EP0640166B1 - Batiment antisismique - Google Patents

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EP0640166B1
EP0640166B1 EP93904119A EP93904119A EP0640166B1 EP 0640166 B1 EP0640166 B1 EP 0640166B1 EP 93904119 A EP93904119 A EP 93904119A EP 93904119 A EP93904119 A EP 93904119A EP 0640166 B1 EP0640166 B1 EP 0640166B1
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EP
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base structure
circular
building
building according
elements
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Bernard Thomann
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
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    • E04H9/02Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/04Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
    • B63B1/041Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull with disk-shaped hull
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H1/00Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • E04H1/06Office buildings; Banks

Definitions

  • the building of the invention consists of a circular horizontal base structure obtained by elements assembled juxtaposed along radii of this circular base structure and together forming a bowl whose center is located on the vertical axis of the building, a vertical floor structure comprising pillars arranged in abutment on this horizontal base structure and supporting floor panels, a circular roof structure disposed in abutment on the pillars of the floor structure, this roof structure being obtained by beams and panels juxtaposed along radii of this circular roof structure, tensioned cables being further disposed on the one hand in a horizontal plane to surround the circular base structure, on the other hand in vertical planes, oriented radially, to surround the building from the periphery of the basic structure through the roof structure.
  • the circular horizontal base structure comprises assembled elements juxtaposed along radii of this circular base structure and together forming a first bowl and assembled elements juxtaposed along radii of this circular base structure to form a second bowl overturned relative to the first and supported by its periphery on the periphery of this first bowl.
  • the two bowls of the basic structure are assembled by interlocking of their periphery.
  • the elements juxtaposed along radii of the circular base structure to constitute at least one of the bowls are assembled by their central end to a circular crown arranged coaxially with the building.
  • the building according to the invention schematically comprises a circular horizontal base structure 1, a vertical storey structure 2, forming in the example shown a single storey and a circular roof structure 3 of generally convex shape.
  • the horizontal and circular basic structure consists of two identical bowls 4 and 5 each made using identical elements assembled 4 1 , 5 1 , in the form of sectors of a circle with raised edge. These elements are juxtaposed along radii of this circular basic structure whose center is located on the vertical axis XX of the building.
  • the two bowls 4 and 5 reversed one relative to the other, are in interlocking support by their periphery, the elements 4 1 , 5 1 comprising for this purpose, on their raised edge, identical half-sockets 4 2 , 5 2 (see Figure 4).
  • these juxtaposed elements 4 1 and 5 1 are assembled by sockets 4 3 , 5 3 arranged along their radial juxtaposition planes (see FIG. 3).
  • the central end 4 3 , 5 3 of the juxtaposed elements 4 1 , 5 1 of the two inverted bowls 4 and 5 are assembled, by a tenon and mortise mounting, on circular crowns 4 4 , 5 4 , each itself produced in two half-crowns (see Figure 4).
  • Pillars 4 5 support the crown 5 4 by resting on the lower crown 4 4 (see Figure 2).
  • the basic structure thus produced constitutes a waterproof structure whose resistance to earthquake shaking is obtained in particular by a cable 6 placed under tension and coming to surround this basic structure 1 horizontally at the height of the peripheral joint plane of the two bowls 4 and 5.
  • the coaxial rings 4 4 , 5 4 are themselves surrounded by a live cable.
  • the upper face of the second overturned bowl 5 constitutes the floor of the ground floor of the building and is extended, outside, by floor-terrace elements 7 supported by consoles 7 1 and limited by railing elements 8.
  • the vertical storey structure comprises pillars 9 and 10 and elements 11 forming a storey floor panel.
  • the pillars 9 and 10 are supported by their lower ends at 9 1 and 10 1 (see FIG. 3), in the middle of elements 4 1 of the first bowl 4 and pass through the second bowl 5 at 9 2 , 10 2 at height of half-sockets formed on the radially oriented jointing planes of the elements 5 1 .
  • the elements 4 1 and 5 1 of the two bowls 4, 5 are therefore angularly offset by an angle corresponding to half the angle at the center of each element.
  • These pillars 9 and 10 are preferably connected radially to each other by an arch 12 located directly under the floor floor elements 11.
