SYSTEME DE CONSTRUCTION MODULAIRE
La présente invention a pour objet un système de construction ossature bois industrialisé pour la réalisation de bâtiments.
La présente invention a plus particulièrement pour objet un système de construction dont les performances permettent des empilements sur de nombreux niveaux d'étages sans structure porteuse rapportée.
On connaît déjà des systèmes construction en bois, ils sont essentiellement au nombre de trois, et présentent chacun des avantages et des inconvénients.
On connaît ainsi l'assemblage de murs en bois massif contre-collé, où des panneaux de bois continus sont reconstitués à partir d'assemblages de bois de petites sections en couches croisées. Les panneaux ainsi obtenus sont utilisés en remplissage de structure porteuse ou en tant que structure porteuse suivant des normes d'assemblages propres.
On connaît également les structures poteaux-poutres, comprenant une structure de bois de grande section qui est assemblée en étages, son dimensionnement pour les éléments verticaux (poteaux) et horizontaux (poutres) ainsi que leurs liaisons en assemblages reprend l'ensemble des efforts nécessaires à la réalisation du bâtiment, les dalles rapportées ainsi que les panneaux de mur viennent achever l'enveloppe du bâtiment et peuvent éventuellement assurer des fonctions de contreventement de la structure poteaux-poutres porteuse.
Enfin, on connaît également les constructions de type ossature bois, à savoir qu'un panneau de mur est constitué de montants bois verticaux pris sur une lisse basse et une lisse haute pour la constitution d'un panneau. Le panneau est constitué de cette structure contreventée par un panneau de contreventement, ou deux, fixé sur la structure. Les panneaux ainsi obtenus sont utilisés en remplissage de structure porteuse MODULAR CONSTRUCTION SYSTEM
The present invention relates to a system of industrialized wood frame construction for the realization of buildings.
The present invention more particularly relates to a construction system whose performance allows stacks on many levels of floors without structure reported carrier.
We already know wooden construction systems, they are essentially three in number, and each have advantages and disadvantages.
We thus know the assembly of solid wood walls laminated, where continuous wood panels are reconstituted from lumber assemblies of small sections in layers crossed. The panels thus obtained are used in filling of load-bearing structure or as structure carrier according to clean assembly standards.
Column-beam structures are also known, comprising a wooden structure of large section which is assembled in floors, its dimensioning for the elements vertical (columns) and horizontal (beams) as well as their connections in assemblies take up all the forces necessary for the construction of the building, the added slabs as well as the wall panels complete the envelope of the building and may possibly perform bracing of the load-bearing column-beam structure.
Finally, we also know constructions of type timber frame, i.e. a wall panel is made up of vertical timber studs taken from a low rail and a rail high for the constitution of a panel. The panel is consisting of this structure braced by a panel of bracing, or two, attached to the structure. The signs thus obtained are used in filling of supporting structure
2 ou en tant que structure porteuse suivant des normes d'assemblages propres.
Ces murs ossature bois peuvent être posés sur les planchers intermédiaires ou sur des structures poteaux-poutres.
Les lisses basse et haute du panneau ont plusieurs fonctions mécaniques et structurelles, à savoir :
- fixation et maintien des montants à l'entraxe voulu les uns par rapport aux autres - fixation de la lisse basse pour le maintien en alignement et en descente de charges du panneau.
- fixation des éléments de construction supérieurs sur la lisse haute du panneau.
Les lisses basses et hautes permettent de couturer le matériau ou système de contreventement en bordures basse et haute du panneau.
La construction ossature bois conventionnelle, présente toutefois des limites. Ainsi, les lisses basses et hautes d'un panneau ossature bois reprennent la charge portée par chaque montant dans le sens perpendiculaire à la fibre du bois.
Le bois porte beaucoup plus de charge par unité de surface dans le sens de sa fibre que dans le sens perpendiculaire à sa fibre, il en résulte un écrasement des lisses ou éléments de bois massifs aux fibres horizontales aux descentes ponctuelles de charge.
