FR2621340A1 - Metal frame - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative a une charpente metallique qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de batiments industriels. The invention relates to a metal frame which will find particular application in the field of construction of industrial buildings.
Avec l essors industriel de l'acler, en raison des propriétés mecaniques de ce materiau, il est utilise depuis longtemps sous forme de profile dans la construction de bâtiments. With the industrial boom of the acler, because of the mechanical properties of this material, it is used for a long time as a profile in the construction of buildings.
Les poutrelles en acier peuvent encaisser de fortes charges et ainsi supporter des portees de longueur importante. A l origine, l assemblage des profiles pour former la charpente des batiments se faisait à l aide de rivets. Steel joists can withstand heavy loads and support long span lengths. Originally, the assembly of profiles to form the framework of buildings was made using rivets.
Ce moyen de fixation presente cependant de nombreux inconvénients notamment sur le plan economique etant donne qu'il necessite un usinage preliminaire et est long dans sa mise en oeuvre. This fastening means, however, has many drawbacks in particular on the economic level since it requires preliminary machining and is long in its implementation.
Avec l'evolution des techniques de soudage, un peu a la fois les rivets ont ete remplaces par des cordons de soudure, ce qui a permis de réduire le nombre d'usinage necessaire et la mise en oeuvre est plus rapide. With the evolution of welding techniques, a little at a time the rivets have been replaced by welding beads, which has reduced the number of machining required and the implementation is faster.
Les fers profiles destinés a la construction de la charpente sont dans un premier temps coupés a dimension et usines pour permettre leur assemblage par soudure sur le site de construction. Généralement, les éléments de charpente sont soudes au sol, ce qui facilite le positionnement relatif des pieces puis, a l'aide d'engins de levage puissants, les élements de charpente sont mis en place. The profile irons for the construction of the frame are initially cut to size and plants to allow their assembly by welding on the construction site. Generally, the structural elements are welded to the ground, which facilitates the relative positioning of parts and, with the help of powerful lifting gear, the structural elements are put in place.
Cette technique de construction est particulierement couteuse en ce qui concerne les batiments de petites dimensions. En effet, il est necessaire de deplacer et mobiliser pendant le temps du montage- un engin de levage et un personnel important doit etre présent sur le site pour effectuer les soudures necessaires au montage des pièces. Ensuite, il est regrettable de devoir usiner l'ensemble des profiles ce qui oblige a les transporter depuis le lieû de production jusqu'a l'atelier d'usinage puis ensuite il faut les acheminer vers le site de construction. Le cout de transport constitue un élement sensible du cout de revient de la construction. This construction technique is particularly expensive with regard to buildings of small dimensions. Indeed, it is necessary to move and mobilize during the time of assembly- a hoist and a large staff must be present on the site to perform the necessary welds for mounting parts. Then, it is unfortunate to have to machine all the profiles which requires to transport them from the production lei to the machine shop and then they must be sent to the construction site. The cost of transport is a significant part of the cost of construction.
Il faut egalement souligner que ce procède de fabrication ne permet pas de travailler en série industrielle pour l'usinage de profilés étant donné que les dimensions de decoupes dependent de celles du batiment a construire. It should also be emphasized that this manufacturing process does not allow industrial series to be used for machining profiles since the dimensions of the cut-offs depend on those of the building to be built.
Une telle fabrication ne peut étre entreprise que par des specialistes regroupant plusieurs corps de metiers ce qui augmente le cout de la construction. Such manufacture can only be undertaken by specialists grouping several trades, which increases the cost of construction.
Le but principal de la presente invention est de présenter une charpente métallique dont la construction fait appel en maJeure partie à des profilés bruts. L'usinage préalable n'est pas nécessaire et les fers peuvent etre directement acheminés sur le site depuis le lieu de production d'ou une economie importante. The main purpose of the present invention is to present a metal frame whose construction largely uses raw sections. Pre-machining is not necessary and the irons can be directly transported to the site from the production site of a major economy.