  • each element 4, 5 or 11 corresponds to half the angle at the center of the pillars 9, 10 oriented radially and between two adjacent pillars therefore there are, each time, two juxtaposed elements 5 1 and 11 as well as a element 4 1 juxtaposed on either side with two halves of two other elements 4 1 .
  • the pillars 9 and 10 are surmounted by roof beams 15 arranged radially and are joined, in the center of the building, by a crown 16 also surrounded by a live cable.
  • the radial beams 15 support assembled elements juxtaposed radially 17 together constituting a dome leading to the crown 16.
  • the periphery of the roof structure 3 is delimited by a roof balustrade 18 bearing on the external pillars 10 and fitted with the beams 15.
  • Live cables 19 are arranged in vertical planes oriented radially from the periphery of the basic structure 1 passing through the roof structure 3 so that by the combined effects of these cables with the cable 6 horizontally encircling the basic structure 1 , we end up with a rigid non-deformable structure behaving as if it were in one piece while it is obtained from a large number of juxtaposed concrete elements whose dimensions are preferably determined to be transportable on the road.
  • These cables 19 connect (see FIG. 2) the periphery of the ring 16 to the periphery of the basic structure 1 at the height of each radial assembly formed by the pillars 9, 10 and the beams 15; the end of the cables 19 connected to the periphery of the basic structure, split in 19 1 and 19 2 to be hung on elements 4 1 different from the bowl 4 (see FIGS. 6 and 7).
  • a live cable 20 may also be provided to horizontally surround the elements 11 forming the floor of the floor of the building.
  • a hollow element 20 forming the pool of a swimming pool, this swimming pool being surmounted by a dome 21 supported by pillars 22.
  • Horizontal panels 23 surrounded by a balustrade 24 are also juxtaposed radially so as to constitute a dome floor (see FIG. 4).
  • the basin 20 of the swimming pool as well as the dome 21 are preferably made in two assembled halves.
  • the external face of the earthquake-resistant building according to the invention is constituted by wall elements 24 (see FIGS. 4 and 5) arranged on either side of openings 26 constituting French windows of the living rooms on the ground floor. of the road. These French windows are delimited on the upper edge by lintels 27. At the height of the first floor, there are window units 28 connected by wall panels 29, which are optionally provided with solar collector panels 30.
  • Such solar collector panels 31 may also be provided above the framework elements 17 which together constitute the dome of the building.
  • this earthquake-resistant building is supported by the base structure 1 and more precisely by the first bowl with a sealed wall 4.
  • this bowl 4 of the base structure 1 can be produced in a volume which depends on the weight of the building which it supports , in order to constitute a floating building whose water line does not exceed the edge of the bowl 4.
  • the building can thus be arranged in order to float in the water of a basin, which will allow in particular to orient it permanently compared to the sun.

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Description

  • Le bâtiment de l'invention se compose d'une structure de base horizontale circulaire obtenue par des éléments assemblés juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une cuvette dont le centre est situé sur l'axe vertical du bâtiment, une structure verticale d'étage comprenant des piliers disposés en appui sur cette structure de base horizontale et supportant des panneaux d'étage, une structure de toit circulaire disposée en appui sur les piliers de la structure d'étage, cette structure de toit étant obtenue par des poutres et des panneaux juxtaposés suivant des rayons de cette structure de toit circulaire, des câbles sous tension étant en outre disposés d'une part dans un plan horizontal pour ceinturer la structure de base circulaire, d'autre part dans des plans verticaux, orientés radialement, pour entourer le bâtiment depuis la périphérie de la structure de base en passant par la structure de toit.
  • Suivant une autre caractéristique de l'invention, la structure de base horizontale circulaire comprend des éléments assemblés juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une première cuvette et des éléments assemblés juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire pour constituer une seconde cuvette renversée par rapport à la première et en appui par sa périphérie sur la périphérie de cette première cuvette.
  • Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux cuvettes de la structure de base sont assemblées par des emboîtements de leur périphérie.
  • Suivant une autre caractéristique de l'invention, les éléments juxtaposés suivant des rayons de la structure de base circulaire pour constituer au moins l'une des cuvettes sont assemblés par leur extrémité centrale à une couronne circulaire disposée coaxialement au bâtiment.
