenser les forces combinées de compression et de tension qui s'exercent dans les membrures supérieu- re et inférieure respectives lorsque la charpente est sous charge.
La surface de portée de chaque dent, représentée par la lettre B est perpendiculaire à la direction des efforts de tension et de compres- sion indiqués par les flèches T et C et par suite fait naître l'ef- fort de portée total nécessaire dans les éléments dans leur zone de recouvrement lorsque la charpente est sous charge.
Etant donné que le pouvoir portant du plan de cisaillement de chaque dent,, représen- té par la lettre 8, est inférieur à celui de la surface de portée B
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lorsque le joint d'appui est sous tension et compression, l'étendue de ce plan est un peu plus grand que celle de cette surface de par- tée B. La relation entre le plan de cisaillement S et la surface de portée B est indiquée aur la figure 5, la cote Y étant, un peu plus grande que la cote I.
En donnant au plan de cisaillement s@catte forme, on repartie d'une manière efficace les efforts tranchante dans les membrures supérieure et inférieure, dans la matière des- quelles sont formées les dents qui supportent les charges dans la sone de recouvrement et on fait acquérir à chaque élément la résis- tance au cisaillement maximale dans cette zone*
Le joint décrit ci-dessus a encore l'avantage d'augmenter la capacité Ce charge de la charpente lorsque son inclinaison dimi- nue.
En effet plus la pente de la charpente est faible, plus la zo- ne de recouvrement est étendue dans les membrures supérieure et in- férieure et par suite plus la résistance du joint est forte. On voit donc que pour une charge verticale donnée quelconque de la charpente, les efforts dans les éléments augmentent lorsque la pente de la mem- brure supérieure diminue et par suite la résistance des joints d'ap- pui augmente aussi suivant les conditions à remplir par la charpente.
Le joint d'appui 28 (figure 1) correspond au joint d'ap- pui du côté gauche de la charpente 10. Bien entendu le joint d'ap- pui du côté droit 29 est formé de la même manière, la membrure su- périeure 12 et la membrure inférieure 16 comportent une zone de re- couvrement dans laquelle les dents 40 de la membrure inférieure 16 sont en prise avec les dents correspondantes 42 de la membrure su- périeure 12.
Le joint de faite 26 est formé par un joint d'enclencher ment semblable au joint 28 et comporte plusieurs dents 44 formées sur la surface large intérieure de la membrure supérieure 11 et des dents 45 formées sur la surface large intérieure de la membrure 12.
Les dents des membrures supérieures et inférieures 11 et 12 sont donc en prise dans le joint de faîte 26 et délimitent une sone de recouvrement des membrures supérieures Les membrures inférieures 14 et 16 se recouvrent aussi au Milieu ou au voisinage de leur mi- lieu et les portions de recouvrement comportent des dents en prise respectives 46 et 48 qui coopèrent pour faire acquérir la résis-
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tance au cisaillement maximale nécessaire dans la zone de recouvre-.
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ment des membrures.
On remarquera que les dents de scie 46, 48 sui- vant une direction opposée à celle des dents de scie 44 et des dents de scie correspondantes en prise 45. puisque le joint d'attache des
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membrures inférieures 14 et 16 est un joint en tension, tand,q.qus
26 le joint de faîte/est un joint en compression. Il convient de se reporter à ce propos aux figures 2 et 3.
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Les éléments dttme en compression la et eo sont fixée sur les membrures inférieures respectives 14 et 16 par des dents respec- tives semblables en prise, 50 et 52 qui sont découpées dans leurs faces intérieures* Mais (figure 1). l'élément d'âme en compression
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18 est disposé à l'intérieur de la membrure inférieure 14, tandis 20 est en contact avec la membrure inférieure 16 sur sa face acte*
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rieure* En conséquence, les dents 54 sont formées sur la surface intérieure de la membrure inférieure 14, tandis que les dents 56 sont formées sur la surface extérieure de la membrure inférieure 16.
