FR2676241A1 - Self-supporting and stackable component for removable shelters and lightweight modular buildings - Google Patents

Self-supporting and stackable component for removable shelters and lightweight modular buildings Download PDF

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FR2676241A1 FR9105522A FR9105522A FR2676241A1 FR 2676241 A1 FR2676241 A1 FR 2676241A1 FR 9105522 A FR9105522 A FR 9105522A FR 9105522 A FR9105522 A FR 9105522A FR 2676241 A1 FR2676241 A1 FR 2676241A1
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Sinding Axel Gerard
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Abstract

The STRUCTAL method is an adaptable construction system with which it is possible to construct, manually, dismantleable modular galleries, by combination of the five basic devices which form the subject-matter of the present patent application, as does their method of combination: - standardised ribbed and stackable blocks which are called Arch stones and which, when assembled, form arches without any intermediate supports or scaffolding; - orifices for the removal of the rainwater, called Outflows, formed in the lateral walls of the Arch stones; - adjusted and boltable boxes, called Tenons, making it possible, on the one hand, to assemble or disassemble the Arch stones manually, and, on the other hand, to complete at the same time the sealing of the arches thus constructed; - external post-tensioning cables, called Stiffeners, which can pass through the Outflows and which ensure, with the aid of tensioning hooks, the securing of the arches to the ground and their mutual fixing; - a computerised calculation method permitting the digital three-dimensional design of the Arch stones, as a function of variable standards of capacity, strength and materials.

Description

Chapitre 1: DESCRIPTION 1.1 DOMAINE TECHNIQUE
Le projet STRUCTAL est un système constructif pour galeries modulaires par éléments autoportants et empilables en polymères.
Chapter 1: DESCRIPTION 1.1 TECHNICAL AREA
The STRUCTAL project is a constructive system for modular galleries by self-supporting and stackable elements in polymers.

Il répond à des besoins solvables étendus et mal satisfaits par les industries actuelles du batiment et du génie civil.It responds to widespread solvent needs which are poorly met by the current building and civil engineering industries.

Au croisement de quatre marchés classiques: celui des constructions lourdes fixées au sol et résistant aux agressions extérieures par le poids et ltépaisseur de leurs matériaux; celui des abris mobiles rigides tels que caravanes ou camping-cars; celui des abris mobiles souples tels que tentes ou structures gonflables; et enfin celui des serres et vérandas en plaques de verre, il existe une vaste zone de besoins mal desservie.At the crossroads of four classic markets: that of heavy constructions fixed to the ground and resistant to external aggressions by the weight and thickness of their materials; that of rigid mobile shelters such as caravans or motorhomes; that of flexible mobile shelters such as tents or inflatable structures; and finally that of glass-plate greenhouses and verandas, there is a large underserved area of needs.

Ce marché inexploité est celui des constructions légères et résistantes, auto-portantes, montables et démontables à la main, transportables, au choix, sous de petits volumes (en camionnette ou en voiture) ou en grandes quantités (par camions, trains, avions, bateaux), et agrandissables, modulables ou composables à volonté.This untapped market is that of light and resistant constructions, self-supporting, assembled and dismountable by hand, transportable, as desired, in small volumes (by van or car) or in large quantities (by trucks, trains, planes, boats), and extendable, modular or modular at will.

C'est le domaine du projet STRUCTAL.This is the area of the STRUCTAL project.

1.2 ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE.1.2 STATE OF THE PRIOR ART.

Ce domaine n'est pas exploité à l'heure actuelle parce que son exploitation devrait satisfaire à des exigences multiples, qui ne sont prises en compte que partiellement et séparément par quatre branches largement disjointes de l'économie et de la technique: le bâtiment, l'ingéniérie du métal, l'industrie du meuble en plastique, et l'informatique.This field is not exploited at present because its exploitation should satisfy multiple requirements, which are only partially and separately taken into account by four branches largely disjunct from economics and technology: building, metal engineering, the plastic furniture industry, and IT.

1.2.1. Des exigences contradictoires pour les techniques en viqueur.1.2.1. Conflicting requirements for techniques in tack.

Il faut des constructions qui soient à la fois: - capables de couvrir de grandes surfaces - libres de tout appui intermédiaire (pas de poteaux ni de
cloisons porteuses) - très légères et faciles à monter ou démonter, éventuellement
par une seule personne, sans autre outillage qu'une clé à vis
et un escabeau - résistantes et invariantes aux intempéries et aux tempêtes - parfaitement étanches par elles-mêmes, sans enduit ni
revêtement - aérables par évents, fenêtres ou conduits divers - transportables en petits conditionnements - opaques, colorées ou transparentes, en tout ou en partie, au
choix du client - resistant au feu au moins autant que les produits plus ou moins
concurrents - ne demandant pas d'entretien ni de maintenance - au moins 30 % moins chères que les solutions plus ou moins
concurrentes.
Constructions are needed that are: - capable of covering large areas - free of any intermediate support (no posts or
load-bearing partitions) - very light and easy to assemble or disassemble, possibly
by a single person, without any tools other than a screw wrench
and a stepladder - resistant and invariant to weather and storms - perfectly waterproof by themselves, without plaster or
covering - ventilated by vents, windows or various conduits - transportable in small packages - opaque, colored or transparent, in whole or in part, at
customer choice - fire resistant at least as much as more or less products
competitors - not requiring maintenance or upkeep - at least 30% cheaper than more or less solutions
competitors.

