FR2648895A1 - Three-dimensional variable-geometry structure and applications - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a three-dimensional structure with a geometry capable of being varied between two opposite limiting positions. This structure comprises a system of balance arms 1, 2, 3 connected by a system of tie rods, each balance arm being connected to at least four non-coplanar tie rods by four separate attachment nodes distributed along its length. The structure is characterised in that the material and the cross-section of each balance arm are adapted to allow it to flex (bend) elastically and to develop an internal energy which totally or partially compensates for the energy due to gravity which is exerted on the structure. The internal energy may, in particular, be adjusted so that the structure can rise spontaneously from its limiting position in planar development (balance arms and tie rods developed in one plane) into its opposite limiting position as a collinear bundle (balance arms nested against one another).

Description

STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE A CEOMETRIE VARIABLE,
ET APPLICATIONS
L'invention concerne une structure tridimensionnelle composée de fléaux et de tirants, pouvant adopter une qéométrie susceptible de varier entre deux positions limites opposées. Par "fléaux", on entend un élément solide élancé, apte à supporter les contraintes auxquelles est appelée à être soumise la structure dans chaque application.
THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE WITH VARIABLE CEOMETRY,
AND APPLICATIONS
The invention relates to a three-dimensional structure composed of beams and tie rods, which can adopt a qeometry capable of varying between two opposite limit positions. By "plagues" is meant a slender solid element capable of withstanding the stresses to which the structure is called to be subjected in each application.

L'invention s'étend aux applications de ladite structure, en particulier en architecture et dans le domaine du mobilier.The invention extends to applications of said structure, in particular in architecture and in the field of furniture.

Dans le brevet FR n 77.20143 au nom du demandeur, est décrite une structure tridImensionnelle comprenant un système de fléaux liés par un système de tirants de façon à conférer à ladite structure une géométrie difin.e, utile notamment à des fins paraslsmlques ; dans ce brevet est décrite une confiquration d'équilibre IndIfférent dans laquelle les systèmes de fléaux et de tirants sont eqencés de façon à permettre un repliement ou déploiement de la structure entre deux positions limites opposées qu seront désignées dans la présente demande par . posItion "en developpement plan" dans laquelle les fléaux et tirants sont développés selon un plan (à l'épaisseur près des fléaux),
position "en faisceau colinéaire" dans laquelle les fléaux sont gerbés les uns contre les autres.
In patent FR n 77.20143 in the name of the applicant, a three-dimensional structure is described comprising a system of beams linked by a system of tie rods so as to give said structure a defined geometry, useful in particular for parasitic purposes; in this patent is described a confIration of IndIfférent balance in which the systems of beams and tie rods are eqenced so as to allow a folding or deployment of the structure between two opposite limit positions that will be designated in this application by. "plane developing" position in which the beams and tie rods are developed along a plane (to the thickness near the beams),
"collinear bundle" position in which the flails are stacked against each other.

La conflquratlon d'équilibre indifférent visée dans ce brevet antérieur nécessitait un équilibrage des forces de gravité par des moyens auxIlIaires afin de fixer la qéométrie de la structure ; ces moyens qui pouvaient être des nappes de tirants conjugués, devaient etre adaptés pour résister aux sollicitations s'appliquant sur la structure (en particulier les forces de gravité). De plus, la construction de ladite structure nécessitait un maintien provisoire de celle-ci dans la oéométrie désirée pendant la mise en place des nappes de tirants complémentaires. The confluence of indifferent equilibrium referred to in this prior patent required a balancing of the forces of gravity by auxiliary means in order to fix the geometry of the structure; these means which could be sheets of conjugated tie rods, had to be adapted to resist the stresses applied to the structure (in particular the forces of gravity). In addition, the construction of said structure required a temporary maintenance thereof in the desired geometry during the establishment of the webs of additional tie rods.

La présente invention se propose de fournir une structure tridimensionnelle dans laquelle les forces de pesanteur sont au moins en partie équIlIbrées de façon interne sans nécessiter de moyens complémentaires appelés à supporter la totalité de ces efforts. The present invention proposes to provide a three-dimensional structure in which the gravitational forces are at least partially balanced internally without requiring additional means called upon to support all of these efforts.

Un autre objectif est de fournir une structure, notamment dans le domaine de l'archItecture, dont la mise en place pusse etre effectuée à partir de l'une des positions limites avec un minimum d'intervention extérieure. Another objective is to provide a structure, in particular in the field of architecture, the establishment of which can be carried out from one of the limit positions with a minimum of external intervention.

Un autre objectif est de fournir une structure tridimensionnelle possédant une pluralité de géométrIes possibles, avec la faculté le cas échéant de passer aisément d'une qéométrie à une autre ; en particulier, la structure conforme à l'inventIon peut constituer une structure dynamique en mouvement continu d'une géométrie à une autre. Another objective is to provide a three-dimensional structure having a plurality of possible geometries, with the ability, if necessary, to easily switch from one qeometry to another; in particular, the structure according to the invention can constitute a dynamic structure in continuous movement from one geometry to another.

