FR2481385A1 - Systeme de liaison multidirectionnelle pour structures - Google Patents

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Abstract

SYSTEME DE LIAISON MULTIDIRECTIONNELLE POUR BARRES FORMANT DES STRUCTURES SPATIALES. LA PIECE DE LIAISON COMPORTE UN CORPS CENTRAL 4 SUR LEQUEL SONT DISPOSEES DES OREILLES 5, 6 FORMANT DEUX COURONNES 7, 8 SUPERPOSEES. LES OREILLES 5 D'UNE COURONNE 7 SONT ANGULAIREMENT DECALEES PAR RAPPORT AUX OREILLES 6 DE L'AUTRE COURONNE 8. LES AXES MOYENS DES OREILLES DES DEUX COURONNES SE COUPENT EN UN MEME POINT SITUE SUR L'AXE DU CORPS CENTRAL. LA GEOMETRIE DES OREILLES EST TELLE QU'ELLES PEUVENT ETRE PERCEES DANS UNE CERTAINE PLAGE A LA DEMANDE SUIVANT L'APPLICATION A REALISER PAR L'UTILISATION DE TROUS DE CENTRE MATERIALISANT L'AXE DU CORPS CENTRAL ET UNE BASE DE REFERENCE. APPLICATION A LA REALISATION DE STRUCTURES.

Description

L'invention concerne un système de liaison multidirectionnelle pour
structures comprenant une pièce de liaison sur laquelle viennent se fixer des
barres définissant la structure.
La conception et la réalisation d'une struc- ture doit satisfaire à des conditions de stabilité:
- statique, afin que, quelle que soit la variation an-
gulaire des lignes de force, celles-ci restent toujours
concourantes en un point; que les flux des contrain-
tes ne rencontrent pas de discontinuités et que, dans
les zones de concours, les contraintes soient dissi-
pées dans la masse en évitant les phénomènes de concen-
tration
- dynamique par la possibilité d'assembler isostatique-
ment les composants entre eux;
- au feu, en remédiant à l'affaissement des caractéris-
tiques mécaniques sous températures élevées par augmen-
tation des épaisseurs et diamètres des éléments cons-
titutifs.
La construction des structures pose actuelle-
ment des problèmes au niveau des matériaux de construc-
tion, et notamment en ce qui concerne les pièces de
liaison. Généralement ces pièces sont fabriquées spé-
cialement et sont différentes selon leur place dans la
structure. De telles contraintes aboutissent à un main-
tien élevé des prix de revient, à des temps de mise en oeuvre longs et à une grande difficulté de modification ou de récupération de structures existantes0
L'invention vise à la réalisation dOun sys-
tème de liaison multidirectionnelle apportant une grande souplesse d'utilisation et se présentant sous forme
d'éléments standardisés.
Le système de liaison multidirectionnelle
pour structures selon l'invention, ledit système com-
prenant une pièce de liaison sur laquelle viennent se
fixer des barres définissant la structure, est remar-
quable en ce que la pièce de liaison comporte un corps central, des oreilles disposées selon des couronnes sur le corps centrale les oreilles d'une couronne étant angulairement décalées par rapport aux oreilles de l'autre couronne, les axes moyens des oreilles des couronnes concourant en un même point situé sur l'axe
du corps central. -
Le corps central peut être réalisé en au moins deux parties superposables, chacune des parties portant les oreilles. Selon des formes de réalisation,
les plans des oreilles passent par l'axe du corps cen-
tral ou coupent ledit axe.
Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment
peut être réalisée l'invention.
La figure-l représente un système de liaison multidirectionnelle selon l'invention0 Les figures 2A et 2B représentent, vu de côté
et de dessus, un exemple de pièce de liaison.
La figure 3 est une vue de c8té d'un autre
exemple de réalisation de la pièce de liaison.
Les figures 4A et 4B représentent une autre
forme de réalisation dtune pièce de liaison.
Les figures 5A et 5B sont des vues en éléva-
tion des deux parties d'une pièce de liaison, chaque
partie portant une couronne dVoreilles.
