FR2615551A1

FR2615551A1 - Load-bearing structure for the construction of multi-purpose halls, such as gymnasiums, indoor tennis courts, service stations, factories

Info

Publication number: FR2615551A1
Application number: FR8707089A
Authority: FR
Original assignee: LEFOLL PIERRE
Current assignee: LEFOLL PIERRE
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1988-11-25
Anticipated expiration: 2007-05-20
Also published as: FR2615551B1

Abstract

The load-bearing structure comprises at least one elementary girder consisting of two timber members 7, 8 connected by a web 9 made of corrugated sheet metal, whose toothed edges are pushed with force into the said members. According to the invention, it comprises a subadjacent tensioning element 21 running under the lower member or members 8 and parallel to the latter, between two intermediate descending struts 10, 11 forming a single unit with the said load-bearing structure and connected to the ends of this structure by inclined ties 23, 26, the structure being made so as to present, at rest, a slight upward deflection, its subadjacent element being tensioned after installation in order to increase the initial deflection and the said structure then being loaded in order to generate a prestress, and then unloaded in order to return substantially to its initial deflection.

Description

Structure porteuse pour la construction de salles poLyvaLentes, teLLes que des gymnases, des saLLes de tennis, des ateliers-reLais, des usines... Load-bearing structure for the construction of versatile rooms, such as gymnasiums, tennis halls, relay workshops, factories ...

La présente invention concerne une structure porteuse pour La construction de salles polyvatentes, telles que des gymnases, des salles de tennis, des ateliers-relais, des usines
Une poutre connue est constituée par deux membrures en bois reliées par une âme en tôle métallique ondulée dont Les bords dentés sont enfoncés à force dans lesdites membrures.The present invention relates to a load-bearing structure for the construction of multipurpose rooms, such as gymnasiums, tennis halls, relay workshops, factories
A known beam is constituted by two wooden frames connected by a core of corrugated metal sheet, the toothed edges of which are forced into said frames.

Cette poutre connue permet, pour un poids réduit, de parvenir à une résistance à la flexion relativement élevée et teLLe que de grandes portées peuvent déjà être atteintes. Elle est donc remarquable notamment pour la construction de structures Légères et économiques, grâce auxquelles il est possible de couvrir des surfaces au sol importantes exemptes de poteaux. This known beam allows, for a reduced weight, to achieve a relatively high flexural strength and such that large spans can already be reached. It is therefore remarkable in particular for the construction of Light and economical structures, thanks to which it is possible to cover large ground surfaces free of poles.

Cependant, une telle poutre présente une raideur insuffisante et une tendance marquée au déversement, de sorte qu'il est nécessaire de la combiner à d'autres éléments porteurs s'opposant en partie à sa déformation. IL peut s'agir de caissons, de traverses, de croisillons ou autres. However, such a beam has an insufficient stiffness and a marked tendency to spill, so that it is necessary to combine it with other load-bearing elements partially opposing its deformation. It can be boxes, crosspieces, braces or others.

La présente invention a pour but de concevoir une structure porteuse dont La portée peut être plus grande que celle de cette poutre connue et qui, malgré cela, supporte des charges relativement élevées en se déformant moins par L'accroissement de la raideur. The object of the present invention is to design a load-bearing structure whose span can be greater than that of this known beam and which, despite this, supports relatively high loads while being less deformed by the increase in stiffness.

