EP4308770A1 - Attache d'agencement d'une charpente à profilés incurvées selon des courbes pseudo-géodésiques - Google Patents

Attache d'agencement d'une charpente à profilés incurvées selon des courbes pseudo-géodésiques

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EP4308770A1
EP4308770A1 EP22713712.2A EP22713712A EP4308770A1 EP 4308770 A1 EP4308770 A1 EP 4308770A1 EP 22713712 A EP22713712 A EP 22713712A EP 4308770 A1 EP4308770 A1 EP 4308770A1
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EP
European Patent Office
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sections
fastener
pivot
base
pivot axis
Prior art date
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Pending
Application number
EP22713712.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Olivier Baverel
Romain MESNIL
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Ecole Nationale des Ponts et Chaussess ENPC
Original Assignee
Ecole Nationale des Ponts et Chaussess ENPC
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a framework comprising bent sections which intersect to jointly delimit a curved surface, being secured to each other by fasteners.
  • the sections are deformed in their elastic range to follow curved shapes, and they are secured to each other at their intersections so as to jointly constitute a rigid structure delimiting the shape of a surface.
  • curved such as a dome shape.
  • the fasteners which secure the elastically bent sections together give the assembly the required mechanical rigidity, this structure once in place having a potential energy corresponding to the elastic deformation of the sections which compose it.
  • a profile when viewed in a cross-sectional plane, a profile has an axis 11 of greatest quadratic moment, and another axis 12 perpendicular to 11 having a quadratic moment less than or equal to its quadratic moment with respect to axis 11.
  • the axis of greatest quadratic moment 11 corresponds to that around which the profile has the greatest bending stiffness.
  • axis 11 extends parallel to the narrowest sides of the profile, and axis 12, which corresponds to that for which the profile has the lowest rigidity, extends parallel to the sides. the widest.
  • sections with a non-round section such as sections with a rectangular section, made of steel, of composite material, or other.
  • One possibility is to arrange the profiles so that they follow so-called geodesic curves of the surface to be delimited, a curve being geodesic if at each of its points, the normal to the surface coincides with the normal to the curve when it is defined .
  • each section of a gridshell with geodesic lines is curved in bending around the axis of weakest quadratic moment of their section.
  • each section is thus arranged so that its widest sides extend parallel to the surface, its narrowest sides extending perpendicular to the latter.
  • the mechanical rigidity is conditioned by the weakest quadratic moment of the section of the sections used, which is penalizing for the dimensioning of these sections and therefore of the structure. Therefore, it may be necessary to stack several longitudinal or transverse sections to obtain the required mechanical rigidity.
  • Another possibility consists in arranging the sections so that they follow so-called asymptotic curves of the surface to be delimited, a curve being asymptotic if at each point of the latter, the curvature of the surface, in a plane containing the tangent to the curve and the normal to the surface, is zero.
  • each section is arranged so that its widest sides extend perpendicularly to the surface, its narrowest sides extending parallel to this surface.
  • the mechanical rigidity is conditioned by the highest moment of inertia of the section of the sections used, which is advantageous in terms of dimensioning of the sections and therefore of the structure.
  • asymptotic curves limits the variety of surfaces that can be delimited by an asymptotic gridshell: they are limited to surfaces with negative Gaussian curvature, which does not allow, for example, to mesh a curved surface such as a surface spherical or domed surface.
  • the object of the invention is to provide a solution making it possible to constitute a gridshell which can delimit a wide variety of surfaces and leading to an advantageous dimensioning of the sections used.
  • the subject of the invention is a clip for securing two sections together, comprising two half-clips linked to each other by a fixed pivot-type connection allowing a half-clip to pivot relative to the other about a pivot axis, each half-attachment comprising a member for fixing a section which is inclined relative to the pivot axis.
  • Such an attachment makes it possible to maintain a profile inclined with respect to a surface that this profile contributes to delimit, so that the profiles can follow curves of the pseudo-geodesic type, which makes it possible to delimit a wide variety of surfaces including in particular surfaces with positive Gaussian curvature, such as domed surfaces.
  • the invention also relates to a fastener thus defined, in which the inclination of each fastener member relative to the pivot axis is adjustable.
