EP0041044B1 - Structures hexagonales - Google Patents
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- EP0041044B1 EP0041044B1 EP19810810182 EP81810182A EP0041044B1 EP 0041044 B1 EP0041044 B1 EP 0041044B1 EP 19810810182 EP19810810182 EP 19810810182 EP 81810182 A EP81810182 A EP 81810182A EP 0041044 B1 EP0041044 B1 EP 0041044B1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
- E04C1/39—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings characterised by special adaptations, e.g. serving for locating conduits, for forming soffits, cornices, or shelves, for fixing wall-plates or door-frames, for claustra
- E04C1/395—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings characterised by special adaptations, e.g. serving for locating conduits, for forming soffits, cornices, or shelves, for fixing wall-plates or door-frames, for claustra for claustra, fences, planting walls, e.g. sound-absorbing
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- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
- E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
- E04C2/36—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by transversely-placed strip material, e.g. honeycomb panels
- E04C2/365—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by transversely-placed strip material, e.g. honeycomb panels by honeycomb structures
Definitions
- the subject of the present invention is a system of structures formed by cells with a hexagonal cross section constituted essentially by unitary elements comprising planar parts and forming an angle of 120 ° between them, said elements constituting walls common to several adjacent cells.
- the object of the present invention is to allow the easy realization of the structures formed by cells with a hexagonal section and to increase the stability of these.
- honeycomb structure The first type of hexagonal structure according to the present invention, called honeycomb structure, is characterized in claim 1.
- unit elements each constituting at least one wall of three adjacent hexagonal cells, by the fact that these unit elements are stackable in a small volume and by the fact that they comprise formations of assembly for fixing them to each other in their assembled service position to create said structure.
- This alveolar type allows in particular the constitution of storage structures, such as a bottle, or a support structure particularly useful for the realization of steep anti-noise embankments, or very decorative claustras or sunbreakers.
- honeycomb structure The second type of structure according to the present invention, called honeycomb structure, is characterized in claim 2.
- the third type of hexagonal structure according to the present invention is characterized in claim 3.
- the rhombohedral structure completes the series of structures with a hexagonal section. It has for its object, still by means of elements stackable in a small volume, a structure made of closed hexagonal cells juxtaposed, all the consecutive walls of which form angles of 120 ° between them. The transmission of forces through and in a construction made according to this type of structure therefore takes place under the best conditions of resistance of the materials which can thus be implemented as economically as possible.
- a construction made according to this type of structure can develop in space along six main axes, orthogonal two by two, and six secondary axes, or in twenty-four different directions.
- this third type of living room structure of the present invention is to allow the easy realization of multiple constructions such as: viaducts, dikes, light and rigid rafts for foundations in very bad ground, floating caissons, silos and tanks, or even platform satellite built in orbit, etc. of practically unlimited dimensions, in particular by avoiding formwork and concrete pouring operations on the site, or the transport of bulky and unwieldy elements.
- This type of structure is distinguished by the fact that it comprises unitary elements composed of six flat diamond-shaped parts each constituting three and four consecutive walls of two cells juxtaposed plus five times a wall belonging to five other contiguous cells, namely: twelve walls per element or six times two faces, ie a complete cell per element.
- the fractional finishing elements comprise respectively five, four, two and a plane part of lozenge shape forming between them angles of 120 °. They allow construction to be stopped by closed rhombohedra, without the primers for extending the structure.
- the honeycomb structure illustrated in FIG. 1 in perspective is a hexagonal structure formed by unitary elements 1, 2, assembled to each other and resting on a flange 3 and between two end walls 4, 5.
- This hexagonal structure occupying a large volume is produced by the assembly of two types of unitary elements 1,2.
- the unitary elements 1, used at the beginning and at the end of the structure comprise two plane parts forming between them an angle of 120 ° while the elements 2, comprise three parts also forming between them angles of 120 °, the two end parts being located in parallel planes.
- unit elements 1, 2 are therefore easily stackable for their transport and, in this stacked position, occupy only a fraction, approximately one sixth in the case of a concrete version, of the volume of this type of mounted structure.
- Each flat part of a unitary element constitutes the wall separating two adjacent cells.
- the two parts of a unitary element 1 belong to three adjacent cells while the three parts of a unitary element 2 belong to four adjacent cells.
- the structure illustrated in Figure 1 rests on a base 3, and is laterally limited by walls 4, 5, made of concrete.
- the sole 3, can be horizontal or inclined and the side walls 4, 5, vertical or oblique.
- Such a structure can constitute an anti-noise retaining wall as illustrated in section in FIG. 2.
- the sole 3 is inclined backwards and the elements 1, 2 are stacked to form the cells.
