CH684014A5 - Structure spatiale tridimensionnelle. - Google Patents
Structure spatiale tridimensionnelle. Download PDFInfo
- Publication number
- CH684014A5 CH684014A5 CH306990A CH306990A CH684014A5 CH 684014 A5 CH684014 A5 CH 684014A5 CH 306990 A CH306990 A CH 306990A CH 306990 A CH306990 A CH 306990A CH 684014 A5 CH684014 A5 CH 684014A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- elements
- bars
- flat
- structure according
- nodes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
- E04C3/18—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with metal or other reinforcements or tensioning members
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
- E04B2001/1924—Struts specially adapted therefor
- E04B2001/1933—Struts specially adapted therefor of polygonal, e.g. square, cross section
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
- E04B2001/1957—Details of connections between nodes and struts
- E04B2001/1963—Screw connections with axis at an angle, e.g. perpendicular, to the main axis of the strut
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
- E04B2001/1975—Frameworks where the struts are directly connected to each other, i.e. without interposed connecting nodes or plates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
- E04B2001/1981—Three-dimensional framework structures characterised by the grid type of the outer planes of the framework
- E04B2001/1984—Three-dimensional framework structures characterised by the grid type of the outer planes of the framework rectangular, e.g. square, grid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Description
1
CH 684 014 A5
2
Description
La présente invention concerne une structure spatiale tridimensionnelle comportant un système réticulé d'éléments unidimensionnels travaillant à la compression ou à la traction et aboutissant à un ensemble de nœuds indépendants les uns des autres.
Dès le début du vingtième siècle, l'avènement de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques d'assemblage a permis le développement de ce nouveau type de structures, permettant la délimitation d'espaces et de surfaces importants, dont la majorité des réalisations cependant, compte tenu des rapports poids/caractéristiques statiques/résistance des matériaux en présence, sont constituées d'éléments métalliques.
La première construction de ce genre est un belvédère de 30 mètres de haut, due à Graham Bell en 1907, dans le cadre de ses recherches de structures légères pour les avions. Cette amorce d'industrialisation déboucha sur un certain nombre de systèmes connus, tels que le système «Unitrust» développé avant la dernière guerre, le système allemand «Mero», mis au point immédiatement après celle-ci, puis les sytèmes britanniques «Space Deck» et «Nodus», le sytème canadien «Triodetic», le système français «SDS Unibat Spherobat», le système suisse «Varitec», ainsi qu'une multitude d'autres systèmes régionaux. A ce jour, chaque pays ou presque dispose de ses propres systèmes, en fonction des matériaux disponibles et de son degré d'industrialisation.
Dans les systèmes mentionnés ci-dessus, dont certains comportent des éléments en bois entre nœuds, les nœuds sont en général constitués d'une pièce métallique unique, forgée ou soudée et usinée, et qui constitue une articulation. Il n'y a donc pas de continuité directe dans la transmission des efforts à l'endroit des nœuds. De plus, le montage de la structure doit en général être entièrement effectué sur le chantier.
Le but de la présente invention est de proposer une structure spatiale tridimensionnelle du type de celles mentionnées ci-dessus, mais ne présentant pas les inconvénients des structures connues, et permettant en particulier d'une part l'utilisation d'aciers marchands pour la constitution des nœuds, et d'autre part d'assurer une continuité dans la transmission des efforts à l'endroit des nœuds.
A cet effet, l'invention concerne une structure spatiale tridimensionnelle comportant un système réticulé d'éléments unidimensionnels travaillant à la compression ou à la traction et aboutissant à un ensemble de nœuds indépendants les uns des autres, telle que définie à la revendication 1.
La conception de la structure selon l'invention permet la réalisation de couvertures de toutes formes et de dimensions importantes sans appuis intermédiaires, par exemple pour des marchés couverts, des halles de stockage ou de fabrication, des constructions sportives ou des passerelles piéton-nières. La fabrication de la structure est facile, avec des éléments simples et un outillage standard. Elle permet une préfabrication simple en atelier et un montage rapide sur le chantier. La légèreté de la construction permet une économie des points d'appui, ainsi qu'une continuité dans la réalisation d'enveloppes n'ayant plus à être dissociées en murs et en toiture. De plus cette conception permet un effet esthétique certain dans la délimitation des espaces.