Aucune technique actuelle ne répond à plus de 5 de ces 11 critères.No current technique meets more than 5 of these 11 criteria.

1.2.2. Les réponses à ces diverses exigences n'ont jamais encore été intégrées dans une technique d'ensemble.1.2.2. The answers to these various requirements have never before been integrated into an overall technique.

Ces réponses existent, mais dispersées dans cinq métiers différents: - l'architecture en pierre fournit la technique de la voûte, qui répond à la nécessité de couvrir de grandes surfaces sans appui intermédiaire par l'assemblage d'éléments standards ( les voussoirs ou claveaux ), dont le poids seul, à la limite, suffit à assurer la cohésion de l'ensemble; elle intégre ainsi les fonctions de toit et de parois en une seule surface continue.These answers exist, but dispersed in five different trades: - stone architecture provides the technique of the vault, which responds to the need to cover large areas without intermediate support by the assembly of standard elements (segments or keystones ), whose weight alone, at the limit, is sufficient to ensure the cohesion of the whole; it thus integrates the functions of roof and walls in a single continuous surface.

C'est la voute à profil circulaire ou elliptique qui offre par elle-même le plus de portance pour le minimum de matière.It is the circular or elliptical profile vault which in itself offers the most lift for the minimum of material.

- l'ingéniérie des constructions métalliques (ponts, hangars, tours, pylônes) apporte la technique des raidisseurs (nervures triangulaires, longerons boulonnes, tirants extérieurs). Ce type d'eléments répond à la nécessité d'opposer une résistance élevée, malgré une épaisseur et un poids aussi faibles que possible, à d'importantes contraintes extérieures (vent, neige, agressions, etc ) ou intérieures (poids des cloisons ou tuyauteries suspendues).- the engineering of metal constructions (bridges, hangars, towers, pylons) provides the technique of stiffeners (triangular ribs, bolt beams, external tie rods). This type of element responds to the need to oppose a high resistance, despite a thickness and a weight as low as possible, to significant external constraints (wind, snow, aggressions, etc.) or interior (weight of partitions or pipes suspended).

- l'industrie des meubles ou des outils en plastique pratique la technique des objets empilables (chaises, seaux, bacs, gobelets...). Elle répond ainsi à notre souhait d'avoir des produits stockables ou transportables en petits volumes par empilement d'éléments standards creux ou moulurés.- the furniture or plastic tool industry practices the technique of stackable objects (chairs, buckets, bins, cups ...). It thus responds to our desire to have products that can be stored or transported in small volumes by stacking standard hollow or molded elements.

- l'industrie chimique apporte sous forme de polymères variés les matériaux résistants, transparents ou colorés, peu coûteux, faciles à usiner et diversifiés dont nous avons besoin pour produire en grandes quantités des objets stables, légers, solides, homogènes et multiformes.- the chemical industry provides in the form of various polymers the resistant, transparent or colored materials, inexpensive, easy to machine and diversified which we need to produce large quantities of stable, light, solid, homogeneous and multifaceted objects.

- l'informatique enfin procure les moyens de calcul et de dessin pour automatiser et flexibiliser au maximum la conception et la fabrication des éléments physiques de notre système constructif.- Finally, IT provides the means of calculation and drawing to automate and make the design and manufacturing of the physical elements of our construction system as flexible as possible.

En fonction de spécifications très variables, elle détermine dans chaque cas leurs formes et leurs dimensions exactes, de façon à maximiser les performances de ces éléments pour un poids de matériaux donné, tout en permettant leur fabrication en grande quantité ainsi que l'ajustement continu de la production aux variations de la demande.According to very variable specifications, it determines in each case their exact shapes and dimensions, so as to maximize the performance of these elements for a given weight of materials, while allowing their manufacture in large quantities as well as the continuous adjustment of production to variations in demand.

1.3 EXPOSE DE L'INVENTION
La synthèse de ces cinq techniques (cf. ≈1.2.2. ci-dessus) est un système autoportant de vous soirs nervurés et empilables fabriqués par usinage informatisé de polymères de synthèse, et munis d'éléments d'assemblage et de renforcement ainsi que d'équipements de confort.
1.3 STATEMENT OF THE INVENTION
The synthesis of these five techniques (see ≈1.2.2. Above) is a self-supporting system of you ribbed and stackable evenings made by computerized machining of synthetic polymers, and provided with assembly and reinforcement elements as well as comfort equipment.

L'assemblage de ces voussoirs et de ces éléments forme des galeries plus ou moins longues, autoportantes par effet de voûte (voir figure 1/8), dont le montage et le demontage se font à la main ,et qui, une fois démontées, sont stockables par empilement. The assembly of these segments and these elements form more or less long galleries, self-supporting by vault effect (see Figure 1/8), whose assembly and disassembly are done by hand, and which, once disassembled, can be stored by stacking.

