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Construction de bâtiment.
La présente invention concerne un nouveau panneau de construction pour murs portants comportant une âme en mousse de matière polymère rigide et deux parements en carton collés sur les faces opposées de lâme ainsi qu'un treillis métal- lique à l'extérieur des parements grâce auquel les côtés du panneau peuvent être enduits de plâtre,'de ciment ou de matiè- res analogues.
Jusqu'à présent, diverses constructions de murs por-
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tants de bâtiment ont été suggérées. La construction standard utilise une âme de 2 x 4 couverte des deux côtés de treillis métallique ou autre cloué en place, un enduit au plâtre ou. analogue étant ensuite appliqué sur les surfaces ainsi apprê- . tées. Ce type de construction convient de manière générale à de nombreuses régions. Toutefois, dans les régions les moins accessibles du mande, l'expédition d'éléments de 2 x 4 ou d'éléments de dimensions analogues, augmente notablement les frais de transport et d'expédition. De plus, la construction en éléments de 2 x 4 est relativement assez onéreuse au point de vue main-d'oeuvre.
Cela étant, il serait intéressant de disposer d'une construction de murs portants qui soit légère, préfabricable et facile à expédier à peu de frais et à grandes distances vers des endroits où un bâtiment puisse être con- struit avec un minimum de main-d'oeuvre. L'invention permet d'atteindre ce but.
Dans les dessins annexés : la Fig. 1 montre la dalle.du bâtiment sur laquelle les murs de la présente invention peuvent être construits, la se- ,melle de positionnement des murs étant déjà fixée en place sur la dalle; la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en perspective,à plus grande échelle du coin du guide cerclé à la Fig. 1; la Fig. 4 est une vue en perspective de la dalle représentée à la Fig. 1 dans laquelle les montants et les traverses inférieures des murs ont été engagés dans la semelle; la Fig. 5 montre tous les montants et les traverses inférieures en place de même que des panneaux latéraux en ma-
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tériau de construction suivant l'invention;
la Fige 6 est une vue semblable à la Fig. 5 mais montre les murs achevés en matériau de construc- tion portant de l'invention avant l'application d'un enduit de finissage; la Fig. 7 montre l'application d'un enduit au plâtre sur la surface des murs portants suivant l'invention; la Fig. 8 montre l'aspect extérieur de la construction représentée à la Fig, 6 après l'application d'un enduit au . plâtre; la Fig. 9 est une vue en coupe suivant la ligne 9-9 de la Fig. 8; la Fig, 10 est uno vue en perspective,à plus grande échelle,de l'un des montants utilisés dans la construction re- présentée à la Fig. 8; la Fig. 11 est une vue en coupe suivant la ligne 11-11 de la Fig. 8; la Fig. 12 est une vue en coupe suivant la ligne 12-12 de la Fig. 8;
la Fig, 13. est une vue en coupe suivant la ligne 13-13 de la Fig. 8; la Fig. 14 est une vue en perspective,à plus grande échelle/les montants représentés en coupe à la Fig. 12; la Fig. 15 est une vue en coupe suivant la ligne 15-15 de la Fig. 7; la Fig. 16 est une vue en perspective,à plus grande échelle,de la construction de mur portant suivant l'invention, le treillis métallique y étant attaché; la Fig. 17 est une vue,à plus -grande échelle,du point de soudure,qui unit les tringles verticales et horizontales du-
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treillis ;représenté à la Fig.16; la Fig. 18 est une vue en perspective d'une variante de treillis qui peut être utilisée pour construire des murs portants suivant l'invention;
la Fig. 19 montre l'introduction d'un panneau de mur portant représenté à la Fig.l dans la charpente de support représentée à la Fig. 10; la Fig. 20 représente une variante de panneau de mur portant suivant l'invention, aucun treillis métallique .. n'étant utilisé; la Fig. 21 montre une autre façon d'assembler deux sec- tiens de mur portant suivant l'invention, l'élément de jonction ayant la forme d'un profilé en I; ' la Fig. 22 montre une couverture de toiture ondulée renforcée par des panneaux suivant l'invention; la Fig. 23 est une vue en coupe suivant la ligne
23-23 de la Fig. 8; la Fig. 24 est une vue en perspective de la partie verticale du mur de la Fig. 23;
la Fig. 25 est une vue en coupe montrant le serrage au moyen d'une pince des éléments de jonction prévus sur les plaques de tôle ondulée en vue de les assembler; la Fig. 26 est une vue en coupe suivant la ligne
26-26 de la Fig. 8; la Fig. 27 illustre un procédé pour assembler deux plaques en tôle ondulée pour toiture et une épaisseur sous'- jacente de panneau suivant l'invention; la Fig. 28 montre la jonction obtenue en assemblant les éléments représentés à la Fig. 27..