Typiquement, un système ossature conventionnel avec transfert de charges sur des bois aux fibres horizontales permet de porter des bâtiments en ossature bois jusqu'en niveau R+2, c'est-à-dire trois niveaux, au-delà il y a risque d'écrasement ponctuel de ces bois massifs qui arrivent en limite structurelle.
La présente invention a pour but de proposer un système de construction préfabriqué de structure ossature bois qui soit transportable et qui soit très largement empilable sans structure porteuse rapportée et sans être limité en nombre de niveaux réalisables. 2 or as a supporting structure according to standards clean assemblies.
These timber frame walls can be installed on intermediate floors or on post-beam structures.
The bottom and top rails of the panel have several mechanical and structural functions, namely:
- fixing and maintaining the uprights at the desired center distance in relation to each other - fixing of the bottom rail to keep it alignment and descent of panel loads.
- fixing of the upper construction elements on the top rail of the panel.
The low and high rails allow you to sew the low edge bracing material or system and top of the panel.
The conventional timber frame construction presents however limits. Thus, the low and high rails of a timber frame panel take up the load carried by each rising in the direction perpendicular to the wood grain.
Wood carries much more load per unit of surface in the direction of its grain than in the direction perpendicular to its fiber, this results in a crushing of the smooth or solid wood elements with horizontal fibers One-off load descents.
Typically, a conventional frame system with load transfer on timber with horizontal fibers allows to carry timber frame buildings up to level R + 2, that is to say three levels, beyond that there is a risk of crushing punctual of these massive woods arriving at the limit structural.
The object of the present invention is to provide a system prefabricated construction of timber frame structure that is transportable and which is very widely stackable without attached supporting structure and without being limited in number of achievable levels.
3 Le système de construction modulaire selon l'invention se caractérise en ce qu'il consiste en un système de construction où le gros uvre est constitué de plusieurs unités préfabriquées assemblées en superposition ; et en ce que chacune desdites unités est constituée d'une structure ossature bois, comprenant une succession de montants verticaux espacés selon un entraxe normalisé, dont lesdits montants verticaux sont filants toute hauteur entre planchers, et en ce que lesdits montants verticaux du mur en étage N+1 reposent chacun directement sur un montant vertical du niveau N, tandis que des assemblages latéraux aux montants verticaux et/ou des assemblages sur des éléments insérés entre montants verticaux assurent les fonctions de maintien et d'entretoisement desdits montants.
La descente de charge autorisée par montant est bien supérieure dans cette configuration, il n'y a pas de bois aux fibres horizontales en reprise de charge et donc pas d'écrasement.
Il n'y a pas de poteaux de reprise nécessaires comme dans un système poteau-poutre, on reste dans de l'ossature bois standard, sections de montants et entraxe, classe structurelle de bois selon la législation en vigueur.
Selon une autre version du système de construction modulaire selon l'invention, il se caractérise en ce qu'il consiste en un système de construction où le gros uvre est constitué de plusieurs unités préfabriquées assemblées en superposition ; et en ce que chacune desdites unités est constituée d'une structure ossature bois, comprenant une succession de montants verticaux espacés selon un entraxe normalisé, dont lesdits montants verticaux sont filants toute hauteur entre planchers, et en ce que lesdits montants verticaux du mur en étage N+1 reposent chacun sur un montant vertical du niveau N après avoir intercalé entre eux un élément apte à
assurer le report ou la descente de charges et réalisé dans un matériau ou dans un composite de plusieurs matériaux, qui est choisi en sorte de conserver ses propriétés mécaniques sous les contraintes de charges du ou des étages supérieurs, tandis que 3 The modular construction system according to the invention is characterized in that it consists of a construction system where the shell consists of several prefabricated units assembled in superposition; and in that each of said units consists of a timber frame structure, comprising a succession of vertical uprights spaced at a center distance standardized, of which said vertical uprights are continuous height between floors, and in that said vertical uprights of the wall on floor N + 1 each rest directly on an upright vertical of level N, while side assemblies at the vertical uprights and / or assemblies on elements inserted between vertical uprights perform the functions of maintenance and bracing of said amounts.
The authorized load descent per upright is higher in this configuration, there is no wood at the horizontal fibers in load recovery and therefore not overwrite.