1.3.1. Les voussoirs empilables.1.3.1. Stackable segments.

L'élément de base (ci dessous appelé "Voussoir") est un bac monobloc rigide et évase (voir figures (2/8) et (3/8) ).Il comprend, autour d'un axe de symétrie longitudinale Ox, un nombre fixe (dans une même version du système) de parties planes, de dièdres et d'orifices, à savoir (dans la version ici présentée): - trois parties planes: le plan de base de la paroi de fond, rectangulaire, ABCD les deux parois latérales ABEF et CDHG, symétriques par rapport à Ox et inclinées vers I'extérieur - six dièdres à profil de trapèze isocèle,formant six nervures (N) dans la paroi de fond, qu'ils traversent transversalement d'une paroi latérale à l'autre en trois groupes separés:: un groupe central de deux nervures juxtaposées deux groupes extrèmes de deux nervures juxtaposées, voisins respectivement des deux petits côtés BC et DA de la paroi de fond. Le versant extérieur de la nervure immédiatement voisine du coté DA se prolonge sous le plan de fond par un larmier baRM.The basic element (below called "Voussoir") is a rigid monobloc tray and flares (see figures (2/8) and (3/8)). It includes, around an axis of longitudinal symmetry Ox, a fixed number (in the same version of the system) of flat parts, dihedrons and orifices, namely (in the version presented here): - three flat parts: the base plane of the back wall, rectangular, ABCD the two side walls ABEF and CDHG, symmetrical with respect to Ox and inclined towards the outside - six dihedrons with an isosceles trapezoid profile, forming six ribs (N) in the bottom wall, which they cross transversely from one side wall to the other in three separate groups: a central group of two juxtaposed ribs two extreme groups of two juxtaposed ribs, neighboring respectively on the two short sides BC and DA of the bottom wall. The external slope of the rib immediately adjacent to the DA side is extended below the bottom plane by a baRM drip line.

- divers orifices rectangulaire ou circulaires: deux entailles rectangulaires IJ et KL découpées dans le deux parois latérales, à mi-distance, et perpendiculaires à leurs côtés extérieurs huit orifices circulaires ( t) dans chaque paroi latérale, quatre près du bord extérieur, quatre près de la paroi de fond trois orifices circulaires de plus grand diamètre (T), les
Evacuateurs, dans chaque paroi latérale, l'un au dessus de la jonction des deux nervures centrales de la paroi de fond, les deux autres au dessus du milieu des parties planes qui séparent ces nervures centrales des deux groupes de nervures extrèmes trois orifices circulaires, l'un au centre, les deux autres aux extrémités du larmier baRM.
- various rectangular or circular holes: two rectangular notches IJ and KL cut in the two side walls, at mid-distance, and perpendicular to their outer sides eight circular holes (t) in each side wall, four near the outside edge, four near from the bottom wall three larger circular holes (T), the
Spacers, in each side wall, one above the junction of the two central ribs of the bottom wall, the other two above the middle of the flat parts which separate these central ribs from the two groups of extreme ribs three circular orifices, one in the center, the other two at the ends of the baRM drip pan.

1.3.2. Les éléments d'assemblage et d'équipement
Une grande variété de pièces détachables peut se fixer sur les
Voussoirs pour les assembler ou pour les équiper.
1.3.2. Assembly and equipment elements
A wide variety of detachable parts can be attached to the
Segments to assemble them or to equip them.

1.3.2.1. Eléments d'assemblage (ils rentrent dans le champ de la
présente demande de brevet). Il y en a trois sortes: - des contreforts longitudinaux, appelés ci-dessous Tenons (voir
figure (5/8) ). Ce sont des boitiers de longueur voisine de
celle des Voussoirs, percés transversalement de huit orifices
circulaires correspondant aux orifices (t) des parois latérales
des Voussoirs.
1.3.2.1. Assembly elements (they fall within the scope of
this patent application). There are three kinds: - longitudinal buttresses, called Tenons below (see
figure (5/8)). These are boxes of length close to
that of the voussoirs, pierced transversely with eight orifices
circulars corresponding to the holes (t) in the side walls
voussoirs.

- des boulons (b), munis d'écrous, de diamètre égal à celui des
orifices (t), et de longueur un peu supérieure à la largeur des
Tenons (voir figure (4/8) ).
- bolts (b), provided with nuts, of diameter equal to that of
orifices (t), and slightly longer than the width of the
Let's stick (see figure (4/8)).

- des câbles de post-contrainte, appelés ci-dessous les
Raidisseurs, de diamètre inférieur à celui des orifices (T),
et munis de crochets de fixation (voir figures (5/8) et
(6/8) ) ).
- post-stress cables, called below the
Stiffeners, with a diameter smaller than that of the orifices (T),
and fitted with fixing hooks (see figures (5/8) and
(6/8))).

1.3.2.2. Eléments d'équipement (ils ne rentrent pas dans le champ de la présente demande de brevet) : ils sont destinés à améliorer le confort des utilisateurs des bâtiments réalisés en
Structal, et peuvent comprendre notamment: - des voiles transversaux rigides ou souples, opaques ou transparents,destinés à former des cloisons externes ou/et internes des salles, galeries ou serres réalises - des lucarnes, fenêtres, tabatières, vasistas, évents ou conduits divers incorporés lors de la fabrication dans des
Voussoirs spéciaux - des barres, câbles et tuyauteries destinés à être insérés sous les voûtes assemblées dans les orifices des larmiers pour supporter divers éléments de rangement, d'éclairage,ou de distribution d'électricité, de gaz ou d'eau.
1.3.2.2. Elements of equipment (they do not fall within the scope of this patent application): they are intended to improve the comfort of users of buildings made in
Structural, and may include in particular: - rigid or flexible, opaque or transparent transverse sails, intended to form external or / and internal partitions of rooms, galleries or greenhouses made - dormers, windows, snuff boxes, skylights, vents or various conduits incorporated during manufacture in
Special segments - bars, cables and piping intended to be inserted under the arches assembled in the holes of the drip holes to support various elements of storage, lighting, or distribution of electricity, gas or water.