La description qui suit, donnée à titre d'exemple, se réfère au dessin sur lequel:
la fig. 1 est une vue schématique partielle en plan d'un exemple de structure selon l'invention,
la fig. 2 est une vue partielle en élévation de la structure de la fig. 1,
la fig. 3 est une vue partielle en coupe selon la ligne C-C de la structure de la fig. 1,
la fig. 4 montre un exemple de nœud de la structure de la fig. 1, vu depuis dessus,
la fig. 5 est une vue partielle en coupe selon la ligne A-A du nœud de la fig. 4,
la fig. 6 est une vue partielle en coupe selon la ligne B-B du nœud de la fig. 4,
la fig. 7 est une vue depuis dessus d'un exemple d'élément de liaison double coudé,
la fig. 8 est une vue en élévation de l'élément de liaison de la fig. 7,
la fig. 9 est une vue depuis dessus d'un exemple d'élément de liaison simple coudé, et la fig. 10 est une vue depuis dessus d'un exemple d'élément de liaison simple plan.
La structure représentée sur les fig. 1 à 3 est réalisée sous la forme d'un sytème réticulé comportant deux nappes parallèles de barres 1,1' disposées selon des mailles carrées, les nœuds 2 de la nappe inférieure étant décalés par rapport à ceux 2' de la nappe supérieure et situés en regard des centres des mailles de la nappe supérieure, chacun desdits nœuds de la nappe inférieure étant relié par des barres diagonales 3 aux quatre nœuds de la maille correspondante de la nappe supérieure. Toutes les barres, de nappe ou diagonales, sont de longueur identique et sont réalisées en bois équarri. Elles peuvent également être réalisées en bois rond ou lamellé collé.
Les nœuds sont réalisés à l'aide de fers plats, rectilignes ou coudés, reliés à des éléments antagonistes du treillis, empilés parallèlement les uns aux autres et solidarisés par une pièce intermédiaire boulonnée ou rivetée. Ils permettent ainsi d'assurer une continuité directe dans la transmission des efforts.
Un exemple de nœud est représenté sur les fig. 4 à 6. Le nœud représenté sur ces figures est un nœud intérieur inférieur (tel que le nœud 8 de la fig. 2). Afin de ne pas surcharger inutilement la figure, une seule des quatre barres diagonales 3 a été représentée sur la fig. 4, seuls les axes des autres barres diagonales 3 étant représentés. Pour la même raison, seuls les axes des barres diagonales 3 sont représentés sur la fig. 5, et deux seulement des barres horizontales 1 sont représentées sur la fig. 6. Comme on le voit sur la fig. 6, le nœud est réalisé par un assemblage d'éléments métalliques plats 4, 5, 6, 7 superposés selon des plans parallèles, ces éléments étant plans 4, 5 ou
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
2
3
CH 684 014 A5
4
coudés 6, 7, selon qu'ils sont solidaires d'une barre de nappe 1 ou d'une barre diagonale 3, la liaison entre ledit élément métallique plat et la barre en bois étant réalisée à l'aide d'un couple de plaques métalliques de jonction 8, 8' ou 9, 9' (fig. 4) soudées sur les bords des éléments plats et insérées dans des fentes à l'extrémité de la barre 1 ou 3, lesdites plaques de jonction étant fixées transversalement par des broches standard 10 traversant la barre.
Bien entendu, la liaison entre l'élément métallique plat et la barre en bois peut également être réalisée de toute autre manière adéquate, comme par exemple en prolongeant l'élément plat par soudure de deux ailes formant une croix en coupe transversale et que l'on insère dans des fentes réalisées à l'extrémité de la barre.
Les nœuds comprennent en outre des pièces intermédiaires 9, disposées entre les éléments plats 4, 5 solidaires des barres des nappes et les éléments plats 6, 7 solidaires des barres diagonales, et destinées à permettre le centrage des axes des barres au centre des nœuds. Il peut s'agir d'un fer carré percé en son centre pour permettre le passage d'un boulon traversant également les éléments plats solidaires des barres de façon à serrer l'ensemble à l'endroit du nœud. Un tel nœud est par conséquent démontable et travaille au cisaillement. Selon une variante d'exécution, cette pièce intermédiaire est constituée par un élément de tube carré, le serrage de l'ensemble étant assuré par un rivet Huck conférant une précontrainte au nœud et lui permettant de travailler par frottement.