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Ainsi qu'on le verra plus loin, il est important que les donta ne fassent pas diminuer la section des portions intermédiaires des mem-
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brures supérieures* Par suite, les extrémités supérieures des <14- supérieures ments d'âme en compression 1$ et 20 sont fixéessur les membrures
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11 et 12 sans recouvrement et des plaques 57, qui recouvrent les membrures supérieures et les éléments dtgme en compression servent à fixer ces éléments en compression dans leur position. Les élé-
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monte d'âme en tension 22 et 24 sont aussi en prise avec les stan* brures supérieures et inférieures et sont dispeyâs respectivement entre la membrure supérieure 12 et la membrure inférieure 14, d'una part,
et entre la membrure supérieure 11 et la membrure intérieure 16, d'autre part, Les éléments d'âme en tension comportent chacun des dents supérieures et inférieures dans leurs surfaces du côté des membrures et viennent en prise avec des dents formées de la même manière dans les membrures supérieures et inférieures, Par exemple,, les dents inférieures 58 formées dans l'élément en tension 24 dont
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en prise avec les dents 56 formées dans la membrure inférieure 6, : que l'élément d'ilme en compression
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tandis que les dents supérieures 60 sont en prise avec des dents
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62 formées dans la membrure supérieure 11.
De même, des dents su- périeures et Inférieures 64 et 66 formées dans Isolement d'âme en tension 22 sont en prise avec des dents µ| J 4 fermées respecti- vement dans les membrures supérieures et inférieures 12 et 14. Les
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dents de scie en prise 60, 62 et les dents de scie en prise 64, 60 (figure 2) ouïrent une direction opposée à celle des dents de soit en prise 44, 45 du joint de faîte 26 puisque les joints formés par les éléments d'âme en tension 22,
24 et les membrures supérieures respectives 11 et 12 sont en tension, tandis que le joint forme par
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los ee#brurea supérieures 110 12 au farte de la charpente est en ",9t::3tâTTcs
Quoiqu'on ne le voit pas sur le dessin, les éléments d' fisse en tension 22 et 24 viennent en prise d'une certaine manière dans leur zone de recouvrement* Des dents verticales peuvent être taillées dans la zone de recouvrement-de chacun des éléments d'âme en tension et venir en prise de la manière décrite ci-dessus,
ou ai on le désire on peut former des feuillures dans la moitié de la lar-
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gour de chacun des éléments d'âme en tension dans la zone de recoud vroment et monter les.feuillures l'une dans l'autre.
On peut fixer d'abord entre eux les éléments de membrures et des ternes en les assemblant par un dispositif de retenue approprié, tel que des clous ou des cramponsmais ce disposait de fixation ex- térieur ne modifie pas la répartition des efforts dans la sono de recouvreront des dents,ainsi qu'il a été dit. -Une colle peut aussi servir à réunir les éléments qui se recouvrent et à résister aux efforts dirigés en sens inverse en contribuant & rendre le joint plus efficace avec des dents d'une autre forme. A ce propos, la celle sort à empêcher les joints de s'ouvrir latéralement.
Etant
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don-,5 que tous les éméments de la charpente se recouvrant à leurs eocferérsifcéa et s'enclenchent par leurs dents en prise, l'épaisseur totale de l'ensemble de la charpente reste constante dans tous les joints et cette dispoltion a pour effet de simplifier l'emballage* \
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L'invention a encore l'avantage de former par les dents taillées dans les éléments de la charpente un joint bois sur bois qui permet d'utiliser d'une manière plus efficace la matière qui constitue les éléments.
Les dents sont disposées dans les éléments de la charpente aux points où Ion efforts combines sont plus faibles que dans les Ion.. qui ne comportent pas de dent** Les seule effort qui s'exercent donc dans le joint d'appui sont les efforts directs tels que l'effort de tension dans les membrures inférieur et 1' *±fort de compression dans les membrures supérieure*,
Les efforts de flexion dus A la charge constante du toit s'exercent entre le$ Jointe d'appui et de faîte et des efforts directs s'exercent tuent en ces pointe* Par suite , étant donné que la section des membrures ne diminue pas entre leurs extrémités, les efforts combinés les plus considérables s'exercent aux points où la totalité de la surface du bois peut les supporter.
