EP0214892B1 - Structure porteuse pour la réalisation d'éléments volumiques, notamment destinés à être accolés à des bâtiments - Google Patents

Structure porteuse pour la réalisation d'éléments volumiques, notamment destinés à être accolés à des bâtiments Download PDF

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EP0214892B1
EP0214892B1 EP86401762A EP86401762A EP0214892B1 EP 0214892 B1 EP0214892 B1 EP 0214892B1 EP 86401762 A EP86401762 A EP 86401762A EP 86401762 A EP86401762 A EP 86401762A EP 0214892 B1 EP0214892 B1 EP 0214892B1
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EP
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bearing
intersection
beams
connecting means
dihedral
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EP86401762A
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Alain Marcusse
Max Pinel
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Alcan France SA
Original Assignee
Technal SA
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    • Y10T403/32114—Articulated members including static joint
    • Y10T403/32221—Articulate joint comprises pivoted clevis or channel bar

Definitions

  • the present invention relates to load-bearing structures allowing the production of volume elements, such as canopies or other glazed exterior volumes, intended to be attached to buildings, in particular to develop their comfort and / or constitute passive sensors.
  • volume elements such as canopies
  • frameworks formed from profiles such as for example those described in English patent applications NO 2,078,274 and NI 2,093,144.
  • such structures must be load-bearing, it is common practice to use steel elements, assembled on site by welding; once the frame is mounted, light alloy profiles, in particular aluminum, are used to make a facing of the volume element, these profiles being subjected to minimal forces having nothing to do with those which are collected by the steel frame.
  • US-A-2 234 960 shows a structure where the association of the two profiles is organized so that they make between them an angle different from a right angle.
  • the angle is thus fixed by construction and is not variable according to the needs of the structure to be produced, in particular when the latter is scalable.
  • the main object of the invention is to provide a support structure which can be produced from light alloy profiles, aluminum in particular, with mechanical assembly techniques, avoiding any mechanized welding operation.
  • Another object of the invention is to be able to have a load-bearing structure which is particularly well suited to the production of any roofing framework, which can be affixed to facade framework or to structural work, the supporting profiles being able to have relative directions. very variable for the two dihedral planes.
  • Another object of the invention is to provide a support structure, the sub-assemblies of which can be pre-assembled, which further reduces assembly times in situ.
  • Another object of the invention is to make it possible to produce load-bearing frameworks of prismatic shape of very varied types, in particular structures forming for structures of sand, hip, hip, and edge hip roofing, in accordance with names. common in this area. This generally concerns any junction between roof plans, facade plans, roof plans and facade plans, these planes being able to be vertical or not.
  • the bearing structure considered, for the production of volume elements, in particular intended to be attached to buildings the external surface of which has at least two planes forming a dihedral, at least one of said planes being defined by at least two bearing profiles having a longitudinal cavity, and the edge of each plane, adjacent to the intersection of the dihedral, being materialized by an intersection profile comprising a central veil, first connecting means being provided for fixing each profile d intersection with said associated plane and second connecting means being provided between the intersection profiles, said second connecting means comprising junction pieces fixed to the central web of the intersection profiles and defining an articulated hinge whose axis is essentially parallel to the intersection of the dihedral, said first and second connecting means being removable and ensuring, without a welded connection, the tra nsmission of efforts, is characterized in that said first connecting means comprise, when the plane is defined by profiles carrying sections of sections fixed by means of an intermediate support plate on the associated intersection profile and embedded in the corresponding cavity of said support profiles, the intermediate support plate being fixed on the one
  • one of the two planes forming a dihedral is defined by support profiles having a longitudinal cavity, said support profiles preferably having a direction essentially parallel to the line of greatest slope of said plane, the other plan being defined by the building itself, the first means of connection of the intersection profile associated with the latter plane achieving a direct fixing of said profile on the shell.
  • each of the two planes forming a dihedral is defined by bearing profiles having a longitudinal cavity, said bearing profiles preferably having a direction essentially parallel to the line of greatest slope of the plane which they define.
  • the support profiles are essentially organized in pairs of identical profiles, one pair comprising a support profile for each plane, the first and second connecting means being arranged at the ends of said support profiles.
  • each intersection profile comprises a generally planar central veil, on either side of which the first and second connecting means are arranged, said veil being pierced with oblong holes for in situ adjustment of the fixing of the intermediate support piece on the associated profile section; the end sections of the support profiles and associated profile sections, adjacent to the intersection profile considered can form planes essentially parallel to the direction of said intersection profile.
  • the intermediate support plate has on the side opposite to that of the end section of the profile section, at least one groove receiving fixing means on said section, these means allowing a fixing for a certain angular range of the plane. of said end section relative to a straight section, which allows the adaptability of the same parts to variable situations and allows an easy backlash during assembly.
  • the means for fixing the intermediate support plate to the profile section comprise at least one support shoe disposed in an associated groove in said plate, said shoe supporting a shim of variable orientation serving as support for the head of a fixing bolt, and the shim has a flat face for the support of the bolt head, and a curved face disposed against a corresponding cradle provided on the support shoe.
  • a cover profile is clipped onto the intersection profile to reconstitute the rebate of said profile and define therewith a filling volume, said cover profile having openings for the passage of the ends of the support profiles, while masking the 'assembly of said bearing profiles on the associated intersection profile.
  • sections of sections of reduced section are advantageously provided for embedding in carrier half-sections associated with the connection zone between two adjacent dihedrons whose respective planes intersect.