Les figures 6A, 6B et 60 présentent une vue en élévation des deux parties d'une pièce de liaison permettant de choisir le décalage angulaire voulu entre
les oreilles des deux couronnes.
Les figures 7A à 70 montrent une forme de réalisation de la pièce de liaison, le corps central
présentant des rainures.
Les figures 8A à 8D montrent une autre forme de réalisation de la pièce de liaison0 Les figures 9A à 9C présentent une troisième
forme de réalisation de la pièce de liaison.
Les figures 10A et lOB montrent une forme de réalisation d8une pièce de fixation d'un tube à une oreille. La figure 1 représente un système de liaison multidirectionnelle selon l'invention permettant la réalisation de structures spatiales. La pièce de liaison 1 forme un noeud auquel
sont reliées les barres 2 et 3 définissant la struc-
ture. Les figures 2A et 2B montrent des vues en élévation et de dessus d'une pièce de liaison semblable à celle de la figure 1. Cette pièce comporte un corps
central 4 sur lequel sont fixées des oreilles 5, 6 for-
mant deux couronnes 7 et 8 superposées. Les oreilles de la couronne 7 sont angulairement décalées des oreilles 6 de la couronne 80 Selon une forme de réalisation préférée ô
les oreilles 5 de la couronne 7 sont de forme symétri-
que approximativement rectangulaire, l'axe moyen équi-
distant des grands cotés coupant l'axe du corps central et les grands côtés des oreilles 6 de la couronne 8 font des angles aigus avec l'axe du corps central, l'axe moyen approximativement équidistant des deux grands cÈtés coupe l'axe du corps central au même point que l'are moyen des oreilles 5 de la couronne 7, ce qui conduit à ce que les axes (lignes de force des barres de la structure) se fixant sur les oreilles peuvent
9tre toutes concourantes en un point sur l'axe du noyau.
Le nombre des oreilles de chaque couronne a
été arbitrairement choisi égal à 4 et le décalage angu-
laire entre les oreilles de chaque couronne de 45 o Dans cet exemple, comme dans ceux qui vont suivre, le nombre des oreilles de chaque couronne peut 9tre quelconque9
le nombre des oreilles d'une couronne n'étant pas né-
cessairement égal au nombre des oreilles de l'autre, et les décalages angulaires entre les oreilles de chaque couronne ne donnant pas obligatoirement une répartition équidistante des oreilles autour du corps central comme représenté fig.2B,
Les différents exemples d'application mon-
trent des dispositifs à deux couronnes, mais on peut,
par utilisation d'éléments semblables réaliser des dis-
positifs à trois couronnes ou plus.
La réalisation représentée figures 2A et 2B
est obtenue à partir dtun corps central cylindrique au-
tour duquel sont soudées les oreilles. Les corps et oreilles peuvent 8tre directement obtenus par moulage, La figure 3 montre une autre réalisation à
partir d'un corps central polygonal portant des moulu-
res en creux ou en relief longitudinales 9 dans les-
quelles sont glissées ou appuyées à leur sommet les oreilles qui sont ensuite fixées par soudure, collage, etc... Les figures 4A et 4B représentent une pièce de liaison dans laquelle le plan P des oreilles fait un angle aigu avec l'axe du corps central XX'. Les oreilles de la couronne supérieure 7 sont, par exemple, inclinées dans le sens inverse au sens trigonométrique par rapport à l'axe du corps, tandis que les oreilles de la couronne inférieure 8 sont inclinées dans le sens trigonométrique0 La figure 4A montre l'axe moyen a. et bo des oreilles ainsi que deux positions extrgmes al, a2 et bî, b20 Les positions des axes et les positions extrgmes peuvent, suivant une caractéristique de l'invention, être repérées par des marques faites à la surface des oreilles, de même que les positions intermédiaires
(voir également Fig. 8A et 9A..) et permettent de per-
cer à la demande les trous 10 servant à la fixation d es barres de structure. Les axes passant par les marques sont prévus de telle manière que les efforts transmis
aux oreilles concourent en un môme point O du corps cen-
tral. Selon des formes de réalisation non représentées,
tous les plans des oreilles d'une couronne sont paral-
lèles à l'axe du corps central, ou dans une couronne
les plans d'un certain nombre dtoreilles sont parallè-
2 48138 5
les à l'axe du corps central, les plans des autres oreil-
les étant obliques, Comme précédemment signalé, les oreilles sont
rapportées et soudées ou sont engagées dans des rainu-
res, ou l'ensemble corps central oreilles est obtenu
par moulage.