On a constaté par le calcul' ce propos qu'au joint de faîte/par exemple, où les dent sont taillées dans les membrures supérieures, les efforts de flexion sont d'environ 30 % inférieure à ceux qui s'exercent en un point intermédiaire de la membrure supérieure. Les efforts directs qui s'exercent dans le joint de faîte sont aussi sensiblement plus faibles que dans la por- tion de l'extrémité inférieure de la membrure supérieure, dont la section n'est pas réduite en y taillant des dents. La quantité de bois des membrures supérieures est donc plus que suffisante pour sup- porter les charges qui s'exercent sur elles* même après que les dont ont été taillées dans leurs extrémités extérieures.
De même. les dents sont taillé.. & l'endroit du joint d'assemblage dans les ne ; brun, intérieure* au point où les efforts de flexion sont plus fai- blés qu'en tout autre point de la membrure et où les efforts directs (de tension et de compression) sont plus faibles qu'à leurs extrémi- tés extérieures. On voit donc que les efforts critiquas s'exercent dans la charpente aux points où il n'existe pas de dents susceptibles, de diminuer le pouvoir portant du bois, et les joints entre les élé- ment.
établissement en fait entre les éléments de la charpente un*
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continuité qui a pour effet de diminuer les fléchée et de rendre la construction plus économique par rapport à toutes les charpentes connues jusqu'à présent. Les éléments ainsi enclenchés résistent aux effort$ de flexion ainsi qu'aux efforts directe,
à l'encontre des joints des typon antérieurement sonnus de charpentes préfabri- quêta dans lesquelles les plaques ou goussets en métal n'opposent pas de résistance efficace aux efforts de flexion* Les ligure. 6 à 11a représentent plusieurs variantes de la forme des dents d'enclenchement, étant entendu que la charpente de la forme de construction 10 de la figure 1 peut comporter n'im- porte laquelle de,$ variantes des dents. Les dents de la figura 6 sont des dents droite.
70 dont les cet', ont les mêmes dimensions*
Le plan de cisaillement des dents de cette fonce, repré- sent' par la lettre 8, est relativement long, mais il n'existe pas de surface de portée directe en raison de l'inclinaison des cotes des dents* Une couche de colle est prévue sur les surfaces des dents de cette forme pour empâcher le joint de s'ouvrir par tension ou compression.
Les dents 72 de la figure 7 sont de forme carrée. Les surfaces de portée B des dents de cette forme résistent aux efforts de tension et de compression, mais le plan de cisaillement 8 est coins étendu* Les dents de cette forme peuvent être choisies lors- que les conditions de résistance aux efforts sont un peu moins ri- coureuses qu'avec les dents de scie.
Les dents 74 de la figure 8 sont de forme ondulée. Etant donné que les dents do cette forme ne comportent pas de surface de portée droite,on applique aussi une couche de colle sur les surf* ces d'enclenchement des dont* pour contribuer à les empêcher de se séparer sous les efforts de tension et de compression* En l'absence de surfaces de portée droites, les conditions de résistance aux ef- forts sont soins rigoureuses, quoique les portions ondulées augmen- tent l'étendue du plan de cisailleront.
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Les dents 76 de la variante de la figure 9 sont des dents de acte tronquées, qui comportent une surface inclinée 78 ainsi qu' une surface de portée B. Mais étant donné que le bord extérieur droit 80 diminue l'étendue du plan de cisaillement 8, on peut appli- quer une couche de colle sur le bord 80 pour augmenter la résistance du plan de cisaillement et empêcher ainsi le joint de s'ouvrir sous l'effet des divers efforts tranchants.
Les dents des figures 10 et 11 peuvent être taillées dans un quelconque des éléments sur les deux côtés de façon à le faire venir en prise avec l'autre élément sans diminuer sensiblement la résistance de la charpente pour les raisons données plus haut. Le joint de la variante de la figure 10 comporte une élément 82 qui est ! destiné à être introduit entre les éléments 84 et 86 qui se recou- vrent. La forme des dents des éléments 82, 84 et 86 est choisie ci* façon à former un joint travaillant à la compression entre les élé- méats qui se recouvrent.