A cet effet, la structure tridimensionnelle visée par l'InventIon comprend un système de n fléaux liés par un système d'au moins 2n tIrants, aqencés autour d'un axe de symétrie de révolution de façon que chaque fléau se déduise d'un autre par une rotation de 2ki (n entier supérieur ou
n égal à 3, k entier), chaque fléau étant lié à au moins 4 tirants non coplanalres par quatre noeuds d'attache distincts distribués sur sa longueur : deux noeuds dits extrêmes et deux noeuds ditss intermédiaires, ces noeuds étant dIstrIbués de sorte que l'angle du dièdre sous lequel sont vus les noeuds intermédiaires depuis l'axe de révolution soit le supplémentaire de l'angle du dièdre sous lequel sont vus les noeuds extrêmes depuis cet axe de révolution ; conformément à la présente inventIon, cette structure se caractérise en ce que
- le matérIau et la section de chaque fléau sont adaptés pour lui conférer un coefficient de rigidité tel que
ledit fléau soit apte à fléchir élastiquement avec une flèche maximale au moins égale à 1 % de sa longueur L,
l'énergie interne dudit fléau dans sa configuration de flèche maximale soit au moins égale à C P L , où P est le poids total de la structure et C un
2n coefficient dit coefficient dynamique au moins égal à 0,1,
- les tirants ont des longueurs par rapport à celles des fléaux telles que, dans la position limite dite en faisceau colinésire où les fléaux sont gerbés les uns contre les autres, chaque tirant se trouve tendu entre ses deux noeuds d'attache avec un effort de tension non rigoureusement nul.
To this end, the three-dimensional structure targeted by the InventIon comprises a system of n plagues linked by a system of at least 2n components, arranged around an axis of symmetry of revolution so that each plague is deduced from another by a rotation of 2ki (n greater integer or
n equal to 3, k integer), each beam being linked to at least 4 non-coplanar tie rods by four separate attachment nodes distributed over its length: two so-called extreme nodes and two so-called intermediate nodes, these nodes being distributed so that l 'angle of the dihedral under which are seen the intermediate nodes from the axis of revolution is the additional of the angle of the dihedral under which are seen the extreme nodes from this axis of revolution; in accordance with the present invention, this structure is characterized in that
- the material and the section of each beam are adapted to give it a stiffness coefficient such that
the said beam is able to flex elastically with a maximum deflection at least equal to 1% of its length L,
the internal energy of said beam in its maximum deflection configuration is at least equal to CPL, where P is the total weight of the structure and C un
2n coefficient known as dynamic coefficient at least equal to 0.1,
- the tie rods have lengths relative to those of the beams such that, in the limit position known as a collinear beam where the beams are stacked against each other, each tie rod is stretched between its two attachment nodes with an effort of tension not strictly zero.

Ainsi, dans l'invention, les fléaux ne sont plus indéformables mais aptes à fléchir continument de façon à développer une énergie interne croissante en fonction de leur flèche. Au sein de la structure, sont mises en jeu deux énergies antagonistes
l'énergie potentielle de pesanteur (dite énergIe qravitioue) qui tend à faire descendre la structure vers sa position en développement plan (cette énergie est mesurée par le produit du poids total P par la hauteur du centre de qravité au-dessus du support),
.l'énergie Interne de flexIon des fléaux qu; tend à faire monter la structure vers sa position en faisceau colinéaire.
Thus, in the invention, the plagues are no longer undeformable but capable of bending continuously so as to develop an increasing internal energy as a function of their deflection. Within the structure, two opposing energies are brought into play
the potential gravity energy (called qravitioue energy) which tends to cause the structure to descend to its position in plan development (this energy is measured by the product of the total weight P by the height of the qravity center above the support),
.The internal flexIon energy of the plagues that; tends to raise the structure to its position in collinear bundle.

Dans chaque position Intermédiaire, l'énergie interne compense tout ou partie de l'énergie gravifique et, dans chaque application, pour un poids donné, l'énergie interne susceptible d'etre développée par les fléaux peut être adaptée pour optimiser le rapport énergie interne/energie gravitlque dans la ou les conflquratlons souhaitées. Cette ootimisation est qérée par le constructeur par une détermination appropriée du coefficient dynamique C. In each Intermediate position, the internal energy compensates all or part of the gravitational energy and, in each application, for a given weight, the internal energy capable of being developed by the flails can be adapted to optimize the internal energy ratio / energy gravitlque in the desired confluent (s). This optimization is checked by the manufacturer by an appropriate determination of the dynamic coefficient C.