La réalisation des figures 5A et 5B comporte un corps central séparable en au moins deux parties 11 et 12. Chacune des parties porte à sa périphérie les oreilles qui sont soit soudées, soit venues directement
de moulage. Les faces coopérantes 13 et 14 des deux par-
ties du corps central portent des moyens de positionne-
ment angulaire d'une couronne par rapport à l'autre.
Selon une réalisation classique, une partie 15 des oreil-
les de la partie 12 s'engage dans des fentes 16 pré-
vues dans la couronne 11. Les parties de corps central
portent, suivant leur axe, un trou de centre (Fig. 4A-
4B) et/ou un alésage 17 dans lequel peut être introduite une pièce de fixation, par exemple un boulons, permettant
de bloquer les deux parties dans la position voulue.
La partie 11 peut présenter à sa partie supérieure des fentes (représentées en trait interrompu) semblables
aux fentes 16 et recevoir un autre élément 12.
Les trous de centre et/ou alésages 17 maté-
rialisent l'axe du corps central et permettent le per-
çage précis des oreilles.
Un autre exemple deun corps central en deux parties est montré dans les figures 6A à 60. La partie 18 comporte six oreilles et la partie 19 (figure 60) trois oreilles. Des moyens de positionnement, constitués
par exemple d'un ergot 20 dans la partie 18 et de loge-
ments 21, permettent des décalages angulaires différents suivant 1t utilisation de la pièce de liaison. Selon une autre forme de réalisation (Fig. 71 à 7E)e le corps central est constitué de deux parties semblables 22 et 23 (Fig. 7A et 73) sur la surface latérale desquelles on a prévu des rainures 24 parallèles à l'axe du corps
central et qui pénètrent dans le corps (figure 7C).
Les rainures reçoivent ou positionnent les bases 25 et 26 des oreilles qui y sont maintenues, par exemple, par collage, le corps étant de préférence en matière plastique. Les surfaces de base 27 et 28 des parties de corps portent un ergot 29 et un logement 30 en forme de demi- couronne coaxiale. Vus de dessus, l'ergot et le
logement (Fig. 70) sont disposés selon une couronne.
Les parties de corps portant les oreilles (Fig. 7D et 7E) sont assemblées, de manière connue, pour former une pièce de liaison. Comme précédemment décrit, les faces
des oreilles portent des marques 31 facilitant par po-
sitionnement une plage de perçage des oreilles pour re-
cevoir les barres de structure.
Dans l'exemple des figures 8A à 8D, le corps !5 central est formé d'au moins deux parties 32 et 33, chaque partie portant une rainure périphérique 34 dont le plan de symétrie est perpendiculaire à l'axe du corps central. La rainure est plus large dans le fond qu'à la
surface du corps. Les bases des oreilles 37 et 38 pré-
sentent des formes approximativement complémentaires
de celles des rainures avec lesquelles elles coopèrent.
Dans cette réalisation, chaque partie 32, 33 du corps
central est constituée de deux pièces 39, 40 symétri-
ques ou identiques. Le maintien des pièces l'une par rapport à l'autre est obtenu par les mêmes moyens que ceux décrits dans les figures précédentes 7A à 7E qui
présentent deux parties 41 et 42 en demi-couronne fai-
sant office d'ergot et de logement (Fig.8D).
