FR3011564A1

FR3011564A1 - BEAM MULTIELEMENTS FOR CONSTRUCTION OF FRAMEWORK

Info

Publication number: FR3011564A1
Application number: FR1359671A
Authority: FR
Inventors: Gianfranco Ciccarelli
Original assignee: CICABLOC IND; Cicabloc Industrie
Current assignee: CICABLOC IND; Cicabloc Industrie
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-04-10
Anticipated expiration: 2033-10-04
Also published as: FR3011564B1

Abstract

Cette poutre est composée d'éléments identiques emboitables sur chantier. L'invention à pour objet de fournir une poutre composée d'éléments longiformes facilement transportables par des moyens de transport courants, ne nécessitant aucun moyen complémentaire pour assurer la liaison de ses composants. Selon l'invention elle est composée de plusieurs éléments longiformes A1 et A2, juxtaposées et assemblées à joint croisé 8. Chaque élément A1 et A2, a une longueur comprise entre 4 et 6 mètres, est réalisée par moulage de matière plastique, présente une section transversale en U et comporte en saillie du dos de son âme 2 des tenons 4 de forme trapézoïdale, espacés par des mortaises trapézoïdales 5, inverses et de dimensions complémentaires. Dans une réalisation, les tenons 4 et mortaises 5 ont des pentes en cônes morse assurant leur autocoincement.This beam is composed of identical elements nestable on site. The invention aims to provide a beam composed of longiform elements easily transportable by common transport means, requiring no additional means to ensure the connection of its components. According to the invention it is composed of several elongate elements A1 and A2, juxtaposed and assembled with cross-joint 8. Each element A1 and A2, has a length of between 4 and 6 meters, is made by plastic molding, has a section transverse U-shaped and comprises projecting from the back of its soul 2 tenons 4 of trapezoidal shape, spaced by trapezoidal mortises 5, inverse and of complementary dimensions. In one embodiment, the tenons 4 and mortises 5 have slopes in Morse cones ensuring their self-locking.

Description

L'invention concerne une poutre multiéléments pour construction de charpente. Les poutres utilisées pour soutenir des charpentes sont traditionnellement réalisées en bois, en acier, en béton ou en lamellé collée.The invention relates to a multi-element beam for frame construction. The beams used to support frames are traditionally made of wood, steel, concrete or glulam.

Quand on veut construire une charpente dans une région ne disposant pas à proximité du lieu de construction de fournisseurs de telles poutres ou de matériaux permettant de les réaliser, il est nécessaire de les faire fabriquer loin du chantier et de les transporter jusqu'à ce chantier. Cela ajoute des surcoûts et des délais de fourniture qui renchérissent le coût général de la construction .When one wants to build a framework in a region not having near the place of construction of suppliers of such beams or materials making it possible to realize them, it is necessary to have them manufactured far from the building site and to transport them to the construction site . This adds extra costs and delays in supply which increase the overall cost of construction.