Ensuite, aucune soudure n'a à etre réalisée sur le site ce qui permet de faire l'économie d'un déplacement de corps de métier. Then, no welding has to be performed on the site which saves the displacement of a trade.
De meme, l'emploi d'un engin de levage puissant n'est pas necessaire, et la construction peut etre entreprise par du personnel non spécialise.Similarly, the use of a powerful lifting gear is not necessary, and construction can be undertaken by non-specialized personnel.
La construction des elements de liaison peut etre realisee industriellement en grande série étant donné qu'elle est independante des dimensions du batiment a construire. The construction of the connecting elements can be realized industrially in large series since it is independent of the dimensions of the building to be built.
Le temps de montage de la charpente metallique de la présente invention est très court ce qui permet de realiser une economie de l'ordre de 20 a 30 Y. dans le cout de la construction par rapport aux procédés traditionnels. The assembly time of the metal frame of the present invention is very short, which makes it possible to achieve an economy of the order of 20 to 30 Y. in the cost of construction compared to traditional methods.
Il est méme possible d'envisager de vendre sous forme de kit les éléments de fixation des profilés bruts ce qui permettrait a l'usilisateur de construire lui-mème son batiment a moindre cout. It is even possible to consider selling as a kit the fasteners of the raw profiles which would allow the user to build his own building at a lower cost.
Un autre but de la presente invention est de presenter une charpente metallique facilement démontable ce qui permet d'en modifier la géométrie a volonté selon le besoin. Another object of the present invention is to present a metal frame easily removable which allows to change the geometry at will as needed.
D'autres buts et avantages de la presente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnee qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Other aims and advantages of the present invention will become apparent from the following description which is however given for information only and which is not intended to limit it.
Selon l'invention, la charpente metallique, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de bâtiments industriels, qui est formée par un assemblage de profilés bruts en I ou similaires pour constituer une armature qui comprend des montants de soutien de chevrons est caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de fixation qui assurent le positionnement des profilés bruts. According to the invention, the metal framework, which will find particular application in the field of industrial building construction, which is formed by an assembly of I or similar raw sections to form an armature which includes support amounts of chevrons is characterized in that it comprises fixing means which ensure the positioning of the raw sections.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description suivante, accompagnee des dessins en annexe parmi lesquels
- la figure 1 schematise les différents- eléments constituant une charpente métallique selon l'invention,
- la figure 2 represente la charpente metallique en cours de construction,
- la figure 3 montre l'équerrre de fixation des chevrons sur les montants,
- la figure 4 illustre, en vue de coupe, les machoires du dispositif de fixation des profilés sur l'équerre,
- la figure 5 schematise, en vue de coupe, 1 équerre au niveau de languettes de positionnement des profiles,
- la figure 5 illustre, en vue de dessus, les moyens de fixation des montants detla construction,
- la figure 7 represente, en vue de face, les moyens de fixation des montants de la construction,
- la figure 8 represente l'équerre de liaison des chevrons de la charpente,
La presente invention vise une charpente metallique qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction de batiments industriels.The invention will be better understood on reading the following description, accompanied by annexed drawings among which
FIG. 1 schematizes the various elements constituting a metal framework according to the invention,
- Figure 2 shows the metal frame under construction,
FIG. 3 shows the angle of attachment of the rafters on the uprights,
FIG. 4 illustrates, in sectional view, the jaws of the device for attaching the profiles to the square,
- Figure 5 schematise, in sectional view, 1 square at the positioning tabs of the profiles,
FIG. 5 illustrates, in plan view, the means for fixing the uprights of the construction,
FIG. 7 represents, in front view, the means for fixing the amounts of the construction,
FIG. 8 represents the connecting square of the rafters of the frame,
The present invention relates to a metal frame which will find particular application in the field of construction of industrial buildings.