  • FIGS. 1 a to 1 e are only examples of the production of volume elements intended to be attached to frames ments, and it will be easy to understand that many other variants of supporting structures according to the invention are possible.
  • these are load-bearing structures, the external surface of which has at least two planes forming a dihedral, at least one of said planes being defined by at least two parallel support sections having a longitudinal cavity.
  • FIGS 1a and 1e show load-bearing structures schematically, and make it easier to understand the organization of the connections of the elements constituting these structures, connections which will be described in detail below.
  • the complexity of the assembly is variable depending on the relative arrangement between the parallel support profiles and the intersection of the dihedral formed.
  • Figure 1a it is a load-bearing structure whose dihedral is formed by a facade plane 1 and a roof plane 2.
  • the facade plane is "defined” by bearing profiles 3, and the roof plane by carrier profiles 4 (the term “defined” is used to simplify the description of the invention, but it goes without saying that between adjacent carrier profiles will be arranged panels or filling elements of various types, constituting concretely the plan considered).
  • intersection profile 5, 6 (the intersection forms what those skilled in the art often call an sand pit); lines 7, 8 symbolize the connection of the other end of the load-bearing sections to the shell, and such connections are already well known in the art, so that they will not be described here so as not to burden the presentation.
  • intersection profiles 5, 6 have a direction essentially orthogonal to that of the support profiles of each plane, and that these profiles are organized in pairs of identical profiles, a pair comprising a support profile of each plan. It should be noted that the structure of FIG.
  • each of the intersection profiles 5 is the edge of a plane here vertical reduced to its simplest expression, and not defined by load-bearing profiles.
  • intersection profiles 5, 6 have a direction essentially orthogonal to that of the bearing profiles of each plane. According to this principle, a complete independent volume can also be produced, that is to say a volume which is fixed to the main structure but is not necessarily attached to a building or the like.
  • the supporting structure comprises a lower facade, here vertical, formed of two planes 1 A, 1 (at the lower edges 7A, 7 8 ), a roof formed of two planes 2A, 2 B , defining a valley 10 (angle reentrant), and an upper facade formed by two planes A , 1' ⁇ .
  • a lower facade here vertical, formed of two planes 1 A, 1 (at the lower edges 7A, 7 8 ), a roof formed of two planes 2A, 2 B , defining a valley 10 (angle reentrant), and an upper facade formed by two planes A , 1' ⁇ .
  • the supporting structure has a facade formed by three planes 1 A, 1 B , 1 c (lower edges 7A, 7 B , 7c), while the roof is formed by a single plane 2.
  • the load-bearing profiles 3, 4 are as previously organized in pairs, but on the other hand certain pairs (those of the lateral hips also called edge hips) are formed of load-bearing profiles, the direction of which is not orthogonal to that of the intersection profiles 5, 6. It is in particular for these latter types of connection that the invention will take on its full importance, since it is easily understood that in situ mounting is inconceivable for low-skilled personnel, taking into account the relative positioning difficulty of the elements between them, if one does not want to use a progressive mechanic welding.
  • the load-bearing structure recalls the previous one, with a facade in two planes 1A, 1 and a roof in a single plane 2: here there are two edge hips at the level of which there is no orthogonality between the support profiles and the adjacent intersection profile.
  • the support structure comprises first means of connection between the support profiles of the same plane of the dihedral considered and the adjacent intersection profile, using sections of profiles fixed by means of a intermediate support plate on said intersection profile and embedded in the corresponding cavity of said support profiles, and second connecting means between the two intersection profiles of the dihedron, comprising junction pieces fixed to the central web of the profiles intersection and defining an articulated hinge with an axis parallel to the intersection of said dihedral; these connecting means are removable and can thus ensure, without a welded connection, the transmission of forces between the two planes of the dihedral.
  • FIGS. 2 to 9 An example of such connecting means is illustrated in FIGS. 2 to 9, while an assembled knot of hip hip is shown in FIG. 10, a portion of a more complete structure, of the type of that of FIG. 1 e, being shown in Figure 11.
  • sections 3 to 6 shown in FIG. 10 are of known type, and that the particular cutting of their section is not part of the invention (grooves are provided, as usual for receiving seals and / or various panel fasteners). It goes without saying that the support profiles, here closed, could be open, for example in U or ⁇ ' while defining a longitudinal cavity.
  • the support profiles 3, 4 are identical, as are the intersection profiles 5, 6, which is of course not an obligation, but constitutes an advantage in terms of assembly and the production cost of the structure.
  • the connecting means will thus preferably be identical on either side of the intersection of the dihedral.
  • sections of sections 11, 12, forming sleeves are fixed on an intermediate support plate 13, itself fixed against the adjacent face of the central web 14 of the intersection profiles ; they have an outer contour allowing them to be embedded in the longitudinal cavity of the support posts.
  • these sections of sections are symbolized in phantom by their straight section of free end.
  • the length of these sections must not be too large so as not to complicate the assembly, but must however be sufficient for the resumption of the bending forces.
  • the other end, adjacent to the intersection profile, has a cutting angle identical to that of the section of the supporting profiles, this angle defining the direction of the intersection of the dihedron.
  • the veil 14 On the other side of the veil 14, there is a junction piece 15 constituting by its bracket 16 an element of an articulation hinge of axis 17, fixed by its base 18 against the intersection profile, here by bolts 19 passing through the veil of said profile and the end of which is received in an associated tapping of the intermediate support plate 13.