On désignera oer "énergie de référence" l'énergie gravifique de la structure lorsqu'elle se trouve, debout, dans la position lImIte en faisceau colinéaire ; cette énergIe de référence est égale à P.L pour un fléau
2 symétrique pour ; pour simplif e r les notations dans le cas aénéral, en cas de dissymétrie on corrigera la longueur réelle du fléau en lui substituant une lonqueur virtuelle L équIvalente au double de la hauteur du centre de gravité de la structure au-dessus du sol.
We will designate "reference energy" the gravitational energy of the structure when it is standing upright in the lImIte position in a collinear beam; this reference energy is equal to PL for a plague
2 symmetrical for; to simplify the notations in the general case, in the event of asymmetry, the actual length of the beam will be corrected by substituting for it a virtual lengthener L equivalent to double the height of the center of gravity of the structure above the ground.

Dans le cas par exemple où l'on désire que la structure soit apte b s'élever spontanément de la position en développement plan vers la position en faisceau colinéaire, l'on prévoit un coefficient C supérieur ou égal à 2. Aucun moyen de levage n'est alors nécessaire pour ériger une structure architecturale, celle-ci étant elle-même son propre moyen de levage. Un moyen de freinage ou de retenue permet d'atteindre la position intermédiaire désirée et de la fixer s'il y a lieu. Ce cas peut également entre intéressant pour un mobilier auto-repliant, doté d'un verrouIllage dans la position intermédiaire souhaitée. In the case, for example, where it is desired that the structure be able to rise spontaneously from the position in plane development towards the position in collinear bundle, a coefficient C greater than or equal to 2 is provided. No lifting means is then necessary to erect an architectural structure, this being itself its own means of lifting. A braking or retaining means makes it possible to reach the desired intermediate position and to fix it if necessary. This case can also be of interest for self-folding furniture, fitted with a locking device in the desired intermediate position.

Bien entendu dans ce cas-là, l'énergie interne surcompense l'énergie gravifique dans la position intermédiaire et le moyen externe de verrouillage doit supporter cet excès d'effort vers le haut (qui toutefois demeure moindre que les efforts vers le has à équilibrer dans une structure classIque).  Of course in this case, the internal energy overcompensates the gravitational energy in the intermediate position and the external locking means must support this excess of upward effort (which however remains less than the efforts towards the has to be balanced in a classic structure).

Pour évIter cette surcompensation, il est possible de réduIre le coefficient C et en partIculier de choIsIr C voisin de 1, par exemple 0,8 < C < 1,2 (énergie interne voisine de l'énerqie de référence) ; dans ce cas, le mouvement d'érection doit être amorcé. To avoid this overcompensation, it is possible to reduce the coefficient C and in particular of choosing C close to 1, for example 0.8 <C <1.2 (internal energy close to the reference energy); in this case, the erection movement must be initiated.

Il est possible, dans certaines applications, de choisir C dans une plage de valeurs plus faibles (0,1 0,8). Dans ce cas, des efforts vers le bas sont à compenser par des moyens externes, mais ces efforts sont moindres que dans les structures classiques (une partie des efforts de gravité étant équilibrée). It is possible, in certain applications, to choose C in a lower value range (0.1 0.8). In this case, downward forces are to be compensated by external means, but these forces are less than in conventional structures (part of the gravity forces being balanced).

Par ailleurs, selon une caractéristique déjà décrite dans le brevet antérieur précité, les noeuds d'attache sont favorablement distribués le long des fléaux de sorte que le dièdre sous lequel sont vus les noeuds IntermédIaIres depuis l'axe de rotation et le dièdre sous lequel sont vus les noeuds extrêmes depuis le meme axe possèdent sensiblement un meme plan bissecteur ; ceci permet dans le cas de l'invention de bénéficier d'une large plage de qéometries possibles entre les deux positions limites. Furthermore, according to a characteristic already described in the aforementioned prior patent, the attachment nodes are favorably distributed along the flails so that the dihedron under which the intermediate nodes are seen from the axis of rotation and the dihedron under which are seen the extreme nodes from the same axis have substantially the same bisector plane; this allows in the case of the invention to benefit from a wide range of possible qometries between the two limit positions.

