FR2624536A1 - Architectonic structure with polygonal cells assembled with adhesive - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une structure auto-porteuse à usage constructif composée d'un réseau d'alvéoles polygonales dont chaque élément est assemblé par collage. The present invention relates to a self-supporting structure for constructive use composed of a network of polygonal cells, each element of which is assembled by gluing.
Cette structure se décompose : en barres rectilignes ou courbes sur leurs longueurs selon que la structure définit une paroi plane., en simple courbure (cône, P.H., etc..,) ou double courbure (sphère, paraboloide, etc...). et de connecteurs multidirectionnels autour d'un seul aie, assurant la fixation par collage de ltextrémité de chaque barre.This structure breaks down: into straight or curved bars along their lengths depending on whether the structure defines a flat wall., In single curvature (cone, P.H., etc.,) or double curvature (sphere, paraboloid, etc.). and of multidirectional connectors around a single strip, ensuring the fixing by gluing of the end of each bar.
Traditionnellement ce type de structure est réalisée selon deux techniques sensiblement, différentes. Traditionally, this type of structure is produced using two substantially different techniques.
La La structure plane et a simple courbure est composée de réseaux de connecteurs et barres disposés suivant deux couches, reliées entre elles par un autre jeu de barres définissant un volume élémentaire, tétraédrique mécaniquement stable. Cette structure nécessite un grand nombre d'éléments. The flat structure and with a single curvature is made up of networks of connectors and bars arranged in two layers, linked together by another set of bars defining an elementary, mechanically stable tetrahedral volume. This structure requires a large number of elements.
2 ) La structure à double courbure est composée d'un réseau de connecteurs et barres sur une seule couche définissant une surface élémentaire triangulaire. Sa stabilité est generalement suffisante dans le cas de formes simples. Les formes plus complexes, notamment celles comportant : des zones d'inflexions, des charges ponctuelles, etc..., sont critiques b sa stabilité et nécessitent localement une plus grande rigidité. Dans ce cas la technique decrite précédemment est localement utilise. 2) The double curvature structure is composed of a network of connectors and bars on a single layer defining a triangular elementary surface. Its stability is generally sufficient in the case of simple forms. The more complex forms, in particular those comprising: inflection zones, point loads, etc., are critical to its stability and locally require greater rigidity. In this case the technique described above is locally used.
Selon la technique connue, le connecteur est caractérisé par : le nombre de barres qui y concourent (6 minimum), la répartition spatiale de leurs angles relatifs, et leurs modes de fixation. Ces connecteurs sont le plus souvent composés de pièces métalliques moulées, usinées, acceptant mal les réglages angulaires. Les techniques habituelles nécessitent plusieurs centaines, voir plusieurs milliers de barres et connecteurs de types différents pour la construction d'une forme simple. Une structure de forme complexe multiplie les types de connecteurs. According to the known technique, the connector is characterized by: the number of bars which compete therein (6 minimum), the spatial distribution of their relative angles, and their methods of fixing. These connectors are most often composed of molded, machined metal parts, which do not accept angular adjustments. The usual techniques require several hundred, even several thousand bars and connectors of different types for the construction of a simple form. A structure of complex shape multiplies the types of connectors.
Il existe des connecteurs permettant une liberté angulaire en rotation des barres qui y sont accouplées. La fixation des barres sur ce type de connecteur est problématique, en effet:
-les barres fixees par serrage sont sujet a glissement et déplacement, dans le cas de structures 9 mailles polygonales de plus de trois côtés, mais pourraient se justifier pour des structures à mailles triangulaires.There are connectors allowing angular freedom in rotation of the bars which are coupled to it. The fixing of the bars on this type of connector is problematic, in fact:
- the bars fixed by tightening are subject to sliding and displacement, in the case of structures 9 polygonal meshes of more than three sides, but could be justified for structures with triangular meshes.
-les barres fixées par un dispositif mécanique positif, est ouvrée en place. et a l'inconvénient d'être plus laborieuse à exécuter. - the bars fixed by a positive mechanical device, is opened in place. and has the disadvantage of being more laborious to execute.
Le but de la présente invention est de permettre la réalisation plus simple et plus aisée de structures meme complexes, en limitant le maillage à une seule couche et l'assemblage à un seul type de connecteur sans nuire a sa stabilité. The purpose of the present invention is to allow simpler and easier production of structures, even complex, by limiting the mesh to a single layer and the assembly to a single type of connector without affecting its stability.