  • the veil 14 will advantageously be pierced with oblong holes (not shown) for in situ adjustment of the fixing of the intermediate support piece 13 on the associated profile section 11 or 12.
  • the veil 14 may also include a longitudinal central groove (not shown) allowing additional adjustment of the position of the stirrup 16, which further facilitates in situ adjustments and eliminates the need for prior assembly and / or machining.
  • the intermediate support plate 13 ( Figures 2, 3) has grooves 20, delimiting two support faces 21 in contact against the web of the intersection profile once the assembly is completed, and can receive support shoes 23, the position of which is adjustable thanks to oblong slots such as 123.
  • These shoes (FIGS. 6, 7) have a central recess 24, and a curved cradle 25 receiving a wedge 26 in support (FIGS. 8, 9).
  • This wedge has a curved face 27, which allows a certain angular movement (angle a) relative to the shoe 23, and a flat face 28 providing effective support and well suited for the head of a fixing bolt.
  • the fixing of the plate 13 on the associated profile section, forming a sleeve, is easily done by bolts, the rod of which passes through the opening 29 of the wedge, the recess 24 of the shoe, the oblong opening 123 of the plate, and finally in a cell provided for this purpose on said section.
  • the connecting piece 15 has a base 18 surmounted by a stirrup 16 intended to receive a hinge bolt 30 (FIG. 10). Holes 31 allow the passage of the rods of fixing bolts, the rod of which is received, after having crossed the web of the intersection profile, in associated threads 32 of the intermediate support plate 13.
  • the base 18 of the junction piece advantageously has a contour corresponding substantially to the cross section of the section of section for direct attachment to said section, which avoids providing two different types of junction pieces .
  • a cover 33 (FIG. 10) advantageously clips onto the intersection profiles to reconstitute the rebate of said profile and define with it a filling volume, while improving the aesthetics of the structure (openings are provided for the passage of the ends of the supporting profiles, while masking the assembly); it goes without saying that a cover (not shown) will mask the connection means arranged between two adjacent intersection profiles.
  • the roof valley 10 and the facade junction 34 are here defined by half-sections 4 ′ and 3 ′; the connection at the level of the intersection profiles is carried out on the same principle, but sections of sections are used whose section is reduced to allow them to be embedded in the half-profiles.
  • the problems with the stopper and sandpit connections can be solved in the same way. Drains and finishes can thus be treated in the same way as for roof connections on a simple facade.
  • the supporting structure of the invention can be easily pre-assembled in the factory by sub-assemblies, which facilitates assembly in situ, and avoids assembly errors or clumsiness.

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Description

  • La présente invention concerne les structures porteuses permettant la réalisation d'éléments volumiques, tels que verrières ou autres volumes extérieurs vitrés, destinés à être accolés à des bâtiments, en particulier pour développer leur confort et/ou constituer des capteurs passifs.
  • Il existe déjà de nombreuses structures permettant la réalisation d'éléments volumiques tels que verrières, à partir d'ossatures formées de profilés, telles par exemple que celles décrites dans les demandes de brevet anglais NO 2 078 274 et NI 2 093 144. Lorsque de telles structures doivent être porteuses, il est d'usage courant d'utiliser des éléments en acier, assemblés sur place par soudage; une fois l'ossature montée, on utilise des profilés en alliage léger, en aluminium notamment, pour réaliser un parement de l'élément volumique, ces profilés n'étant soumis qu'à des efforts minimes n'ayant rien à voir avec ceux qui sont encaissés par l'ossature en acier.
  • Il est tentant d'utiliser des profilés en alliage léger pour réaliser une structure porteuse pour la réalisation d'éléments volumiques dont la surface extérieure présente au moins deux plans formant un dièdre, l'un au moins desdits plans étant défini par des profilés porteurs parallèles. Pour cela, il convient de résoudre le problème de la transmission des efforts entre les deux plans concernés de la structure porteuse.
  • Lorsque l'intersection du dièdre est orthogonale à la direction des profilés porteurs, ce problème peut se résoudre en imaginant une simple liaison directe entre les extrémités adjacentes des profilés porteurs. Une telle solution est par exemple illustrée dans le brevet américain N 4 327 532.
  • Par contre, lorsque l'intersection forme un angle quelconque avec la direction des profilés porteurs définissant le plan, et a fortiori définissant deux plans, il devient difficile d'imaginer une liaison simple en raison de la complication inhérente à l'assemblage de tels plans si l'on veut préserver la rigidité d'ensemble; ainsi par exemple, avec un assemblage à angle variable du type de celui qui est décrit dans le brevet américain précité, la fixation directe sur les voiles des profilés ne conviendrait pas, notamment pour la transmission des efforts qui est beaucoup plus difficile à assurer lorsque l'intersection du dièdre n'est plus orthogonale à la direction des profilés porteurs. C'est pour cette raison que pour les ossatures compliquées, les profilés en acier assemblés par mécanosoudage sont préférés, en dépit de l'inconvénient d'utiliser in situ un outillage particulier tel que matériel de soudure, et d'avoir une ossature résistant mal à l'action de la corrosion; de plus, l'esthétique demandée pour la réalisation de tels volumes amène à utiliser des éléments de parement supplémentaires, ce qui allonge encore le temps de fabrication, et rend difficile une surveillance périodique des zones sensibles de l'ossature où pourraient se produire des amorces d'affaiblissement en raison de phénomènes de fatigue et/ou de corrosion.