Dans ce but et conformément à L'invention, La structure porteuse comprend au moins une teLle poutre éLémentaire et un élément tendeur sous-jacent s'étendant sous La ou Les membrures inférieures et paraLLèLement à celLes-ci, entre deux jambages descendants intermédiaires faisant corps avec ladite structure porteuse et reliés aux extrémités de cette structure par des tirants inctinés,la structure étant fabriquée pour présenter au repos une lègére flèche vers le haut, son élément sous-jacent étant tendu après montage pour accroître La flèche initiale et ladite structure étant ensuite chargée pour générer une précontrainte, puis déchargée pour revenir sensiblement à sa flèche initia Le. For this purpose and in accordance with the invention, the supporting structure comprises at least one such elementary beam and an underlying tensioning element extending under the lower member (s) and parallel to it, between two intermediate descending legs forming a body with said supporting structure and connected to the ends of this structure by inctinated tie rods, the structure being manufactured to present at rest a slight upward arrow, its underlying element being stretched after assembly to increase The initial arrow and said structure then loaded to generate a prestress, then unloaded to return substantially to its arrow initiated Le.

La précontrainte ainsi générée permet d'accroitre la raideur de la structure sa portée maximale et La charge admissible. The prestress thus generated makes it possible to increase the stiffness of the structure, its maximum span and the admissible load.

Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la structure porteuse comprend deux poutres élémentaires dont les membrures supérieures et inférieures sont juxtaposées et réunies notamment par les moyens de fixation des deux jambages descendants intermédiaires et ceux des extrémités des tirants inclinés. According to a particularly advantageous embodiment, the supporting structure comprises two elementary beams, the upper and lower members of which are juxtaposed and joined in particular by the means of fixing the two intermediate descending legs and those of the ends of the inclined tie rods.

Chaque jambage est une pièce métallique profilée dont
L'extrémité haute fait corps avec une semelle en Uemboitée sur Les deux membrures inférieures des poutres élémentaires et reliée aux membrures supérieures par des organes de fixation, tandis que
L'extrémité basse de la pièce métallique comporte un arrêtoir traversé par une tige qui forme l'élément sous-jacent précité et dont l'extrémité saillante filetée correspondante est vissée dans un écrou pour former en coopérant avec L'arrêtoir un tendeur, cette extrémité basse de Ladite pièce métallique faisant corps avec une aile sensiblement horizontale sur laquelle est fixé au moins un tirant.Each leg is a profiled metal piece of which
The upper end forms a body with a U-bolt on the two lower members of the elementary beams and connected to the upper members by fasteners, while
The lower end of the metal part comprises a stopper crossed by a rod which forms the aforementioned underlying element and whose corresponding threaded protruding end is screwed in a nut to form, in cooperation with the stopper, a tensioner, this end bottom of said metal part forming a body with a substantially horizontal wing on which is fixed at least one tie rod.

Chaque jambage est relié, par deux tirants inclinés s'étendant sur les cotés des poutres élémentaires, à un étrier coiffant L'extrémité la plus proche de celles-ci et constituant une butée d'ancrage pour les membrures Lors de la mise en précontrainte. Each leg is connected, by two inclined tie rods extending on the sides of the elementary beams, to a stirrup covering the end closest to the latter and constituting an anchoring stop for the members during the prestressing.

Divers autres caractéristiques et avantages de
L'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.Various other features and benefits of
The invention will moreover emerge from the detailed description which follows.

Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur le dessin annexé. An embodiment of the object of the invention is shown, by way of nonlimiting example, in the accompanying drawing.

Sur ce dessin
- la figure 1 est une élévation montrant une forme de réalisation de la structure porteuse selon L'invention,
- la figure 2.est une vue partielle agrandie du détail désigné par la flèche F sur la figure 1,
- la figure 3 est une coupe transversale prise suivant la ligne III-III de la figure 2,
- la figure 4 est une vue de dessus prise en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2,
- la figure 5 est une vue partielle agrandie du détail désigné par la flèche G sur la figure 1,
- la figure 6 est une vue en bout prise suivant la ligne
VI-VI de la figure 5,
- la figure 7 est un schéma illustrant Le chargement de la poutre composite pour sa précontrainte.On this drawing
FIG. 1 is an elevation showing an embodiment of the support structure according to the invention,
FIG. 2 is a partial enlarged view of the detail designated by the arrow F in FIG. 1,
FIG. 3 is a cross section taken along line III-III of FIG. 2,
FIG. 4 is a top view taken in section along the line IV-IV of FIG. 2,
FIG. 5 is an enlarged partial view of the detail designated by the arrow G in FIG. 1,
- Figure 6 is an end view taken along the line
VI-VI of Figure 5,
- Figure 7 is a diagram illustrating the loading of the composite beam for its prestressing.