L'ensemble constitué par un élément plat et ses plaques de jonctions correspondantes peut être réalisé sous la forme d'un élément métallique de liaison unitaire, tels que ceux représentés, par exemple, sur les fig. 7 à 10. Ces éléments de liaison peuvent être simples ou doubles, selon qu'ils sont prévus pour être rendus solidaires d'une ou de deux barres. Un élément de liaison double coudé est représenté sur les fig. 7 et 8. Cet élément présente un axe de symétrie transversal 12 et un axe de symétrie longitudinal 14. Il comporte deux couples de plaques de jonction 9, 9' soudées sur les bords d'un élément plat 6, à chacune de ses extrémités, de part et d'autre de son axe longitudinal 14. Chacune des barres de jonction 9, 9' est percée de quatre trous 11 destinés à la fixation de l'élément sur la barre au moyen des broches 10, après insertion des plaques de jonction dans les fentes de la barre. L'élément plat 6 comporte quatre lignes de pliage 15 et un trou 13 en son centre, destiné à recevoir un organe de fixation de l'assemblage, tel un boulon ou un rivet. L'élément de liaison double non coudé peut être réalisé selon des caractéristiques sensiblement identiques à celle de l'élément coudé, seule la longueur de l'élément plat 6 étant inférieure à celle de l'élément plat coudé. Un élément simple coudé est représenté sur la fig. 9. Il comporte un couple de barres de jonction 17, 17' soudées sur les bords d'un élément plat 16, de part et d'autre de son axe longitudinal 19, l'élément plat 16 étant coudé selon deux lignes de pliage 18 et percé d'un trou 20 destiné à recevoir l'organe de fixation de l'assemblage. Un élément simple non coudé est représenté sur la fig. 10. Mis à part l'élément plat 16', plus court que l'élément plat 16 de l'élément de liaison de la fig. 9, toutes les autres parties de l'élément de liaison de la fig. 10 sont identiques à celles de l'élément de liaison de la fig. 9. Chacune des plaques de jonction 17, 17' de ces éléments de liaison sont percées de quatre trous 21 destinés au passage des broches de fixation, après insertion des plaques de jonction dans les fentes de la barre. Il est bien entendu que le nombre de broches nécessaires peut être inférieur ou supérieur à 4 selon le mode de réalisation et en fonction des efforts à transmettre.
Les éléments du nœud peuvent être réalisés avec des fers plats FE 360 et des boulons de charpente métallique ou des rivets Huck standard combinés avec des tubes carrés RHS Fe 430. Les barres peuvent être en bois de classe II. Selon un exemple de réalisation d'une telle structure, toutes les barres ont une section carrée de 8 centimètres de coté et une longueur de 138 centimètres, les barres diagonales ayant une inclinaison a (fig. 3 et 6) de 46.56°; selon cet exemple de réalisation, les éléments plats ont une épaisseur de 0.6 centimètre, la pièce d'assemblage intermédiaire 9 ayant une hauteur de 3 centimètres.
La réalisation de la structure de l'invention n'est bien entendu pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus. En particulier, les éléments de liaison plats peuvent également être réalisés à partir de tubes de section quelconque, coudés ou non et aplatis à l'endroit du nœud. D'autre part, les barres de la structure peuvent également être métalliques, la liaison des éléments du nœud au barres pouvant être réalisée selon tout mode d'assemblage connu.
La réalisation et la fabrication des éléments de la structure n'exigent aucun outillage particulier et permettent une industrialisation en chaîne particulièrement économique. Les barres, coupées de longueur, sont entaillées et percées à chacune de leurs extrémités. Les fers plat, coupés de longueur, peuvent être étampés pour la constitution des trous, puis soudés aux couples de plaques de jonction.
Le montage de la structure peut être partiellement réalisé en atelier par une préfabrication d'éléments reliés les uns aux autres de façon à former des filières pour les nappes et des poutres triangu-lées pour les diagonales, ces éléments préfabriqués étant facilement transportables. La légèreté d'une nappe, même de dimensions importantes, permet ensuite un assemblage au sol extrêmement rapide par la superposition de ces éléments préfabriqués et leur solidarisation par boulons ou rivets précontraints du type Huck.
La structure décrite ci-dessus comporte des nappes à mailles carrées. Il est bien entendu également possible de réaliser des nappes à mailles triangulaires. D'autre part, la conception des nœuds permet la superposition de plusieurs nappes sans aucun problème.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
5
CH 684 014 A5
6
Claims (13)
1. Structure spatiale tridimensionnelle comportant un système réticulé d'éléments unidimensionnels (1, 1 3) travaillant à la compression ou à la traction et aboutissant à un ensemble de nœuds (2, 2') indépendants les uns des autres, caractérisée en ce que les nœuds sont réalisés par un assemblage d'éléments plats (4, 5, 6, 7), solidaires des éléments unidimensionnels, et superposés selon des plans parallèles.
2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments unidimensionnels sont des barres en bois et en ce que les éléments d'assemblage sont en métal.
3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments unidimensionnels et les éléments d'assemblage sont en métal.
4. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que la liaison barre/élément d'assemblage plat comporte au moins une plaque métallique solidaire de l'élément plat et fixée à l'extrémité de la barre.
5. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la liaison barre/élément d'assemblage plat comporte un couple de plaques métalliques (8, 8'; 9, 9'; 17, 17') solidaires de l'élément plat et insérées dans deux fentes situées à l'extrémité de la barre, l'ensemble étant maintenu à l'aide d'au moins une broche de fixation (10).
6. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux nappes parallèles de barres (1, 1'), les nœuds d'une nappe étant reliés aux nœuds de l'autre nappe par des barres diagonales (3), les éléments d'assemblage plats étant plans (4, 5) ou coudés (6, 7) selon qu'ils sont solidaires d'une barre de nappe ou d'une barre diagonale.
7. Structure selon la revendication 6, caractérisé en ce que les nœuds d'une nappe sont décallés de façon à être situés en regard du centre de la maille de la nappe adjacente, et en ce que chacun desdits nœuds d'une nappe est relié par des barres diagonales à chacun des nœuds délimitant ladite maille de la nappe adjacente située en regard dudit nœud.
8. Structure selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que les nœuds comportent des pièces intermédiaires d'assemblage (9), disposées entre les éléments plats solidaires des barres des nappes et les éléments plats solidaires des barres diagonales, et destinées à permettre le centrage des axes des barres au centre des nœuds.
9. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que toute les barres, de nappe ou diagonale, sont de même longueur.
10. Structure selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les barres des nappes sont disposées selon une maille carrée.
11. Structure selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les barres des nappes sont disposées selon une maille triangulaire.
12. Stucture selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments plats sont assemblés par boulonnage.
13. Structure selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les éléments plats sont assemblés par rivetage.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
4
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH306990A CH684014A5 (fr) | 1990-09-24 | 1990-09-24 | Structure spatiale tridimensionnelle. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH306990A CH684014A5 (fr) | 1990-09-24 | 1990-09-24 | Structure spatiale tridimensionnelle. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH684014A5 true CH684014A5 (fr) | 1994-06-30 |
Family
ID=4247937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH306990A CH684014A5 (fr) | 1990-09-24 | 1990-09-24 | Structure spatiale tridimensionnelle. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH684014A5 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103397694A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-20 | 常州工学院 | 一种张拉结构三维受压构件 |
-
1990
- 1990-09-24 CH CH306990A patent/CH684014A5/fr not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103397694A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-20 | 常州工学院 | 一种张拉结构三维受压构件 |
| CN103397694B (zh) * | 2013-08-09 | 2015-05-13 | 常州工学院 | 一种张拉结构三维受压构件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0928769B1 (fr) | Elément de flèche pour grue à tour | |
| FR2909948A1 (fr) | Dispositif d'absorption d'energie pour vehicule automobile | |
| FR2547875A1 (fr) | Piece d'assemblage metallique nervuree pour realiser un element structural de charpente en bois tel qu'une structure de solive | |
| CH684014A5 (fr) | Structure spatiale tridimensionnelle. | |
| EP0031804A2 (fr) | Structure spatiale en treillis | |
| EP0864702B1 (fr) | Ossature de bâtiment réalisée à partir de profilés à froid | |
| WO2013034572A1 (fr) | Poutre metallique adaptee pour realiser un element constitutif de la travee d'un pont | |
| FR2837849A1 (fr) | Glissiere de securite mixte bois-metal a resistance selective | |
| FR2534300A1 (fr) | Charpente pour echafaudages de constructions | |
| FR2504074A1 (fr) | Rancher pour vehicule de transport de marchandises et vehicules de charge | |
| FR2642141A1 (fr) | Profile metallique pour structure portante et structure ainsi obtenue | |
| FR2523059A1 (fr) | Nouvelle structure de brouette | |
| EP0026009B1 (fr) | Nouvelle palette pour appareil de levage à fourches | |
| FR2973821A1 (fr) | Montant de barriere modulable | |
| BE407431A (fr) | ||
| EP0086729B1 (fr) | Noeud de jonction et d'assemblage de figure géométrique tronconicopyramidale pour éléments multidirectionnels de structures tridimensionnelles | |
| BE895191A (fr) | Charpente spatiale legere en treillis | |
| FR2832170A1 (fr) | Noeud d'assemblage, structure spatiale et procede d'assemblage d'une telle structure au moyen d'un tel noeud | |
| FR3129161A1 (fr) | Structure porteuse en treillis constituée de skis usagés | |
| FR2809685A1 (fr) | Structure de dossier pour siege de vehicule | |
| FR3042519A1 (fr) | Poutre de construction | |
| BE461851A (fr) | ||
| WO2024105331A1 (fr) | Systeme de modules articules et emboitables pour former un element de structure | |
| FR2571407A2 (fr) | Poutres treillis en tubes assembles par elingues | |
| BE521668A (fr) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |