FR2676768A1 - Structures architecturales utilisant des parois verrieres de grandes dimensions. - Google Patents

Abstract

1 - Dispositif pour l'immobilisation et la fixation de parois verrières notamment constituées de panneaux (10, 10') quadrangulaires en verre utilisés dans le bâtiment et assemblés sans pare-close, et ces panneaux verriers étant portés directement par une structure porteuse (22) en utilisant des moyens de solidarisation ponctuels disposés notamment à chaque angle de chaque panneau quadrangulaire, et le dispositif est caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comportent des premiers organes de fixation (11, 15, 16) en prise sur la paroi verrière (10), des seconds organes de fixation (18) en prise sur la structure porteuse (22) et des moyens intermédiaires (17, 19) aptes à assurer une liaison souple entre lesdits premiers moyens et lesdits seconds moyens en permettant une variation angulaire d'amplitude limitée entre lesdits premiers et dits seconds moyens et donc entre les panneaux verriers et la structure fixe.

Description

La présente invention concerne le domaine du bâtiment et de l'architecture notamment des structures architecturales utilisant des parois verrières de grandes dimensions.

Et l'invention concerne un dispositif permettant de développer les qualité esthétiques de telles réalisations tout en améliorant les conditions de fiabilité et de sécurité de mise en place de parois verrières et en bénéficiant par ailleurs d'un prix de revient considérablement amélioré par rapport aux dispositifs antérieurs.

On sait que l'utilisation de grands panneaux de verre dans l'érection d'immeubles de grandes dimensions, publics ou privés, correspond à une tendance actuelle rejoignant les préoccupations d'une architecture contemporaine soucieuse d'esthétique extérieure comme de confort intérieur notamment sur le plan de la luminosité.

La mise en place de parois verrières juxtaposées nécessite des procédés de mises en oeuvre spécifiques qui ont été développés au long des années et qui visent à assurer d'une part une étanchéité fiable entre les parois et d'autre part à assurer le maintien et la solidarisation des parois verrières sur leurs structures porteuses.

Une tendance récente, visant à développer les aspects dépouillés des parois verrières, élimine les moyens de solidarisation ou d'étanchéification des panneaux verriers utilisant des pare-closes extérieures et selon une technique connue les plaques ou panneaux de verre sont immobilisés et solidarisés sur la structure porteuse par des points de fixation disposés notamment aux angles des panneaux verriers quadrangulaires, chaque panneau reposant ainsi ou étant supporté par la structure porteuse notamment une ossature métallique, par quatre points situés à chacun des angles.

Dans ces conditions, le panneau verrier n'est plus associé à une structure de maintien notamment et par exemple un cadre métallique qui lui confèrerait une rigidité propre ; le panneau verrier autoporteur vit un comportement mécanique propre répondant par conséquent aux sollicitations extérieures.

Ces sollicitations sont multiples et peuvent provenir par exemple du vent, des écarts de dilatations thermiques suivant l'ensoleillement, les expositions nocturnes, diurnes etc... ; en outre les panneaux peuvent connaître des phénomènes de résonance liés par exemple au passage de moyens de locomotion circulant à proximité, camions, véhicules de transport en commun, aéroplanes, hélicoptères, lesquels transmettent par l'air des ondes vibratoires réceptionnées par les panneaux ; et ces derniers en fonction de leurs caractéristiques de structure dimensionnelle peuvent entrer en résonance avec ces ondes et connaître par conséquent des trépidations ou vibrations et généralement des mouvements d'amplitude importante.

Inversement, la structure porteuse du bâtiment peut ellemême connaître des trépidations liées également à des phénomènes de circulation des moyens de locomotion (poids lourds ou mises en marche de machineries à l'intérieur de l'immeuble) ; ces trépidations sont transmises par la structure rigide porteuse notamment l'ossature métallique.

Pour éviter des contraintes excessives entre les panneaux verriers et la structure porteuse liées notamment à des phénomènes vibratoires se développant dans l'un des éléments, et qui pourraient se trouver accidentellement en inversion de phase par rapport à un phénomène vibratoire développé dans l'autre élément, il est nécessaire de permettre une certaine souplesse et un mouvement relatif de la structure verrière par rapport à la structure porteuse fixe.