Dans la plupart des applications, la structure conforme à l'invention doit etre verrouillee dans une ou plusieurs configurations qéométriaues situées entre les deux positions limites précitées ; elle comprendra à cet effet des moyens de stabilisation qui peuvent être de nature diverse, en particulier :
organes d'ancrage au sol d'au moins deux extrémités de fléaux,
.élément(s) de liaison supplémentaire reliant au moins deux points de la structure de façon à la rendre hyperstatique,
ajustement du poids P de la structure, des coefficients de rigidité des fléaux et des longueurs de tirants, tel que l'énergie interne des fléaux à l'état de flexion dans la configuration intermédiaire précitée soit sensiblement égale à la différence Pl-Pl' entre l'énergie potentielle maximale de qravité P.l (dans la position en faisceau colinéeire) et l'énergie potentIelle de gravité dans ladite confiquration intermédiaire P.1' (où 1 est la hauteur du centre de oravlté de la structure dans la position en faisceau colinéaire et 1' est la hauteur du centre de gravité dans la confiquration intermédiaire considérée).
In most applications, the structure according to the invention must be locked in one or more qeometric configurations located between the two aforementioned limit positions; to this end, it will include stabilization means which can be of various types, in particular:
members for anchoring the ground to at least two ends of beams,
additional connecting element (s) connecting at least two points of the structure so as to make it hyperstatic,
adjustment of the weight P of the structure, of the stiffness coefficients of the beams and of the lengths of tie rods, such that the internal energy of the beams in the bending state in the above-mentioned intermediate configuration is substantially equal to the difference Pl-Pl 'between the maximum potential energy of qravity Pl (in the position in collinear beam) and the potential energy of gravity in said intermediate confection P.1 '(where 1 is the height of the center of oravlté of the structure in the position in collinear beam and 1 'is the height of the center of gravity in the intermediate configuration considered).

Ces moyens de stabilisation peuvent le cas échéant être ajustables pour permettre des modifications de la conflquratlon géométrIque de la structure. These stabilization means can, if necessary, be adjustable to allow modifications of the geometrical confluence of the structure.

Par exemple, les orqanes d'ancrage peuvent être des supports réglables en position, qui permettent de faire varier la configuration de la structure en fonction de leur position. For example, the anchor members can be supports that can be adjusted in position, which make it possible to vary the configuration of the structure as a function of their position.

Dans le cas d'éléments de liaison rendant la structure hyperstatique, ceux-ci peuvent etre de longueur ajustable en vue de permettre de rendre la structure hyperstatique dans des configurations intermédIaIres différentes. In the case of connecting elements rendering the structure hyperstatic, these may be of adjustable length in order to allow rendering the structure hyperstatic in different intermediate configurations.

Dans le cas d'une autostablllsation, celles; peut être obtenue par ajustement du poids P en prévoyant un ensemble de masselottes disjsées le long des fléaux de façon à réaliser l'égalité entre l'énergie interne précitée et la différence des énergies potentielles précitées dans la configuration géométrique intermédiaire ; ces masselottes peuvent être mobiles le long des fléaux de façon à permettre de faire varier la configuration géométrique intermédIaIre.  In the case of an autostablllsation, those; can be obtained by adjusting the weight P by providing a set of weights distributed along the beams so as to achieve equality between the aforementioned internal energy and the difference in the aforementioned potential energies in the intermediate geometric configuration; these weights can be movable along the flails so as to allow the intermediate geometrical configuration to be varied.

L'invention s'étend aux applications de la structure tridimensionnelle ci-dessus définie, en particulIer comme piètrement de mobilier ou ossature architecturale. The invention extends to applications of the three-dimensional structure defined above, in particular as the base of furniture or architectural framework.

La description qui suit en référence aux dessins annexés illustre des modes de réalisation de l'invention ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description :
- la figure 1 représente une structure conforme à l'invention à trois fléaux, dans sa position en développement plan,
- la figure 2 représente cette structure dans une position très voisine de la position en faisceau colinéeire,
- les figures 3 et 4 représentent ladite structure dans deux positions intermédiaires,
- la figure 5 est un schéma en perspective d'une autre structure comportant dix fléaux de lonaueurs inégales (les tirants n'étant pas figurés),
- les figures 6 et 7 sont des vues en perspective d'un support tel que table dans deux positions de verrouIllage,
- la figure 8 schématise un autre mode de réalisation de la structure,
- la figure 9 est une coupe transversale d'un fléau schématisant une forme avantageuse de sa section.
The following description with reference to the accompanying drawings illustrates embodiments of the invention; on these drawings which form an integral part of this description:
FIG. 1 represents a structure according to the invention with three flails, in its position in plan development,
FIG. 2 represents this structure in a position very close to the collinear beam position,
FIGS. 3 and 4 represent said structure in two intermediate positions,
FIG. 5 is a perspective diagram of another structure comprising ten flails of unequal length (the tie rods not being shown),
FIGS. 6 and 7 are perspective views of a support such as a table in two locking positions,
FIG. 8 diagrammatically shows another embodiment of the structure,
- Figure 9 is a cross section of a flail schematically showing an advantageous shape of its section.

La structure représentée aux figures 1 à 4 comprend trois fléaux 1, 2, 3 réalisés en un matérIau solide flexible, par exemple en acier à module d'élasticité élevée. The structure shown in Figures 1 to 4 comprises three flails 1, 2, 3 made of a flexible solid material, for example steel with high elastic modulus.