  • L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un bâtiment antisismique conforme à l'invention,
    • la figure 2 est une coupe axiale de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue en perspective partiellement arrachée de l'ossature du bâtiment des figures 1 et 2,
    • la figure 4 est une vue en perspective partiellement arrachée du bâtiment des figures 1 et 2,
    • la figure 5 représente en vue éclatée, les principaux éléments entrant dans la construction du bâtiment des figures 1 et 2,
    • les figures 6 et 7 sont des vues en coupe partielle suivant A-A et B-B de la figure 2,
    • la figure 8 est une vue de dessus partielle de la figure 3,
    • la figure 9 est une vue de dessus partielle de la figure 4.
  • Le bâtiment conforme à l'invention comprend schématiquement une structure de base horizontale circulaire 1, une structure verticale d'étage 2, formant dans l'exemple représenté un seul étage et une structure de toit circulaire 3 de forme générale convexe.
  • Suivant l'exemple représenté, la structure de base horizontale et circulaire se compose de deux cuvettes identiques 4 et 5 réalisées chacune à l'aide d'éléments identiques assemblés 41, 51, en forme de secteurs de cercle à bord relevé. Ces éléments sont juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire dont le centre est situé sur l'axe vertical X-X du bâtiment.
  • Les deux cuvettes 4 et 5 renversées l'une par rapport à l'autre, sont en appui d'emboîtement par leur périphérie, les éléments 41, 51 comportant à cet effet, sur leur bord relevé, des demi-emboîtements identiques 42, 52 (voir figure 4).
  • Par ailleurs, ces éléments juxtaposés 41 et 51 sont assemblés par des emboîtements 43, 53 disposés suivant leurs plans de juxtaposition radiale (voir figure 3).
  • L'extrémité centrale 43, 53 des éléments juxtaposés 41, 51 des deux cuvettes renversées 4 et 5 sont assemblées, par un montage à tenon et mortaise, sur des couronnes circulaires 44, 54, elles-mêmes réalisées chacune en deux demi-couronnes (voir figure 4).
  • Des piliers 45 supportent la couronne 54 en prenant appui sur la couronne inférieure 44 (voir figure 2).
  • La structure de base ainsi réalisée constitue une structure étanche dont la résistance aux secousses sismiques est obtenue notamment par un câble 6 disposé sous tension et venant ceinturer horizontalement cette structure de base 1 à hauteur du plan de jointoiement périphérique des deux cuvettes 4 et 5.
  • Les couronnes coaxiales 44, 54 sont elles-mêmes ceinturées par un câble sous tension.
  • La face supérieure de la seconde cuvette renversée 5 constitue le plancher du rez-de-chaussée du bâtiment et se prolonge, à l'extérieur, par des éléments de plancher-terrasse 7 supportés par des consoles 71 et limités par des éléments de balustrade 8.
  • La structure verticale d'étage comprend des piliers 9 et 10 et des éléments 11 formant un panneau de plancher d'étage.
  • Les piliers 9 et 10 sont en appui par leurs extrémités inférieures en 91 et 101 (voir figure 3), au milieu d'éléments 41 de la première cuvette 4 et traversent la seconde cuvette 5 en 92, 102 à hauteur de demi-emboîtements formés sur les plans de jointoiement orientés radialement des éléments 51. Les éléments 41 et 51 des deux cuvettes 4, 5 sont donc décalés angulairement d'un angle correspondant à la moitié de l'angle au centre de chaque élément.
  • Ces piliers 9 et 10 sont de préférence reliés radialement l'un à l'autre par une arcade 12 située directement sous les éléments de plancher d'étage 11.
  • De préférence, l'angle au centre de chaque élément 4, 5 ou 11 correspond à la moitié de l'angle au centre des piliers 9, 10 orientés radialement et entre deux piliers adjacents se trouvent donc, chaque fois, deux éléments juxtaposés 51 et 11 ainsi qu'un élément 41 juxtaposé de part et d'autre avec deux moitiés de deux autres éléments 41.
  • Les éléments de plancher 11, supportés par des demi-emboîtements sur les piliers 9 et 10 ainsi que par l'arcade 12, sont réunis dans leur zone centrale par une balustrade intérieure 13, ces éléments de plancher 11 se prolongeant à l'extérieur du bâtiment pour former un balcon 112 délimité par une balustrade 14.