Suivant la forme de réalisation représentée sur le dessin, la structure porteuse 1 comporte deux poutres élémentaires 2 et 3. Chaque poutreélémentaire 2 (ou 3) est constituée par une membrure supérieure 4 (ou 7) et une membrure i-nférieure 5 (ou 8) reliées entre elles par une âme 6 (ou 9) en tole métallique ondulée dont les bords dentés sont enfoncés à force dans lesdites membrures. Ces poutres élémentaires sont commercialisées sous la dénomination "Nail Web". According to the embodiment shown in the drawing, the supporting structure 1 comprises two elementary beams 2 and 3. Each elementary beam 2 (or 3) is constituted by an upper chord 4 (or 7) and an i-nferior chord 5 (or 8 ) interconnected by a core 6 (or 9) of corrugated metal sheet whose toothed edges are forced into said frames. These elementary beams are marketed under the name "Nail Web".

Ces poutres élémentaires 2 et 3 sont juxtaposées de façon que leurs membrures supérieures 4 et 7 soient jointives chant contre chant et qu'il en soit de même pour leurs membrures inférieures 5 et 8. These elementary beams 2 and 3 are juxtaposed so that their upper members 4 and 7 are contiguous edge to edge and it is the same for their lower members 5 and 8.

Elles sont réunies par deux jambages descendants intermédiaires 10 et 11, ainsi que par deux étriers extrêmes 12 et 13. They are joined by two intermediate descending legs 10 and 11, as well as by two end stirrups 12 and 13.

Chacun des jambages 10 et 11 comporte une pièce métallique constituée par une semelle supérieure 14, un montant 15 et une aile inférieure 16, tous.ces éléments 14 à 16 faisant corps entre eux, par soudure par exemple. Each of the legs 10 and 11 comprises a metal part constituted by an upper sole 14, an upright 15 and a lower wing 16, tous.ces elements 14 to 16 forming one body, by welding for example.

La semelle 4 est un profilé en U (figure 3) s'emboîtant sur les membrures inférieures 5 et 8 juxtaposées des poutres 2 et 3 ; l'âme de cette semelle 14, les membrures inférieures 5 et 8, les membrures supérieures 4 et 7 et des traverses méplates 17 sont traversées de part et dtautre des âmes 6 et 9 par des tiges filetées 18 coopérant avec des écrous 19 pour la fixation d'ensemble. The sole 4 is a U-shaped profile (Figure 3) fitting onto the lower members 5 and 8 juxtaposed with the beams 2 and 3; the core of this sole 14, the lower members 5 and 8, the upper members 4 and 7 and flat crossbars 17 are crossed on either side of the cores 6 and 9 by threaded rods 18 cooperating with nuts 19 for fixing overall.

Le montant 15 est un profilé en V (figure 4) dont les ailes latérales sont reliées par un méplat 20 pour former un caisson-arrêtoir inférieur rigide. Les arrêtoirs 20 des deux jambages 10 et 11 sont reliés par une tige 21 qui Les traverse. La tige 21 s'étend sous Les poutres élémentaires 2 et 3, parallèlement à celles-ci. Cette tige sous-jacente est filetée à ses deux extrémités pour coopérer, après avoir traversé les méplats 20, avec des écrous 22. Ladite tige ainsi équipée et montée constitue un élément tendeur sous-jacent. The upright 15 is a V-shaped profile (Figure 4) whose side wings are connected by a flat 20 to form a rigid lower box-retainer. The retainers 20 of the two legs 10 and 11 are connected by a rod 21 which passes through them. The rod 21 extends under the elementary beams 2 and 3, parallel to these. This underlying rod is threaded at its two ends to cooperate, after passing through the flats 20, with nuts 22. Said rod thus fitted and mounted constitutes an underlying tensioning element.