Celle des dont* de la figure 11 est choi- sie de façon à former un joint travaillant à la traction, les dont@ étant formées dans un élément 88 et dans des éléments 90 et 92 qui se recouvrent et étant dirigea en sens inverse des dents du joint travaillant à la compression de la figure 10.
Quoique les jointe des figures 10 et 11 soient destinés à une charpente de toit, cette forme de joints peut aussi servir dans des colonnes en bois régla* ; blés, qui doivent posséder un pouvoir portant considérable. Les joints de cette nature conviennent par faitement à une colonne ré- glable de l'étançonnage d'une construction
La figure 11a représente une autre variante de la forme des dents qui peut être choisie lorsqu'il est nécessaire d'augmnenter la résistance à des efforts dirigés en sens inverse.
Les dents de la figure 11a comportent chacune une base délimitée par une surface latérale relativement longue 85,une surface inclinée 87 et une sur. face latérale relativement courte 89 se raccordant à la surface in- clinée 87. Les extrémités extérieures de la surface latérale rela-
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tivement longue 85 et de la surface incliné* 87 forment un sommet 93. délimité par des surfaces latérales para.aa dont Il=* cota- cide avec la longue surface latérale 95 et :
a ros qui eut désignée par 93, se raccorde à la surface inclinnèdee ÇA Voit, que les sur- faces 85,89 et 93 remplissent la fonction surfaces de portée et ont tendance à résister aux efforts de compression. Le plan de ci- saillement, relativement étendu et délimité par la base de chaque dent, coopère avec les surfaces de portée de façon à résister d'une manière efficace aux efforts tranchants lorsque le joint est sous charge. On voit de plus que le sommet 91 de chaque dent délimité par la surface 93 et par la surface 85 a tendance à résister par sa forme aux efforts inverses et, lorsque le joint sert de joint de faî- te,
il résiste aux efforts dirigés de bas en haut tels que ceux qui s'exercent pendant les tempêtes et ouragans. Ainsi qu'il a déjà été dit à propos des autres tomes de dents, les sommets 91 des dente de la figure 11a suivent une direction géniale verticale et les dent sont taillées dans les surfaces latence des membrures, et surfis étant disposées dans un plan général vertical.
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La variante de la tome de acutaâaa de la charpente de la figure 12 est désignée d'une manier 4taéral par 94. Sllt ccsporto des membrures supérieures 96 et 91 et des membrures infdd. rieures 100 et 102, qui comportent toutes au voisinai de leurs ex. traités des dents qui viennent en prise dans leur zone de recouvrement, sinsi qu'il a été décrit à propos de la charpente des figures à La charpente de la figure 12 comporte encore des éléments d'âme en compression 104 et 106,
mais qui/tiennent pas en contact avec la surface inférieure des membrures supérieures. En revanche
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les estrêsd.tés des éléments d'âme en compression sont entaillées ou rainurées de façon qu'une portion de leur épaisseur vienne recouvrir
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les essbrures supérieures et inférieures correspondantes les rem- s bmrcs 96 et 100 (figure 13) étant disposées de façon à se recouvrir Itrttre à une certaine distance et 6'ant séparées par jt6lé- cyn on compression 104' Les éléments doigt en tension ordinaires
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en boit ont été remplacés dans la charpente de la forme de construc- tion modifiée 94 par un fil ou bande métallique 108, fixé sur des agrafes métalliques 110 et 112,
qui sont directement Munies aux membrures inférieures respectives 100 et 102. La fil métallique 108 passe sur l'extrémité inférieure d'une agrafe de tension initial* 114 qui traverse le faite de la charpente et est retenue entre le ± dents formées dans les membrures supérieures 96 et 98 à l'endroit du joint dit faîte. L'agrafe de tension initiale 114 qui délimita un joint de faite modifié comporte des portions en surplomb 116 qui sont en contact avec les bords adjacents des membrures supérieure
96 et 98 et y sont fixées par des éléments de fixation, tels que des clous, vis, etc ...