  • L'US-A-2 234 960 montre une structure où l'association des deux profilés est organisée de manière à ce que ceux-ci fassent entre eux un angle différent d'un angle droit. Toutefois, l'angle est ainsi fixé par construction et n'est pas variable selon les besoins de la structure à réaliser, notamment lorsque cette dernière est évolutive.
  • L'invention a pour objet principal de proposer une structure porteuse pouvant être réalisée à partir de profilés en alliage léger, l'aluminium en particulier, avec des techniques d'assemblage mécaniques, évitant toute opération de mécanosoudage.
  • Un autre objet de l'invention est de pouvoir disposer d'une structure porteuse particulièrement bien adaptée à la réalisation de charpentes de toitures quelconques, pouvant être apposées sur des charpentes de façade ou sur du gros oeuvre, les profilés porteurs pouvant présenter des directions relatives très variables pour les deux plans du dièdre.
  • Un autre objet de l'invention est de proposer une structure porteuse dont les sous-ensembles peuvent être préassemblés, ce qui réduit encore les temps d'assemblage in situ.
  • Un autre objet de l'invention est de rendre possible la réalisation d'ossatures porteuses de forme prismatique de types très variés, en particulier des structures formant pour des charpentes de toiture sablière, arêtier, noue, et arêtier de rive, conformément à des dénominations courantes dans ce domaine. Cela concerne d'une façon générale toute jonction entre plans de toiture, plans de façade, plans de toiture et plans de façade, ces plans pouvant être verticaux ou non.
  • Selon l'invention, la structure porteuse considérée, pour la réalisation d'éléments volumiques, notamment destinés à être accolés à des bâtiments, dont la surface extérieure présente au moins deux plans formant un dièdre, l'un au moins desdits plans étant défini par au moins deux profilés porteurs présentant une cavité longitudinale, et le bord de chaque plan, adjacent à l'intersection du dièdre, étant matérialisé par un profilé d'intersection comportant un voile central, des premiers moyens de liaison étant prévus pour fixer chaque profilé d'intersection audit plan associé et des deuxièmes moyens de liaison étant prévus entre les profilés d'intersection, lesdits deuxièmes moyens de liaison comportant des pièces de jonction fixées au voile central des profilés d'intersection et définissant une charnière articulée dont l'axe est essentiellement parallèle à l'intersection du dièdre, lesdits premiers et deuxièmes moyens de liaison étant démontables et assurant, sans liaison soudée, la transmission des efforts, se caractérise en ce que lesdits premiers moyens de liaison comportent, lorsque le plan est défini par des profilés porteurs des tronçons de profilés fixés au moyen d'une plaque intermédiaire d'appui sur le profilé d'intersection associé et encastrés dans la cavité correspondante desdits profilés porteurs, la plaque intermédiaire d'appui étant fixée d'une part sur une section d'extrémité du tronçon de profilé, et d'autre part contre la face adjacente du voile central du profilé d'intersection, les deuxièmes moyens de liaison comportant au moins une pièce de jonction en appui contre le voile central du profilé d'intersection et fixée sur la plaque intermédiaire d'appui par des moyens traversant le voile central du profilé d'intersection, de telle sorte que l'intersection du dièdre forme un angle quelconque avec la direction des profilés porteurs définissant le ou les plans dudit dièdre.
  • Selon un premier type de réalisation, l'un des deux plans formant un dièdre est défini par des profilés porteurs présentant une cavité longitudinale, lesdits profilés porteurs ayant de préférence une direction essentiellement parallèle à la ligne de plus grande pente dudit plan, l'autre plan étant défini par le bâtiment lui-même, les premiers moyens de liaison du profilé d'intersection associé à ce dernier plan réalisant une fixation directe dudit profilé sur le gros oeuvre.
  • Selon un autre type de réalisation permettant l'obtention d'éléments volumiques à charpentes de toiture et de façade très variés, chacun des deux plans formant un dièdre est défini par des profilés porteurs présentant une cavité longitudinale, lesdits profilés porteurs ayant de préférence une direction essentiellement parallèle à la ligne de plus grande pente du plan qu'ils définissent.
  • En vue d'une rigidité d'ensemble particulièrement favorable, il est avantageux que certains au moins des profilés porteurs soient essentiellement organisés par paires de profilés identiques, une paire comportant un profilé porteur de chaque plan, les premiers et les deuxièmes moyens de liaison étant disposés au niveau des extrémités desdits profilés porteurs.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel, chaque profilé d'intersection comporte un voile central généralement plan, de part et d'autre duquel sont disposés les premiers et deuxièmes moyens de liaison, ledit voile étant percé de trous oblongs pour un réglage in situ de la fixation de la pièce intermédiaire d'appui sur le tronçon de profilé associé; les sections d'extrémité des profilés porteurs et des tronçons de profilé associés, adjacentes au profilé d'intersection considéré peuvent former des plans essentiellement parallèles à la direction dudit profilé d'intersection.
  • Avantageusement, la plaque intermédiaire d'appui présente du côté opposé à celui de la section d'extrémité du tronçon de profilé, au moins une gorge recevant des moyens de fixation sur ledit tronçon, ces moyens permettant une fixation pour une certaine plage angulaire du plan de ladite section d'extrémité par rapport à une section droite, ce qui permet une adaptabilité des mêmes pièces à des situations variables et autorise un rattrapage de jeu aisé lors de l'assemblage. En particulier, les moyens de fixation de la plaque intermédiaire d'appui sur le tronçon de profilé comportent au moins un sabot d'appui disposé dans une gorge associée de ladite plaque, ledit sabot supportant une cale d'orientation variable servant d'appui à la tête d'un boulon de fixation, et la cale présente une face plane pour l'appui de la tête de boulon, et une face incurvée disposée contre un berceau correspondant prévu sur le sabot d'appui.