La distance D entre les jambages 10 et 11 représente, dans l'exemple illustré par le dessus, sensiblement 4/10ème de la longueur L de la structure porteuse 1. Mais il est bien évident que les Limites de cette distance peuvent être plus ou moins grandes et dépendent notamment de l'application à laquelle La structure porteuse est destinée et du chargement qui lui est appliqué. Ainsi, ces limites peuvent être comprises entre 0,4 et 0,9 L. The distance D between the legs 10 and 11 represents, in the example illustrated above, substantially 4 / 10ths of the length L of the supporting structure 1. But it is quite obvious that the limits of this distance can be more or less large and depend in particular on the application for which the supporting structure is intended and on the load which is applied to it. Thus, these limits can be between 0.4 and 0.9 L.

La hauteur h des jambages 10 et 11 représente, dans
L'exemple illustré par le dessin, sensiblement 1/20émue de la portée p de la structure porteuse 1. Mais il est bien évident que cette hauteur rapportée à la portée peut varier, étant entendu que plus elle est grande, plus L'équipement sous-jacent 10, 11, 21 constitue une gêne encombrante pour l'environnement.The height h of the legs 10 and 11 represents, in
The example illustrated by the drawing, roughly 1 / 20emue of the span p of the supporting structure 1. But it is obvious that this height relative to the span can vary, it being understood that the greater it is, the more the equipment under -jacent 10, 11, 21 constitutes a bulky nuisance for the environment.

Par ailleurs, l'aile inférieure 6 du jambage 10 est reliée par deux tirants inclinés 23 s'étendant de part et d'autre de La structure porteuse 1, aux plaques latérales ou ailes 24 de l'étrier 12 (figures 2 à 6). Ces plaques latérales 24 font corps avec une plaque transversale 25 ou âme de l'étrier contre laquelle butent les extrémités des membrures 4, 5, 7 et 8. Tous ces éléments 6, 23, 24 et 25 font corps entre eux par tout moyen approprié, par soudure par exemple; l'étrier 12 ainsi monté constitue une butée d'ancrage des deux poutres élémentaires 2 et 3 pour leur mise en précontrainte. En outre, les plaques 24 peuvent être fixées sur les membrures 5 et 8, en particulier par des tiges filetées 29. Furthermore, the lower wing 6 of the leg 10 is connected by two inclined tie rods 23 extending on either side of the carrying structure 1, to the side plates or wings 24 of the stirrup 12 (Figures 2 to 6) . These lateral plates 24 form a body with a transverse plate 25 or core of the stirrup against which the ends of the frames 4, 5, 7 and 8 abut. All these elements 6, 23, 24 and 25 are integral with one another by any suitable means , for example by welding; the stirrup 12 thus mounted constitutes an anchoring stop for the two elementary beams 2 and 3 for their prestressing. In addition, the plates 24 can be fixed to the members 5 and 8, in particular by threaded rods 29.

D'une manière analogue, l'aile inférieure 6 du jambage 11 est reliée par deux tirants inclinés 26 à l'étrier d'ancrage 13. In an analogous manner, the lower wing 6 of the jamb 11 is connected by two inclined tie rods 26 to the anchoring stirrup 13.

Ces tirants 23 et 26 aboutissent sensiblement à mi-hauteur des étriers 12 et 13 respectivement. These tie rods 23 and 26 lead substantially to mid-height of the stirrups 12 and 13 respectively.