Bien qu'elle ait été plus particu-liérement développée dans le cadre des constructions de petites et moyennes dimensions, c'est-å-dire de hauteur de batiment de l'ordre de cinq mètres pour des portées entre poteaux de l'ordre de douze mètres, la technique développée pourrait trés facilement etre adaptée par l Homme de l Art pour la construction de batiments métalliques de grandes dimensions. Although it has been more particularly developed in the context of small and medium-sized constructions, that is to say of building height of the order of five meters for spans between poles of the order of twelve meters, the developed technique could very easily be adapted by those skilled in the art for the construction of large metal buildings.
Actuellement, la construction mécano-soudée est utilisée dans de nombreux domaines avec satisfaction. Currently, welded construction is used in many areas with satisfaction.
En matière de construction de batiments, notamment pour les charpentes métalliques, on réalise préalablement à l'envoi sur site les grandes pièces telles que les chevrons pour lesquels on utilise des profilés qui sont coupés, usinés et soudes en atelier puis transportés sur le chantier pour y étre posés à, l'aide d'engins de levage puissants. In the construction of buildings, particularly for metal structures, large pieces such as rafters for which profiles are cut, machined and welded in the workshop and then transported to the site are sent to the site for dispatch on site. put them in, using powerful lifting gear.
Ce procédé de construction présente cependant de nombreux inconvénients. La présente invention permet d'y pallier
La figure 1 schématise une charpente metallique (1) destinée a la construction de batiments de type industriel qui comprend des montants (21 de soutien de chevrons (3 > Ces montants (2) et chevrons (3) sont constitués d'un assemblage de profilés en I ou similaires et forment une armature sur laquelle seront fixés des éléments de couverture.This construction method, however, has many disadvantages. The present invention makes it possible to overcome
FIG. 1 schematizes a metal frame (1) intended for the construction of buildings of industrial type which comprises amounts (21) of support of chevrons (3> These uprights (2) and rafters (3) consist of an assembly of profiles. I or similar and form a frame on which will be attached cover elements.
Il s'agit d'une construction de forme traditionnelle avec toit en double pente, toutefois, la présente invention permet également la construction de charpentes metalliques avec toit plat en simple pente ou en arche. L'élément fondamental étant l'utilisation de profilés pour former une armature de soutien. This is a traditional shaped construction with double slope roof, however, the present invention also allows the construction of metal structures with flat roof in single slope or arch. The fundamental element is the use of profiles to form a support frame.
Tout d'abord, selon la présente invention, les profiles utilisés pour la construction de la charpente (11 sont bruts c'est-à-dire qu'ils n'ont subi aucun usinage, seule la découpe à longueur est réalisée. Cette caractéristique permet d'acheminer directement sur le site les profilés coupés sur le lieu de production sans qu'il soit nécessaire de transiter par un atelier d'usinage. Firstly, according to the present invention, the profiles used for the construction of the framework (11 are rough, that is to say that they have not undergone any machining, only the cut to length is achieved. allows the profiles cut at the production site to be routed directly to the site without having to go through a machine shop.
Ensuite, la technique de construction de la charpente métallique (1) demande dans un premier temps de fixer au sol les montants (2) tel qu'illustré à la figure 2 puis, les chevrons (3) sont construits et posés au niveau du sol. Cette caractéristique fait qu'il n'est pas nécessaire d'employer d'engins de levage puissants et les travaux d'assemblage peuvent étre effectués en toute sécurité. Then, the technique of construction of the metal frame (1) first requires to fix the uprights (2) as shown in Figure 2 and then the rafters (3) are built and placed at ground level. . This feature makes it unnecessary to use powerful lifting gear and assembly work can be done safely.
Une fois les chevrons assemblés, gracie à un système de palan, ils sont élevés le long des montants (2 > puis fixés à leur extremité dans leur position définitive. Selon 1 invention, il n'est pas besoin d'utiliser d'engins de levage puissants, une technique intégrée à la charpente permettant le levage des chevrons (3). Once the rafters are assembled, graced with a hoist system, they are raised along the uprights (2> and then fixed at their end in their final position according to one invention, there is no need to use gear powerful lifting, a technique integrated into the framework allowing the lifting of rafters (3).