  • De préférence, un profil capot est clipsé sur le profilé d'intersection pour reconstituer la feuillure dudit profilé et définir avec celui-ci un volume de remplissage, ledit profil capot présentant des ouvertures pour le passage des extrémités des profilés porteurs, tout en masquant l'assemblage desdits profilés porteurs sur le profilé d'intersection associé.
  • Pour des réalisations d'éléments volumiques complexes à plusieurs dièdres, des tronçons de profilés de section réduite sont avantageusement prévus pour un encastrement dans des demi-profilés porteurs associés à la zone de raccordement entre deux dièdres adjacents dont les plans respectifs sont sécants.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés concernant des modes particuliers de réalisation, en référence aux figures, où:
    • - les figures 1 a à 1 e illustrent schématiquement différents types de structures porteuses réalisables conformément à l'invention,
    • - la figure 2 est une vue en plan d'une plaque intermédiaire d'appui permettant la fixation d'un tronçon de profilé à encastrer et ainsi, conformément à l'invention, la liaison entre les profilés porteurs et le profilé d'intersection adjacent,
    • - la figure 3 est la coupe correspondante selon III-III de la figure 2,
    • - la figure 4 est une vue en plan d'une pièce de jonction permettant, conformément à l'invention, non seulement la liaison entre deux profilés d'intersection lorsqu'une paire de telles pièces de jonction homologues est utilisée, mais aussi l'assemblage rigide des tronçons de profilé à travers le profilé d'intersection correspondant,
    • - la figure 5 est la coupe correspondante selon V-V de la figure 4,
    • - la figure 6, et la coupe associée selon VII-VII de la figure 7, illustrent un sabot d'appui parmi ceux utilisés pour la liaison entre la plaque intermédiaire des figures 2 et 3, et un tronçon de profilé à encastrer,
    • - la figure 8, et la coupe associée selon IX-IX de la figure 9, illustrent une cale à face incurvée pouvant prendre appui, selon une position angulaire variable, sur le sabot des figures 6 et 7,
    • - la figure 10 illustre en perspective un noeud de raccordement conforme à l'invention, entre charpente de toiture et charpente de façade, les parties non visibles des pièces d'articulation n'étant pas représentées pour éviter de charger la figure, un tel noeud correspondant à des directions relatives quelconques entre les profilés porteurs et le profilé d'intersection associé, et se retrouvant en particulier sur les structures du type de celles illustrées aux figures 1d d et 1e,
    • - la figure 11 est une vue en perspective plus complète que la précédente, illustrant une partie de structure porteuse conforme à l'invention, où les tronçons de profilés encastrés ne sont pas visibles, cette partie correspondant à une structure du type de celle illustrée à la figure 1 e,
    • - la figure 12 est une vue schématique illustrant un mode possible de raccordement entre dièdre adjacentes dont les plans respectifs sont sécants, correspondant à une structure du type de celle illustrée à la figure 1 c, pour lequel on utilise des demi-profilés porteurs recevant des tronçons de section réduite, le principe des liaisons d'assemblage conforme à l'invention restant fondamentalement le même.
  • Les structures porteuses illustrées aux figures 1 a à 1 e ne sont que des exemples de réalisation d'éléments volumiques destinés à être accolés à des bâtiments, et il sera aisé de comprendre que bien d'autres variantes de structures porteuses conformes à l'invention sont possibles.
  • D'une façon générale, il s'agit de structures porteuses dont la surface extérieure présente au moins deux plans formant un dièdre, l'un au moins desdits plans étant défini par au moins deux profilés porteurs parallèles présentant une cavité longitudinale.
  • Les figures 1 a et 1 e présentent des structures porteuses de façon schématique, et permettent de comprendre plus aisément l'organisation des raccordements des éléments constituant ces structures, raccordements qui seront décrits en détail plus loin. La complexité de l'assemblage est variable selon la disposition relative entre les profilés porteurs parallèles et l'intersection du dièdre formé.
  • Figure 1 a, il s'agit d'une structure porteuse dont le dièdre est formé par un plan de façade 1 et un plan de toiture 2. Le plan de façade est «défini» par des profilés porteurs 3, et le plan de toiture par des profilés porteurs 4 (le terme «défini» est utilisé pour simplifier l'exposé de l'invention, mais il va de soi qu'entre des profilés porteurs adjacents seront disposés des panneaux ou éléments de remplissage de types divers, constituant concrètement le plan considéré). Le bord de chaque plan 1, 2, adjacent à l'intersection du dièdre, est matérialisé par un profilé d'intersection 5, 6 (l'intersection forme ce que les hommes du métier dénomment souvent une sablière); les lignes 7, 8 symbolisent la liaison de l'autre extrémité des profilés porteurs au gros oeuvre, et de telles liaisons sont déjà bien connues dans le domaine, de sorte qu'elles ne seront pas décrites ici pour ne pas alourdir l'exposé. Il convient d'observer qu'ici les profilés d'intersection 5, 6 présentent une direction essentiellement orthogonale à celle des profilés porteurs de chaque plan, et que ces profilés sont organisés par paires de profilés identiques, une paire comportant un profilé porteur de chaque plan. Il convient de noter que la structure de la figure 1 a correspond à une conception utilisée couramment (voir par exemple le brevet américain N° 4 327 532); elle est cependant illustrée ici pour rappeler que la structure porteuse de l'invention, permettant de réaliser des assemblages complexes tels que ceux qui vont être illustrés ci-après (en particulier suivant des axes quelconques), peut également être utilisée pour le cas classique où l'intersection du dièdre est orthogonale à la direction des profilés porteurs.