1.4 PRESENTATION DES FIGURES ET DES TABLEAUX
Planche (1/8): Vue en perspective d'une VOUTE Structal assemblée.
1.4 PRESENTATION OF FIGURES AND TABLES
Plate (1/8): Perspective view of an assembled Structural VOUTE.

Planche (2/8): Vue en perspective d'un VOUSSOIR Structal.Plate (2/8): Perspective view of a Structural VOUSSOIR.

Planche (3/8): Demi-plan d'un VOUSSOIR vu par dessus.Plate (3/8): Half-shot of a VOUSSOIR seen from above.

Planche (4/8): Vue en perspective d'un TENON Structal et de son
dispositif de boulonnage.
Plate (4/8): Perspective view of a TENON Structal and its
bolting device.

Planche (5/8): Vue en élévation du système de fixation d'un
RAIDISSEUR (raccordement entre le câble, le crochet et le sol).
Plate (5/8): Elevation view of the fixing system of a
STIFFENER (connection between cable, hook and floor).

Planche (6/8): Vue partielle en perspective d'un RAIDISSEUR en place sur une voûte Structal
Planche(7/8): Tableau des PARAMETRES définissant la géométrie d'un Voussoir dans le procédé de calcul automatique.
Plate (6/8): Partial perspective view of a STIFFENER in place on a Structural arch
Plate (7/8): Table of PARAMETERS defining the geometry of a segment in the automatic calculation process.

Planche (8/8): Exemple de MATRICE DE QUANTIFICATION par le procédé de calcul des principaux paramètres d'un Voussoir, en fonction de diverses spécifications. Plate (8/8): Example of a QUANTIFICATION MATRIX by the process of calculating the main parameters of a voussoir, according to various specifications.

1.5. MODE DE REALISATION.1.5. EMBODIMENT.

Le principe de réalisation des bâtiments STRUCTAL est celui de la voûte en pierre transposé dans un matériau synthétique après élimination de la matière de remplissage: cela donne un "kit" de construction en voussoirs évidés, qu'on peut manipuler sans machine et empiler dans un volume restreint quand le bâtiment est démonté; les principaux éléments du système sont dimensionnables à volonté dans leurs différents paramètres suivant un Procédé de calcul automatique.The principle of realization of STRUCTAL buildings is that of the stone vault transposed into a synthetic material after elimination of the filling material: this gives a "kit" of construction in hollow segments, which can be handled without a machine and stacked in a limited volume when the building is dismantled; the main elements of the system can be dimensioned at will in their different parameters according to an Automatic calculation process.

1.5.1. Structure du Système
La structure géométrique du Système est définie par celle des
Voussoirs, qui sont ses éléments de base.
1.5.1. System structure
The geometric structure of the System is defined by that of
Voussoirs, which are its basic elements.

La structure d'un Voussoir est définie, dans la version ici présentée du système, par 16 paramètres ou groupes de paramètres dimensionnels: a) Un paramètre commun à toutes ses parties: l'épaisseur S de ses
parois.
The structure of a voussoir is defined, in the version presented here of the system, by 16 parameters or groups of dimensional parameters: a) A parameter common to all its parts: the thickness S of its
walls.

b) Quatre paramètres pour les parties planes:
- longueur L du Vous soir ( EF = GH
- largeur 1 de la paroi de fond (BC = AD = M*R)
- hauteur h des parois latérales
- angle V d'inclinaison des parois latérales sur le plan de la paroi de fond.

Figure img00070001
b) Four parameters for the flat parts:
- length L of You evening (EF = GH
- width 1 of the bottom wall (BC = AD = M * R)
- height h of the side walls
- angle V of inclination of the side walls on the plane of the bottom wall.
Figure img00070001

c) Trois paramètres définissant les dièdres de nervuration:
- angle au sommet W formé par chacune des six nervures
- largeur Ln des six nervures, mesurée dans le plan de
la paroi de fond
- largeur Lla du larmier baRM d) 8 groupes de paramètres définissant les orifices:
- diamètre dt des 8 orifices (t) d'une paroi latérale (et d'un
Tenon)
- coordonnées de ces orifices (t) dans la paroi latérale
- diamètre dT des 3 orifices (T) d'une paroi latérale
- coordonnées de ces orifices (T) dans le même plan
- diamètre des 3 orifices (tla) du larmier
- coordonnées de ces 3 orifices (tla) dans le plan du larmier
- largeur i des deux crans IJ et KL
- longueur j de ces deux crans.
c) Three parameters defining the ribbing dihedrons:
- angle at the top W formed by each of the six ribs
- width Ln of the six ribs, measured in the plane of
the back wall
- width Lla of the drip plate baRM d) 8 groups of parameters defining the orifices:
- diameter dt of the 8 orifices (t) of a side wall (and of a
Tenon)
- coordinates of these orifices (t) in the side wall
- diameter dT of the 3 orifices (T) of a side wall
- coordinates of these orifices (T) in the same plane
- diameter of the 3 holes (tla) of the drip
- coordinates of these 3 orifices (tla) in the drip plane
- width i of the two notches IJ and KL
- length j of these two notches.