Cette structure auto-porteuse, formée d'alvéoles polygonales, comporte en effet un seul réseau de barres dans son épaisseur, de section rectangulaire par exemple. This self-supporting structure, formed of polygonal cells, in fact comprises a single network of bars in its thickness, of rectangular section for example.
Chaque chant de la barre, par sa forme, précise les éventuelles enveloppes intérieures et extérieures. La barre, par ses formes. ses dimensions et sa ccnfiguration en alveoles, définit entièrement la structure caractérisée par sa forme, sa stabilité et sa rigidité. Each song of the bar, by its shape, specifies any interior and exterior envelopes. The bar, by its forms. its dimensions and its configuration in cells, fully defines the structure characterized by its shape, its stability and its rigidity.
Chaque extrémité de la barre comporte un usinage adapté à sa fixation par collage sur le connecteur.Each end of the bar has a machining adapted to its fixing by gluing on the connector.
Cette structure comporte également des connecteurs, tous identiques, en un matériau sensiblement isotropique, constituant l'élément de fixation de l'extrémité des barres. Les barres attenantes sont disposées radialement autour de l'axe central de symétrie de ce connecteur, au moyen d'assemblages présentant une grande surface de collage, selon le pro cédé d'aboutage à entures multiples. Les connecteurs reçoivent ainsi l'extrémité de chaque barre, ayant l'enture correspondante. Le connecteur est caractérise par sa forme extérieure, c'est une pièce de révolution générée par la rotation, autour de son axe central, d'un profil comportant de multiples entures ; il peut etre inscrit dans un volume sensiblement cylindrique.Le diamètre de fond d'enture du connecteur, l'épaisseur et le nombre de barres qui y concourent, peuvent être de dimensions suffisantes, afin de permettre une liberté angulaire à la fixation des barres, par rotation autour du connecteur. This structure also includes connectors, all identical, made of a substantially isotropic material, constituting the element for fixing the end of the bars. The adjoining bars are arranged radially around the central axis of symmetry of this connector, by means of assemblies having a large bonding surface, according to the jointing process with multiple grooves. The connectors thus receive the end of each bar, having the corresponding groove. The connector is characterized by its external shape, it is a part of revolution generated by the rotation, around its central axis, of a profile comprising multiple splices; it can be inscribed in a substantially cylindrical volume. The diameter of the bottom of the connector, the thickness and the number of bars which contribute to it, can be of sufficient dimensions, in order to allow an angular freedom in the fixing of the bars, by rotation around the connector.
Le connecteur réalisé ainsi s'affranchit de toutes les contraintes dues aux différents angles à obtenir en préfabrication, et offre une plus grande liberté au montage.The connector thus produced overcomes all the constraints due to the different angles to be obtained in prefabrication, and offers greater freedom of assembly.
Selon une variante d'éxécution, l'enturage comporte un ou plusieurs dispositifs de fixation autovérouillants tels qu'ils résistent à l'arrachement après montage, tout en permettant une liberté angulaire à la fixation des barres, assurant l'immobilisation nécessaire à la prise de la colle. Ce dispositif est réalisé dans une zone de la partie enturée au moyen d'un emboitage male-femelle; la partie mâle comportant à son extrémité libre une augmentation de section, retenue prisonnière dans un évidement de forme sensiblement identique dans la partie femelle, après insertion. L'emboitage n'est possible que par la déformation élastique d'une au moins des pièces. La colle par sa viscosité, ainsi qu'un chanfrein d'entrée, en facilite l'insertion. According to an alternative embodiment, the fencing comprises one or more self-locking fastening devices such that they resist being torn off after assembly, while allowing angular freedom in the fixing of the bars, ensuring the immobilization necessary for taking glue. This device is made in an area of the grooved part by means of a male-female socket; the male part comprising at its free end an increase in section, held captive in a recess of substantially identical shape in the female part, after insertion. Casing is only possible by the elastic deformation of at least one of the parts. The glue by its viscosity, as well as an entry chamfer, facilitates insertion.
Selon une autre possibilité d'éxécution, le positionnement relatif d'une barre sur le connecteur dans le sens radial, peut être controlé au moyen de faces en contact, paralèlles à l'axe central de symétrie, ménagées dans une partie de la zone enturée. According to another possibility of execution, the relative positioning of a bar on the connector in the radial direction, can be controlled by means of contacting faces, parallel to the central axis of symmetry, formed in part of the grooved area .