Une structure porteuse 1 ainsi constituée est avantageusement précontrainte, afin d'accroître sa charge utile et sa raideur pour une portée déterminée. En d'autres termes, la précontrainte permet d'accroître la portée de la structure entre ses appuis extrêmes, dans les conditions habituelles d'utilisation. A supporting structure 1 thus formed is advantageously prestressed, in order to increase its payload and its stiffness for a determined span. In other words, the prestressing makes it possible to increase the span of the structure between its extreme supports, under the usual conditions of use.

A cet effet, les poutres élémentaires 2 et 3 sont fabriquées pour présenter, en intervenant sur le flaconnage de leur âme et l'enfoncement de celle-ci dans leurs membrures, une légère flèche vers le haut au repos. Puis, deux poutres élémentaires étant assemblées côte à côte, leur tige sous-jacente 21 est tendue en vissant les écrous extrêmes 22. To this end, the elementary beams 2 and 3 are manufactured to present, by acting on the flask of their core and the depression of the latter in their members, a slight upward arrow at rest. Then, two elementary beams being assembled side by side, their underlying rod 21 is stretched by screwing the end nuts 22.

Dans un exemple particulier, La structure porteuse 1 présente une longueur de 18 m, une hauteur de 420 mm et une largeur de 245 mm. Elle est constituée par deux poutres éImentaires 2 et 3 dont les membrures ont une section de 61x122 mm et l'âme est en acier galvanisé d'épaisseur 0,5 mm avec des ondulations d'amplitude 95 mm et de flèche totale 19 mm. Les bords dentés de cette âme sont encastrés de 20 mm dans les membrures. Après façonnage et encastrement de l'âme, la structure porteuse présente une flèche vers Le haut de 90 mm. La tige sous-jacente 21 est alors tendue pour que la flèche atteigne 1-3û mm. In a particular example, the supporting structure 1 has a length of 18 m, a height of 420 mm and a width of 245 mm. It consists of two elementary beams 2 and 3, the members of which have a section of 61x122 mm and the core is of galvanized steel 0.5 mm thick with undulations of amplitude 95 mm and total deflection 19 mm. The toothed edges of this core are embedded 20 mm in the members. After shaping and embedding the core, the supporting structure has an upward arrow of 90 mm. The underlying rod 21 is then stretched so that the arrow reaches 1-3û mm.

La précontrainte consiste ensuite à poser la- structure porteuse 1 sur appuis et à la charger pour qu'elle se déforme vers
Le bas et revienne après déchargement sensiblement à la flèche initiale.The prestressing then consists in placing the supporting structure 1 on supports and in loading it so that it deforms towards
The bottom and returns after unloading substantially to the initial deflection.

Dans L'exemple précité, la structure 1 est posée symétriquement (figure 7) sur deux appuis 27 distants de d = 6m, L étant égal comme cela est déjà indiqué à 18 m. Deux palonniers 28 représentant chacun une charge C = 2,112 t uniformément répartie sur une longueur I = 4m sont déposés sur la structure 1 symétriquement par rapport aux appuis correspondants 27. La flèche est alors de 50 mm. Après soulèvement des palonniers, la flèche remonte à 98 mm. Lors d'un deuxiéme essai avec ces palonniers, la flèche est de 50 mm sous charge et de 98 mm à vide, ce qui montre que la précontrainte est stabilisée. In the above example, the structure 1 is placed symmetrically (Figure 7) on two supports 27 spaced by d = 6m, L being equal as already indicated at 18m. Two spreaders 28 each representing a load C = 2.112 t uniformly distributed over a length I = 4m are placed on the structure 1 symmetrically with respect to the corresponding supports 27. The arrow is then 50 mm. After lifting the lifting beams, the boom rises to 98 mm. During a second test with these spreaders, the deflection is 50 mm under load and 98 mm when empty, which shows that the preload is stabilized.