  • each half-clip comprises a base and a bracket carrying the fixing member, the bracket being linked to the base by a fixed pivot type link allowing its rotation relative to the base around an axis of rotation normal to the pivot axis of the attachment, and a system for locking the inclination of the peg relative to the pivot axis.
  • the invention also relates to a fastener thus defined, in which the hook comprises two flanges extending on either side of the base, these two flanges each having an edge rigidly secured to the fixing member, these two flanges being linked to the base by the pivot connection, each flange comprising an edge in the form of an arc of a circle centered on the pivot connection with holes regularly spaced along this edge, the locking system comprising a pin which can engage together in a hole in each flange and in a hole in the base.
  • the invention also relates to a fastener thus defined, in which the inclination of the fastening members with respect to the pivot axis is adjustable over an angular range extending from 0° to 90°.
  • the invention also relates to a fastener thus defined, in which the fastening member has the shape of a jaw delimited by two flat portions spaced apart from each other by a distance corresponding to the thickness of the profile to be maintained.
  • the invention also relates to a frame delimiting a curved surface comprising first elastically bent sections and second elastically bent sections intersecting the first sections, in which the sections are fixed to each other by fasteners thus defined.
  • the invention also relates to a framework thus defined, in which the sections are hollow sections with a rectangular section.
  • the invention also relates to a framework thus defined, comprising sections which are strips of constant width.
  • Figure 1 is a schematic representation of a rectangular section profile
  • Figure 2 is a perspective view of the clip according to the invention.
  • Figure 3 is a side view of the clip according to the invention.
  • Figure 4 is a side view of an example of a domed gridshell established in accordance with the invention
  • Figure 5 is a front view of an example of a domed gridshell established in accordance with the invention
  • Figure 6 is a top view of an example of a domed gridshell constructed in accordance with the invention.
  • the basic idea of the invention is to establish a mesh of the left surface by means of sections following pseudo-geodesic curves of the surface which they delimit, these sections crossing while being fixed to each other by so as to jointly constitute a rigid mesh.
  • a curve is pseudo-geodesic when at any point of it, the normal to the curve forms a non-zero constant angle with the normal to the surface.
  • the pseudo-geodesic curves make it possible to delimit a greater variety of surfaces, these surfaces being able in particular to have a negative or positive Gaussian curvature as for example in the case of a dome shape.
  • the sections follow pseudo-geodesic curves of the surface which they delimit by being deformed in bending and/or in torsion in their elastic domain.
  • these profiles are secured to each other at each crossing by specific fasteners ensuring that each profile is held at a predetermined inclination with respect to the surface.
  • fasteners used are advantageously all identical and of the type of fastener shown in Figures 2 and 3 where it is marked 1.
  • This attachment 1 comprises two identical half-attachments 2 and 3 which are mounted head to tail while being coupled to each other by a connection of the fixed pivot type 4, of axis AX, each half-attachment being symmetrical with the other relative to the center of the pivot link 4.
  • the half-attachment 2 comprises a base 6 comprising a tubular portion 7 oriented along the axis AX, which carries a hook 8 formed of two flat flanges 9 and 10 secured to each other by a fixing member 11, the hook 8 having an adjustable orientation with respect to the base 6.
  • the two flanges 9 and 10 are flat and extend parallel to each other on either side of the base 6.
  • Each flange 9, 10 is a flat sheet metal plate having an outline in the shape of a sector angular.
  • This contour comprises a first rectilinear edge 12 and a second rectilinear edge 13 joined together at a vertex S, and an arcuate edge 14 having the shape of an arc of a circle centered on the vertex S, this arcuate edge connecting the two ends of the edges 12 and 13 which are opposite the vertex S.
  • the rectilinear edges 12 and 13 form between them an angle close to the right angle.
  • These two flanges are arranged at a distance from each other facing each other, the flange 10 being the image of the flange 9 by a translation in a direction normal to the plane of the flange 10, over a distance corresponding to the diameter of the tubular portion 7.
  • this binding 11 essentially comprises a plate folded into a U-shape to form two flat portions 16 and 17, rectangular and parallel, which are spaced apart from each other by a distance corresponding to the thickness of the profile to receive, and which have a length, counted in the direction of the second edges to which they are fixed, which corresponds to the width of this profile.
  • this attachment 11 receives a profile 18 which is of the “flat” type, that is to say formed of an initially flat strip, metallic or of composite material or other.