Lorsque les pièces sont assemblées, elles dé-
finissent une rainure 34 dont la section est approxima-
tivement en forme de T, la barre transversale du T étant parallèle à l'axe du corps central et proche de son axe. Les pièces d'extrémité, telle que la pièce 39,
présentent sur leur face libre 43 un évidement 44 co-
axial à un alésage axial 45. Les bases 35 et 56 des oreilles 37 et 38 sont présentées sur les pièces 40 assemblées dos à dos et sont maintenues par les pièces 39 lors de l'assemblage de la pièce de liaison. Les oreilles peuvent se déplacer le long des rainures dans un plan passant par l'axe du corps central ou faire éventuellement un angle avec cet axe et, lorsque les barres sont fixées, se mettre dans la position du mi-
nimum d'efforts.
Les figures 9A à 90 montrent une réalisation
dans laquelle le corps central est formé de deux par-
ties symétriques 46 et 47, chacune des parties présen-
tant une rainure périphérique 48 de section approxima-
tivement rectangulaire, dont le plan de symétrie est perpendiculaire à l'axe du corps central, le fond de la rainure présentant une nervure 49 plus large en surface qu'en fond et en particulier de section en T, la barre verticale du T ou pied étant fixée sur le fond de la rainure perpendiculairement à l'axe du corps central, la barre transversale du T étant parallèle à l'axe du
corps central et affleurant aux bords de la rainure.
La partie périphérique de la nervure porte au moins un passage 50 de dimensions égales à la dimension du fond de rainure susceptible de laisser passer la base des oreilles présentant une forme approximativement complémentaire de la rainure et de sa nervure0 La figure 90 montre en coupe une réalisation dans laquelle la nervure est discontinue et s'étend,
par exemple, sur deux ou quatre secteurs de chaque par-
tie du corps central. Chacun des secteurs est séparé du suivant par une paroi longitudinale 51 qui assure
une plus grande rigidité de l'ensemble lors de l'assem-
blage.
Les oreilles des pièces de liaison sont fi-
xées aux tubes de la structure au moyen de pièces de fixation 52 (figures 1, lAO lOB). Selon l'exemple de réalisation représenté, cette pièce comporte au moins une chape 53 traversée par un alésage 54 qui est mis en concordance avec l'alésage de l'oreille, percé en
fonction des données du calcul d'application des for-
8. ces. La barre 2 de liaison de la structure peut être
soudée directement à cette chape ou être maintenue.
La pièce de fixation 52 porte, dans la réali-
sation représentée, une deuxième chape 55 d'axe perpen-
diculaire à celle coopérant avec l'oreille. La chape peut être percée d'un alésage 56 traversant ou non
et qui peut recevoir un dispositif permettant l'irri-
gation par un fluide de la barre ou encore (figure lOA) des moyens de raccordement étanches 57 et correspond avec un perçage de la barre de structure pour assurer
le passage d'un fluide de refroidissement ou calopor-
teur. La figure 1 montre un noeud de liaison dans lequel toutes les pièces de fixation 52 comportent des moyens de raccordement qui sont reliés entre eux par des tuyaux 58 aboutissant à une boite de raccordement ou de distribution 59, qui est éventuellement reliée à la source de fluide caloporteur de refroidissement ou de chauffage de la structure. Le système de liaison multidirectionnelle selon l'invention permet d'utiliser les barres de structure pour véhiculer des fluides et en particulier de disposer d'un réseau de lutte contre l'incendie efficace par le refroidissement des barres et par l'utilisation d'au moins un alésage de chape
comme dispositif d'arrosage. Les applications du systè-
me de liaison sont très nombreuses et en particulier
permettent la réalisation de structures à double cour-
bure de deux nappes à épaisseur variable, telles qu'uti-
lisées dans les réfrigérants statiques, en influant ou non sur l'effet Venturi, ou dynamiques, de faîtages de type shed "Tuiles permettant une grande facilité de transformation et pouvant être entièrement assemblés
au sol avec tous les composants et accessoires (couver-
ture, tuyauterie...).