Dans les réalisations actuellement connues, on réalise ainsi des liaisons entre la structure porteuse fixe et les panneaux verriers utilisant des systèmes à rotules, la liaison comportant au moins une rotule angulairement libre au niveau de la structure porteuse et éventuellement une seconde rotule angulairement libre au niveau du panneau verrier.

Ces réalisations font nécessairement appel à des dispositifs complexes et de grandes précisions et ils ont l'inconvénient d'être très coûteux et d'être très délicats à mettre en oeuvre notamment lors du montage. De plus ils n'évitent que partiellement la transmission des vibrations.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients et permet de résoudre par des moyens extrêmement simples le problème de la mise en place d'une liaison souple et libre, dans les limites de certaines dimensions angulaires ou d'amplitude entre la paroi verrière et la structure porteuse.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour l'immobilisation et la fixation de parois verrières notamment constituées de panneaux. quadrangulaires en verre utilisés dans le bâtiment et assemblés sans pare-close, et ces panneaux verriers étant portés directement par une structure porteuse en utilisant des moyens de solidarisation ponctuels disposés notamment à chaque angle de chaque panneau quadrangulaire, et le dispositif est caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comportent des premiers organes de fixation en prise sur la paroi verrière, des seconds organes de fixation en prise sur la structure porteuse et des moyens intermédiaires aptes à assurer une liaison souple entre lesdits premiers moyens et lesdits seconds moyens en permettant une variation angulaire d'amplitude limitée entre lesdits premiers et dits seconds moyens.

Plus spécialement les moyens intermédiaires sont constitués d'un bloc de matériau solide déformable monté dans une capacité solidaire d'un desdits premiers ou seconds moyens et comportant, noyée dans sa masse, une extension venue de l'autre desdits premiers ou seconds moyens.

Et plus particulièrement ledit matériau solide déformable est constitué d'une résine élastomère.

Et plus spécialement, il est constitué d'un caoutchouc naturel ou synthétique tel que le néoprène.

Avantageusement l'extension noyée au sein de la masse de résine élastomère est constituée par une tête transversale par rapport à l'axe général de l'organe de solidarisation rejoignant l'élément dont il est solidaire.

Par ailleurs, la capacité ou chambre constituant l'élément de liaison intermédiaire contenant le matériau élastomère est constituée d'un boitier cylindrique métallique dont le fond transversal orienté vers la structure porteuse est fermé et il est solidaire d'un support fixe venu de ladite structure porteuse, la paroi transversale opposée au fond comportant un évidement pour le passage de la tige venue de la paroi verrière et dont l'extrémité constituée de la plaquette transversale est noyée dans la masse de résine élastomère contenue dans ledit boitier.

De préférence, la vis associée venant s'engager dans le filetage intérieur du goujon creux formant écrou est du type comportant une tête creuse à six pans pour la manoeuvre de la vis.

Et selon un autre développement, la structure porteuse comporte au niveau de la jonction de quatre angles voisins de quatre parois verrières adjacentes un organe d'entretoisement comportant deux, trois ou quatre pattes disposées sensiblement de façon équidistante notamment selon un croisillon dans le cas de quatre pattes et dont le centre est prévu de moyens de solidarisation sur l'ossature porteuse, par l'intermédiaire d'une liaison souple, l'extrémité des pattes étant déportée vers l'extérieur pour rejoindre sensiblement le plan commun de la paroi verrière, chaque patte aboutissant à un angle d'un des panneaux verriers.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation préférentielle présentée à titre d'exemple non limitatif.

La Figure 1 représente un dispositif de liaison d'une paroi verrière par rapport à une structure fixe selon l'art antérieur et utilisant des dispositifs à rotules.

La Figure 2 représente une vue du dispositif de solidarisation ponctuel entre une paroi verrière et une structure fixe réalisée conformément à l'invention, les panneaux verriers étant co-planaires.

La Figure 3 représente une variante du dispositif de la
Figure 2 dans lequel les deux panneaux verriers voisins assemblés forment un dièdre.

La Figure 4 montre un ensemble de panneaux verriers supportés et assemblés entre eux par deux, trois ou quatre pattes selon le dispositif de l'invention en constituant une paroi continue.

La Figure 5 montre un montage support assemblant deux dispositifs de l'invention jumelés entre eux.