  • the hook 8 is secured to the base 6 by a connection of the fixed pivot type 5, of axis AY normal to the axis AX located at the top S, which allows adjust the orientation of the hook 8 with respect to the base 6, this orientation being immobilized by a locking system.
  • the flanges 9 and 10 include along their arcuate edges a series of holes 19 regularly distributed along this edge, and the portion tubular of the base 6 carries at its end furthest from the pivot connection 4 a spacer 21 rigidly secured to the free end of the tubular portion 7 and which is traversed by a bore oriented parallel to the axis AY.
  • the blocking of the hook 8 relative to the base 6 is ensured by positioning the hook at the desired angular position by rotating it around the axis AY, until placing one of the holes 19 of the flange 10 opposite the through hole of the spacer 21 to engage through the hole and the hole a locking pin 22.
  • the inclination adjustment of the peg is possible over a range extending from 0° to 90°.
  • the fixing 11 extends parallel to the axis AX, that is to say perpendicular to the surface delimited by the gridshell, which corresponds to a limit case of profile following an asymptotic curve .
  • the fixing 11 extends perpendicular to the axis AX, that is to say parallel to the surface delimited by the gridshell, which corresponds to another limit case of a following section a geodesic curve.
  • the inclination of the attachment 11 corresponds to the inclination of the axis of weakest quadratic moment of the section that this attachment 11 receives, relative to the axis AX of pivoting of the half-attachments which coincides with the normal to the surface delimited by the sections constituting the gridshell.
  • the binding 11 essentially comprises two flat portions 16 and 17 which delimit a kind of U-shaped jaw in which the profile engages. Additionally, this attachment 11 may comprise snap-fastening claws ensuring that the profile cannot come out of the attachment 11 once it has been engaged therein. Additionally, or alternatively, the profile can be secured to the fixing by gluing, riveting, bolting or any other appropriate means.
  • the fixing 11 has the shape of a jaw intended to enclose the profile which it receives, but this fixing can also be reduced to a simple plate to which is fixed a side of the profile which it is meant to receive.
  • a gridshell according to the invention consists in determining the surface to be delimited by the sections.
  • a dome-shaped surface 23 has been chosen having, as can be seen in Figure 4, a length L greater than its width I which appears in Figure 5, this dome shape approaching that of a portion of an ellipsoid of revolution.
  • a set of pseudo-geodesic curves comprising on the one hand curves extending essentially along a longitudinal direction on this surface, and on the other hand curves extending essentially along a transverse direction on this surface, is then determined.
  • the longitudinal curves are chosen to be spaced as evenly as possible from each other, and likewise for the transverse curves which intersect these longitudinal curves.
  • the surface and the curves are defined by successive calculations carried out on a numerical modeling of the structure.
  • a three-dimensional frame having the role of a template is advantageously constructed to receive the sections to delimit the surface.
  • Transverse sections 24 are then inclined, bent, positioned and fixed on this frame in accordance with the previously determined three-dimensional longitudinal pseudo-geodesic curves.
  • the frame is equipped with appropriate fastening systems for the sections, these systems possibly being of the same type as the fasteners according to the invention.
  • the gridshell's own fasteners are fixed to the transverse sections carried by the frame, at each point of intersection with a longitudinal pseudo-geodesic curve, these intersection points having been previously identified and located.
  • the inclination of one of the hooks is adjusted to the angle corresponding to the transverse profile to which this hook is fixed, and the second hook of this fastener is adjusted to the angle of inclination of the longitudinal profile that it is meant to receive.
  • the inclination of a profile with respect to the surface is the same all along this profile, but two profiles can have different inclinations with respect to the surface.
  • the hook settings may be different on each fastener.
  • the longitudinal sections 26 can be positioned, tilted and flexed in accordance with the previously defined longitudinal pseudo-geodesic curves, and they are fixed to the transverse sections by the fasteners which were fixed thereto in the previous step.
  • the transverse sections can be separated from the fixing systems by which they were secured to the three-dimensional frame.
  • the gridshell is constituted, that is to say that it can for example be handled in order to be transported from the frame to the load-bearing structure of a building intended to receive it.
  • each longitudinal section is inclined at a certain angle with respect to the dome-shaped surface so as to follow a pseudo-geodesic curve, the inclination of one of the longitudinal sections having been identified by "alpha". in FIG. 5.