  • Figure 1 b, il s'agit d'une structure porteuse dont la toiture est formée de trois plans 2A, 2ε, 2c, chacun desdits plans étant défini par des profilés porteurs parallèles 4, la liaison au plan du bâtiment étant symbolisée par 8A et 8c; les plans 2A, 2B, 2c n'étant pas coplanaires entre eux, ils définissent des arêtiers 9 (angles saillants). La structure est ici apposée sur le gros oeuvre, c'est-à-dire que les profilés d'intersection inférieurs 5 sont directement fixés sur le gros oeuvre. Il est important de noter que, pour cette structure, chacun des profilés d'intersection 5 est le bord d'un plan ici vertical réduit à sa plus simple expression, et non défini par des profilés porteurs. De plus, comme pour la structure précédente, les profilés d'intersection 5, 6 présentent une direction essentiellement orthogonale à celle des profilés porteurs de chaque plan. Suivant ce principe, un volume complet indépendant peut aussi être réalisé, c'est-à-dire un volume qui est fixé sur le gros oeuvre mais n'est pas nécessairement accolé à un bâtiment ou analogue.
  • Figure 1 c, la structure porteuse comporte une façade inférieure, ici verticale, formée de deux plans 1 A, 1 (aux bords inférieurs 7A, 78), une toiture formée de deux plans 2A, 2B, définissant une noue 10 (angle rentrant), et une façade supérieure formée de deux plans l'A, 1'ε. C'est une version plus élaborée de la structure de la figure 1 a, pour laquelle il conviendra de résoudre le problème des raccordements médians (sensiblement au niveau d'un plan vertical passant par la noue (10); on y trouve en effet un noeud triple, étant donné qu'un profilé porteur 3 doit se raccorder à deux profilés porteurs 4: la résolution de ce problème dans le cadre de l'invention sera expliquée plus loin, en référence à la figure 12. Comme précédemment, les directions des profilés porteurs et des profilés d'intersection sont orthogonales pour chaque dièdre considéré.
  • Figure 1d, la structure porteuse comporte une façade formée de trois plans 1 A, 1 B, 1 c (bords inférieurs 7A, 7B, 7c), tandis que la toiture est formée d'un plan 2 unique. Les profilés porteurs 3, 4 sont comme précédemment organisés par paires, mais par contre certaines paires (celles des arêtiers latéraux dénommés aussi arêtiers de rive) sont formées de profilés porteurs, dont la direction n'est pas orthogonale à celle des profilés d'intersection 5, 6. C'est en particulier pour ces derniers types de raccordement que l'invention prendra toute son importance, car on conçoit aisément que le montage in situ est inconcevable pour un personnel peu qualifié, compte tenu de la difficulté de positionnement relatif des éléments entre eux, si on ne veut pas utiliser un mécanosoudage progressif.
  • Figure 1e, la structure porteuse rappelle la précédente, avec une façade en deux plans 1A, 1 et une toiture en un seul plan 2: il y a ici deux arêtiers de rive au niveau desquels il n'y a pas orthogonalité entre les profilés porteurs et le profilé d'intersection adjacent.
  • Conformément à un aspect essentiel de l'invention, la structure porteuse comporte des premiers moyens de liaison entre les profilés porteurs d'un même plan du dièdre considéré et le profilé d'intersection adjacent, utilisant des tronçons de profilés fixés au moyen d'une plaque intermédiaire d'appui sur ledit profilé d'intersection et encastrés dans la cavité correspondante desdits profilés porteurs, et des deuxièmes moyens de liaison entre les deux profilés d'intersection du dièdre, comportant des pièces de jonction fixées au voile central des profilés d'intersection et définissant une charnière articulée d'axe parallèle à l'intersection dudit dièdre; ces moyens de liaison sont démontables et peuvent ainsi assurer, sans liaison soudée, la transmission des efforts entre les deux plans du dièdre.
  • Un exemple de tels moyens de liaison est illustré aux figures 2 à 9, tandis qu'un noeud assemblé d'arêtier de rive est représenté à la figure 10, une portion de structure plus complète, du type de celle de la figure 1 e, étant représentée à la figure 11.
  • Il convient de noter que les profilés 3 à 6 représentés à la figure 10 sont de type connu, et que la découpe particulière de leur section ne fait pas partie de l'invention (des rainures sont ménagées, comme à l'habitude pour recevoir des joints d'étanchéité et/ou divers organes de fixation de panneaux). Il va de soi que les profilés porteurs, ici fermés, pourraient être ouverts, par exemple en U ou en Ω' tout en définissant une cavité longitudinale.
  • On remarquera que les profilés porteurs 3, 4 sont identiques, de même que les profilés d'intersection 5, 6, ce qui n'est naturellement pas une obligation, mais constitue un avantage au niveau de l'assemblage et du coût de production de la structure. Les moyens de liaison seront ainsi de préférence identiques de part et d'autre de l'intersection du dièdre.