L'agrafe de tension initiale 114 est destinée à mettre sous tension initiale le fil métallique 108 de façon. met- tre sous tension initiale l'ensemble de la charpente. Les éléments métalliques loge 110 et 112 étant mis sous tension initiale, lea dents de tous les joints en bois de la charpente viennent en prise plus complètement et plus fortement, en particulier du fait que le efforts dus à la tension initiale des joints sont du même type et sont dirigés dans le môme sens que ceux qui résultent des conditions de charge normales. Le dispositif do mise sous tension initiale permet encore à la charpente de supporter une charge déterminée di- rigée en sens inverse, si la forme de construction de la charpente l'exige.
Cette charge dirigée en sens inverse peut tre formée par un effort du vent dirigé de bas en haut et st exerçant sur une char- pente de toit normalement construite de façon à supporter des charges! verticales. L'âme ou fil métallique 108 est également avantageux, car il est beaucoup moins coûteux que le bois, mais possède des carac- téristiques de résistance semblables. Etant donné que la charge di rigée en sens inverse risque de faire naître des efforts de compres- sion de faible importance dans l'ame métallique 108, si on fait subir au métal un effort initial légèrement supérieur à l'effort de compreslion prévu. on a la certitude que l'élément d'Sme métallique ne subit
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jamais d'efforts de compression une fois fabriqué et assemble.
La mise sous tension initiale de l'élément d'âme métallique donne en- core la certitude que les joints de l'ensemble de la charpente as- semblée restent parfaitement serrés,même s'ils subissent des efforts de manutention risquant de provoquer leur ouverture.
Les figures 14 à 19 représentent diverses variantes des éléments d'âme sous tension initiale. Par exemple, l'agrafe 114 a été supprimée sur la figure 14 et des éléments d'âme séparés sous tension initiale 118 et 120 sont réunis directement aux membrures inférieures respectives 100 et 102.
Les éléments drame 118 et 120 passent à travers les dents en prise des membrures suéprieures 96 et 98 et se rabattent pour se réunir aux extrémités supérieures et des membrures supérieures par des éléments de fixation appropriés tels que des cramponsou des clous. On voit donc que les éléments d'âme sous tension 118 et 120 délimitent aussi un Joint de faîte mo- difié et non seulement sont mis sous tension initiale pour faire au- bir des efforts aux joints de recouvrement des membrures, mais en- core permettant de supprimer l'agrafe au joint de faîte, en diminu- ant ainsi le temps et la dépense de l'opération d'assemblage.
La figure 15 représente une variante de l'élément d'âme métallique sous tension 122, qui se prolonge en passant entre l'élément d'âme en compression 106 et la membrure intérieure,avec laquelle il s'enclen- che. L'extrémité inférieure 124 de l'élément d'âme en tension 122 est fixée sur la partie suérieure de la membrure inférieure 102 par un dispositif quelconque approprié, tel que des crampons ou analogues en supprimant ainsi les agrafes métalliques de la figure 12. L'élé- ment en bois en compression 104 de la figure 16 est disposé entre la membrure supérieure 96 et la membrure inférieure 100.
De plus. un élément d'âme métallique en tension 126 suivant une direction générale verticale est fixé sur les faces opposées de la membrure su- périeure 96 et de la membrure inférieure 100 (figure 17). Les extré- mité de l'élément en bois de compression 104 comportât aussi une
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feuillure ou entaille pour loger les membrures supérieures et infé- rieures 96 et 100 qui sont disposées en se recouvrant à une certaine distances maïa sont séparées par l'élément en compression 104.
La figure 18 représente encore une autre variante du joint de faite et de l'élément en tension, qui comporte un élément métal- lique sous tension initiale 128. passant dans le joint de faite dé- limité par les membrures supérieures 96 et 98 et dans les dents en prise des membrures inférieures 100 et 102.
Des portions rabattues en dehors aux extrémités 130 et 132 peuvent servir à fixer 1 élément sous tension initiale 128 dans sa position entre les membrures supé- rieures et inférieures. Si on le désire, des bandes ou rubans sup- plémentAIRES de tension 134 et 136 peuvent être fixés) sur- l'élément métallique 128 et se prolonger à coté du joint de faite jusqu'aux membrures inférieures respectives 100 et 102. L'élément métallique 128 sous tension initiale, ainsi que les bandes de tension 134 et 136 sont destinée à mettre les joints sous tension initiale et par suite l'ensemble de la charpente assemblée.