Selon la Figure 1, on a représenté une technique connue pour la solidarisation d'une paroi verrière comportant ici notamment un panneau de verre 1 dont un alésage situé de préférence à un angle reçoit un goujon 2a depuis l'extérieur refermé par la rondelle intérieure 2b en emprisonnant la paroi verrière 1.

Le goujon 2a comporte intérieurement une chambre 3 dans laquelle est montée la rotule 4 venue de l'ensemble formant biellette 5, elle-même se terminant à son extrémité opposée à la rotule 4 par une seconde rotule 6 montée dans un logement 7 solidaire de la structure porteuse.

On voit que l'on réalise ainsi un ensemble susceptible de variations angulaires permettant par conséquent une certaine liberté de mouvements des parois verrières assemblées entre elles par rapport à la structure porteuse évitant des contraintes excessives nées notamment de la rencontre en opposition de phase de vibrations contraires.

Ce dispositif, comme précédemment évoqué, est particulière-- ment coûteux dans la mesure où il nécessite des pièces usinées de façon précise et en outre il est long et délicat à assembler lors du montage.

Les Figures 2 et 3 montrent une réalisation selon l'invention.

Dans la Figure 2, on voit que le panneau verrier 10 comporte également un alésage traversé par un ensemble de fixation ci-après décrit.

Pour éviter un contact agressif des pièces métalliques, notamment en acier, par rapport aux parois de verre, chaque face du panneau verrier est associée au niveau de l'assemblage à une rondelle 13a, 13b réalisée en matériau compressible et d'amortissement par exemple en résine appropriée, notamment élastomère.

Pareillement, l'alésage intérieur de l'évidement pratiqué dans la paroi verrière comporte une bague réalisée elle-même en matériau d'amortissement de façon à éviter tout contact métal contre verre.

L'ensemble de fixation est assemblé par la vis 15 qui traverse les rondelles et la bague coaxialement par rapport à l'évidement ou alésage intérieur de la paroi verrière 10, 10', la vis 15 débordant vers l'intérieur de la paroi verrière pour être engagée dans l'alésage fileté du goujon creux 16 formant écrou.

La manoeuvre de la vis 15 peut ainsi se faire depuis l'extérieur et à cet effet la tête de la vis 15 est du type à six pans creux.

Le goujon 16 est lui-même inséré dans un organe de liaison et d'entretoisement formé d'une patte 11 disposée avantageusement en cavalier-à la jonction de deux panneaux verriers voisins et maintenus ensemble d'une part et supportés par la structure porteuse d'autre part.

La patte d'entretoisement comporte deux branches terminales lia et llb venant s'appliquer chacune contre un des panneaux de préférence à un angle de ce dernier ; les deux branches sont déportées à cet effet hors du plan de la partie centrale laquelle est solidaire d'une pièce de liaison et d'amortissement ci-après décrite et venue ellemême de la structure fixe.

Cette pièce de liaison intermédiaire est constituée du boitier 17 de forme générale cylindrique dont le fond 17a est solidaire d'un pont 18 qui vient prendre appui sur la structure porteuse.

Le boitier cylindrique 17 contient intérieurement une masse ou bloc de résine élastomère 19 dans laquelle est noyée l'extrémité de la tige 20 comportant notamment, en sa partie terminale, une tête transversale 21. La tige 20 est solidaire de la patte 11 par la vis 23.

La tige 20 traverse la paroi 17b du boitier 17, opposée au fond 17a par l'intermédiaire d'un évidement 17c permettant un certain débattement angulaire de la tige 20 par rapport à la structure métallique du boitier 17.

On voit que, dans ces conditions, la tige 20, qui est solidaire elle-même de façon rigide de la paroi verrière, par l'intermédiaire de la patte 11, est immobilisée mais de façon souple à l'intérieur du boitier 17 venu et solidaire de la structure porteuse 22.

On réalise ainsi un élément d'amortissement intermédiaire permettant une souplesse de mouvements angulaires ou linéaires de la paroi verrière et de la tige 20 qui en est solidaire par rapport à la structure porteuse du bâtiment.

Les propriétés de la résine élastomère 19 peuvent être ajustées en fonction des besoins et on pourra suivant les circonstances utiliser un matériau plus ou moins compressible autorisant une liberté de mouvements plus ou moins grande.