  • Les piliers 9 et 10 sont surmontés par des poutres de toit 15 disposées radialement et sont réunis, au centre du bâtiment, par une couronne 16 ceinturée également par un câble sous tension. Les poutres radiales 15 supportent des éléments assemblés juxtaposés radialement 17 constituant ensemble une coupole aboutissant à la couronne 16.
  • La périphérie de la structure de toit 3 est délimitée par une balustrade de toiture 18 en appui sur les piliers extérieurs 10 et emboîtés avec les poutres 15.
  • Des câbles sous tension 19 sont disposés dans des plans verticaux orientés radialement depuis la périphérie de la structure de base 1 en passant par la structure de toit 3 afin que par les effets combinés de ces câbles avec le câble 6 ceinturant horizontalement la structure de base 1, on aboutisse à une structure rigide indéformable se comportant comme si elle était monobloc alors qu'elle est obtenue à partir d'un grand nombre d'éléments en béton juxtaposés dont les dimensions sont, de préférence, déterminées pour pouvoir être transportables sur route.
  • Ces câbles 19 relient (voir figure 2) la périphérie de la couronne 16 à la périphérie de la structure de base 1 à hauteur de chaque ensemble radial formé par les piliers 9, 10 et les poutres 15 ; l'extrémité des câbles 19 raccordés à la périphérie de la structure de base, se dédoublent en 191 et 192 pour être accrochés à des éléments 41 différents de la cuvette 4 (voir figures 6 et 7).
  • Un câble sous tension 20 pourra également être prévu pour ceinturer horizontalement les éléments 11 formant le plancher de l'étage du bâtiment.
  • A l'intérieur de la couronne de toiture 16 est disposé un élément creux 20 formant le bassin d'une piscine, cette piscine étant surmontée d'un dôme 21 supporté par des piliers 22.
  • Des panneaux horizontaux 23 entourés par une balustrade 24 sont également juxtaposés radialement afin de constituer un plancher de dôme (voir figure 4).
  • Le bassin 20 de la piscine ainsi que le dôme 21 sont de préférence réalisés en deux moitiés assemblées.
  • La face extérieure du bâtiment antisismique conforme à l'invention est constituée par des éléments de paroi 24 (voir figures 4 et 5) disposés de part et d'autre d'ouvertures 26 constituant des portes-fenêtres des pièces d'habitation du rez-de-chaussée. Ces portes-fenêtres sont délimitées sur le bord supérieur par des linteaux 27. A hauteur du premier étage, sont prévus des blocs-fenêtres 28 reliés par des panneaux de paroi 29, lesquels sont éventuellement pourvus de panneaux capteurs solaires 30.
  • De tels panneaux capteurs solaires 31 pourront également être prévus au-dessus des éléments d'ossature 17 constituant ensemble la coupole du bâtiment.
  • Comme déjà indiqué, ce bâtiment antisismique est supporté par la structure de base 1 et plus précisément par la première cuvette à paroi étanche 4. Il est à noter que cette cuvette 4 de la structure de base 1 pourra être réalisée d'un volume fonction du poids du bâtiment qu'elle supporte, afin de constituer un bâtiment flottant dont la ligne de flottaison ne dépasse pas le bord de la cuvette 4. Le bâtiment pourra ainsi être disposé afin de flotter dans l'eau d'un bassin, ce qui permettra notamment de l'orienter en permanence par rapport au soleil.

Claims (19)

  1. Bâtiment antisismique, composé d'une structure de base horizontale circulaire (1) obtenue par des éléments assemblés (41) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une cuvette (4) dont le centre est situé sur l'axe vertical (X-X) du bâtiment, une structure verticale d'étage (2) comprenant des piliers (9, 10) disposés en appui sur cette structure de base horizontale (1) et supportant des panneaux d'étage (11), une structure de toit circulaire (3) disposée en appui sur les piliers (9, 10) de la structure d'étage, cette structure de toit étant obtenue par des poutres (15) et des panneaux (17) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de toit circulaire, des câbles sous tension (6, 19) étant en outre disposés d'une part dans un plan horizontal pour ceinturer la structure de base circulaire (1), d'autre part dans des plans verticaux, orientés radialement, pour entourer le bâtiment depuis la périphérie de la structure de base en passant par la structure de toit.