La technique de construction est par conséquent trés sensiblement simplifiée par rapport aux techniques actuelles et un cout de construction nettement inférieur en resulte. The construction technique is therefore significantly simplified compared to current techniques and a much lower cost of construction results.
Selon la caractéristique principale de l'invention. la charpente métallique (1) comprend des moyens de fixation qui assurent le positionnement des profilés bruts. According to the main characteristic of the invention. the metal frame (1) comprises fixing means which ensure the positioning of the raw sections.
Au niveau de la jonction des montants (2) des chevrons (3) les moyens de fixation se présentent sous la forme d'une équerre (4) tel qu'illustre à la figure 3. At the junction of the uprights (2) of the rafters (3) the fixing means are in the form of a bracket (4) as illustrated in FIG.
L'équerre (4) comporte des surfaces d'appui (5 et 6 > sur lesquelles reposent les ailes des profilés (2 et 3) à assembler. Ces surfaces permettent d'ajuster l'angle entre les pièces. L'equerre (4 > comporte également des dispositifs de serrage (7) qui assurent le blocage des profilés (2 et 3) contre les surfaces (5 et B > d'appui. The bracket (4) has bearing surfaces (5 and 6) on which the wings of the sections (2 and 3) to be joined rest, these surfaces making it possible to adjust the angle between the pieces. > also comprises clamping devices (7) which ensure the locking of the profiles (2 and 3) against the surfaces (5 and B> of support.
L'équerre (4) proprement dite est formée par l'assemblage de pièces profiles (8 et 9) superposées qui comportent une extrémité biseautée sur laquelle est fixée une plaque d'appui (10). Les pieces profilées (8 et 9) présentent une section en forme de I identique à celle des profilés (2 et 3). The square (4) itself is formed by the assembly of superimposed profiles (8 and 9) which comprise a beveled end on which is fixed a support plate (10). The profiled pieces (8 and 9) have an I-shaped section identical to that of the profiles (2 and 3).
L'angle du biseau de l'équerre (4) correspond à celui de la pente du toit. Les piéces (6 et 9) sont de préférence soudées entre elles pour réaliser l'assemblage, de méme que la plaque d'extrémité (10) est également rapportée par soudure sur l'ensemble,
Pour rigidifier l'équerre, on peut également disposer une plaque (11) à l'autre extrémité de la pièce (8). The angle of the angle bevel (4) corresponds to that of the slope of the roof. The parts (6 and 9) are preferably welded together to make the assembly, and the end plate (10) is also soldered to the assembly,
To stiffen the bracket, one can also have a plate (11) at the other end of the part (8).
La pièce (9) joue un role de butée pour le profilé (3). The piece (9) acts as a stop for the profile (3).
La figure 4 schématise le dispositif de serrage qui se compose de deux machoires (7) s'appuyant d'une part sur une entretoise (12) solidaire de l'équerre (8) et d'autre part les machoires disposent d'un profil concave qui enveloppe l'aile du profilé (3) à bloquer, les deux machoires (7) étant reliées par un tirant non illustré qui traverse l'équerre (8) au niveau des entretoises (12). Ainsi, lorsque le tirant est serré les machoires grace à leur profil concave appliquent l'aile du profilé (3) contre la surface d appui (5) de l'équerre (4) pour assurer le blocage. Le profil concave peut étre trapézoidal a faible pente pour obtenir un serrage énergique. FIG. 4 schematizes the clamping device which consists of two jaws (7) resting on the one hand on a spacer (12) integral with the bracket (8) and on the other hand the jaws have a profile concave which envelops the wing of the profile (3) to be locked, the two jaws (7) being connected by a not shown tie which passes through the bracket (8) at the spacers (12). Thus, when the tie rod is tightened the jaws due to their concave profile apply the wing of the profile (3) against the bearing surface (5) of the bracket (4) to ensure blocking. The concave profile can be trapezoidal with a low slope to obtain an energetic tightening.