On pourra ainsi donner au bloc de résine élastomère une configuration et une forme dans l'espace appropriée.

Selon l'exemple des Figures 2 et suivantes, ce bloc épouse la forme de deux cones opposés par leur petite base contenant la tête 21 de la tige 20.

Ainsi grâce aux déformations potentielles des quatres ailes 19a, 19b, 19c et 19d bloquées par leurs extrémités dans les deux fonds opposés 17a et 17b du boitier cylindrique 17 mais susceptibles de se prêter par déformation élastique aux sollicitations exercées par la tête 21 de la tige 20, cette tige peut connaître des débattements angulaires selon deux axes perpendiculaires et correspondant à l'angle CX de l'ordre de 100.

Dans ces conditions, on comprend que la paroi verrière peut connaître des débattements limités, liés notamment à des vibrations, trépidations etc... précédemment décrites, et qui seront amortis au niveau de l'interface entre la tige 20 et sa plaquette terminale 21 et le boitier 17 qui vient quant à lui de la structure fixe ; les débattements de la tige 20 par rapport au boitier 17 étant permis par déformation élastique et compression locale de la résine élastomère.

On autorise ainsi des mouvements limités éventuellement localisés, notamment sous forme de vibrations, de la paroi verrière par rapport à la structure porteuse ou inversement de la structure porteuse par rapport à la verrière.

Cependant le dispositif de l'invention est extrêmement simple à mettre en oeuvre tandis que les organes qu'il utilise sont réalisés à un prix de revient avantageux.

Il n'est pas en effet nécessaire d'assurer un montage rigoureux des pièces comme dans le cas de systèmes de liaison par rotules ; le principe de la liaison par blocs d'amortissement en résine élastomère étant précisément de permettre des mouvements limités d'un élément par rapport à l'autre, notamment de l'élément porté par rapport à l'élément porteur ou inversement.

En variante, le dispositif de liaison constitué du boitier 17 et de son bloc de résine élastomère est associé à un ensemble d'entretoisement constitué de quatre branches ou pattes disposées en croisillon et dont le centre commun prend appui sur le boitier d'amortissement 17 par une tige commune 20, cet ensemble d'entretoisement étant ainsi apte, à partir d'un point d'appui unique, à venir supporter les quatre angles adjacents de quatre panneaux verriers dans leurs zones de jonction angulaire. Une même réalisation à trois branches radiales rayonnant depuis la tige 20 est également prévue dans le cadre de l'invention.

Comme on le voit sur la Figure 4, le dispositif peut être utilisé pour fixer en un point quelconque une structure verrière sur une ossature fixe.

Et l'entretoise 1l peut être prévue avec deux branches (llc) trois branches (lld)#ou quatre (île) tout comme elle peut ne comporter qutune seule branche (lof).

La Figure 3 montre une variante illustrant la possibilité# d'utiliser le dispositif de l'invention pour assembler deux panneaux verriers 10, 10' voisins formant entre eux un angle Ct , l'assemblage réalisant un dièdre, ce qui est simplement obtenu par la conformation des branches terminales lia et llb de la patte d'entretoisement 11.

L'espace correspondant à la jonction sensiblement bout à bout des panneaux voisins 10 et 11 est obturé par une ligne de résine notamment siliconée 23.

La Figure 5 montre une variante de mise en oeuvre faisant appel à deux pièces de liaison 17 et 17' jumelées pour permettre une souplesse plus grande dans la liberté de mouvement des panneaux par rapport à la structure porteuse fixe 22. Les deux boitiers de liaison sont opposés dos-àdos étant orientés l'un vers la paroi verrière 10, 10' l'autre vers la structure porteuse 22 ; ils sont reliés par une éclisse 24 porteuse de deux tiges filetées 24a et 24b à pas de vis inversés et aptes à s'engager dans l'alésage fileté prévu sur chacun des ponts 18, 18', la rotation de l'éclisse entraînant l'engagement des têtes filetées 24 et 24b dans les ponts 18, 18' et leur rapprochement jusqu'à mise en place de l'ensemble et solidarisation souple avec possibilité accrue de débattement de la paroi verrière, la souplesse étant obtenue à deux niveaux et jouant ainsi selon deux axes. Un câble de maintien 25 assure avantageusement le positionnement de l'éclisse 24 et son maintien en position intermédiaire entre les deux boitiers de liaison 17, 17'.