  • each transverse section has, with respect to the domed surface, a predetermined inclination corresponding to the adjustment of the angles of the pegs which ensure its maintenance.
  • each clip has its pivot axis oriented perpendicular to the surface of the gridshell.

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Abstract

L'invention a pour objet une attache (1) pour solidariser deux profilés l'un à l'autre, comprenant deux demi-attaches (2, 3) liées l'une à l'autre par une liaison (4) de type pivot fixe permettant à une demi-attache (2, 3) de pivoter par rapport à l'autre autour d'un axe de pivotement (AX), chaque demi-attache (2, 3) comportant un organe de fixation (11) d'un profilé (18) qui est incliné par rapport à l'axe de pivotement (AX). Cette attache permet de constituer un gridshell en solidarisant des profilés longitudinaux pseudo-géodésiques à des profilés transversaux pseudo- géodésiques.

Description

Description
Titre : Attache d'agencement d'une charpente à profilés incurvées selon des courbes pseudo-géodésiques
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une charpente comprenant des profilés fléchis qui se croisent pour délimiter conjointement une surface incurvée, en étant solidarisés les uns aux autres par des attaches. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans un tel agencement, encore appelé « gridshell » les profilés sont déformés dans leur domaine élastique pour suivre des formes courbes, et ils sont solidarisés les uns aux autres à leurs croisements de façon à constituer conjointement une structure rigide délimitant la forme d'une surface incurvée telle qu'une forme de dôme.
Dans ce type d'agencement, les attaches qui solidarisent les profilés élastiquement fléchis les uns aux autres confèrent à l'ensemble la rigidité mécanique requise, cette structure ayant une fois en place une énergie potentielle correspondant à la déformation élastique des profilés qui la composent. Comme représenté sur la figure 1, lorsque vu dans un plan de section transversale, un profilé comporte un axe 11 de plus grand moment quadratique, et un autre axe 12 perpendiculaire à 11 ayant un moment quadratique inférieur ou égal à son moment quadratique par rapport à l'axe 11.
L'axe de plus grand moment quadratique 11 correspond à celui autour duquel le profilé présente la plus grande rigidité en flexion. Dans le cas d'un profilé rectangulaire l'axe 11 s'étend parallèlement aux flancs les plus étroits du profilé, et l'axe 12, qui correspond à celui pour lequel le profilé présente la plus faible rigidité, s'étend parallèlement aux flancs les plus larges. Pour augmenter la rigidité mécanique de tels gridshells, on peut utiliser des profilés à section non ronde comme des profilés à section rectangulaire, fabriqués en acier, en matériau composite, ou autre.
Une possibilité consiste à agencer les profilés pour qu'ils suivent des courbes dites géodésiques de la surface à délimiter, une courbe étant géodésique si en chacun de ses points, la normale à la surface coïncide avec la normale à la courbe lorsqu'elle est définie.
En pratique, les profilés d'un gridshell à lignes géodésique sont incurvés en flexion autour de l'axe de moment quadratique le plus faible de leur section. Dans le cas d'un gridshell géodésique formé de profilés à section rectangulaire, chaque profilé est ainsi agencé pour que ses flancs les plus larges s'étendent parallèlement à la surface, ses flancs les plus étroits s'étendant perpendiculairement à celle-ci.
La flexibilité important des profilés autour de leur axe de plus faible moment quadratique permet ainsi de délimiter une surface en forme de dôme, en utilisant des premiers profilés longitudinaux et des seconds profilés transversaux formant conjointement un quadrillage régulier en forme de dôme.
Cependant, dans un gridshell géodésique la rigidité mécanique est conditionnée par le moment quadratique le plus faible de la section des profilés utilisés, ce qui est pénalisant pour le dimensionnement de ces profilés et donc de la structure. De ce fait, il peut être nécessaire d'empiler plusieurs profilés longitudinaux ou transversaux pour obtenir la rigidité mécanique requise.
Une autre possibilité consiste à agencer les profilés pour qu'ils suivent des courbes dites asymptotiques de la surface à délimiter, une courbe étant asymptotique si en chaque point de celle-ci, la courbure de la surface, dans un plan contenant la tangente à la courbe et la normale à la surface, est nulle.