- the earth 6 is maintained at the rear of this structure and takes its natural slope, around 30 °, inside the cells. It is thus possible to create a retaining or anti-noise wall much steeper than the 30 ° of the natural slope. Thus, for a given height, it is possible to use much less ground while improving the interception angle with respect to the source of the noise which, on the other hand, is picked up and damped in the cells.
- the latter partially filled with soil, can receive plants which is important for integrating such structures into the landscape and absorbing noise.
- retaining walls or anti-noise elements 1, 2 are made of concrete, possibly reinforced.
- the superimposed elements 2 can be offset to increase the stiffness of the retaining wall.
- narrower elements 2 ' are used to prevent the earth from running off.
- These elements 1, 2 include assembly formations which can be constituted by holes 7, and embedded rods 8, (FIG. 3) or embedded sleeves and bolts. It is obvious that other assembling formations can be envisaged.
- the element also made of concrete, illustrated in FIG. 4.
- the element comprises reinforcements 9, preventing it from breaking along its edges.
- the assembly formations here consist of projections 10, (tenons) respectively of the recesses 11, (mortises) in the form of pyramids located on the edges 12, respectively 13, of the element 2.
- This assembly method can be done dry or using a binder or glue.
- the elements of the structure can be made of plastic, agglomerated wood, fiber cement or metal, and the structure obtained can be used for storage, in particular as a bottle.
- the assembly formations can be formed by grooves and tongues, staples, rivets, etc.
- the honeycomb structure illustrated in perspective in FIG. 5 is also a structure with a hexagonal section.
- decomposition into stackable elements under a small volume it has for its object a double-sided honeycomb structure, similar to the hexagonal structure of cells in a honeycomb with its median partition, being able in particular to constitute anti screens -noise in concrete of a significant height without requiring excessive foundations, arches or light domes and a large span, metal frames or other materials, flat, cylindrical or peripheral, in particular aircraft hangar doors , locks, etc. which, due to their size, must be assembled on site.
- honeycomb structure is a structure similar to the structure of hexagonal cells in a honeycomb. It is distinguished by the fact that it comprises unitary elements each killing twice a wall common to two adjacent cells, on either side of the central partition, plus a proportional part of this partition closing the bottom of the cells. It is also distinguished by the fact that these elements are stackable and that they comprise assembly formations making it possible to fix them to each other to create said structure.
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Description
- La présente invention a pour objet un système de structures formées par des cellules à section hexagonale constituées essentiellement par des éléments unitaires comportant des parties planes et formant entre elles un angle de 120°, les dits éléments constituant des parois communes à plusieurs cellules adjacentes.
- On connaît déjà quelques exemples de structures hexagonales présentant quelques similitudes avec l'un ou l'autre type de structures selon la présente invention. Un exemple proche du type alvéolaire (DE-A-2 359 977) n'est toutefois constitué que d'éléments qui ne comportent que deux plans formant un angle de 120° et ne présente de ce fait ni la stabilité permettant de se passer d'étais provisoires, ni la répétitivité simple et uniforme des opérations de montage des structures selon la présente invention. Un autre exemple, proche du type nid d'abeilles (GB-A-601 957) est constitué d'éléments à trois plans formant calotte pyramidale, chaque plan ayant deux côtés communs avec les autres plans. Ces éléments ne permettent pas la réalisation de cellules ayant une certaine profondeur ou, s'ils comportent des plans additionnels pour constituer les parois latérales, ils ne sont plus empilables sous un faible volume comme c'est le cas avec tous les éléments selon la présente invention.
- Le but de la présente invention est de permettre la réalisation aisée des structures formées par des cellules à section hexagonale et d'augmenter la stabilité de celles-ci.
- Le premier type de structure hexagonale selon la présente invention dit structure alvéolaire est caractérisé dans la revendication 1.
- Il se distingue par le fait qu'il comporte des éléments unitaires constituant chacun au moins une paroi de trois alvéoles hexagonales adjacentes, par le fait que ces éléments unitaires sont empilables sous un faible volume et par le fait qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres dans leur position de service assemblée pour créer ladite structure.
- Ce type alvéolaire permet notamment la constitution de structures de rangement, telle un bouteiller, ou une structure de soutènement particulièrement utile pour la réalisation de talus anti-bruit raides, ou encore des claustras ou brise-soleils très décoratifs.
- Le deuxième type de structure selon la présente invention dit structure nid d'abeilles est caractérisé dans la revendication 2.
- Le troisième type de structure hexagonale selon la présente invention dit structure rhomboédrique est caractérisé dans la revendication 3.