Les dessins et en particulier la Fig. 1, représentent une
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dalle de bâtiment 10- portant une semelle de positionnement 12 des- tinée à recevoir les murs portants.Comme indiqué en détail à la
Fig.2,dans une forme d'exécution,la semelle comporte une partie mé- diane 14 destinée à recevoir un mur portant et des parties @ externes 16 et 18 qui déterminent de préférence l'épaisseur de l'enduit au plâtre ou d'une autre couche de finissage ap- pliquée ultérieurement. La Fig. 4 montre les traverses 20 et les montants 22 fixés en place pour former la charpente des murs.
Les Fig. 5 à 8 montrent la construction à divers , stades de son achèvement, les nouveaux panneaux muraux 24 étant fixés dans les traverses et les montants et étant ensuite enduits ! de plâtre 26.
La Fig. 9 représente un type de jonction que l'on peut utiliser pour réunir les faces contiguës de panneaux suivant l'invention. On élément de retenue 28 est susceptible de recevoir de chaque côté les parties 30 et 32 du mur du bâtiment. Les prolongements 24 de l'élément de retenue 28 sont destinés à être engagés entre les parements de carton 36 des panneaux et le treillis métallique 38. Après assemblage, les deux faces du panneau mural peuvent être enduites de plâtre 26 et, afin d'obtenir un joint d'aspect nèfles- extrémités de l'élément de retenue 28 tournées vers l'intérieur et vers l'extérieur .44 et 46 sont taillées en V. Les extrémités en V peuvent être nettoyées à la truelle après application de l'enduit au plâtre.
Comme indiqué à la Fig. 13, la ligature en fil métalli- que 48 qui traverse le panneau 30 maintient'le treillis 38 en place. Les Fig. 12 et 14 montrent un coin de bâtiment d'un ty- pe intéressant pour la mise en pratique de l'invention. Le mon- tant d'angle est indiqué en 50. Dans ce montant, les panneaux muraux 52 et 54 sont engagés dans des rainures 56 et 58 et sont
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maintenus en place par des boulons 60 et 62. Des couches de plâtre 64 et 66 peuvent ensuite être appliquées.
Les creux 68 peuvent alors être utilisés comme gaines pour les câbles élec- triques et l'équivalent. L'élément de couverture 70 peut alors être attaché en place pour donner aux montants un aspect fini,
La construction d'un mur de bâtiment indiquée dans ses diverses phases en 24, 52 et 54 est représentée plus clai- rement avant son installation, aux Fig, 16 et 18. L'âme 72 est recouverte de chaque côté de couchesde carton 74 et 76. Les treillis métalliques 82 et 84 sont attachés à l'extérieur de ces couches de carton par des ligatures métalliques 78 et 80.
Une autre variante de treillis métallique est représentée à la Fig. 18. Les ligatures 78 et 80 ne sont pas absolument nécessaires car les treillis métalliques 82 et 84 peuvent éga- lement être retenus par les boulons métalliques 86 et les éclisses métalliques 88 représentées à la Fig. 20.
La Fig. 19 montre la jonction de la semelle de po- sitionnement 12 avec l'élément de retenue 28 de la Fig, 10 au moyen d'équerres d'assemblage 90. Comme les spécialistes s'en rendront immédiatement compte, de nombreuses autres combinai- sons et modifications de semelles , d'éléments de retenue et de panneaux de construction peuvent être utilisées pour former divers assemblages. Par exemple, une autre va- riante de l'élément de retenue de la Fig. 10 est représentée à la Fig. 21 et a la forme d'un profilé 92 en I.
Une autre utilisation encore de la présente inven- tion est représentée aux Fig. 22 à 28. Dans ces figures, les panneaux de construction suivant l'invention sont indiqués en 94 et sont combinés avec des plaques ondulées 96 pour former une
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toiture. La Fig. 27 montre la manière dont les panneaux 94 sont fixés par l'intermédiaire d'un élément de suspension 98 aux deux extrémités contiguës 100 et 102 des plaques de toi- ture ondulées. La jonction achevée est représentée à la Fig. 28.
La jonction entre le mur et la toiture est claire- ment représentée aux Fig. 23, 24 et 26 dans lesquelles le pan- neau mural est indiqué en 104 et le plâtre qui le recouvre en 106. -Pour 'obtenir un aspect fini au niveau du joint entre la toiture et le mur et protéger le joint des intempéries, on peut utiliser un caisson décoratif 108.
Le panneau de base de la présente invention comprend, par exemple, une âme en polyuréthanne de 1,27 cm d'épaisseur sur les deux faces de laquelle sont collées des ±milles de carton adhésif minces, Un treillis métallique vendu dans le commerce sous le nom de K-LATH (R.T.O.) est fixé mécanique- ment de chaque côté par des ligatures métalliques qui traversent le carton et la mousse comme indiqué aux dessins, Après avoir été installée entre des éléments de charpente en aluminium, chaque face est enduite d'une couche de plâtre de 1,9 cm. Le plâtre normal a une limite de compression d'environ 70 kg/cm2.
Si une charge verticale de 755 kg/mètre linéaire est utilisée dans la construction, on obtient un facteur de sécurité d'au moins 4. Des charges de cisaillement parallèles au plan du mur doivent normalement être limitées à 272 kg pour un panneau de
1,2 m. Les limites de charge de cisaillement et de charge ver- ticale utilisées dans cette construction, sont des limites de sécurité. L'invention réside également dans la découverte que la résistance du panneau est accrue si on l'enduit d'un mélange de ciment Portland et de plâtre au lieu de plâtre ordinaire et si on place le treillis à une distance.comprise entre 6,35
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et 9,5 mm de l'âme en polyuréthanne.
Bien que le polyuréthanne soit une mousse rigide pré- férée pour la présente invention, on peut utiliser n'importe quelle autre mousse polymère telle que du polystyrène.
Lorsque les murs du bâtiment ont été montés en place et sont prêts à recevoir du plâtre, on peut éventuellement en- duire la surface destinée à recevoir le plâtre d'un liant tel que l'acétate de polyvinyle plastifié afin d'améliorer l'adhé- rence entre la surface en papier du mur porteur et le plâtre.
On a constaté qu'un bâtiment construit au moyen du nouveau matériau de mur portant suivant l'invention,revêtu de chaque côté d'un enduit au plâtre ou d'un enduit analogue, présente des propriétés isolantes remarquables jusqu'à trois fois supérieures à celles d'une construction de bâtiment en panneaux de 2 x 4 et en plâtre normal.
Comme indiqué aux Fig. 22 à 28, il est également pos- sible d'utiliser des panneaux suivant l'invention comme matériau de toiture. Par exemple, on peut utiliser une tôle comme cou- verture externe pour un panneau de construction de 5 cm d'épais- seur. Les nervures des plaques de tôle s'agrafent les unes aux autres et peuvent être serties pour assembler les plaques. Une telle construction est notablement plus robuste que les pla- ques métalliques sans renforcement et reste très légère.
En général., on utilise les panneaux pour mur portant suivant l'invention pour construire un bâtiment de la manière sui- vante. On commence par couler une dalle de fondation en béton, puis on assemble les éléments des panneaux de mur portant.
En général, les panneaux sont préajustés;ou prétaillés afin-de réduire au minimum la main-d'oeuvre nécessaire sur le chantier.
On pose alors une semelle de positionnement sur la dalle et on
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fixe les traverses et les montants dans cette semelle. On glis- se ensuite les panneaux muraux dans les traverses et les mon- tants. On place normalement le toit avant application de l'enduit de plâtre. On peut ensuite appliquer l'enduit de plâtre sur toutes les surfaces interneset externe afin de former la construction achevée finale.
Comme on peut s'en rendre compte, la construction suivant l'invention représente un progrès majeur car il suffit d'expédier des matériaux légers. Les matériaux de construction plus lourds, c'est-à-dire le ciment, sont appliqués sur le chan- tier à partir de matériaux locaux et de main-d' oeuvre indi- gène. L'invention réduit, par conséquent, sensiblement le prix de revient de la construction. La construction suivant l'in- vention est particulièrement utile dans les pays sous-dévelop- pés. Toutefois, elle peut également être utilisée en n'importe quel endroit.
On a constaté que bien que le plâtre ou un autre enduit adhère à la surface en papier collée sur l'âme en polyuréthanne, si la surface en papier n'est pas utilisée, l'adhérence du plâtre au polyuréthanne est notablement ré- duite. Le mécanisme précis par lequel la couche de papier ? . intermédiaire améliore l'adhérence n'est pas .bien con- nu. Toutefois, on a pu constater que le papier remplit une fonction très importante favorisant le succès de la construc- tion de murs portants conformément à l'invention..
Dans le présent mémoire, on utilise les termes "papier" et "carton" de manière interchangeable car l'épais- seur des parements attachés à la mousse rigide n'est pas critique et. les deux matières peuvent être utilisées à cet effet.