Les dents viennent ain- si en prise plus complètement: et plus fortement et tous les joints en bois de la charpente s'établissent puisque les efforts initiaux qui s'exercent dans les joints sont du même type et suivent la marne direction que dans les conditions de charge normales. Quoiqu'aucun procédé spécial de mise sous tension initiale des éléments d'âme ré- talliques ne soit représenté ni décrit, on peut appliquer n'importe quel procédé connu, le procédé de mise sous tension initiale ne fai- sant pas partie de l'invention.
On voit que les joints délimités par les éléments qui se recouvrent de toutes les formes de construction des charpentes de 1' invention résistent dans des conditions remarquables aux efforts qu' ils subissent par la surface de portée des dents et l'effort tran- chant dans le bois dans la zone où. ces éléments se recouvrent, En effet, les dents taillées dans les éléments en bois transmettent les efforts entre ces éléments à l'endroit des joints. Les dents peu-
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vent être taillées simplement dans les démente de la charpente au cours de sa fabrication et par suite les charpentes peuvent se fa- briquer économiquement en grande série.
Deux membrures supérieures identiques et deux membrures inférieures identiques peuvent servir à former une seule charpente assemblée, tandis qu'il suffit de deux entailles dans les deux éléments d'âme en compression, qui par suite peuvent être fabriqués et assemblés simplement* Etant donné que les éléments se recouvrent, on réalise une sérieuse économie dans l'opé- ration de taille. Le joint étant formé par des dents en prise, au- cun matériel spécial n'est nécessaire pour assembler la charpente et par suite l'opération d'assemblage est beaucoup moins coûteuse que . par tous les autres procédés connus.
En raison des plaques qui ser- vent normalement dans l'assemblage des charpentes par les procédés connus, il est nécessaire de prévoir des tables spéciales pour les assembler avec les assembler avec les éléments de la charpente, et un matériel, tel que des dispositifs hydrauliques ou mécaniques, pour retenir les éléments de la charpente avant que les plaques puissent y 8tre posées à la presse. De plus, des dispositifs spéciaux sont nécessaires pour poser les plaques et des rouleaux ou presses coûteux sont nécessaires pour faire pénétrer les dents de plaques ou clous dans les membrures de ces charpentes connues. Suivant l'invention, la main-d'oeuvre nécessaire à l'assemblage des éléments de la char- pente n'est utilisée que pendant une fraction du temps nécessaire à celui des éléments des charpentes connues.
On peut aussi assembler la charpente de l'invention dans une seule position et il n'est pas nécessaire de la retourner comme lorsqu'on opère par d'autres procéal dés, par lesquels on pose les plaquer au marteau à main, avec des crampons ou avec de la colle. Etant donné que les dont$ des membru- res coopérant entre elles sont formées suivant l'invention par le même outil, elles viennent fortement en prise et forment un joint serré sans aucun risque daffaiblit la charpente.
Les dents qui se recouvrent dans les membrures ont encore l'avantage de pouvoir être
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terrées plus fortement prise, augmentant alasi pression terrées plue fortement en prise, en augmentant ainsi la pression exercée sur les élément de la charpente.
Dans les charpentes mo- noplan connues il cet nécessaire de prévoir dans le joint d'appui, dans les extrémités des membrures supérieures et inférieures, de Ion-,' gues entailles spéciales qui si leur angle diffère légèrement de la valeur prévue, font diminuer notablement le pouvoir portant du joint ? puisque l'étendue des surfaces de portée entre les membrure diminue.
Ces longues entailles qui doivent se correspondre à détroits. toléran- ces près sont inutiles suivant l'invention ot comme les dent. de cha- que élément de la charpente sont taillées d'avance, le montage de la charpente s'effectua avec précision au prix d'une dépense de temps et de Nain-d'oeuvre réduite au Minimum.
Bien entendu, l'invention ne doit pas être considérée comas; limitée aux formes de réalisation représentée, et décrit.. qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.