Selon une possibilité de réalisation de cette structure, une colle à deux composants peut être utilisée; chaque composant appliqué à l'avance sur chacune des pièces à coller, l'un sur les entures de barres, l'autre sur les entures de connecteurs. A l'assemblage, le processus de polymérisation est déclenché par la mise en contact de ces deux composants. According to one possible embodiment of this structure, a two-component adhesive can be used; each component applied in advance on each of the parts to be bonded, one on the bar flanges, the other on the connector flanges. Upon assembly, the polymerization process is triggered by bringing these two components into contact.
Selon une variante de la précédente, une colle à un ou deux composants peut être enfermée dans des micro-billes. Ce type de colle peut etre appliqué à l'avance sur chacune des parties enturées. Au moment de l'insertion, la destruction de l'enveloppe des micro-billes en libère les composants. déclenchant ainsi la polymérisation. According to a variant of the previous one, an adhesive with one or two components can be enclosed in micro-beads. This type of glue can be applied in advance to each of the cut sections. At the time of insertion, the destruction of the envelope of the microbeads releases the components. thus triggering the polymerization.
Selon une autre variante, l'assemblage peut être réalisé au moyen d'une colle à deux composants, dont un composant appliqué 9 l'avance sur chacune des parties entures est polymérisé, le moment choisi, par le second composant par simple application ou par injection par exemple ; ce second composant agissant au coeur de L'entourage en migrant le long du joint de colle. According to another variant, the assembly can be carried out by means of a two-component adhesive, one component of which is applied in advance to each of the cut-out parts is polymerized, at the chosen moment, by the second component by simple application or by injection for example; this second component acting at the heart of the environment by migrating along the adhesive joint.
Selon une variante d'éxécution de cette structure, un connecteur ou seulement une partie de celui-ci peut etre d'une part collée aux barres correspondantes, d'autre part fixée à d'autres parties de la construction de natures différentes, (maçonnerie, poteau, poutre, etc...) par tout dispositif de fixation positif : collage, scellement, vissage, etc... According to an alternative embodiment of this structure, a connector or only a part of it can be glued on the one hand to the corresponding bars, on the other hand fixed to other parts of the construction of different natures, (masonry , post, beam, etc ...) by any positive fixing device: gluing, sealing, screwing, etc ...
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin shématique annexé représentant t titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'éxécution de cette structure autoporteuse. The invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing t by way of nonlimiting examples, several embodiments of this self-supporting structure.
La figure 1 représente en perspective un exemple de structure selon l'invention. Figure 1 shows in perspective an example of structure according to the invention.
La figure 2 représente une vue éclatée en perspective d'une connexion. Figure 2 shows an exploded perspective view of a connection.
La figure 3 représente en demie-coupe une variante d'assemblage. Figure 3 shows in half-section an alternative assembly.
La figure 4 représente en demie-coupe une autre variante d'assemblage. Figure 4 shows in half-section another variant of assembly.
La figure 5 représente en perspective une variante de connexion. Figure 5 shows in perspective a connection variant.
La figure 6 représente en perspective une autre variante de connexion. Figure 6 shows in perspective another variant of connection.
La structure représentée sur la figure 1 représente en perspective une paroi en double courbure à alvéoles hexagonales. La taille de l'alvéole peut etre d'une dimension suffisante au passage d'un homme. Elle est composée de barres (1), matériau découpé à base de bois par exemple, de connecteurs (2) avec leur axe de symétrie central (3) et d'une enveloppe supérieure (4). La structure peut être pourvue d'une enveloppe inférieure constituant ainsi l'ame d'un panneau sandwich. The structure shown in Figure 1 shows in perspective a wall in double curvature with hexagonal cells. The size of the cell can be of a sufficient size for the passage of a man. It is made up of bars (1), cut material based on wood for example, connectors (2) with their central axis of symmetry (3) and an upper envelope (4). The structure can be provided with a lower envelope thus constituting the core of a sandwich panel.