1.5.2. Calcul des dimensions des éléments de base du système
Un procédé informatisé permet de calculer les composants de base du système ( Voussoirs ) suivant des objectifs de capacité et des normes de performance adaptables aux spécifications et aux besoins des clients.
1.5.2. Calculation of the dimensions of the basic elements of the system
A computerized process makes it possible to calculate the basic components of the system (voussoirs) according to capacity objectives and performance standards adaptable to specifications and customer needs.

Ce procédé se compose:
- des 1 6 paramètres ou groupes de paramètres numériques décrits au paragraphe précédant; ils définissent complètement un jeu de composants dans les trois dimensions ( voir tableau 1, planche 7/8 );
- d'un programme de type Multiplan permettant de quantifier ces paramètres en fonction des normes de performance désirées ( résistance au poids et au vent ), des dimensions souhaitées pour les voûtes à réaliser, et des matériaux choisis ( voir tableau 2, planche(8/8) : exemple de quantification de certains paramètres importants suivant diverses spécifications ).
This process consists of:
- 1 6 parameters or groups of digital parameters described in the preceding paragraph; they completely define a set of components in the three dimensions (see table 1, plate 7/8);
- a Multiplan type program allowing these parameters to be quantified as a function of the desired performance standards (resistance to weight and wind), the dimensions desired for the vaults to be produced, and the materials chosen (see table 2, plate (8 / 8): example of quantification of certain important parameters according to various specifications).

1.5.3. Fonctionnement du système
Le montage des bâtiments STRUCTAL consiste d'abord à assembler les Voussoirs en arches de deux voussoirs de large, puis à réunir ces arches les unes aux autres, enfin à consolider si necessaire les voûtes ainsi obtenues.
1.5.3. System operation
The erection of STRUCTAL buildings consists first of assembling the voussoirs into arches of two voussoirs wide, then joining these arches together, finally consolidating the vaults thus obtained if necessary.

a) formation des arches.a) formation of arches.

On juxtapose 2, 3, ...n Voussoirs, paroi latérale contre paroi latérale, et on les réunit, paroi transversale contre paroi transversale, à 2, 3, ...n autres Voussoirs, à l'aide des Tenons. We juxtapose 2, 3, ... n segments, side wall against side wall, and we join them, transverse wall against transverse wall, to 2, 3, ... n other segments, using tenons.

Le versant extérieur de la nervure extrème (EG) d'un Voussoir vient s'emboter sur la nervure extrème (ab), contigüe au larmier, du Voussoir de la travée suivante.The outer slope of the extreme rib (EG) of a Voussoir is embeded on the extreme rib (ab), contiguous to the drip line, of the Voussoir of the next span.

Chaque Tenon s'emboite sur la crête centrale formée par les parois latérales accolées et juxtaposées de chaque voûtain de 2x2
Voussoirs, en s'insérant par ses extrémités dans les deux groupes de deux crans verticaux (IJ) et (KL); on insère ensuite les boulons (b) dans les orifices (t) du Tenon et des parties de cette crête qu'il recouvre, et on visse les 8 écrous correspondants.
Each Tenon fits on the central ridge formed by the side walls joined and juxtaposed with each 2x2 vault
Voussoirs, by inserting by its ends in the two groups of two vertical notches (IJ) and (KL); we then insert the bolts (b) into the holes (t) of the Tenon and parts of this crest that it covers, and we screw the 8 corresponding nuts.

b) Formation des voûtes.b) Formation of the vaults.

L'arche ou les arches de 2 travées ainsi obtenue(s), par exemple par assemblage au sol, est(sont) ensuite redressée(s) à la verticale, puis accolées les unes aux autres par le même jeu de
Tenons, de boulons et d'écrous qu'au ≈a) cidessus.
The arch or the arches of 2 spans thus obtained, for example by assembly on the ground, is (are) then straightened (s) vertically, then joined to each other by the same set of
Let's stick, bolts and nuts as above.

c) Consolidation des voûtes.c) Consolidation of the vaults.

Les Raidisseurs permettent eux aussi, soit en complément soit en substitution des Tenons, de consolider les arches et les voûtes formées. Il suffit de passer le câble du Raidisseur dans l'un des trois orifices (T) prévus au bas des parois latérales de chaque
Voussoir de la travée à consolider (par exemple dans l'Evacuateur situé entre les deux nervures centrales), puis de fixer ce câble au sol par ses crochets-tenseurs (voir Figure (5/8) ).
The stiffeners also make it possible, either as a supplement or as a replacement for the Tenons, to consolidate the arches and arches formed. Simply pass the Stiffener cable through one of the three holes (T) provided at the bottom of the side walls of each
Segment of the span to be consolidated (for example in the Evacuator located between the two central ribs), then fix this cable to the ground by its tensioning hooks (see Figure (5/8)).