La standardisation des pièces de liaison per-
met une diminution des délais entre le moment de la conception et celui de la livraison de la structure, 9.
elle permet également un moindre coIt par l'tuniversa-
lité des composants de la structure,

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Système de liaison multidirectionnelle
pour structures spatiales comprenant une pièce de liai-
son sur laquelle viennent se fixer des barres définis-
sant la structure, caractérisé en ce que la pièce de
liaison (1) comporte un corps central (4), des oreil-
les (5,6) disposées selon au moins une couronne (7,8) sur le corps central, les oreilles (5) dtune couronne
(7) étant angulairement décalées par rapport aux oreil-
les (6) une autre couronne (8), les axes moyens des oreilles des couronnes concourant en un même point (0)
situé sur l'axe du corps central.
2. Système de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pièce de fixation (52) est prévue entre une oreille et un tube de la structure (2)0 3. Système de liaison selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce de fixation comporte au moins une chape (53) susceptible de coopérer avec
une oreille de la pièce de liaison.
4. Système de liaison selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce de fixation porte une
deuxième chape (55) susceptible de coopérer avec un tu-
be de la structure (2).
5. Système de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une oreille porte à sa surface des marques (31) correspondant à l'axe moyen et à des écarts4ngulaires donnés de part et d'autre de
l'axe moyen.
6. Système de liaison selon l'une des reven-
dications précédentes caractérisé en ce que le corps central porte au moins un trou de centre ou alésage (17)
matérialisant l'axe dudit corps.
7. Système de liaison selon l'une des reven-
dications 1, 5, 6 caractérisé en ce qu'au moins une couronne (7,8) comporte des oreilles dont les plans
coupent l'axe du corps central.
il
8. Système de liaison selon l'une des reven-
dications 1, 5 à 7, caractérisé en ce que le corps central est séparable en au moins deux parties (11912), selon un plan transversal, chacune des parties portant une couronne d'oreilles. 9. Système de liaison selon la revendication
8, caractérisé en ce que les faces coopérantes des par-
ties de corps central portent des moyens de position-
nement angulaire (20, 21) d'une couronne (18) par rap-
port à l'autre (19)o o Système de liaison selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que chaque partie de corps
central porte sur sa surface des moulures (9,24) sus-
ceptibles de recevoir la base des oreilleso ll. Système de liaison selon la revendication , caractérisé en ce que les moulures (9924) sont
parallèles à l'axe du corps central.
12o Système de liaison selon l'une des reven-
dications 8 à 10, caractérisé en ce que chaque partie (52 533) de corps central porte au moins une rainure périphérique (54) dont le plan de symétrie est perpent diculaire à l axe du corps central9 ladite rainure étant plus large dans le fond qu'à la surface du corps9 et en ce que la base (55, 36) des oreilles (573 38) présente une forme approximativement cimplémentaire de la rainure avec laquelle elle coopères 13 Système de liaison selon la revendication 12,caractérisé en ce que chaque partie du corps central est constituée de deux pièces (59, 40) au moins symés
triques susceptibles de s'assembler pour former une par-
tie du corps central avec rainure périphérique.
14. Système de liaison selon l'une des reven-
dications 8 à 10, caractérisé en ce que chaque partie
(46, 47) du corps central porte une rainure périphéri-
que (48) rectangulaire dont le plan de symétrie est
perpendiculaire à l'axe du corps central, ladite rainu-
re présentant une nervure (49) s'étendant du fond vers
248138 5
la surface, ladite nervure étant plus large en surface
que sur le fond et portant au moins un passage de di-
mensions égales à la dimension du fond de rainure sus-
ceptible de laisser passer la base des oreilles présen-
ta-ut une forme approximativement complémentaire de la
rainure et de sa nervure avec lesquelles elle coopère.
15. Système de liaison selon la revendication 14, caractérisé en ce que la nervure (49) présente une section en T, le pied du T étant au fond de la nervure0 16. Système de liaison selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la rainure périphérique est discontinue et s'étend sur au moins deux secteurs
de chaque partie du corps central.
17. Système de liaison selon l'une des reven-
dications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de fixation porte du coté coopérant avec les barres de
structure des moyens de raccordement (56, 57) permet-
tant le passage d'un fluide.
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