Ces fléaux sont relus par un jeu de six tirants formés par des cables 4 à 9. Chaque fléau est relié à quatre tirants par quatre noeuds d'attache tels que a, b, c, d pour le fléau 1.These beams are reread by a set of six tie rods formed by cables 4 to 9. Each beam is connected to four tie rods by four attachment nodes such as a, b, c, d for beam 1.

La figure 1 qui montre la structure en développement plan illustre l'agencement de ces noeuds d'attache. Les fléaux ont file flèche f supérieure à 1 t de leur longueur, de l'ordre de' 7 L en l'exemple. Les noeuds d'attache intermédIaIres c et d sont tels que
- la bissectrice OX de l'angle t = bOc est confondue avec la bissectrice de l'angle ç = aOd,
- les angles Y et t sont supplémentaIres.
Figure 1 which shows the structure in plan development illustrates the arrangement of these attachment nodes. The flails have arrow arrow file greater than 1 t of their length, of the order of '7 L in the example. Intermediate attachment nodes c and d are such that
- the bisector OX of the angle t = bOc is merged with the bisector of the angle ç = aOd,
- the angles Y and t are additional.

En position fléchie, chaque fléau développe une énergie interne fonction de son matériau constitutif et de sa flèche et exerce sur les câbles une tensIon ; l'ensemble de ces efforts internes (tension des cibles et flexions des fléaux) tend à ériger la structure vers la position en faisceau colinéaire qui est schématisée à le figure 2. Dans cette position, les tirants sont tendus avec des efforts de tension faibles, minimaux par rapport à l'ensemble des positions possibles. In the flexed position, each beam develops an internal energy depending on its constituent material and its arrow and exerts a tension on the cables; all of these internal forces (target tension and bending of the beams) tends to erect the structure towards the position in collinear bundle which is shown diagrammatically in FIG. 2. In this position, the tie rods are tensioned with low tension forces, minimum compared to all possible positions.

La structure peut évoluer depuis la position en développement plan (figure 1) jusqu'à la position en faisceau colinéaire (figure 2) en passant par toutes les positions intermédiaires telles que celles représentées eux figures 3 et 4. The structure can evolve from the position in plan development (FIG. 1) to the position in collinear bundle (FIG. 2) passing through all the intermediate positions such as those shown in FIGS. 3 and 4.

Dans ces positions intermédiaires, le structure peut être stabilisée par exemple par des plots d'ancrage au sol tels que 10. In these intermediate positions, the structure can be stabilized for example by ground anchoring studs such as 10.

La structure sus-décrite peut constituer une structure architecturale susceptible d'être érigée à partir du sol comme décrit ci-après.  The above-described structure can constitute an architectural structure capable of being erected from the ground as described below.

Sur le sol, les fléaux 1-3 sont maintenus à leur flèche maximale -f- par des moyens d'étaiement provisoires et les tirants 4-9 sont mis en place. La structure est ensuite libérée de ses moyens d'étaiement provisoires et s'ériqe spontanément sous l'effet de son énergie interne. Un moyen de freinage (câbles, lest...) peut accompagner le mouvement pour amener la structure dans la position souhaitée. On the ground, the plagues 1-3 are held at their maximum deflection -f- by temporary shoring means and the tie rods 4-9 are put in place. The structure is then freed from its temporary shoring means and spontaneously erodes under the effect of its internal energy. Braking means (cables, ballast ...) can accompany the movement to bring the structure to the desired position.

La figure 5 présente une structure de même princIpe mais composée de dix fléaux : cina longs tels que 11 et cinq courts tels aue 12. Comme précédemment, les fléaux sont aptes à fléchIr et à développer une énergie interne. Figure 5 presents a structure of the same principle but composed of ten plagues: long cina such as 11 and five short such aue 12. As before, the plagues are able to flex and develop internal energy.

Cette structure peut en particulier comprendre trente tIrants, avec six noeuds d'attache par fléaux. Elle est obtenue à partir de quatre bases gé métriques distinctes (pentagone, pentagramme, décagone, décagramme). Pour obtenir la configuration minimale à trente tirants, on a supprimé d'une configuratIon complète réalisée à partir de ces quatre bases (qu. conduirait à quatre-vingt tirants) un maximum de tirants compatibles avec la tenue de la structure.This structure can in particular include thirty trays, with six attachment nodes per flail. It is obtained from four separate geometric bases (pentagon, pentagram, decagon, decagram). To obtain the minimum configuration with thirty tie rods, we removed from a complete configuration made from these four bases (which would lead to eighty tie rods) a maximum of tie rods compatible with the holding of the structure.