Il faut également remarquer que lorsque le tirant est faiblement serré, l'application de l'aile du profilé (3) sur la surface d'appui autorise un glissement relatif des pièces et les machoires (7 > jouent dans ce cas un râle de guidage et non de blocage. It should also be noted that when the tie rod is loosely tightened, application of the profile flange (3) to the support surface allows relative sliding of the parts and the jaws (7> in this case play a guiding groove and not blocking.
Cette propriété est mise à profit durant la construction de la charpente pour réaliser la fixation des chevrons (3) sur les montants (2) au sol. Durant cette phase de la construction, les machoires (7) de liaison de l'équerre (4 > sur les montants t2) ne sont pas serrées afin que le dispositif de serrage joue un role de guidage et non de blocage. Par contre, le dispositif de serrage est appliqué énergiquement en ce qui concerne la jonction des chevrons
(3) sur l'equerre (4). This property is used during the construction of the frame to achieve the fixing of the rafters (3) on the uprights (2) on the ground. During this phase of construction, the jaws (7) connecting the bracket (4> on uprights t2) are not tightened so that the clamping device plays a role of guiding and not blocking. By cons, the clamping device is applied energetically as regards the junction of the rafters
(3) on the equerre (4).
L'équerre (4) présente dans sa partie supérieure un anneau
(13) de levage tel qu'illustré à la figure 3. De préférence, l'anneau de levage se présente sous la forme d'un méplat replié en équerre percé niveau de la partie saillante pour permettre d'y passer un crochet, le coté fixé à la pièce (9) débordant légèrement de celle-ci pour former un logement dans lequel le profilé (3) est encastré tel qu'illustré à la figure 3.The square (4) has in its upper part a ring
(13) as shown in Figure 3. Preferably, the lifting ring is in the form of a flattened flat angled angle pierced level of the projecting portion to allow to pass a hook, the side attached to the piece (9) projecting slightly from it to form a housing in which the profile (3) is recessed as shown in Figure 3.
Il suffit alors de placer à chaque extremité de poteau (2) une potence amovible sur laquelle on fixe un palan de levage des équerres (4). A l'aide d'un treuil approprié, on hisse les équerres
(4) d'un méme chevron (3) le long des poteaux (4) jusqu'à la hauteur souhaitée puis, on serre les tirants du dispositif de serrage pour immobiliser les équerres (4) sur les poteaux (2). L'opération est renouvelée pour chaque chevron (3). A la fin de chaque montage, les potences amovibles sont démontées pour etre réutilisees.It is then sufficient to place at each pole end (2) a removable bracket on which is fixed a lifting hoist brackets (4). Using a suitable winch, hoist the brackets
(4) a same chevron (3) along the poles (4) to the desired height and then tightening the tie rods to fix the brackets (4) on the posts (2). The operation is renewed for each chevron (3). At the end of each assembly, the removable brackets are removed for reuse.
Cette technique de montage permet de s'affranchir totalement de toute soudure sur site. This mounting technique eliminates all welding on site.
Pour faciliter le placement de l'équerre (4) à l'extrêmité des chevrons (3), la pièce (g > comporte des languettes latérales divergentes (14) tel qu'illustré à la figure 5. Ces languettes divergentes soudées sur l'ame de la pièce (g > sont destinées à guider l'ame du profilé (3) durant la fixation de l'équerre (4). To facilitate the placement of the bracket (4) at the end of the rafters (3), the piece (g> has diverging lateral tongues (14) as shown in Figure 5. These divergent tabs welded on the the soul of the room (g> are intended to guide the soul of the profile (3) during the fixing of the bracket (4).
Les entretolses (12) sont biseautées tel qu'illustré à la figure 4 pour favoriser l'effort de rapprochement des machoires (7). Spacers (12) are bevelled as shown in Figure 4 to promote the effort of approaching the jaws (7).