- La structure rhomboédrique parachève la série des structures à section hexagonale. Elle a pour objet, toujours au moyen d'éléments empilables sous un faible volume, une structure faite de cellules hexagonales fermées juxtaposées dont toutes les parois consécutives forment entre elles des angles de 120°. La transmission des efforts à travers et dans une construction faite selon ce type de structure se fait donc dans les meilleures conditions de résistance des matériaux que peuvent ainsi être mis en oeuvre le plus économiquement possible.
- Une construciton faite selon ce type de structure peut se développer dans l'espace selon six axes principaux, orthogonaux deux à deux, et six axes secondaires, soit dans vingt-quatre directions différentes.
- Le but de ce traisième type de structure salon la présente invention est de permettre la réalisation aisée de constructions multiples telles que: viaducs, digues, radiers légers et rigides pour fondations en très mauvais terrain, caissons flottants, silos et citernes, voire plate-forme satellite construite en orbite, etc. de dimensions pratiquement illimitées, en évitant notamment des opérations de coffrage et de coulée de béton sur le chantier, ou la transport d'éléments encombrants et peu maniables.
- Ce type de structure se distingue par le fait qu'il comporte des éléments unitaires composés de six parties planes en forme de losanges constituant chacun trois et quatre parois consécutives de deux celules juxtaposées plus cinq fois une paroi appartenant à cinq autres cellules contigües soit: douze parois par élément ou six fois deux faces, c'est à dire une cellule complète par élément.
- Il se distingue lui aussi par le fait que ces éléments sont empilables et qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres pour créer ladite structure.
- Ces trois types de structure selon l'invention sont exposés ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution.
- La figure 1 est une vue en perspective d'une structure du type alvéolaire. Elle est formée d'éléments unitaires 1, 2, assemblés les uns aux autres et reposant sur une semelle 3 et entre deux murs d'extrémité 4, 5.
- La figure 2 en est une coupe transversale à plus grande échelle.
- Les figures 3 et 4 illustrent deux éléments unitaires formant ce type de structure.
- La figure 5 est une vue en perspective d'un morceau de structure du type nid d'abeilles. aaa, bb, ccc, ee, fff, hhh, sont des éléments unitaires.
- La figure 6 comporte une vue de face et une coupe transversale de la structure.
- La figure 7 illustre en perspective un élément unitaire formant la structure tandis que les figures 8 et 9 représentent des demi-éléments de finition pour le raccordement avec des surfaces rectilignes.
- Les figures 11 à 14 exposent un mode de réalisation du troisième type de structure dit: rhomboédrique.
- La figure 11 est une vue en perspective d'un morceau de structure. AAAAA, BBBBBB, CCCCCC, DDDDDD, sont des éléments unitaires entiers.
- La figure 12 est un élément unitaire entier.
- La figure 13 montre le développement à plat d'un élément unitaire entier dans le cas de réalisation en matériau laminé et plié.
- Enfin, la figure 14 représente des éléments fractionnaires de finition.
- Les éléments entiers, figure 12, comportent six parties planes de forme losangée formant entre elles des angles de 120°. Les angles obtus des losanges ayant une ouverture de 109°28'16" selon le calcul, soit pratiquement 109030'.
- Les éléments fractionnaires de finition, figure 14, comportent respectivement cinq, quatre, deux et une partie planes de forme losangée formant entre elles des angles de 120°. Ils permettent d'arrêter la construction par des rhomboèdres fermés, sans les amorces de prolongement de la structure.
- La structure alvéolaire illustrée à la figure 1 en perspective est une structure hexagonale formée d'éléments unitaires 1, 2, assemblés les uns aux autres et reposant sur une semelle 3 et entre deux murs d'extrémité 4, 5.
- Cette structure hexagonale occupant un grand volume est réalisée par l'assemblage de deux types d'éléments unitaires 1,2. Les éléments unitaires 1, utilisés au début et à la fin de la structure, comportent deux parties planes formant entre-elles un angle de 120° tandis que les éléments 2, comportent trois parties formant également entre-elles des angles de 120°, les deux parties extrêmes étant situées dans des plans parallèles.
- Ces éléments unitaires 1, 2, sont donc facilement empilables pour leur transport et, dans cette position empilée, occupent une fraction seulement, environ un sixième dans le cas d'une exécution en béton, du volume de ce type de structure montée.
- Chaque partie plane d'un élément unitaire constitue la paroi séparant deux alvéoles adjacentes. De plus, les deux parties d'un élément unitaire 1, appartiennent à trois alvéoles adjacentes tandis que les trois parties d'un élément unitaire 2, appartiennent à quatre alvéoles adjacentes.