Les figures 6 et 7 représentent un support qui peut notamment constituer une table, dont le piétement est formé par une structure tridlmensionnelîle 13 du type de celle illustrée aux figures 1 à 4. Ce support est doté d'un plateau supérieur 14 qui est soutenu par les extrémités supérieures des trois fléaux. En l'exemple, ces extrémités forment des coulisseaux qui peuvent glisser dans trois glissières telles que 15 que comporte la sous-face du plateau. Le support peut ainsi être disposé dans plusieurs positions intermédIaIres entre les deux positions schématIsées aux figures 6 et 7, dans lesquelles les extrémités des fléaux viennent en butée respectivement contre l'une ou l'autre des extrémités de glissières. Un moyen de verrouillage classique (par exemple un orqane d'encliquetage) est prévu pour permettre de stabiliser le support dans la position choisie. I1 est à noter que, dans la confIguratIon de la fiqure 6, les forces exercées par la structure sur le plateau sont centrIpètes1 et dans la conflquratlon de la figure 7, centrIfuges, pour un coeffic.ent dynamique C voisin de 1. Figures 6 and 7 show a support which can in particular constitute a table, the base of which is formed by a three-dimensional structure 13 of the type illustrated in Figures 1 to 4. This support has an upper plate 14 which is supported by the upper ends of the three plagues. In the example, these ends form slides which can slide in three slides such as 15 that has the underside of the tray. The support can thus be arranged in several intermediate positions between the two positions shown diagrammatically in FIGS. 6 and 7, in which the ends of the flails come into abutment respectively against one or the other of the ends of slides. A conventional locking means (for example a latching member) is provided to allow the support to be stabilized in the chosen position. It should be noted that, in the configuration of figure 6, the forces exerted by the structure on the plate are centripetal1 and in the confluence of figure 7, centrivate, for a dynamic coeff.ent C close to 1.

La fleure 8 représente une structure conforme à 1'invent.on à trois fléaux dans laquelle
des ridoirs tels que 16 sont disposés sur les tirants afin de permettre un réglage de leur longueur,
des masselottes mobIles telles que 17 sont disposées sur les fléaux de façon à autoriser un équilibrage de la structure dans des positions intermédiaires réglables.
The flower 8 represents a structure in accordance with the invent.on with three flails in which
turnbuckles such as 16 are arranged on the tie rods to allow their length to be adjusted,
movable weights such as 17 are placed on the beams so as to allow the structure to be balanced in adjustable intermediate positions.

Ces masselottes permettent de réaliser, dans la configuration géométrique choisie, l'égalité entre l'énergie interne de la structure et la différence Pl-Pl' déjà évoquée, entre l'énergie potentielle maximale de gravité et l'énergie potentielle de gravIté dans la confinuration choisie ; la structure se trouve alors en équilibre sans aucune action externe. These weights make it possible to achieve, in the geometric configuration chosen, equality between the internal energy of the structure and the difference Pl-Pl 'already mentioned, between the maximum potential energy of gravity and the potential energy of gravIity in the chosen confinement; the structure is then in equilibrium without any external action.

Par tilleuls, les fléaux peuvent être de sections diverses, aptes à supporter les efforts internes qui se développent dans la structure. On a représenté à la figure 9 une section de fléau qui peut être intéressante dans de multiples applications, en raison de sa résistance, de sa légèreté et de l'énergie interne qu'elle est apte à développer.  By lime trees, the plagues can be of various sections, able to withstand the internal forces that develop in the structure. There is shown in Figure 9 a beam section which can be interesting in multiple applications, because of its resistance, its lightness and the internal energy it is able to develop.

Cette section est tubulaire et présente une forme générale en coeur, limitée par deux arcs symétriques de développante de cercle. D'un côté (côté interne par rapport au fléchissement du fléau), la section forme une table de compression 18 et, è l'opposé, elle peut comporter un câble de précontrainte 19 qui permet de reculer la fibre neutre N et de faire travailleur la section dans les conditions optimales. This section is tubular and has a general shape in the heart, limited by two symmetrical arcs of involute of circle. On one side (internal side with respect to the deflection of the beam), the section forms a compression table 18 and, on the other hand, it can comprise a prestressing cable 19 which makes it possible to retract the neutral fiber N and to make worker the section in optimal conditions.

Le cas échéant, il est possible de prévoir une section d'inertie variable sur la longueur du fléau, le module d'inertie croissant depuis la zone centrale de celui-ci vers les deux extrémités afin d'optimiser le compromis résistance du fléau/énergie interne développée.  If necessary, it is possible to provide a variable inertia section along the length of the beam, the inertia module increasing from the central zone of the latter towards the two ends in order to optimize the compromise resistance of the beam / energy internal developed.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1/ - Structure tridimensionnelle à géométrie susceptible de varier entre deux positions limites opposées, l'une dite en faisceau colinéaire, l'autre dite en développement plan, comprenant un système de n fléaux (1-3) liés par un système d'au moins 2n tirants (4-9), agencés autour d'un axe de symétrie. de révolution de façon que chaque fléau se déduIse d'un autre par une rotation de 2kT (n entier 1 / - Three-dimensional structure with geometry capable of varying between two opposite limit positions, one said to be in collinear bundle, the other said to be in planar development, comprising a system of n flails (1-3) linked by a system of minus 2n tie rods (4-9), arranged around an axis of symmetry. of revolution so that each plague is deducted from another by a rotation of 2kT (n integer n supérieur ou égal à 3, k entier), chaque fléau étant lié à au moins 4 tirants non coplanaires par quatre noeuds d'attache distincts distribués sur sa longueur : deux noeuds dits extrêmes (a,d) et deux noeuds dits intermédiaires (c,b), ces noeuds étant distribués de sorte que l'angle du dièdre (P) sous lequel sont vJs les noeuds intermédIaIres depuis l'axe de révolution (0) soit le supplémentaire de l'angle du dièdre (ç) sous lequel sont vus les noeuds extrêmes depuIs cet axe de révolution, ladite structure tridimensionnelle étant caractérisée en ce aue  n greater than or equal to 3, k integer), each beam being linked to at least 4 non-coplanar tie rods by four separate attachment nodes distributed over its length: two so-called extreme nodes (a, d) and two so-called intermediate nodes (c , b), these nodes being distributed so that the angle of the dihedral (P) under which the intermediate nodes are vJs from the axis of revolution (0) is the additional of the angle of the dihedral (ç) under which are seen the extreme nodes since this axis of revolution, said three-dimensional structure being characterized in that aue - le matériau et la section de chaque fléau (1-3) sont adaptés pour lui conférer un coefficient de riqldlté tel que - the material and the section of each beam (1-3) are adapted to give it a coefficient of riqldlté such that . ledit ledit fléau soit apte à fléchir élastiquement avec une flèche maxImale (f) au moins égale à 1 Z de sa longueur L, . said said beam is able to flex elastically with a maximum arrow (f) at least equal to 1 Z of its length L, .l'énergie interne dudit fléau dans sa confIguratIon de flèche maximale soit au moins égale à C. P.L, the internal energy of said beam in its maximum deflection configuration is at least equal to C. P.L, 2n ou P est le poids total de la structure et C un coefficient dit coefficient dynamique au moins égal à 0,1 2n or P is the total weight of the structure and C a coefficient called dynamic coefficient at least equal to 0.1 - les tirants (4-9) ont des longueurs par rapport à celles des fléaux telles que, dans la position limite dite en faisceau colinéaire où les fléaux sont gerbés les uns contre les autres, chaque tirant se trouve tendu entre ses deux noeuds d'attache avec un effort de tension non rigoureusement nul. - the tie rods (4-9) have lengths with respect to those of the beams such that, in the so-called collinear beam limit position where the beams are stacked against each other, each tie rod is stretched between its two knots attaches with a tension force that is not strictly zero. 2/ - Structure trIdImensIonnelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque fléau (1-3) est adapté de sorte que son énergie interne dans sa configuration de flèche maximale soit égale à C. P.L avec C > , 2. 2 / - trIdImensIonnelle structure according to claim 1, characterized in that each beam (1-3) is adapted so that its internal energy in its maximum boom configuration is equal to C. P.L with C>, 2. 2n 2n 3/ - Structure tridimensionnelle selon la revendication 2, caractérIsée en ce que chaque fléau (1-3) est adapté de sorte que son énergie interne dans sa configuration de flèche maximale soit égale à C.P.L avec 0,8 < C < 1,2. 3 / - Three-dimensional structure according to claim 2, characterized in that each beam (1-3) is adapted so that its internal energy in its maximum boom configuration is equal to C.P.L with 0.8 <C <1.2. 2n 2n 4/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, dans laquelle les noeuds d'attache (a-d) sont distribués le long des fléaux (1-3) de sorte que le dIèdre sous lequel sont vus les noeuds intermédiaires depuIs l'axe de rotation et le dièdre sous lequel sont vus les noeuds extremes depuis le même axe possèdent sensiblement ùn même plan bissecteur (OX).  4 / - Three-dimensional structure according to one of claims 1, 2 or 3, in which the attachment nodes (ad) are distributed along the flails (1-3) so that the dihedron under which the intermediate nodes are seen since the axis of rotation and the dihedral under which the extreme knots are seen from the same axis have substantially the same bisector plane (OX). 5/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de stabIlIsation dans au moins une confIguration géométrique intermdiaire entre les deux positions limites précitées. 5 / - Three-dimensional structure according to one of claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that it comprises stabilization means in at least one intermediate geometric configuration between the two aforementioned limit positions. 