FR2742782A1 - Poutre comprenant une ame de raidissement polyedrique recouverte d'elements de bois - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une poutre du type comprenant une âme (1) de raidissement polyédrique, cette âme (1) étant recouverte, sur sensiblement toute sa longueur, d'éléments de bois (2) entourant ladite âme (1) et constituant une enveloppe de ladite âme (1). Cette poutre est caractérisée en ce que l'âme (1) est constituée essentiellement de matériaux de renfort et d'un liant d'imprégnation conformés par pultrusion tandis que les éléments de bois (2) de l'enveloppe sont formés d'une ou plusieurs épaisseurs de pièces de bois assemblées par aboutement pour obtenir une longueur d'élément de bois (2) au moins égale à la longueur de l'âme (1). Application: structures de support pour constructions annexes.
Description
La présente invention concerne une poutre, notamment pour la réalisation de structures de support pour constructions annexes du genre verrières, vérandas, façades légères ou analogues, du type comprenant une âme de raidissement polyédrique, cette âme étant recouverte, sur sensiblement toute sa longueur, d'éléments de bois entourant ladite âme et constituant une enveloppe de ladite âme.
De nombreux brevets, tels que le brevet FR-A-2.667.011 et le brevet FR-A-2.624.153 décrivent des poutres creuses destinées à la réalisation de structures. Ces poutres sont toutes constituées d'une âme tubulaire creuse réalisée à partir d'un profilé métallique et d'une enveloppe formée d'éléments de bois collés sur lesdites faces du profilé.
L'assemblage et la liaison de matériaux aussi différents que le bois et le métal présentent des inconvénients. En effet, la liaison, généralement réalisée par collage, entre le bois et le métal est très délicate et non fiable. Elle suppose en outre une préparation obligatoire des surfaces métalliques. Enfin, la présence de ces surfaces métalliques génère des risques de corrosion ou d'oxydation ainsi qu'une condensation préjudiciable au bois. De même, on constate des variations dimensionnelles différentielles importantes à la dilatation.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant une poutre dont l'homogénéité des matériaux constitutifs empêche toute variation dimensionnelle, toute oxydation ou vieillissement, tout en offrant des performances de rigidité sensiblement identiques à celles des poutres connues.
Un autre but de la présente invention est de proposer une poutre dont la liaison entre les différents éléments est simple, efficace et stable.
A cet effet, l'invention concerne une poutre, notamment pour la réalisation de structures de support pour constructions annexes du genre vérandas ou analogues, du type comprenant une âme de raidissement polyédrique, cette âme étant recouverte, sur sensiblement toute sa longueur, d'éléments de bois entourant ladite âme et constituant une enveloppe de ladite âme, caractérisée en ce que l'rame est constituée essentiellement de matériaux de renfort et d'un liant d'imprégnation conformés par pultrusion tandis que les éléments de bois de l'enveloppe sont formés d'une ou plusieurs épaisseurs de pièces de bois assemblées par aboutement pour obtenir une longueur d'élément de bois au moins égale à la longueur de l'âme.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le liant d'imprégnation entrant dans la composition de l'rame est une résine de préférence polyester isophtalique représentant sensiblement 45 % de la composition de l'âme.
Les matériaux de renfort entrant quant à eux dans la composition de l'âme se présentent sous forme de filaments, de nappes et/ou de mats essentiellement à base de fibres de verre, ces matériaux de renfort représentant sensiblement 55 % de la composition de l'âme.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels
les figures 1 à 6 représentent des vues en coupe
transversale de poutres conformes à l'invention.
les figures 1 à 6 représentent des vues en coupe
transversale de poutres conformes à l'invention.
Les poutres, objet de l'invention, sont constituées d'une âme 1 recouverte, sur sensiblement toute sa longueur, d'éléments de bois 2 entourant ladite âme 1 et constituant une enveloppe de ladite âme 1. Ces poutres sont par la suite généralement habillées d'un habillage extérieur métallique, généralement en aluminium, pour constituer des constructions mixtes bois/métal, le métal étant disposé sur la partie de la poutre destinée à être exposée aux intempéries.
L'enveloppe de la poutre est constituée d'une ou plusieurs épaisseurs de pièces de bois assemblées par aboutement pour obtenir une longueur d'éléments de bois 2 au moins égale à la longueur de l'âme 1. Ces pièces de bois, constitutives des éléments de bois, affectent généralement la forme de lamelles, assemblées par la technique dite du lamellé collé. Chaque pièce de bois est par la suite'usinée à au moins une de ses extrémités pour délimiter un élément mâle ou femelle destiné à être assemblé à l'élément femelle respectivement mâle correspondant de la pièce de bois adjacente aboutée. Ainsi, généralement, les bois sont sciés en lamelles. On procède alors à un tri et à une élimination des noeuds par coupe. Des dentures sont ensuite usinées à chacune des extrémités des planches ainsi obtenues. Ces dentures sont encollées pour permettre un aboutage des différentes planches entre elles, cet aboutage étant associé à un serrage longitudinal pour permettre la prise de l'élément adhésif. Ensuite, les lamelles sont rabotées aux dimensions d'assemblage.