La figure 2 est une vue éclatée en perspective d'un assemblage par connecteur (2), des barres (1) fixées au moyen d'entures (5), appliqué à un réseau de mailles hexagonales par exemple. Ce type de connecteur peut étre, par exemple, débité dans un barreau de profil adéquat, ou moulé en tout matériau résistant ayant de bonnes propriétés de collabilité : en matière plastique, matériau composite. métal, etc... Avant collage complet. chaque barre peut être maintenue sur le connecteur par un organe de liaison (anneau clipse, attache à deur boucles, etc...) permettant leurs mouvements angulaires relatifs. Ainsi une structure composée d'alvéoles à quatre côtes ou plus. peut etre extensible et déployable å volonte. Figure 2 is an exploded perspective view of an assembly by connector (2), bars (1) fixed by means of grooves (5), applied to a network of hexagonal meshes for example. This type of connector can be, for example, cut into a bar of suitable profile, or molded from any resistant material having good bondability properties: plastic, composite material. metal, etc ... Before complete bonding. each bar can be held on the connector by a connecting member (clip ring, attachment to their loops, etc.) allowing their relative angular movements. Thus a structure composed of cells with four or more ribs. can be expandable and deployable at will.
Suivant cette forme de réalisation, des structures peuvent etre stockées. transportées sous un volume minimum jusqu'au montage et collage final.According to this embodiment, structures can be stored. transported in a minimum volume until final assembly and bonding.
La figure 3 est une vue en demie-coupe d'un connecteur (2a) et d'une barre (1). Figure 3 is a half-sectional view of a connector (2a) and a bar (1).
L'insertion de la partie mate dans la partie femelle constitue un assemblage autoverrouillant.The insertion of the matt part into the female part constitutes a self-locking assembly.
L'insertion est réalisée par pression ou par choc, et n'est possible que par la déformation élastique des matériaux en présence. Les faces (6) et (7) en regard. font obstacle à la séparation des éléments (1) et (2a). Ce dispositif permet toutes libertés en rotation des barres autour du connecteur.The insertion is carried out by pressure or shock, and is only possible by the elastic deformation of the materials present. The facing faces (6) and (7). hinder the separation of elements (1) and (2a). This device allows all freedom in rotation of the bars around the connector.
La figure 4 illustre l'assemblage d'un connecteur (2b) et une barre (1) dont la pénétration est limitée par les faces (8) en butées sur les faces (9). Ces faces peuvent limiter la pénétration d'un élément par rapport à l'autre, de façon par exemple, à conserver constante l'épaisseur du film de colle, et également à améliorer la précision du positionnement radial de ces éléments. Figure 4 illustrates the assembly of a connector (2b) and a bar (1) whose penetration is limited by the faces (8) abutted on the faces (9). These faces can limit the penetration of one element with respect to the other, so as for example to keep the thickness of the adhesive film constant, and also to improve the precision of the radial positioning of these elements.
La figure 5 est une vue en perspective d'un connecteur (2) et sa barre (1), adaptés à la fixation sur une pièce de charpente (10). Figure 5 is a perspective view of a connector (2) and its bar (1), suitable for attachment to a structural part (10).
La figure 6 est une vue en perspective d'un connecteur (2) collé sur une platine (11) et sa barre (1). adaptés à la fixation sur une partie.maçonnée (12), chainage, semelle par exemple, au moyen de goujon (13) et écrou (14). Figure 6 is a perspective view of a connector (2) bonded to a plate (11) and its bar (1). suitable for fixing to a masonry part (12), chaining, sole for example, by means of stud (13) and nut (14).
La figure 7 est une vue en perspective d'un connecteur (2) et des barres (1) adaptés å la fixation sur une autre partie de la construction, ici un poteau (15) au moyen de lavis (16). Figure 7 is a perspective view of a connector (2) and bars (1) suitable for fixing to another part of the construction, here a post (15) by means of a wash (16).
La structure ainsi construite selon un ou plusieurs des dispositifs décrits précédemment, - constitue un réseau d'alvéoles de formes laissées au choix de l'utilisateur. The structure thus constructed according to one or more of the devices described above, - constitutes a network of cells of shapes left to the choice of the user.
L'alvéole triangulaire offre la plus grande stabilité. L'alvéole peut etre constituée de plus de trois côtés égaux ou non, la stabilité d'un tel réseau de polygones. peut être assurée par la fixation d'une enveloppe extérieure par exemple, ou tout autre dispositif de contreventement.The triangular cell provides the greatest stability. The cell can be made up of more than three equal or not sides, the stability of such a network of polygons. can be ensured by fixing an external envelope for example, or any other bracing device.