- La structure illustrée à la figure 1 repose sur une semelle 3, et est limitée latéralement par des parois 4, 5, en béton. La semelle 3, peut être horizontale ou inclinée et les murs latéraux 4, 5, verticaux ou obliques.
- Une telle structure peut constituer un mur de soutènement anti-bruit comme illustré en coupe à la figure 2.
- La semelle 3, est inclinée vers l'arrière et les éléments 1, 2, sont empilés pour former les alvéoles. La terre 6, est maintenue à l'arrière de cette structure et prend sa pente naturelle, environ 30°, à l'intérieur des alvéoles. On peut ainsi réaliser un mur de soutènement ou anti-bruit beaucoup plus raide que les 30° de la pente naturelle. Ainsi, on peut pour une hauteur donnée utiliser bien moins de terrain tout en améliorant l'angle d'interception par rapport à la source du bruit qui, d'autre part, est capté et amorti dans les alvéoles. Ces dernière, partiellement remplies de terre, peuvent recevoir des végétaux ce que est important pour intégrer de telles structures dans le paysage et absorber le bruit.
- Dans la réalisation de murs de soutènement ou anti-bruit les éléments 1, 2, sont réalisés en béton, éventuellement armé.
- Dans la figure 2 on a montré que les éléments superposés 2, peuvent être décalés pour augmenter la raideur du mur de soutènement. Dans ce cas, des éléments plus étroits 2', sont utilisés pour empêcher la terre de ruisseler. On arrive, par cet artifice, à réaliser des talus ayant une face frontale pratiquement verticale.
- Ces éléments 1, 2, comportent des formations d'assemblage qui peuvent être constituées par des trous 7, et des tiges noyées 8, (figure 3) ou des douilles noyées et des boulons. Il est évident que d'autres formations d'assemlage peuvent être envisagées.
- C'est le cas de l'élément 2, également en béton, illustré à la figure 4. Dans cette exécution, l'élément comporte des renforts 9, évitant une rupture de celui-ci le long de ses arêtes.
- Les formations d'assemblage sont ici constituées par des saillies 10, (tenons) respectivment des creusures 11, (mortaises) en forme de pyramides situées sur les tranches 12, respectivement 13, de l'élément 2. Lors de l'assemblage de deux éléments les formations mâles s'engagent dans les formations femelles et fixent les éléments. Ce mode d'assemblage peut se faire à sec ou à l'aide d'un liant ou d'une colle.
- Dans une autre application, les éléments de la structure peuvent être en matière plastique, en agloméré de bois, en fibro-ciment ou en métal, et la structure obtenue peut être utilisée comme rangement, notamment comme bouteiller. Dans ce cas, les formations d'assemblage peuvent être formées par des rainures et des languettes, des agrafages, rivetages, etc.
- La structure nid d'abeilles illustrée en perspective à la figure 5 est aussi une structure à section hexagonale. En application du même principe: décomposition en éléments empilables sous un faible volume, il a pour objet une structure alvéolaire double-face, semblable à la structure hexagonale des cellules dans un rayon d'abeilles avec sa cloison médiane, pouvant notamment constituer des écrans anti-bruit en béton d'une hauteur importante sans nécessiter des fondations excessives, des voûtes ou des coupoles légères et d'une grande portée, des huisseries métalliques ou d'autres matières, planes, cylindriques ou émisphériques, notamment portes de hangar d'aviation, écluses, etc., qui, en raison de leurs dimensions, doivent être assemblées sur place.
- Le type de structure nid d'abeilles selon la présente invention est une structure semblable à la structure des cellules hexagonales dans un rayon d'abeilles. Elle se distingue par le fait qu'elle comporte des éléments unitaires constituant chacun deux fois une paroi commune à deux alvéoles adjacentes, de part et d'autre de la cloison médiane, plus une part proportionnelle de cette cloison fermant le fond des alvéoles. Elle se distingue également par le fait que ces éléments sont empilables et qu'ils comportent des formations d'assemblage permettant de les fixer les uns aux autres pour créer ladite structure.
- Quand à la structure rhomboédrique illustrée en perspective à la figure 11, elle est un développement de la structure nid d'abeilles dans lequel les parois latérales des cellules devenues des losanges semblables aux facettes de la cloison médiane, sont à leur tour prolongées par d'autres losanges semblables de façon à obtenir des cellules fermées à douze faces, parallèles deux à deux, et se juxtaposant parfaitement, de manière à pouvoir remplir tout l'espace nécessaire. Cette structure est, elle aussi, décomposée en éléments qui peuvent être empilés sous un volume considérablement réduit pour le stockage et le transport.
Claims (10)
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