Dans le cas d'un gridshell asymptotique formé de profilés rectangulaires, chaque profilé est agencé pour que ses flancs les plus larges s'étendent perpendiculairement à la surface, ses flancs les plus étroits s'étendant quant à eux parallèlement à cette surface. Ainsi, dans le cas d'un gridshell asymptotique, la rigidité mécanique est conditionnée par le moment d'inertie le plus élevé de la section des profilés utilisés, ce qui est avantageux en terme de dimensionnement des profilés et donc de la structure.
Néanmoins, le choix de courbes asymptotique limite la variété des surfaces pouvant être délimitées par un gridshell asymptotique : elles sont limitées à des surfaces à courbure gaussienne négative, ce qui ne permet pas, par exemple, de mailler une surface bombée telle qu'une surface sphérique ou une surface en forme de dôme.
Le but de l'invention est d'apporter une solution permettant de constituer un gridshell pouvant délimiter une grande variété de surfaces et conduisant à un dimensionnement avantageux des profilés utilisés.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention a pour objet une attache pour solidariser deux profilés l'un à l'autre, comprenant deux demi-attaches liées l'une à l'autre par un liaison de type pivot fixe permettant à une demi-attache de pivoter par rapport à l'autre autour d'un axe de pivotement, chaque demi-attache comportant un organe de fixation d'un profilé qui est incliné par rapport à l'axe de pivotement.
Une telle attache permet de maintenir un profilé incliné par rapport à une surface que ce profilé contribue à délimiter, de sorte que les profilés peuvent suivre des courbes de type pseudo-géodésique, ce qui permet de délimiter une grande variété de surfaces incluant notamment les surfaces à courbure gaussienne positive, telles que des surfaces en forme de dôme.
L'invention concerne également une attache ainsi définie, dans laquelle l'inclinaison de chaque organe de fixation par rapport à l'axe de pivotement est ajustable.
L'invention concerne également une attache ainsi définie, dans laquelle chaque demi-attache comporte une embase et une patère portant l'organe de fixation, la patère étant liée à l'embase par une liaison de type pivot fixe permettant sa rotation par rapport à l'embase autour d'un axe de rotation normal à l'axe de pivotement de l'attache, et un système de blocage de l'inclinaison de la patère par rapport à l'axe de pivotement. L'invention concerne également une attache ainsi définie, dans laquelle la patère comporte deux flasques s'étendant de part et d'autre de l'embase, ces deux flasques ayant chacun un bord rigidement solidarisé à l'organe de fixation, ces deux flasques étant liés à l'embase par la liaison pivot, chaque flasque comprenant un bord en arc de cercle centré sur la liaison pivot avec des trous régulièrement espacés le long de ce bord, le système de blocage comprenant une goupille pouvant s'engager conjointement dans un trou de chaque flasque et dans un trou de l'embase.
L'invention concerne également une attache ainsi définie, dans laquelle l'inclinaison des organes de fixation par rapport à l'axe de pivotement est ajustable sur une plage angulaire s'étendant de 0° à 90°.
L'invention concerne également une attache ainsi définie, dans laquelle l'organe de fixation présente une forme de mâchoire délimitée par deux portions planes espacées l'une de l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur de profilé à maintenir.
L'invention concerne également une charpente délimitant une surface incurvée comprenant des premiers profilés élastiquement fléchis et des seconds profilés élastiquement fléchis croisant les premiers profilés, dans laquelle les profilés sont fixés les uns aux autres par des attaches ainsi définies.
L'invention concerne également une charpente ainsi définie, dans laquelle les profilés sont des profilés creux à section rectangulaire.
L'invention concerne également une charpente ainsi définie, comprenant des profilés qui sont des bandes de largeur constante.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure 1 est une représentation schématique d'un profilé à section rectangulaire ;
La Figure 2 est une vue en perspective de l'attache selon l'invention ;
La Figure 3 est une vue latéral de l'attache selon l'invention ;
La Figure 4 est une vue latérale d'un exemple de gridshell en forme de dôme établi conformément à l'invention ; La Figure 5 est une vue de face d'un exemple de gridshell en forme de dôme établi conformément à l'invention ;
La Figure 6 est une vue de dessus d'un exemple de gridshell en forme de dôme établi conformément à l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
L'idée à la base de l'invention est d'établir un maillage de la surface gauche au moyen de profilés suivant des courbes pseudo-géodésiques de la surface qu'ils délimitent, ces profilés se croisant en étant fixés les uns aux autres de manière à constituer conjointement un maillage rigide.