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L'oxemple suivant sert simplement à illustrer l'in- vention et ne la limite en aucune manière* EXEMPLE.-
On fabrique un panneau sandwich à l'aide d'une pla- que de mousse de polyuréthanne rigide de 1,9 cm d'épaisseur comme âme. On découpe l'âme en rectangles de 0,6 x 2,4 m et on les aboute pour former une plaque de 1,2 x 2,4 m à laquelle on attache un treillis métallique (K-mesh) de chaque côté.
Pour fixer le treillis K-mesh, on utilise du fil d'acier n 18 que l'on passe à travers la plaque de mousse et que l'on at- tache au niveau de l'intersection soudée des tringles du treil- lis. Le joint abouté est destiné à simuler un joint non pré- fabriqué. On rabat le treillis avec décalage sur une distance. de 5 cm de chaque côté au niveau du joint abouté. Avant de fixer le treillis à la plaque de mousse, on enduit la mousse au pinceau d'une couche de liant. Ce liant est nécessaire parce que l'expérience a montré que l'adhérence est \moins bonne sans le liant. La plaque se gauchit considérablement lorsqu'on applique le liant humide.
La seule manière de réduire ce,. gauchissement au minimum est d'appliquer le liant uniformément et simultanément sur ,chaque face de la plaque. Même dans ce cas, on observe un certain gauchissement. On place alors la plaque assemblée dans un châssis de formage et on la pose horizontalement sur une dalle de béton. On coule sur la première face du panneau une couche de mélange de ciment Portland et de sable dans les proportions de 3:1. Après 2 jours, on retourne soi- gneusement le panneau et on coule l'autre côté de la même manière. On laisse durcir le panneau sandwich en milieu humide pendant 14 jours et on le sèche à l'air pendant 14 jours sup-
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plémentaires avant de le soumettre à des essais.
On place les panneaux sandwich préparés comme décrit plus haut verticale- ment dans une machine d'essai ;universelle Tenisu-Olsen, la di- mension de 2,4 m étant verticale et on applique une charge en compression au moyen de quatre indicateurs à cadran de grande amplitude mesurant la flexion correspondante. On effectue l'essai suivant les normes ASTM E72, sections 7 à 10.
On obtient les résultats suivants :
EMI11.1
<tb> Flexion <SEP> en <SEP> mm
<tb>
<tb> Charge <SEP> en <SEP> kg <SEP> verticale <SEP> horizontale <SEP> Remarques
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 227 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> charge <SEP> préalable
<tb>
<tb>
<tb> 454 <SEP> 0,36 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb> 907 <SEP> 0,41 <SEP> -0,1
<tb>
<tb>
<tb> 1.361 <SEP> ',0,43 <SEP> -0,15
<tb>
<tb>
<tb> 1.814 <SEP> 0,46 <SEP> -0,1
<tb>
<tb>
<tb> 2. <SEP> 268 <SEP> 0,48 <SEP> -0,05
<tb>
<tb>
<tb> 2.721 <SEP> 0,51 <SEP> +0,15
<tb>
<tb>
<tb> 3. <SEP> 175 <SEP> 0,53 <SEP> +0,41
<tb>
<tb>
<tb> 3. <SEP> 628 <SEP> 0,61 <SEP> +0,99
<tb>
<tb>
<tb> 4.082 <SEP> 0,64 <SEP> +1,19
<tb>
<tb>
<tb> 4.540 <SEP> 0,66 <SEP> +1,52
<tb>
<tb>
<tb> 4. <SEP> 989 <SEP> 0,69 <SEP> +1,93
<tb>
<tb>
<tb> 5.443 <SEP> 0,74 <SEP> +2,36
<tb>
<tb>
<tb> 5.
<SEP> 896 <SEP> 0,79 <SEP> +2,77
<tb>
<tb>
<tb> 6.350 <SEP> 0,84 <SEP> +3,38
<tb>
<tb>
<tb> 6.803 <SEP> 0,89 <SEP> +3,91
<tb>
<tb>
<tb> 7. <SEP> 257 <SEP> 0,94 <SEP> +470
<tb>
<tb>
<tb> 7. <SEP> 711 <SEP> 1,02 <SEP> +5,46
<tb>
<tb>
<tb> 8.164 <SEP> 1,09 <SEP> +6;30
<tb>
<tb>
<tb> 8.618 <SEP> 1,17 <SEP> +7,49
<tb>
<tb>
<tb> 9.070 <SEP> 1,27 <SEP> 49,25
<tb>
<tb>
<tb> ,9.933 <SEP> rupture <SEP> - <SEP> - <SEP> flambage
<tb>
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Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails dexécution décrits auxquels de nombreux changements et modifications peuvent être apportés sans sor- tir de son cadre.