Si la structure porteuse est plus longue, le même dispositif de précontrainte peut être utilisé. Les deux appuis sont alors disposés pour diviser la structure en trois longueurs sensiblement égales. Chaque charge C est uniformément répartie de part et d'autre de l'appui correspondant sur une longueur I sensiblement égale au 1/5ème de la longueur L de la structure. Le chargement peut être réparti dissymétriquement par rapport aux appuis et le long de la structure. If the supporting structure is longer, the same prestressing device can be used. The two supports are then arranged to divide the structure into three substantially equal lengths. Each load C is uniformly distributed on either side of the corresponding support over a length I substantially equal to 1 / 5th of the length L of the structure. The load can be distributed asymmetrically with respect to the supports and along the structure.

Bien entendu, les mêmes moyens peuvent être mis en oeuvre si La structure ne comporte qu'une seule poutre élémentaire ou si elle en comporte plus de deux. Par ailleurs, le nombre de tiges sous-tendues n'est pas limité à un, mais peut être supérieur. Of course, the same means can be used if the structure has only one elementary beam or if it has more than two. Furthermore, the number of subtended rods is not limited to one, but may be greater.

Claims

1.- Load-bearing structure for the construction of multipurpose rooms, such as gymnasiums, tennis halls, relay workshops, factories ..., comprising at least one elementary beam (2; 3) constituted by two wooden frames (4,5; 7, 8) connected by a core (6; 9) of corrugated metal sheet, the toothed edges of which are forced into said frames,

characterized in that it comprises an underlying tensioning element (21) extending under the lower frame (s) (5 ;; 8) and parallel to these, between two intermediate descending legs (10, 11) forming a body with said supporting structure and connected to the ends (12,13) of this structure by inclined tie rods (23,26), the structure being manufactured to present at rest a slight upward arrow, its underlying element being stretched after assembly to increase the initial deflection and said structure then being loaded to generate a prestress, then unloaded to return substantially to its initial deflection, so that the under-tensioned structure thus prestressed is stiffened in bending and stabilized at least in the spill relative to to the same structure not subtended

2.- supporting structure according to claim 1-, characterized in that it comprises at least two elementary beams (23), the upper members (4, 7) and lower (5, 8) are juxtaposed and joined in particular by means fixing the two intermediate descending legs (10, 11) and those of the ends of the inclined tie rods (23, 26).

3. A supporting structure according to claim 2, characterized in that each leg (10; 11) is a profiled metal piece whose upper end forms a body with a U-shaped sole (14) mounted on the two lower members (5, 8) elementary beams (2, 3) and connected to the upper members (4, 7) by fixing members (18), while

The lower end of the metal piece comprises a stopper (20) crossed by a rod (21) which forms the above-mentioned underlying element and whose corresponding threaded protruding end is screwed into a nut (22) to form by cooperating with the stopper a tensioner, this lower end of said part forming a body with a wing (16) substantially horizontal on which is fixed at least one tie rod (23).

4. A supporting structure according to claim 2 or 3, characterized in that each leg (10; 11) is connected, by two inclined tie rods (23; 26) extending on the sides of the elementary beams (2, 3), to a stirrup (12; 13) covering the end closest to them and constituting an anchoring stop for the members (4, 7, 5, 8) during the prestressing.

5.- load-bearing structure according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the height (h) of the legs (10, 11) is substantially equal to 1 / 20emue of the span (p) of the beam (1 ).

6. A supporting structure according to claim 5, characterized in that the legs (10, 11) are arranged symmetrically with respect to the middle of said structure and are distant (d) from each other substantially 4 / 10ths of the length ( L) of the structure.

7. A supporting structure according to claim 5 or 6, characterized in that each tie rod (23; 26) is fixed on the corresponding end plate (24) of the structure (1) substantially halfway up this structure.

8.- Supporting structure according to claim 1, characterized in that, for the prestressing, it is placed on two supports (27) dividing its length (L) into three substantially equal parts and receives a load (c) uniformly distributed on the part and on the other side of each support and extending over substantially 1 / 5m of the length of the structure (1).