Une courbe est pseudo-géodésique lorsqu'en tout point de celle-ci, la normale à la courbe forme un angle constant non nul avec la normale à la surface. D'une manière générale, les courbes pseudo-géodésiques permettent de délimiter une plus grande variété de surfaces, ces surfaces pouvant notamment avoir une courbure gaussienne négative ou positive comme par exemple dans le cas d'une forme de dôme.
Dans le gridshell selon l'invention, les profilés suivent des courbes pseudo-géodésiques de la surface qu'ils délimitent en étant déformés en flexion et/ou en torsion dans leur domaine élastique. A cet effet, ces profilés sont solidarisés les uns aux autres à chaque croisement par des attaches spécifique assurant un maintien de chaque profilé à une inclinaison prédéterminée par rapport à la surface.
Les attaches utilisées sont avantageusement toutes identiques et du type de l'attache représentée sur les figures 2 et 3 où elle est repérée par 1.
Cette attache 1 comporte deux demi-attaches 2 et 3 identiques qui sont montées tête-bêche en étant accouplées l'une à l'autre par une liaison de type pivot fixe 4, d'axe AX, chaque demi-attache étant symétrique de l'autre par rapport au centre de la liaison pivot 4.
La demi-attache 2 comporte une embase 6 comprenant une portion tubulaire 7 orientée selon l'axe AX, qui porte une patère 8 formée de deux flasques plans 9 et 10 solidarisés l'un à l'autre par un organe de fixation 11, la patère 8 ayant une orientation ajustable par rapport à l'embase 6. Les deux flasques 9 et 10 sont plans et s'étendent parallèlement l'un à l'autre de part et d'autre de l'embase 6. Chaque flasque 9, 10 est une plaque de tôle plane ayant un contour en forme de secteur angulaire. Ce contour comporte un premier bord rectiligne 12 et un deuxième bord rectiligne 13 réunis au niveau d'un sommet S, et un bord arqué 14 ayant une forme d'arc de cercle centré sur le sommet S, ce bord arqué reliant les deux extrémités des bords 12 et 13 qui sont opposées au sommet S. Dans l'exemple des figures, les bords rectilignes 12 et 13 forment entre eux un angle proche de l'angle droit.
Ces deux flasques sont disposés à distance l'un de l'autre en étant en vis-à-vis l'un de l'autre, le flasque 10 étant l'image du flasque 9 par une translation selon une direction normale au plan du flasque 10, sur une distance correspondant au diamètre de la portion tubulaire 7.
Ces deux flasques sont rigidement solidarisés l'un à l'autre par la fixation 11 rigidement solidarisée à leurs deuxièmes bords respectifs, et qui est destinée à recevoir une portion d'un profilé de la structure.
Dans l'exemple des figures, cette fixation 11 comporte essentiellement une plaque repliée selon une forme en U pour constituer deux portions planes 16 et 17, rectangulaires et parallèles, qui sont espacées l'une de l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur du profilé à recevoir, et qui ont une longueur, comptée selon la direction des seconds bords auxquels elles sont fixées, qui correspond à la largeur de ce profilé.
Dans l'exemple des figures, cette fixation 11 reçoit un profilé 18 qui est de type « plat », c'est-à-dire formé d'une bande initialement plane, métallique ou en matériau composite ou autre.
Comme visible sur les figures 2 et 3, la patère 8 est solidarisée à l'embase 6 par une liaison de type pivot fixe 5, d'axe AY normal à l'axe AX située au niveau du sommet S, ce qui permet d'ajuster l'orientation de la patère 8 par rapport à l'embase 6, cette orientation étant immobilisée par un système de blocage.
A ce titre, les flasques 9 et 10 comprennent le long de leurs bords arqués une série de trous 19 régulièrement répartis le long de ce bord, et la portion tubulaire de l'embase 6 porte à son extrémité la plus éloignée de la liaison pivot 4 une entretoise 21 rigidement solidarisée à l'extrémité libre de la portion tubulaire 7 et qui est traversée par un perçage orienté parallèlement à l'axe AY.