Les applications de la présente invention sont destinées a tout type de construction nécessitant légèreté et rigidité, de dimensions pratiquement illimitées, de formes pouvant etre complexes, avec un minimum de matériaux, telles que par exemple : batiment, citerne, silo, navire, cellule flottante ou immergee, statue, sculpture, monument, pont, tour, échaffaudage, coffrage perdu, etc... voir même satellite construit en orbite ou éléments de construction tels que : charpente, plancher ou plafond porteur, toiture, mur, balcon, serre, etc... menuiserie, cadre, casiers, mobilier divers, etc... The applications of the present invention are intended for any type of construction requiring lightness and rigidity, of practically unlimited dimensions, of shapes which can be complex, with a minimum of materials, such as for example: building, tank, silo, ship, floating cell or immersed, statue, sculpture, monument, bridge, tower, scaffolding, lost formwork, etc ... see even satellite built in orbit or construction elements such as: frame, load-bearing floor or ceiling, roof, wall, balcony, greenhouse, etc ... carpentry, frame, lockers, various furniture, etc ...
La construction de cette structure peut être conçue et fabriquée à l'aide de moyen informatique tel que : Conception Assistee par Ordinateur pour l'analyse des formes à réaliser et le dimensionnement de chaque élément; Production des barres par machines-outils à commande numérique en relation directe avec le système informatique d'aide à la conception. The construction of this structure can be designed and manufactured using computer means such as: Computer Aided Design for the analysis of the shapes to be produced and the dimensioning of each element; Production of bars by numerically controlled machine tools in direct relation with the computer system for design assistance.
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| FR8717604A FR2624536B1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ARCHITECTONIC STRUCTURE WITH POLYGONAL CELLS ASSEMBLED BY GLUING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8717604A FR2624536B1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ARCHITECTONIC STRUCTURE WITH POLYGONAL CELLS ASSEMBLED BY GLUING |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2624536A1 true FR2624536A1 (en) | 1989-06-16 |
| FR2624536B1 FR2624536B1 (en) | 1990-05-25 |
Family
ID=9357953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8717604A Expired - Lifetime FR2624536B1 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ARCHITECTONIC STRUCTURE WITH POLYGONAL CELLS ASSEMBLED BY GLUING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2624536B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2014940A (en) * | 2015-06-09 | 2016-12-12 | C V Beheer B V | A process for the manufacture of a truss or truss part of two or more structural members, such a truss or truss part, and a building provided therewith. |
| GB2565114A (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-06 | Alan Dale Education Arch Ltd | Arch |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1509419A (en) * | 1958-10-31 | 1968-01-12 | Triodetic Structures Ltd | Connection to elements with keyhole slots |
| CH532175A (en) * | 1971-07-06 | 1972-12-31 | Wiesner Dipl Ing Dr Tech Erich | Junction on a wooden structure |
| DE2613675A1 (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Hermann Hornbostel | Wooden structural component made of panels and strips - with glued dovetail or mortise and tenon joints between panels and strips |
| GB2022647A (en) * | 1978-05-30 | 1979-12-19 | Bini D | Forming domed frames |
| EP0044057A1 (en) * | 1980-07-15 | 1982-01-20 | MERO-Raumstruktur GmbH & Co. | Nodal joint for wood bars of trusses, in particular three-dimensional trusses |
-
1987
- 1987-12-11 FR FR8717604A patent/FR2624536B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR1509419A (en) * | 1958-10-31 | 1968-01-12 | Triodetic Structures Ltd | Connection to elements with keyhole slots |
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| EP0044057A1 (en) * | 1980-07-15 | 1982-01-20 | MERO-Raumstruktur GmbH & Co. | Nodal joint for wood bars of trusses, in particular three-dimensional trusses |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| NL2014940A (en) * | 2015-06-09 | 2016-12-12 | C V Beheer B V | A process for the manufacture of a truss or truss part of two or more structural members, such a truss or truss part, and a building provided therewith. |
| EP3103933A1 (en) * | 2015-06-09 | 2016-12-14 | C.V. Beheer B.V. | Method for manufacturing a truss or truss part from two or more construction parts, such a truss or truss part and a building provided therewith |
| GB2565114A (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-06 | Alan Dale Education Arch Ltd | Arch |
| GB2565114B (en) * | 2017-08-02 | 2019-10-30 | Alan Dale Education Arch Ltd | Arch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2624536B1 (en) | 1990-05-25 |
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