  • Conformément à un aspect particulièrement important de l'invention, des tronçons de profilés 11, 12, formant manchons, sont fixés sur une plaque intermédiaire d'appui 13, elle-même fixée contre la face adjacente du voile central 14 des profilés d'intersection; ils présentent un contour extérieur permettant leur encastrement dans la cavité longitudinale des poteaux porteurs. Pour ne pas charger inutilement la figure, ces tronçons de profilés sont symbolisés en traits mixtes par leur section droite d'extrémité libre.
  • La longueur de ces tronçons ne doit pas être trop grande pour ne pas compliquer l'assemblage, mais être cependant suffisante pour la reprise des efforts de flexion. L'autre extrémité, adjacente au profilé d'intersection, présente un angle de coupe identique à celui de la section des profilés porteurs, cet angle définissant la direction de l'intersection du dièdre.
  • On peut naturellement prévoir, en cas de besoin, une liaison supplémentaire, par exemple par boulonnage, entre les tronçons de profilés et les profilés porteurs associés.
  • De l'autre côté du voile 14, on trouve une pièce de jonction 15 constituant par son étrier 16 un élément d'une charnière d'articulation d'axe 17, fixée par son embase 18 contre le profilé d'intersection, ici par des boulons 19 traversant le voile dudit profilé et dont l'extrémité est reçue dans un taraudage associé de la plaque d'appui intermédiaire 13. Le voile 14 sera avantageusement percé de trous oblongs (non représentés) pour un réglage in situ de la fixation de la pièce intermédiaire d'appui 13 sur le tronçon de profilé 11 ou 12 associé. Le voile 14 peut également comporter une rainure médiane longitudinale (non représentée) permettant un réglage supplémentaire de la position de l'étrier 16, ce qui facilite encore les ajustements in situ et supprime la nécessité de montage et/ou usinage préalable.
  • La structure de ces moyens de liaison sera mieux comprise en se reportant aux figures 2 à 9.
  • La plaque d'appui intermédiaire 13 (figures 2, 3) présente des gorges 20, délimitant deux faces d'appui 21 en contact contre le voile du profilé d'intersection une fois l'assemblage terminé, et pouvant recevoir des sabots d'appui 23 dont la position est réglable grâce à des lumières oblongues telles que 123. Ces sabots (figures 6, 7) présentent un évidement central 24, et un berceau incurvé 25 recevant en appui une cale 26(figures 8, 9). Cette cale présente une face 27 incurvée, ce qui permet un certain débattement angulaire (angle a) par rapport au sabot 23, et une face plane 28 offrant un appui efficace et bien adapté pour la tête d'un boulon de fixation. La fixation de la plaque 13 sur le tronçon de profilé associé, formant manchon, se fait aisément par des boulons dont la tige passe par l'ouverture 29 de la cale, l'évidement 24 du sabot, la lumière oblongue 123 de la plaque, et enfin dans une alvéovis ménagée à cet effet sur ledit tronçon.
  • La pièce de jonction 15 présente quant à elle une embase 18 surmontée d'un étrier 16 destiné à recevoir un boulon d'articulation 30 (figure 10). Des trous 31 permettent le passage des tiges de boulons de fixation dont la tige est reçue, après avoir traversé le voile du profilé d'intersection, dans des taraudages associés 32 de la plaque d'appui intermédiaire 13.
  • On observera que si l'on ne se trouve pas dans le cas d'un noeud d'arêtier de rive du type illustré à la figure 10, mais d'un noeud plus simple avec des directions orthogonales entre les profilés porteurs et le profilé d'intersection adjacent, il est possible de se passer de la plaque d'appui intermédiaire 13; à cet effet, l'embase 18 de la pièce de jonction présente avantageusement un contour correspondant sensiblement à la section droite du tronçon de profilé en vue d'une fixation directe sur ledit profilé, ce qui évite de prévoir deux types différents de pièces de jonction.
  • Un capot 33 (figure 10) vient avantageusement se clipser sur les profilés d'intersection pour reconstituer la feuillure dudit profilé et définir avec celui-ci un volume de remplissage, tout en améliorant l'esthétique de la structure (des ouvertures sont prévues pour le passage des extrémités des profilés porteurs, tout en masquant l'assemblage); il va de soi qu'un capot (non représenté) viendra masquer les moyens de liaison disposés entre deux profilés d'intersection adjacents.
  • La résolution de cas particuliers, tels qu'un noeud triple au voisinage de noues, est illustrée à la figure 12. La noue de toiture 10 et la jonction de façade 34 sont ici définies par des demi-profilés 4' et 3'; le raccordement au niveau des profilés d'intersection est réalisé sur le même principe, mais on utilise des tronçons de profilés dont la section est réduite pour permettre leur encastrement dans les demi-profilés. Les problèmes de raccords d'arrêtier et de sablière pourront être résolus de la même manière. Les drainages et les finitions peuvent ainsi être traités de la même façon que pour les raccordements de toiture sur façade simple.
  • Il est naturellement possible d'utiliser le principe de tronçons de profilés encastrés pour la fixation des poteaux porteurs sur gros oeuvre (lignes 7, 8 par exemple), au moyen d'une plaque intermédiaire analogue à la plaque 13, acceptant une inclinaison du profilé porteur 3 ou 4 par rapport au plan d'appui sur gros oeuvre. Le seul cas où on ne peut utiliser ce type de raccordement est celui de la fixation directe sur le gros oeuvre pour le profilé d'intersection inférieur (figure 1 b). Il est cependant avantageux de l'utiliser le plus possible, car il constitue un système simple qui permet d'éviter un ajustement précis de l'ensemble au montage, et offre une bonne résistance mécanique (efforts de flexion, absorption des déplacements dus aux dilatations).