Comme représenté sur la figure 2, le blocage de la patère 8 par rapport à l'embase 6 est assuré en positionnant la patère à la position angulaire voulue en la faisant tourner autour de l'axe AY, jusqu'à placer l'un des trous 19 du flasque 10 en vis-à- vis du perçage traversant de l'entretoise 21 pour engager à travers le trou et le perçage une goupille de blocage 22.
Avantageusement, le réglage d'inclinaison de la patère est possible sur une plage s'étendant de 0° à 90°. Lorsque la patère est inclinée à 0°, la fixation 11 s'étend parallèlement à l'axe AX c'est-à-dire perpendiculairement à la surface délimitée par le gridshell, ce qui correspond à un cas limite de profilé suivant une courbe asymptotique.
Lorsque la patère est inclinée à 90°, la fixation 11 s'étend perpendiculairement à l'axe AX c'est-à-dire parallèlement à la surface délimitée par le gridshell, ce qui correspond à un autre cas limite d'un profilé suivant une courbe géodésique.
Toutes les inclinaisons intermédiaires entre 0° et 90° correspondent au maintien par l'attache de profilés suivant des courbes pseudo-géodésiques le long de la surface qu'ils délimitent.
L'inclinaison de la fixation 11, correspond à l'inclinaison de l'axe de plus faible moment quadratique du profilé que cette fixation 11 reçoit, par rapport à l'axe AX de pivotement des demi-attaches qui coïncide avec la normale à la surface délimitée par les profilés constituant le gridshell.
Dans l'exemple des figures 2 et 3, la fixation 11 comporte essentiellement deux portions planes 16 et 17 qui délimitent une sorte de mâchoire en forme de U dans laquelle le profilé s'engage. Complémentairement, cette fixation 11 peut comporter des griffes d'encliquetage assurant que le profilé ne peut pas sortir de la fixation 11 une fois qu'il a été engagé dans celle-ci. Complémentairement, ou alternativement, le profilé peut être solidarisé à la fixation par collage, rivetage, par boulonnage ou tout autre moyen approprié. Ainsi, dans l'exemple des figures, la fixation 11 a une forme de mâchoire destinée à enserrer le profilé qu'elle reçoit, mais cette fixation peut aussi se résumer à une simple plaque à laquelle se fixe un flanc du profilé qu'elle est destinée à recevoir.
En pratique, l'établissement d'un gridshell selon l'invention consiste à déterminer la surface devant être délimitée par les profilés. Dans l'exemple des figures 4 et 5, on a choisi une surface 23 en forme de dôme ayant comme visible sur la figure 4 une longueur L plus importante que sa largeur I qui apparaît sur la figure 5, cette forme de dôme se rapprochant de celle d'une portion d'ellipsoïde de révolution.
Un ensemble de courbes pseudo-géodésiques, comprenant d'une part des courbes s'étendant essentiellement selon une direction longitudinale sur cette surface, et d'autre part des courbes s'étendant essentiellement selon une direction transversale sur cette surface, est ensuite déterminé. Les courbes longitudinales sont choisies pour être le plus régulièrement possible espacées les unes des autres, et de même pour les courbes transversales qui croisent ces courbes longitudinales. Avantageusement, la surface et les courbes sont définies par calculs successifs exécutés sur une modélisation numérique de la structure.
Un bâti tridimensionnel ayant un rôle de gabarit est avantageusement construit pour recevoir les profilés devant délimiter la surface. Des profilés transversaux 24 sont alors inclinés, fléchis, positionnés et fixés sur ce bâti conformément aux courbes pseudo-géodésiques longitudinales tridimensionnelles préalablement déterminées. A cet effet, le bâti est équipé de systèmes de fixation appropriés des profilés, ces systèmes pouvant être du même type que les attaches selon l'invention.
A ce stade, les attaches propres au gridshell sont fixées aux profilés transversaux portés par le bâti, à chaque point de croisement avec une courbe pseudo- géodésique longitudinale, ces points de croisement ayant été préalablement identifiés et repérés.
Pour chaque attache, l'inclinaison de l'une des patères est ajustée à l'angle correspondant au profilé transversal auquel cette patère est fixée, et la deuxième patère de cette attache est ajustée à l'angle d'inclinaison du profilé longitudinal qu'elle est destinée à recevoir. En pratique, l'inclinaison d'un profilé par rapport à la surface est la même tout le long de ce profilé, mais deux profilés peuvent avoir des inclinaisons différentes par rapport à la surface. Chaque attache comportant deux patères dont les orientations angulaires doivent être ajustées, les réglages de patères peuvent être différents sur chaque attache.