There are no recovery poles needed as in a post-beam system, we stay in a wooden frame standard, upright sections and center distance, structural class of wood according to the legislation in force.
According to another version of the construction system modular according to the invention, it is characterized in that it consists of a construction system where the shell is made up of several prefabricated units assembled in superposition; and in that each of said units is made up of a wooden frame structure, comprising a succession of vertical uprights spaced at a center distance standardized, of which said vertical uprights are continuous height between floors, and in that said vertical uprights wall in floor N + 1 each rest on a vertical upright of the level N after having inserted between them an element capable of ensure the transfer or lowering of loads and carried out in a material or in a composite of several materials, which is chosen so as to keep its mechanical properties under load constraints of the upper storey (s), while
4 des assemblages latéraux aux montants verticaux et/ou des assemblages sur des éléments insérés entre montants verticaux assurent les fonctions de maintien et d'entretoisement desdits montants verticaux.
Les éléments intercalés, réalisés dans un matériau, ou dans un composite de plusieurs matériaux, du métal par exemple, sont susceptibles de constituer également des moyens de fixation.
Leur nature et leurs caractéristiques dimensionnelles, sont bien entendu choisis et calculées en fonction des caractéristiques du bâtiment, et notamment de la charge à
laquelle ils peuvent être soumis. Cela exclut les bois massifs qui, comme cela a été évoqué précédemment, peuvent arriver en limite structurelle de compression, et ainsi présenter des risques d'écrasement ponctuel.
Ces éléments peuvent consister en des tôles, ou des profilés non limitativement en métal, des cornières par exemple.
Ils peuvent également être réalisés dans des matériaux tels que du béton, armé ou non, une résine renforcée ou non de fibres, des panneaux de bois reconstitué, des bois industriels aboutées et ou contrecollés, des bois industriels laminés, des essences de bois sélectionnées pour offrir les propriétés de compression exigées, des matériaux polymères ou biosourcés à base de liants polymères ou naturels, des métaux ferreux ou non ferreux, des assemblages de plusieurs de ces matériaux, l'un pouvant offrir une résistance à la compression ou au cisaillement à titre d'exemple, l'autre offrant une résistance à un moment, ou bien un des composites peut être sélectionné pour offrir une résistance au feu par exemple.
Il est possible qu'un montant vertical ne soit pas dans le prolongement exact du montant vertical correspondant du niveau supérieur et/ou inférieur. Ces éléments ont pour but de permettre le rattrapage d'un décalage dans le sens longitudinal du mur.
Selon une caractéristique additionnelle du système de construction selon l'invention, les montants verticaux sont assemblés sur un longeron horizontal bas qui est destiné à
porter des solives de plancher.
Selon une autre caractéristique additionnelle du système de construction selon l'invention, les montants verticaux sont 4 from side assemblies to vertical uprights and / or assemblies on elements inserted between vertical uprights perform the functions of maintaining and bracing said vertical uprights.
Interposed elements, made of a material, or in a composite of several materials, metal for example, are likely to also constitute means of fixation.
Their nature and dimensional characteristics, are of course chosen and calculated according to the characteristics of the building, in particular the load which they can be submitted to. This excludes solid woods which, as was mentioned previously, can happen in structural limit of compression, and thus present risk of occasional crushing.
These elements can consist of sheets, or non-limitingly metal profiles, angles for example.
They can also be made from materials such as concrete, reinforced or not, a resin reinforced or not with fibers, reconstituted wood panels, industrial wood butted and or laminated, industrial laminated timber, species of wood selected to offer the compression properties required, polymeric or biobased materials based on binders polymers or natural, ferrous or non-ferrous metals, assemblies of several of these materials, one of which can provide compressive or shear strength as a example, the other offering resistance at a time, or one of the composites can be selected to provide a fire resistance for example.
It is possible that a vertical post is not in the exact extension of the corresponding vertical post of the upper and / or lower level. These elements are intended to allow the correction of an offset in the longitudinal direction from the wall.
According to an additional characteristic of the construction according to the invention, the vertical uprights are assembled on a low horizontal spar which is intended to wear floor joists.