Le démontage des voûtes s'opère à l'envers du montage, d'abord en détendant et en retirant les Raidisseurs (s'ils sont en place), puis en déboulonnant et en retirant les Tenons travée par travée, et enfin en séparant les Voussoirs qui composaient chaque travée. The disassembly of the arches takes place behind the assembly, first by relaxing and removing the stiffeners (if they are in place), then by unbolting and removing the tenons bay by bay, and finally by separating the Segments that made up each span.

1.6. APPLICATIONS INDUSTRIELLES.1.6. INDUSTRIAL APPLICATIONS.

1.6.1. Catéqories de produits possibles
Elles sont fort nombreuses, conformément aux divers types de constructions en galerie qu'on peut réaliser avec le système
STRUCTAL et pour lesquels il existe une demande solvable. On peut en distinguer deux grands types.
1.6.1. Possible product categories
They are very numerous, in accordance with the various types of gallery constructions that can be carried out with the system
STRUCTAL and for which there is a solvent demand. We can distinguish two main types.

1.6.1.1. Bâtiments opaques:
- garages
- hangars de jardin, de chantier, de dépôt...
1.6.1.1. Opaque buildings:
- garages
- garden sheds, construction sites, depots ...

- logements provisoires (camping, militaires, réfugiés...)
- couverture de bâtiments existants.
- temporary accommodation (camping, military, refugees ...)
- roofing of existing buildings.

N.B.: ces galeries "opaques" peuvent être munies de fenêtres, vasistas ou conduits divers (voir ≈1.3.2.2 sur les éléments d'équipement); ou bien des Voussoirs transparents peuvent être combinés, dans la proportion et aux emplacements désires, avec les Voussoirs opaques.N.B .: these "opaque" galleries can be fitted with windows, skylights or various conduits (see ≈1.3.2.2 on equipment items); or transparent segments can be combined, in the proportion and in the desired locations, with opaque segments.

1.6.1.2. Bâtiments transparents ou translucides.1.6.1.2. Transparent or translucent buildings.

- serres ou châssis soit pour jardins de particuliers, soit
pour cultures à grande échelle
- salles ou galeries d'exposition
- galeries de circulation pour des piétons, des animaux ou des
véhicules qu'on souhaite protéger ou au contraire isoler.
- greenhouses or frames either for private gardens or
for large-scale crops
- exhibition halls or galleries
- circulation galleries for pedestrians, animals or
vehicles that we want to protect or on the contrary isolate.

- couverture de bâtiments existants. - roofing of existing buildings.

1.6.2. Adaptation dimensionnelle par paramétrage aux besoins des clients.1.6.2. Dimensional adaptation by configuration to customer needs.

Grâce au procédé de calcul automatique décrit en 1.5.2., les 16 paramètres ou groupes de paramètres définissant géométriquement, dans la version qui fait l'objet de la présente demande de brevet, le Voussoir d'une gamme Structal et les éléments correspondants (Tenon, Raidisseur), se prêtent à deux types de changements dimensionnels, en fonction des demandes des clients et des normes règlementaires.Thanks to the automatic calculation process described in 1.5.2., The 16 parameters or groups of parameters defining geometrically, in the version which is the subject of this patent application, the segment of a Structal range and the corresponding elements ( Tenon, Stiffener), lend themselves to two types of dimensional changes, depending on customer requests and regulatory standards.

1.6.2.1. Changements de proportions.1.6.2.1. Changes in proportions.

En faisant varier les uns par rapport aux autres les paramètres fondamentaux (notamment S, L, 1, h, V ) du Voussoir, on peut faire varier du même coup la solidité, la hauteur et la longueur du segment de voûte constructible avec un nombre de Vous soirs donné dans un matériau donné.By varying the fundamental parameters (notably S, L, 1, h, V) of the Voussoir in relation to each other, we can at the same time vary the solidity, the height and the length of the buildable arch segment with a number of You given evenings in a given material.

1.6.2.2. Changements d'échelle.1.6.2.2. Scale changes.

Le même programme de calcul automatique permet, en conservant à peu près les mêmes proportions dans les Voussoirs, mais en faisant varier la taille de ceux-ci, de calculer puis de fabriquer des Vous soirs assemblables en voûtes à peu près homothétiques les unes des autres, mais de dimensions très différentes: les plus petites auront quelques dizaines de centimètres de diamètre et de hauteur, les plus grandes auront quelques dizaines de mètres.The same automatic calculation program makes it possible, by retaining roughly the same proportions in the segments, but by varying the size of these, to calculate and then to fabricate you evenings into arches which are roughly homothetic to each other. , but of very different dimensions: the smallest will have a few tens of centimeters in diameter and height, the largest will have a few tens of meters.

Bien entendu ces changements d'échelle ne sauraient être parfaitement homothétiques pour tous les paramètres, car ils entrainent des variations non linéaires dans certaines contraintes ou performances des Voussoirs (notamment en ce qui concerne le poids de la voûte assemblée et les effets de compression qu'elle exerce).Of course, these changes of scale cannot be perfectly homothetic for all the parameters, because they lead to non-linear variations in certain constraints or performances of the voussoirs (in particular with regard to the weight of the assembled vault and the compression effects that she exercises).

Il en va de même pour les éléments d'assemblage et d'équipement.The same applies to assembly and equipment elements.