A ce stade, les profilés longitudinaux 26 peuvent être positionnés, inclinés et fléchis conformément aux courbes pseudo-géodésiques longitudinales préalablement définies, et ils sont fixés aux profilés transversaux par les attaches qui ont été fixées à ceux-ci dans l'étape précédente. Une fois que tous les profilés longitudinaux ont été installés et fixés, les profilés transversaux peuvent être désolidarisés des systèmes de fixation par lesquels ils étaient solidarisés au bâti tridimensionnel. A ce stade, le gridshell est constitué, c'est-à- dire qu'il peut par exemple être manutentionné pour être transporté depuis le bâti jusque sur la structure porteuse d'un bâtiment destiné à le recevoir. Dans ce gridshell, chaque profilé longitudinal est incliné d'un certain angle par rapport à la surface en forme de dôme de façon à suivre une courbe pseudo- géodésique, l'inclinaison de l'un des profilés longitudinaux ayant été répérée par « alpha » sur la figure 5. De manière analogue, chaque profilé transversal présente par rapport à la surface en dôme une inclinaison prédéterminée correspondant au réglage des angles des patères qui assurent son maintien. Comme indiqué plus haut, une fois que le gridshell est constitué, chaque attache a son axe de pivotement orienté perpendiculairement à la surface du gridshell.

Claims

Revendications
1. Attache (1) pour solidariser deux profilés l'un à l'autre, comprenant deux demi-attaches (2, 3) liées l'une à l'autre par un liaison (4) de type pivot fixe permettant à une demi-attache (2, 3) de pivoter par rapport à l'autre autour d'un axe de pivotement (AX), chaque demi-attache (2, 3) comportant un organe de fixation (11) d'un profilé (18) qui est incliné par rapport à l'axe de pivotement (AX).
2. Attache (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'inclinaison de chaque organe de fixation (11) par rapport à l'axe de pivotement (AX) est ajustable.
3. Attache selon la revendication 2, dans laquelle chaque demi-attache (2, 3) comporte une embase (6) et une patère (8) portant l'organe de fixation (11), la patère (8) étant liée à l'embase (6) par une liaison de type pivot fixe (5) permettant sa rotation par rapport à l'embase (6) autour d'un axe de rotation (AY) normal à l'axe de pivotement (AX) de l'attache (1), et un système de blocage de l'inclinaison de la patère (8) par rapport à l'axe de pivotement (AX).
4. Attache selon la revendication 3, dans laquelle la patère (8) comporte deux flasques (9, 10) s'étendant de part et d'autre de l'embase (6), ces deux flasques (9, 10) ayant chacun un bord (13) rigidement solidarisé à l'organe de fixation (11), ces deux flasques (9, 10) étant liés à l'embase (6) par la liaison pivot (5), chaque flasque (9, 10) comprenant un bord (14) en arc de cercle centré sur la liaison pivot (5) avec des trous (19) régulièrement espacés le long de ce bord (14), le système de blocage comprenant une goupille (22) pouvant s'engager conjointement dans un trou (19) de chaque flasque et dans un trou de l'embase (6).
5. Attache selon la revendication 2, dans laquelle l'inclinaison des organes de fixation (11) par rapport à l'axe de pivotement (AX) est ajustable sur une plage angulaire s'étendant de 0° à 90°.
6. Attache selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'organe de fixation (11) présente une forme de mâchoire délimitée par deux portions planes (16, 17) espacées l'une de l'autre d'une distance correspondant à l'épaisseur de profilé à maintenir.
7. Charpente délimitant une surface incurvée comprenant des premiers profilés (24) élastiquement fléchis et des seconds profilés (26) élastiquement fléchis croisant les premiers profilés (24), caractérisés en ce que les profilés (24, 26) sont fixés les uns aux autres par des attaches (1) telles que définies dans l'une des revendications précédentes.
8. Charpente selon la revendication 7, dans laquelle les profilés (26) sont des profilés creux à section rectangulaire.
9. Charpente selon la revendication 7 ou 8, comprenant des profilés (24,
26) qui sont des bandes de largeur constante.
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