  • La structure porteuse de l'invention peut être aisément préassemblée en usine par sous-ensembles, ce qui facilite le montage in situ, et évite les erreurs ou maladresses d'assemblage.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles figurant aux revendications.

Claims (11)

1. Structure porteuse pour la réalisation d'éléments volumiques, notamment destinés à être accolés à des bâtiments, dont la surface extérieure présente au moins deux plans (1,2) formant un dièdre, l'un au moins desdits plans étant défini par au moins deux profilés porteurs (3, 4) présentant une cavité longitudinale, et le bord de chaque plan, adjacent à l'intersection du dièdre, étant matérialisé par un profilé d'intersection (5, 6) comportant un voile central (14), des premiers moyens de liaison (11, 12, 13) étant prévus pour fixer chaque profilé d'intersection (5, 6) audit plan associé et des deuxièmes moyens de liaison (15) étant prévus entre les profilés d'intersection (5, 6), lesdits deuxièmes moyens de liaison comportant des pièces de jonction (15) fixées au voile central (14) des profilés d'intersection (5, 6) et définissant une charnière articulée dont l'axe (17) est essentiellement parallèle à l'intersection du dièdre, lesdits premiers et deuxièmes moyens de liaison étant démontables et assurant, sans liaison soudée, la transmission des efforts, caractérisée en ce que lesdits premiers moyens de liaison comportent, lorsque le plan est défini par des profilés porteurs (3, 4), des tronçons de profilés (11, 12) fixés au moyen d'une plaque intermédiaire d'appui (13) sur le profilé d'intersection associé et encastrés dans la cavité correspondante desdits profilés porteurs, la plaque intermédiaire d'appui (13) étant fixée d'une part sur une section d'extrémité du tronçon de profilé, et d'autre part contre la face adjacente du voile central (14) du profilé d'intersection (5, 6), les deuxièmes moyens de liaison comportant au moins une pièce de jonction (15) en appui contre le voile central du profilé d'intersection (5, 6) et fixée sur la plaque intermédiaire d'appui (13) par des moyens traversant le voile central du profilé d'intersection (5, 6), de telle sorte que l'intersection du dièdre forme un angle quelconque avec la direction des profilés porteurs définissant le ou les plans dudit dièdre.
2. Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'un (2) des deux plans formant un dièdre est défini par des profilés porteurs (4) présentant une cavité longitudinale, lesdits profilés porteurs ayant de préférence une direction essentiellement parallèle à la ligne de plus grande pente dudit plan, l'autre plan étant défini par le bâtiment lui-même, les premiers moyens de liaison du profilé d'intersection (5) associé à ce dernier plan réalisant une fixation directe dudit profilé sur le gros oeuvre.
3. Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacun des deux plans (1, 21 formant un dièdre est défini nar des nrofilés nor- teurs (3, 4) présentant une cavité longitudinale, lesdits profilés porteurs ayant de préférence une direction essentiellement parallèle à la ligne de plus grande pente du plan qu'ils définissent.
4. Structure porteuse selon la revendication 3, caractérisée par le fait que certains au moins des profilés porteurs (3, 4) sont essentiellement organisés par paires de profilés identiques, une paire comportant un profilé porteur de chaque plan, les premiers et les deuxièmes moyens de liaison étant disposés au niveau des extrémités desdits profilés porteurs.
5. Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que chaque profilé d'intersection (5, 6) comporte un voile central (14) généralement plan, de part et d'autre duquel sont disposés les premiers et deuxièmes moyens de liaison, ledit voile étant percé de trous oblongs pour un réglage in situ de la fixation de la pièce intermédiaire d'appui (13) sur le tronçon de profilé (11, 12) associé.
6. Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les sections d'extrémité des profilés porteurs (3, 4) et des tronçons de profilés (11,12) associés, adjacentes au profilé d'intersection considéré forment des plans essentiellement parallèles à la direction dudit profilé d'intersection.
7. Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plaque intermédiaire d'appui (13) présente, du côté opposé à celui de la section d'extrémité du tronçon de profilé, au moins une gorge (20) recevant des moyens de fixation sur ledit tronçon, ces moyens permettant une fixation pour une certaine plage angulaire du plan de ladite section d'extrémité par rapport à une section droite.
8. Structure porteuse selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les moyens de fixation de la plaque intermédiaire d'appui (13) sur le tronçon de profilé comportent au moins un sabot d'appui (23) disposé dans une gorge associée (20) de ladite plaque, ledit sabot supportant une cale (26) d'orientation variable servant d'appui à la tête d'un boulon de fixation.
9. Structure porteuse selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la cale (26) présente une face plane (28) pour l'appui de la tête de boulon, et une face incurvée (27) disposée contre un berceau correspondant prévu sur le sabot d'appui.
10. Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'un profil capot (33) est clipsé sur le profilé d'intersection (5, 6) pour reconstituer la feuillure dudit profilé et définir avec celui-ci un volume de remplissage, ledit profil capot présentant des ouvertures pour le passage des extrémités des profilés porteurs, tout en masquant l'assemblage desdits profilés porteurs sur le profilé d'intersection associé.
11. Structure porteuse selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que des tronçons de profilés de section réduite sont prévus pour un encastrement dans des demi-profilés porteurs (3', 4') associés à la zone de raccordement entre deux dièdres adjacents dont les plans respectifs sont sécants.
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