1.6.3. Fabrication
Suivant les spécifications qui seront précisées et calculées par le programmme de calcul automatique, différentes techniques classiques de l'industrie des matières plastiques permettent de fabriquer les Voussoirs, les Tenons et les câbles des
Raidisseurs dans des qualités très homogènes, et avec une grande flexibilité dans les dimensions et les quantités, par exemple:
- thermoformage ou inJection pour les Voussoirs et les Tenons
- extrusion et tressage pour les câbles.
1.6.3. Manufacturing
According to the specifications which will be specified and calculated by the automatic calculation program, various conventional techniques of the plastics industry allow to manufacture the segments, the tenons and the cables of the
Stiffeners in very homogeneous qualities, and with great flexibility in dimensions and quantities, for example:
- thermoforming or injection for segments and tenons
- extrusion and braiding for cables.

- thermosoufflage ou laminage pour les cloisons
Par ailleurs, les éléments métalliques annexes (boulons, écrous, crochets-tenseurs, etc) seront achetés aux fournisseurs spécialisés.
- heat blowing or laminating for partitions
In addition, the ancillary metal elements (bolts, nuts, tensioning hooks, etc.) will be purchased from specialized suppliers.

Claims (6)

Chapitre 2: REVENDICATIONSChapter 2: CLAIMS 1 - Dispositif d'autoconstruction pour galeries modulaires démontables et paramétrables (voir figure (1/8) ), caractérisé par la combinaison de quatre sous-dispositifs physiques et d'un dispositif informatique: - des caissons standardisés autoportants et empilables, appelés "VOUSSOIRS", pouvant former voûte sans supports intermédiaires ni échafaudages; - des orifices circulaires, appelés Evacuateurs, percés dans les parois latérales des Voussoirs, destinés aussi bien à évacuer les eaux pluviales qu'à faire passer les câbles des1 - Self-construction device for modular and configurable modular galleries (see figure (1/8)), characterized by the combination of four physical sub-devices and an IT device: - standardized self-supporting and stackable boxes, called "VOUSSOIRS ", which can form a vault without intermediate supports or scaffolding; - circular orifices, called Evacuateurs, drilled in the side walls of the voussoirs, intended both to evacuate rainwater and to pass the cables of Raidisseurs; - des boltiers ajustés et boulonnables, appelés " TENONS permettant d'une part d'assembler ou de désassembler manuellement ces Voussoirs, d'autre part de parfaire l'étanchéité des voûtes ainsi construites; - des câbles de post-contrainte externe, appelés "RAIDISSEURS", assurant une cohésion renforcée de ces voûtes ainsi que leur fixation au sol;; - un procédé de calcul automatique permettant la conception tridimensionnelle numérisée des composants principaux du système ( les voussoirs ), dans une gamme très large de dimensions, en fonction de normes variables de capacité, de résistance, de matériaux et de poids.Stiffeners; - adjusted bolt-on bolts, called "TENONS allowing on the one hand to manually assemble or disassemble these segments, on the other hand to perfect the tightness of the vaults thus constructed; - external post-stress cables, called" RAIDISSEURS ", ensuring a reinforced cohesion of these vaults as well as their fixing to the ground ;; - an automatic calculation process allowing the three-dimensional digital design of the main components of the system (the segments), in a very wide range of dimensions, depending on varying standards of capacity, strength, materials and weight.
Figure img00120001
Figure img00120001
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par des caissons standardisés destinés à former voûte ( les Voussoirs en forme de bacs évasés ( voir figures (2/8) et (3/8) ), constitués d'un fond nervuré ABCD et de 2 parois opposées ABEF et CDHG, solidaires de ce fond, inclinées vers l'extérieur d'un angle (V)2. Device according to claim 1, characterized by standardized boxes intended to form an arch (the segments in the form of flared tubs (see figures (2/8) and (3/8)), consisting of a ribbed bottom ABCD and of 2 opposite walls ABEF and CDHG, integral with this bottom, inclined towards the outside by an angle (V) ABCD juxtaposés de ces Voussoirs. Le poids de cette arche et de ses charges éventuelles est ainsi reporté de proche en proche sur les parois extérieures des deux Voussoirs extrèmes, et consolide toute l'arche par compression.ABCD juxtaposed with these segments. The weight of this arch and its possible loads is thus transferred step by step on the outer walls of the two extreme segments, and consolidates the entire arch by compression. En assemblant 2, 3, 4 n de ces Voussoirs paroi contre paroi, on obtient une arche prismatique dont l'intrados est un arc polyédrique de 2, 3, 4, ...n facettes constitué par les fondsBy assembling 2, 3, 4 n of these voussoirs wall against wall, we obtain a prismatic arch whose lower surface is a polyhedral arc of 2, 3, 4, ... n facets constituted by the bottoms Les 6 nervures à profil en trapèze isocèle (N) qui modulent le fond des Voussoirs dans le sens transversal (figure (3/8) ) assurent la stabilité du profil des dits Voussoirs à l'égard de ces forces de compression. The 6 ribs with an isosceles trapezoid profile (N) which modulate the bottom of the segments in the transverse direction (figure (3/8)) ensure the stability of the profile of the said segments with regard to these compressive forces. Quand ils ne sont pas assemblés en voûte(s), les Voussoirs sont empilables l'un sur l'autre grâce à l'évasement des parois ABEF et CDHG et au profil en V coupé des nervures (N); ils n'occupent alors qu'un volume très restreint par rapport à l'espace qu'ils peuvent couvrir quand ils sont assemblés en voûte.When they are not assembled in vault (s), the segments are stackable one on the other thanks to the widening of the ABEF and CDHG walls and the V-shaped profile cut from the ribs (N); they only occupy a very small volume compared to the space they can cover when they are assembled in a vault. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par des orifices circulaires (T), les Evacuateurs, ménagés dans les parois latérales des Vous soirs ( voir figure (2/8) ou (3/8) ) sous les crans médians (IJ) et (KL) d'une part, et au milieu des espaces plans séparant le groupe des nervures centrales des groupes de nervures extrèmes d'autre part; 3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized by circular orifices (T), the Evacuators, formed in the side walls of the You evenings (see figure (2/8) or (3/8)) under the notches medians (IJ) and (KL) on the one hand, and in the middle of the plane spaces separating the group of central ribs from the groups of extreme ribs on the other hand; 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par des bottiers longitudinaux (les Tenons) à profil en U ( voir figure (4/8) ), de longueur égale - à une épaisseur S près - à celle d'un Voussoir, qui s'embotent sur les parois accolées et juxtaposées des Voussoirs mis côte à côte.4. Device according to claim 1, characterized by longitudinal shoemakers (the Tenons) with U-shaped profile (see figure (4/8)), of length equal - to a thickness S close - to that of a Voussoir, which s 'float on the adjoining and juxtaposed walls of the voussoirs placed side by side. Voussoirs, étroitement assemblées dans son entrefer, grâce à des crans verticaux (IJ) et (KL) prévus au milieu de chaque paroi (voir figure (2/8) ou (3/8) ) : le Tenon s'emboite de cran à cran, de milieu de Voussoirs à milieu de Voussoirs. Ce même Tenon peut être assujetti à ces parois par un jeu de boulons (b) et d'écrous ( voir figure (4/8) ) grâce à des orifices (t) prévus à cet effet dans le Tenon et, en regard, dans les parois ( voir figure (3/8) ). Segments, tightly assembled in its air gap, thanks to vertical notches (IJ) and (KL) provided in the middle of each wall (see figure (2/8) or (3/8)): the Tenon fits from notch to notch, from the middle of Voussoirs to the middle of Voussoirs. This same Tenon can be fixed to these walls by a set of bolts (b) and nuts (see figure (4/8)) thanks to orifices (t) provided for this purpose in the Tenon and, opposite, in the walls (see figure (3/8)). Chaque Tenon permet de jointoyer les Voussoirs transversalement et lonqitudinalement quatre à quatre. En effet, chacun d'eux maintient par lui-même quatre demi-parois, appartenant à quatreEach Tenon allows you to join the segments transversely and lengthwise four to four. Indeed, each of them maintains by itself four half-walls, belonging to four 5. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par des câbles de post-tension (les Raidisseurs) qui, si nécessaire (régions à vents violents par exemple ), cerclent chaque arche de la voûte en passant dans les Evacuateurs (T).5. Device according to claim 1, characterized by post-tensioning cables (the stiffeners) which, if necessary (regions with strong winds for example), encircle each arch of the vault by passing through the Evacuators (T). Ces Raidisseurs sont fixés, de chaque côté de la voûte, à la base de celle-ci par des crochets métalliques ( voir figure (5/8) ), qui se vissent soit directement dans le sol, soit dans des poutres d'ancrage longitudinales posées ou enfoncées dans ce sol.These stiffeners are fixed, on each side of the vault, to the base thereof by metal hooks (see figure (5/8)), which are screwed either directly into the ground, or into longitudinal anchoring beams laid or sunk into this soil. Le système constructif STRUCTAL comporte en option des éléments de poutre en béton ou en métal pour faciliter cet ancrage.The STRUCTAL construction system optionally includes concrete or metal beam elements to facilitate this anchoring. 6. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par un procédé informatisé de calcul des composants de base du système ( les Voussoirs ) suivant des dimensions géométriques et des normes de performance adaptables aux spécifications et aux besoins des clients.6. Device according to claim 1 or claim 2, characterized by a computerized method of calculating the basic components of the system (the voussoirs) according to geometric dimensions and performance standards adaptable to the specifications and the needs of the customers. notamment l'angle (V), suivant diverses spécifications ).  in particular the angle (V), according to various specifications). de quantification de certains paramètres importants, dont quantification of certain important parameters, including matériaux choisis ( voir planche (8/8), tableau 2: exemple chosen materials (see plate (8/8), table 2: example dimensions souhaitées pour les voûtes à réaliser, et des desired dimensions for the vaults to be produced, and désirées ( résistance au poids et au vent ), des desired (resistance to weight and wind), ces paramètres en fonction des normes de performance these parameters based on performance standards - d'un programme de type Multiplan permettant de quantifier - a Multiplan type program to quantify tableau 1); aucun de ces paramètres n'est fixe à l'avance; table 1); none of these parameters is fixed in advance; Voussoirs dans les trois dimensions ( voir planche (7/8), Segments in three dimensions (see plate (7/8), paramètres numériques définissant complètement un jeu de numerical parameters completely defining a set of - d'une structure fixe de 16 paramètres ou groupes de - a fixed structure of 16 parameters or groups of Ce procédé se compose:This process consists of:
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