  2. Bâtiment conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de base horizontale circulaire (1) comprend des éléments assemblés (41) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire et formant ensemble une première cuvette (4) et des éléments assemblés (51) juxtaposés suivant des rayons de cette structure de base circulaire pour constituer une seconde cuvette (5) renversée par rapport à la première et en appui par sa périphérie sur la périphérie de cette première cuvette.
  3. Bâtiment conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les deux cuvettes (4, 5) de la structure de base sont assemblées par des emboîtements (42, 52) de leur périphérie.
  4. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments juxtaposés (41, 51) suivant des rayons de la structure de base circulaire (1) pour constituer au moins l'une des cuvettes (4, 4) sont assemblés par leur extrémité centrale (43, 53) à une couronne circulaire (44, 54) disposée coaxialement au bâtiment.
  5. Bâtiment conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la couronne circulaire (44, 54) assemblée avec les éléments juxtaposés (41, 51) d'au moins l'une des cuvettes de la structure de base (1), est ceinturée par un câble tendu.
  6. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments assemblés juxtaposés (41, 51) des deux cuvettes (4 et 5) de la structure de base (1) sont décalés angulairement d'un angle égal à la moitié de l'angle au centre de chaque élément (41, 51).
  7. Bâtiment conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments assemblés (41, 51) des deux cuvettes (4, 5) de la structure de base (1) sont identiques et s'assemblent à leur périphérie par des demi-emboîtements.
  8. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les piliers (9, 10) de la structure verticale (2) sont disposés radialement suivant un angle au centre double de l'angle au centre des éléments juxtaposés (41, 51) de la structure de base (1).
  9. Bâtiment conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pilier (9, 10) de la structure verticale (2) est radialement en appui au milieu d'un des éléments juxtaposés (41) de la première cuvette (4) de la structure de base et traversent, en la supportant, la seconde cuvette (5) renversée de cette structure de base, à hauteur des assemblages de ses éléments juxtaposés (51).
  10. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications de 2 à 9, caractérisé en ce que la seconde cuvette renversée (5) de la structure de base forme un plancher par sa face supérieure, ce plancher se prolongeant radialement vers l'extérieur de la cuvette par des éléments de plancher de terrasse (7) en appui par des consoles (71) sur la bordure de cette seconde cuvette renversée (5).
  11. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de toit circulaire (2) comporte des poutres (15) en appui sur les piliers (9, 10), ces poutres étant disposées suivant des rayons de cette structure de toit circulaire.
  12. Bâtiment conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que les poutres (15) de la structure de toit sont assemblées à une couronne (16) coaxiale au bâtiment.
  13. Bâtiment conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que la couronne de toit (16) est ceinturée par un câble tendu.
  14. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les câbles tendus (19) disposés radialement dans des plans verticaux pour entourer le bâtiment depuis la structure de base en passant par la structure de toit, sont accrochés par une de leurs extrémités à la périphérie de la couronne de toit (16).
  15. Bâtiment conforme à la revendication 12, caractérisé en ce qu'un bassin circulaire formant piscine est emboîté dans la couronne de toit (16) supportée par les poutres (15) de la structure de toit (3).
  16. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure verticale d'étage (2) comprend des piliers (9, 10) supportant un panneau d'étage (11) se terminant par des balustrades intérieure (13) et extérieure (14) au bâtiment.
  17. Bâtiment conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que les poutres (15) de la structure de toit supportent des éléments de coupole (17) assemblés, juxtaposés radialement.
  18. Bâtiment conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuvette (4) de la structure de base (1) présente des parois étanches.
  19. Bâtiment conforme à la revendication 18, caractérisé en ce que la cuvette (4) de la structure de base (1) est réalisée d'un volume fonction du poids du bâtiment qu'elle supporte afin de constituer un ensemble flottant dont la ligne de flottaison ne dépasse pas le bord de la cuvette.
EP93904119A 1992-03-17 1993-01-26 Batiment antisismique Expired - Lifetime EP0640166B1 (fr)

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EP0640166A1 EP0640166A1 (fr) 1995-03-01
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