6/ - Structure tridimensionnelle selon la revendIcatIon 5 destinée à reposer sur le sol, caractérisée en ce que les moyens de stabIlIsatIon comprennent des organes (lo) d'ancraqe au sol d'au moins deux extrémités de fléaux. 6 / - Three-dimensional structure according to revendIcatIon 5 intended to rest on the ground, characterized in that the stabilization means comprise organs (lo) of anchorage to the ground of at least two ends of beams. 7/ - Structure tridimensionnelle selon la revendication 6, caractérisée en ce que les organes d'ancrage au sol sont des supports réqlables en position en vue de permettre de faire varier la configuration intermédiaire de stabilisation. 7 / - Three-dimensional structure according to claim 6, characterized in that the ground anchoring members are adjustable supports in position to allow to vary the intermediate stabilization configuration. 8/ - Structure tridImensIonnelle selon 12 revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de stabilisation comprennent au moins un élément de liaison supplémentaire reliant deux points de la structure de façon à la rendre hyperstatique. 8 / - tridImensIonnelle structure according to 12 claim 5, characterized in that the stabilization means comprise at least one additional connecting element connecting two points of the structure so as to make it hyperstatic. 9/ - Structure tridimensionnelle selon la revendication 8, caractérisée en ce que chaque élément de liaison supplémentaire est de longueur ajustable en vue de permettre de rendre la structure hyperstatique dans des configurations intermédiaires différentes.  9 / - Three-dimensional structure according to claim 8, characterized in that each additional connecting element is of adjustable length in order to make it possible to make the structure hyperstatic in different intermediate configurations. 10/ - Structure tridimensionnelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de stabilisation consistent en un ajustement du poids P de la structure, des coefficients de rigidité des fléaux et des longueurs de tirants, tel que l'énergie interne des fléaux à l'état de flexion dans la configuration intermédiaire précitée soit sensiblement égale à la différence Pl-Pl' entre l'énergie potentielle maximale de gravité P.1 (dans la position en faisceau colinéaire) et l'énergie potcntielle de gravité dans ladite confIguratIon intermédisire P.1' (où 1 est la hauteur du centre de gravité de la structure dans la position en faisceau colinéaire et I' est la hauteur du centre de qravité dans la confIguratIon intermédiaire considérée). 10 / - Three-dimensional structure according to claim 5, characterized in that the stabilization means consist in adjusting the weight P of the structure, the stiffness coefficients of the beams and the lengths of tie rods, such as the internal energy of the beams at the state of flexion in the above-mentioned intermediate configuration is substantially equal to the difference Pl-Pl 'between the maximum potential energy of gravity P.1 (in the collinear beam position) and the potential energy of gravity in said intermediate configuration P.1 '(where 1 is the height of the center of gravity of the structure in the collinear beam position and I' is the height of the center of qravity in the intermediate configuration considered). 11/ - Structure trIdImensIonnelle selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de stabIlIsatIon comprennent un ensemble de masselottes (17) disposées le long des fléaux de façon à réaliser l'éoallté entre l'énergie interne précitée et la différencie des énergies potentielles précitées dans la confIguratIon géométrIque intermédlaire .  11 / - trIdImensIonnelle structure according to claim 10, characterized in that the stabilization means comprise a set of weights (17) arranged along the beams so as to achieve the equality between the said internal energy and differentiates it from the potential energies mentioned above in the intermediate geometry confIguratIon. 12/ - Structure tridimensionnelle selon la revendication 11, caractérisée en ce que les- masselottes (17) sont mobiles le long des fléaux de façon à permettre de faire varier la configuration géométrique intermédIaIre.  12 / - Three-dimensional structure according to claim 11, characterized in that the weights (17) are movable along the flails so as to allow to vary the intermediate geometrical configuration. 13/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque fléau est à inertie varIable sur sa longueur de façon que le module d'inertie de sa section croisse depuis la zone centrale du fléau vers les deux extrémités. 13 / - Three-dimensional structure according to one of the preceding claims, characterized in that each beam is of variable inertia along its length so that the inertia module of its section increases from the central zone of the beam towards the two ends. 14/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section de chaque fléau présente une forme générale de coeur, limitée par deux arcs symétr ques de développante de cercle. 14 / - Three-dimensional structure according to one of the preceding claims, characterized in that the section of each beam has a general shape of a heart, limited by two symmetrical arcs of involute of a circle. 15/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendIcations précédentes, caractérIsée en ce que chaque tirant est muni d'un ridoir (16) de réglage de sa longueur. 15 / - Three-dimensional structure according to one of the preceding claims, characterized in that each tie rod is provided with a turnbuckle (16) for adjusting its length. 16/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications 1 à 15, constituant un piétement de mobilier.  16 / - Three-dimensional structure according to one of claims 1 to 15, constituting a furniture base. 17/ - Structure tridimensionnelle selon l'une des revendications 1 à 15, constituant une ossature archItecturale.  17 / - Three-dimensional structure according to one of claims 1 to 15, constituting an archItectural framework.
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