According to another additional characteristic of the system construction according to the invention, the vertical uprights are
5 assemblés sur un longeron horizontal haut qui est destiné à
porter des solives de plafond ou de toiture.
Selon une autre caractéristique additionnelle du système de construction selon l'invention, les montants verticaux portent directement des solives de plafond ou de toiture.
Les unités préfabriquées sont destinées à être superposées entre elles, et des ensembles d'unités superposées peuvent être juxtaposés, ce qui peut être réalisé selon des manières nombreuses et variées, comme par exemple, non limitativement, entre longerons, entre longerons et solives, entre longerons et montants, entre montants et montants, entre montants et solives, etc._ Les avantages et les caractéristiques du système de construction selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente plusieurs modes de réalisation non limitatifs.
Dans le dessin annexé :
- la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une structure réalisée selon le système de construction selon l'invention.
- la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'une variante de la même structure.
- la figure 3 représente une vue schématique en perspective d'un autre mode de réalisation d'une structure selon le système de construction selon l'invention.
- la figure 4 représente une vue schématique partielle en perspective du même autre mode de réalisation d'une structure selon le système de construction selon l'invention.
En référence à la figure 1, on peut voir une structure réalisée selon le système de construction selon l'invention. 5 assembled on a high horizontal spar which is intended to wear ceiling or roof joists.
According to another additional characteristic of the system construction according to the invention, the vertical uprights directly support ceiling or roof joists.
Prefabricated units are intended to be superimposed between them, and sets of superimposed units can be juxtaposed, which can be achieved according to many and varied ways, for example, no limitatively, between side members, between side members and joists, between side members and uprights, between uprights and uprights, between studs and joists, etc.
The advantages and characteristics of the construction according to the invention, will emerge more clearly from the following description which relates to the appended drawing, which represents several embodiments not limiting.
In the attached drawing:
- Figure 1 shows a schematic view in perspective of a structure made according to the system of construction according to the invention.
- Figure 2 shows a schematic view in perspective of a variant of the same structure.
- Figure 3 shows a schematic view in perspective of another embodiment of a structure according to the construction system according to the invention.
- Figure 4 shows a partial schematic view in perspective of the same other embodiment of a structure according to the construction system according to the invention.
Referring to figure 1, we can see a structure produced according to the construction system according to the invention.
6 Cette structure comprend deux modules 1 superposés, qui sont de conceptions identiques.
Chaque module 1 comprend des montants verticaux 2, parallèles et espacés suivant un entraxe déterminé pour la constitution d'un mur porteur, entraxe qui peut être assuré, non limitativement par des entretoises, non représentées.
Dans le mode de réalisation représenté, les montants 2 d'un même mur d'un module 1 sont assemblés en partie basse par un longeron horizontal 3, et les deux longerons horizontaux 3 de deux murs en regard portent des solives de plancher 4, et tandis que les montants 2 des deux murs portent en partie haute des solives de plafond ou de toiture 5.
Par ailleurs, chacun des murs est renforcé par contreventement intérieur 20 et/ou extérieur 21.
Ces assemblages peuvent être de toute nature, ils seront calculés pour être suffisants pour garantir la cohésion de la structure de l'unité modulaire au transport et ensuite dans son usage en tant qu'élément structurel du bâtiment.
Selon l'invention, le module 1 supérieur repose sur le module 1 inférieur par aboutement direct de chacun des montants verticaux 2 du module 1 supérieur avec un montant vertical 2 du module 1 inférieur. Les montants verticaux 2 sont donc, d'un niveau à un autre, dans le prolongement l'un de l'autre, sans interposition de bois aux fibres horizontales en reprise de charge et donc pas de risque d'écrasement.
En référence maintenant à la figure 2, on peut voir une variante, où les montants verticaux 2 d'un même mur sont assemblés en partie haute sur un longeron horizontal 50, lequel porte les solives de plafond ou de toiture 5.
En référence maintenant à la figure 3, on peut voir un autre mode de réalisation d'une structure selon l'invention.