Les moyens de fixation des profiles bruts se présentent au niveau du sol sous la forme d'une embase (15) tel qu'illustrée à la figure 6 en vue de dessus et à la figure 7 en vue de face. Cette embase (15) comporte un socle (16) destiné a reposer sur le sol et qui comprend des trous oblonds (17) pour permettre le passage des chevilles de fixation. The raw profile fixing means are at ground level in the form of a base (15) as shown in Figure 6 in top view and in Figure 7 in front view. This base (15) comprises a base (16) intended to rest on the ground and which comprises oblong holes (17) to allow the passage of the fixing pins.
Les trous sont oblonds afin de permettre durant le montage d'écarter légèrement les montants (2) pour faciliter le levage des chevrons (3). Une fois ces derniers en place, les montants (2) sont rapprochés pour etre fixés de façon définitive. Sur le socle (16) sont fixés deux guidas (18 et 19 > dont le profil est complémentaire à celui du montant (2). De la sorte, le montant (2) est enfilé entre les guides (18 et 19), , pour faciliter cette introduction les guides sont dissymetriques en hauteur. The holes are oblong to allow during mounting slightly spread the amounts (2) to facilitate the lifting of the rafters (3). Once these are in place, the amounts (2) are reconciled to be fixed permanently. On the base (16) are fixed two guides (18 and 19> whose profile is complementary to that of the upright (2) .Thus, the upright (2) is threaded between the guides (18 and 19), for to facilitate this introduction the guides are asymmetrical in height.
La fixation de l'embase (15) sur le montant (2) s'obtient par serrage de méplats latéraux (20) qui s'appliquent contre les ailes du profilé (2) et qui sont reliés aux guides (18 et 19) par des tirants non illustrés. Fixing the base (15) on the upright (2) is obtained by clamping lateral flats (20) which are applied against the flanges of the profile (2) and which are connected to the guides (18 and 19) by tie rods not illustrated.
Les chevrons (31 sont également formés par un assemblage de profilés bruts (21 et 22) tel qu'illustré à la figure 8. L angle est fixé par une équerre (23 > qui comprend des surfaces d'appui sur lesquelles s'appliquent les profilés (21 et 22) maintenus en place par des dispositifs de serrage (24) analogues à ceux ' décrits précédemment. The rafters (31 are also formed by an assembly of raw sections (21 and 22) as shown in Figure 8. The angle is fixed by a bracket (23> which comprises bearing surfaces on which apply the profiles (21 and 22) held in place by clamping devices (24) similar to those described above.
L'équerre (23) est formée par un assemblage de pièces profilées soudées entre elles avec mise en place d'une plaque (25) intermédiaire de rigidification. The bracket (23) is formed by an assembly of profiled parts welded together with the establishment of an intermediate stiffening plate (25).
L'intervalle laissé entre les profiles bruts t21 et 22) est comblé par la mise en place d'un chapeau (26 > fixé aux profilés (21 et 22) par l'intermédiaire d'entretoises. The gap left between the raw profiles t21 and 22) is filled by the introduction of a cap (26> attached to the profiles (21 and 22) via spacers.
On peut noter que les moyens de fixation utilisés, qu'il s'agisse de l'équerre (4), de l'équerre (23) ou de l'embase (25) sont indépendants des dimensions du batiment à construire. Ainsi, il est préconisé de fabriquer industriellement ces pièces qui seront livrées à l'utilisateur sous forme de kit, directement sur le chantier. La fourniture des profilés en I ou similaires peut être assurée indépendamment avec une coupe à longueur selon les dimensions désirées. It may be noted that the fastening means used, whether the bracket (4), the bracket (23) or the base (25) are independent of the dimensions of the building to be built. Thus, it is recommended to manufacture industrially these parts that will be delivered to the user as a kit, directly on the site. The supply of I-sections or the like can be provided independently with a cut to length according to the desired dimensions.
D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Other implementations of the present invention within the reach of those skilled in the art, could also be considered without departing from the scope thereof.
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Cited By (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2621340B1 (en) | 1991-08-16 |
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