L'âme 1 est quant à elle constituée essentiellement de matériaux de renfort et d'un liant d'imprégnation, cet ensemble étant conformé par pultrusion. Les matériaux de renfort, entrant dans la composition de l'âme, se présentent sous forme de filaments, de nappes et/ou de mats essentiellement à base de fibres de verre. Ces renforts, fibres et mats, bobinés sont entraînés en continu à travers un bac d'imprégnation d'un liant. Ce liant est généralement constitué par une résine de préférence polyester isophtalique. Les fibres enduites passent ensuite dans un système d'essorage pour éliminer l'excès de résine et d'air. La nappe est ensuite introduite à travers une filière de pultrusion où les fibres et la résine sont conformés. A l'intérieur de ladite filière, la résine est chauffée et durcie et la nappe est animée d'un mouvement continu par un étirage continu réalisé généralement à partir de mâchoires à déplacement alternatif. En réalité, la matière est guidée vers la filière et en même temps tirée à la sortie de cette filière. L'âme 1 ainsi obtenue présente généralement une section quadrangulaire. En outre, cette âme 1 présente une cavité axiale 3 se développant sur toute sa longueur de manière à permettre l'insertion éventuelle d'assembleurs pour assurer l'assemblage desdites poutres entre elles. La composition finale de l'âme ainsi obtenue est telle que le liant, constitué essentiellement d'une résine polyester isophtalique, représente environ 45 % + 10 % de la composition, tandis que la structure à base de fibres de verre disposée de manière unidirectionnelle et planaire représente environ 55 % + 10 % de ladite composition. Comparée à des techniques connues, telles que des techniques d'enroulement filamentaire ou de moulage d'empreinte en négatif ou positif, la pultrusion se révèle particulièrement intéressante dans ce type d'application car elle permet la réalisation de grandes longueurs, des formes complexes en particulier à angle aigu, et est aisément industrialisable tout en assurant un parfait respect dimensionnel des âmes ainsi réalisées. En effet, l'âme, une fois extraite de la filière, est mise à longueur par sciage.
Lorsqu'à la fois l'âme et les éléments de bois 2 de l'enveloppe ont été préparés, il est alors possible d'assembler lesdits éléments entre eux. Généralement, les éléments de bois 2 de l'enveloppe sont adhérés à l'âme 1 par pressage et collage. Pour favoriser ce collage, les faces externes des pièces de bois et de l'âme sont encollées. Les éléments de bois 2 sont alors disposés autour de l'âme 1. Ensuite, l'ensemble est serré sous presse pendant un temps suffisant pour permettre le séchage du collage. Par la suite, les poutres sont rabotées et profilées aux dimensions souhaitées.
Ces poutres présentent à la fois une grande stabilité dimensionnelle et une homogénéité d'aspect. La fabrication de ces poutres est parfaitement reproductible. En outre, l'assemblage des différents éléments entre eux est très efficace et stable. I1 n'est enfin pas nécessaire de préparer les surfaces préalablement à l'assemblage des différents éléments entre eux.
La disposition des éléments de bois 2 autour de l'âme 1 peut affecter un grand nombre de formes. Ainsi, les figures 1 à 3 représentent trois modes de réalisation différents d'une poutre dont la section est identique. On constate que, dans les deux premiers cas, les éléments de bois 2 sont découpés de telle sorte que leur face vient en applique avec une face de l'âme sans aucun usinage particulier desdites faces de l'élément de bois. A l'inverse, dans la figure 3, au moins une partie des éléments de bois 2 constitutifs de l'enveloppe de l'âme 1 présentent sur l'une de leur face une rainure 4 longitudinale ouverte apte à recevoir par emboîtement ladite âme 1. Un tel montage permet de guider l'âme et d'assurer un positionnement correct de l'âme 1 par rapport aux éléments de bois 2. Les figures 4 à 6 représentent d'autres profils susceptibles d'être obtenus à partir d'un élément de base identique ou sensiblement identique à celui représenté aux figures 1 à 3.
Bien évidemment, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation précitées mais englobe au contraire un grand nombre d'autres modes de réalisation.
Claims (9)
1. Poutre, notamment pour la réalisation de structures de support pour constructions annexes du genre vérandas ou analogues, du type comprenant une âme (1) de raidissement polyédrique, cette âme (1) étant recouverte, sur sensiblement toute sa longueur, d'éléments de bois (2) entourant ladite âme (1) et constituant une enveloppe de ladite âme (1), caractérisée en ce que l'âme (1) est constituée essentiellement de matériaux de renfort et d'un liant d'imprégnation conformés par pultrusion tandis que les éléments de bois (2) de l'enveloppe sont formés d'une ou plusieurs épaisseurs de pièces de bois assemblées par aboutement pour obtenir une longueur d'élément de bois (2) au moins égale à la longueur de l'âme (1).
2. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de bois (2) de l'enveloppe sont adhérés à l'âme (1) par pressage et collage.
3. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pièces de bois constitutives des éléments de bois (2) affectent la forme 'de lamelles assemblées par la technique dite du lamellé collé.
4. Poutre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque pièce de bois est usinée à au moins une de ses extrémités pour délimiter un élément mâle ou femelle destiné à être assemblé à l'élément femelle respectivement mâle correspondant de la pièce de bois adjacente aboutée.
5. Poutre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le liant d'imprégnation entrant dans la composition de l'âme (1) est une résine de préférence polyester isophtalique représentant environ 45 % de la composition de l'âme (1).
6. Poutre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les matériaux de renfort entrant dans la composition de l'âme se présentent sous forme de filaments, de nappes et/ou de mats essentiellement à base de fibres de verre, ces matériaux de renfort représentant environ 55 % de la composition de l'âme (1).
7. Poutre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'âme (1) présente une cavité axiale (3) se développant sur toute sa longueur de manière à permettre l'insertion éventuelle d'assembleurs pour assurer l'assemblage desdites poutres entre elles.
8. Poutre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'âme (1) présente une section quadrangulaire.
9. Poutre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'au moins une partie des éléments de bois (2) constitutifs de l'enveloppe de l'âme (1) présentent, sur l'une de leur face, une rainure (4) longitudinale ouverte (2) apte à recevoir par' emboîtement ladite âme (1).
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