Ainsi, chacun des montants verticaux 1 d'un module 1 supérieur ne sont pas aboutés directement à un montant vertical 1 du module 1 inférieur, mais est intercalé un élément 6 réalisé en un matériau, ou dans un composite de plusieurs matériaux, qui est choisi en sorte d'être apte à conserver ses propriétés 6 This structure includes two superimposed modules 1, which are of identical designs.
Each module 1 includes vertical uprights 2, parallel and spaced at a determined center distance for the constitution of a load-bearing wall, center distance which can be ensured, no limitatively by spacers, not shown.
In the embodiment shown, the uprights 2 of a same wall of a module 1 are assembled in the lower part by a horizontal spar 3, and the two horizontal spars 3 of two facing walls carry 4 floor joists, and while that the uprights 2 of the two walls bear in the upper part of the ceiling or roof joists 5.
In addition, each of the walls is reinforced by internal bracing 20 and / or external 21.
These assemblies can be of any kind, they will be calculated to be sufficient to guarantee the cohesion of the structure of the modular unit during transport and then in its use as a structural element of the building.
According to the invention, the upper module 1 rests on the lower module 1 by direct abutment of each of the uprights 2 of the upper module 1 with a vertical post 2 of the lower module 1. The vertical uprights 2 are therefore of a level to another, in the continuation of one another, without interposition of wood with horizontal fibers in recovery load and therefore no risk of crushing.
Referring now to Figure 2, we can see a variant, where the vertical uprights 2 of the same wall are assembled in the upper part on a horizontal spar 50, which supports ceiling or roof joists 5.
Referring now to Figure 3, we can see a another embodiment of a structure according to the invention.
Thus, each of the vertical uprights 1 of a higher module 1 are not butted directly to a vertical post 1 of the lower module 1, but an element 6 made of a material, or in a composite of several materials, which is chosen so as to be able to retain its properties
7 mécaniques sous la contrainte de la charge du ou des étages supérieurs, et qui peut consister, non limitativement, en une tôle.
Selon les propriétés mécaniques des éléments 6, il peut être envisagé de décaler les montants verticaux 2 d'un module 1 inférieur par rapport à ceux d'un module 1 supérieur, les éléments 6 assurant le report de charge, et étant choisis en sorte de résister aux contraintes de compression et de cisaillement générées par le bâtiment.
Dans ce mode de réalisation on notera que les deux modules 1 superposés partagent deux longerons horizontaux 30 et les mêmes solives 40, qui pour le module 1 inférieur constituent des longerons hauts et respectivement des solives de plafond, tandis que pour le module supérieur ils constituent des longerons bas et respectivement des solives de plancher.
La figure 4, qui concerne le même mode de réalisation permet de constater que d'une part que les éléments 6 intercalés entre les montants verticaux 2 d'un module 1 inférieur et ceux d'un module 1 supérieur consistent, non limitativement, en des profilés en forme de cornière, et d'autre part que les assemblages des différents composants de la structure sont réalisés au travers de connecteurs C.
Quel que soit le mode de réalisation considéré, le système de construction selon l'invention permet de réaliser des structures sans limitation en nombre de niveaux. 7 mechanical under the stress of the load of the stage (s) higher, and which may consist, without limitation, of a sheet metal.
Depending on the mechanical properties of the elements 6, it can be considered to shift the vertical uprights 2 of a module 1 lower than those of a higher module 1, the elements 6 ensuring the load transfer, and being chosen in kind of withstand the stresses of compression and shear generated by the building.
In this embodiment, it will be noted that the two superimposed modules 1 share two horizontal beams 30 and the same joists 40, which for the lower module 1 constitute high side members and respectively ceiling joists, while for the higher module they constitute bottom side rails and floor joists respectively.
Figure 4, which relates to the same embodiment shows that on the one hand that the elements 6 intercalated between the vertical uprights 2 of a lower module 1 and those of a higher module 1 consist, without limitation, of profiles in the form of an angle, and on the other hand that the assemblies of the various components of the structure are made through C connectors.
Whatever the embodiment considered, the construction system according to the invention enables structures without limitation in number of levels.