L'aspect esthétique obtenu selon l'invention est avantageux, les panneaux verriers ne laissant apparaître qu'un point de liaison dans chacun des angles.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif pour l'immobilisation et la fixation de parois verrières notamment constituées de panneaux (10, 10') quadrangulaires en verre utilisés dans le bâtiment et assemblés sans pare-close, et ces panneaux verriers étant portés directement par une structure porteuse (22) en utilisant des moyens de solidarisation ponctuels disposés notamment à chaque angle de chaque panneau quadrangulaire, et le dispositif est caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comportent des premiers organes de fixation (11, 15, 16) en prise sur la paroi verrière (10), des seconds organes de fixation (18) en prise sur la structure porteuse (22) et des moyens intermédiaires (17, 19) aptes à assurer une liaison souple entre lesdits premiers moyens et lesdits seconds moyens en permettant une variation angulaire d'amplitude limitée entre lesdits premiers et dits seconds moyens et donc entre les panneaux verriers et la structure fixe.

2 - Dispositif selon la revendication 1, et caractérisé en ce que les moyens intermédiaires sont constitués d'un bloc (19) de matériau solide élastiquement déformable monté dans une capacité (17) solidaire d'un desdits premiers ou seconds moyens et comportant, noyée dans sa masse, une extension (20) venue de l'autre desdits premiers ou seconds moyens.

3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, et caractérisé en ce que ledit matériau solide déformable (19) est constitué d'une résine élastomère.

4 - Dispositif selon la revendication 3, et caractérisé en ce que la résine élastomère est constituée d'un caoutchouc naturel ou synthétique tel que le néoprène.

5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extension est formée d'une tige (20) noyée au sein de la masse (19) de résine élastomère et elle comporte une tête (21) transversale par rapport à l'axe général de l'organe de solidarisation rejoignant l'élément dont il est solidaire.

6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à #, et caractérisé en ce que le premier organe de fixation est disposé sur la paroi verrière et il est constitué d'une patte (11) solidarisée sur une ouverture pratiquée sur la paroi verrière (10), ladite patte (11) étant traversée par un goujon creux (16) dont elle est rendue solidaire par une vis extérieure (15) engagée dans l'alésage fileté du goujon formant écrou, la patte étant solidaire par sa face orientée vers la structure porteuse de ladite extension formée d'une tige (20) se terminant par une tête transversale (21) noyée dans la masse de résine élastomère (19).

7 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la capacité ou chambre (17) constituant l'élément de liaison intermédiaire contenant le matériau élastomère (19) est constituée d'un boitier cylindrique métallique dont le fond transversal (17a) orienté vers la structure porteuse est fermé et il est solidaire notamment par soudure d'un support fixe ou pont (18) apte à venir en appui sur ladite structure porteuse (22), la paroi transversale (17b) opposée au fond comportant un évidement (17c) pour le passage de la tige (20) venue de la paroi verrière (10) et dont l'extrémité constituée de la tête transversale (21) est noyée dans la masse de résine élastomère (19) contenue dans ledit boitier (17).

8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, et caractérisé en ce que la structure porteuse comporte au niveau de la jonction de quatre angles voisins de quatre parois verrières adjacentes un organe d'entretoisement comportant une pluralité de pattes disposées sensiblement de façon équidistante, le centre de l'entretoise est prévu de moyens de solidarisation sur l'ossature porteuse, par l'intermédiaire d'un boitier (17) de liaison souple, l'extrémité des pattes étant déportée vers l'extérieur pour rejoindre sensiblement le plan commun des panneaux verriers, chaque patte aboutissant à un angle d'un des panneaux verriers sur lequel elle est montée solidaire.

9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, et caractérisé par une entretoise (11) commune à deux panneaux verriers voisins et assemblés de façon non coplanaire et définissant un dièdre.

10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, et caractérisé par deux dispositifs de liaison intermédiaire souple, notamment par deux boitiers (17) opposés deux-àdeux.

11 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, et caractérisé en ce que le bloc de résine élastomère conforme deux troncs de cone opposés par leur petite base commune qui contient la tête (21) de la tige de liaison (20).