Cela est particulièrement important dans les zones géographiques proches de terres arides ou peu urbaniséesou dans les pays en voie de développement. La présente invention a pour but de rémédier à cela en fournissant une poutre multiéléments, composée d'éléments longiformes facilement transportables par des moyens de transport courants, ne nécessitant aucun moyen complémentaire pour assurer la liaison de ses composants, et offrant une resistance au moins égale à celle des meilleures poutres. Elle fait partie des poutres composées d'éléments longiformes unitaires identiques dont l'assemblage est réalisé par emboitement sur le chantier de 20 construction d'un bâtiment. La poutre selon l'invention est composée de plusieurs éléments longiformes, juxtaposés et assemblés à joint croisé, chaque élément ayant une longueur de l'ordre de 1 mètre, étant réalisé par moulage de matière plastique, présentant une section transversale en U et comportant, en saillie du dos de son 25 âme, des tenons trapézoïdaux et verticaux espacées par des mortaises inverses de dimensions complémentaires de celles des tenons, ces mortaises étant aptes à recevoir les tenons des éléments contre lesquels elles sont adossées. Cette poutre présente de nombreux avantages : - la faible longueur de ses éléments, identiques pour tous les éléments 30 d'une même poutre, permet de transporter ceux-ci par des moyens de transports usuels, de leur lieu de fabrication jusqu'au lieu d'utilisation de la poutre ; - la réalisation en matière plastique moulée, permet d'adapter la matière aux besoins de la construction, de la choisir parmi celles économiquement disponibles dans le pays et d'ajouter à la matière de base des matières de récupération abaissant le coût de fabrication, et/ou des matières fibreuses augmentant sa résistance ; - l'assemblage des éléments longiformes s'effectue par emboitement avec coincement, sans aucun éléments complémentaires, tels que clavette de 5 verrouillage, boulon, vis ou rivet, tout en étant indémontable ; - la fixation de la poutre de charpente sur une paroi ou un poteau ne modifie pas les usages, puisqu'elle s'effectue de la même façon qu'une poutre en métal, en bois ou en lamellé-collé, - et, enfin, la résistance de la poutre formée par les éléments assemblés est 10 égale, et voir même supérieure, à celle des poutres monolithiques ou en lamellé-collé. Dans une forme d'exécution préférée, les faces latérales de chaque tenon et mortaises sont inclinées de l'ordre de 2 à 3 degrés par rapport à l'axe longitudinal du tenon ou de la mortaise pour assurer, à la façon d'un cône morse, 15 son autocoincement dans la mortaise qui le reçoit. C'est agencement est particulièrement important car il améliore la liaison entre composants et rend la poutre difficilement démontable. Avantageusement, chaque tenon et mortaise présente en section transversale une forme en queue d'aronde assurant, à l'état assemblé, leur 20 retenue transversale réciproque. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant une forme d'exécution de la poutre et de ses composants. Figures 1 à 4 sont respectivement des vues en élévation, 25 respectivement, de dos, de coté, par-dessus et de face d'un élément longiforme constitutif de la poutre ; Figure 5 est une vue en perspective éclatée de deux éléments de poutre lors de leur assemblage par emboitement ; Figure 6 est une vue en perspective de la poutre obtenue par 30 assemblage de plusieurs éléments longiformes ; Figure 7 est une vue partielle en perspective, montrant à échelle agrandie la liaison à joint croisé de deux éléments juxtaposés ; Figure 8 est une vue en coupe selon VIN-VIN de figure 7 montrant les dentelures d'adhérence ménagées dans les faces en vis-à-vis des tenons et mortaises. Comme montré aux figures 1 à 4 chaque élément A de poutre B est 5 constitué par une pièce longiforme moulée en matière plastique et présentant en section transversale la forme générale d'un U, avec une âme 2 formant la paroi dorsale et deux ailes 3. La matière plastique est choisie, en fonction de la résistance attendue, parmi les matières suivantes : Polychlorure de vinyle (PVC), Polyamides, 10 Polypropylène, Acrylonitrile butadiène styrène (ABS), Polycarbonate (PC), Polytéréphtalate d'éthylène (PET). Ces matières peuvent être utilisées seules ou en mélange avec des fibres synthétiques ou végétales, renforçant la résistance et le module de YOUNG des éléments. La longueur de chaque élément longiforme A est de l'ordre de 1 mètre 15 afin de pouvoir former des colis transportables sur palettes normalisées. La largeur S, la hauteur H et l'épaisseur E sont définies, lors de la conception de la poutre, en fonction des charges devant être supportées par la poutre. Chaque élément comporte, en saillie du dos de son âme 2, des tenons trapézoïdaux 4, s'étendant dans la hauteur de l'élément et présentant en section 20 transversale une forme en queue d'aronde. Les tenons sont séparés par des mortaises trapézoïdales 5 de conicité inverse pouvant accueillir les tenons 4 d'un élément juxtaposé. Dans cette forme d'exécution et présentant aussi une section en queue d'aronde. De préférence, les faces latérales 6 des tenons et des mortaises 25 forment, par rapport à l'axe longitudinal x'-x du tenon ou de la mortaise, un angle c dont la valeur est comprise entre 2 et 3 degrés pour assurer, à la façon d'un cône morse, son autocoincement dans la mortaise qui le reçoit. Dans une réalisation, l'espace compris entre les ailes longitudinales 3 de l'élément longiforme A est renforcé par des nervures 7, visibles aux figures 2, 30 4 et 5. La figure 8 montre que, pour certaines applications et pour augmenter l'adhérence de surface entre lames, les faces latérales 6 des tenons 4 et des mortaises 5 sont munies de fines dentelures d'adhérence 9 orientées perpendiculairement au sens d'engagement des tenons dans les mortaises.This is particularly important in geographical areas close to arid or poorly urbanized areas or in developing countries. The object of the present invention is to remedy this by providing a multi-element beam, composed of longiform elements easily transportable by common transport means, requiring no additional means to ensure the connection of its components, and offering a resistance at least equal to to that of the best beams. It is part of the beams composed of identical unitary elements elements whose assembly is achieved by interlocking on the construction site of a building. The beam according to the invention is composed of several longiform elements, juxtaposed and assembled with a crossed joint, each element having a length of the order of 1 meter, being made by plastic molding, having a U-shaped cross section and comprising, projecting from the back of its soul, trapezoidal and vertical tenons spaced by reverse mortises of dimensions complementary to those of the tenons, these mortises being able to receive the tenons of the elements against which they are leaned. This beam has many advantages: the short length of its elements, which are identical for all the elements of the same beam, makes it possible to transport these by usual means of transport, from their place of manufacture to the place of manufacture. use of the beam; the embodiment of molded plastic material makes it possible to adapt the material to the needs of the construction, to choose it from those economically available in the country and to add to the base material recovery materials lowering the cost of manufacture, and / or fibrous materials increasing its strength; the assembly of the elongate elements is effected by interlocking with wedging, without any additional elements, such as a locking key, bolt, screw or rivet, while being unmountable; - the fixing of the structural beam on a wall or a post does not change the uses, since it is carried out in the same way as a beam made of metal, wood or glulam, - and, finally, the strength of the beam formed by the assembled elements is equal to and even higher than that of the monolithic or glulam beams. In a preferred embodiment, the lateral faces of each tenon and mortise are inclined on the order of 2 to 3 degrees with respect to the longitudinal axis of the tenon or the mortise to ensure, in the manner of a cone walrus, 15 his self-tuition in the mortise that receives it. This arrangement is particularly important because it improves the connection between components and makes the beam difficult to dismantle. Advantageously, each tenon and mortise has in cross section a dovetail shape assuring, in the assembled state, their reciprocal transverse retention. Other features and advantages will become apparent from the description which follows, with reference to the attached schematic drawing, showing an embodiment of the beam and its components. Figures 1 to 4 are respectively elevational views, respectively, of back, side, over and front of a longitudinal element constituting the beam; Figure 5 is an exploded perspective view of two beam members during their assembly by interlocking; Figure 6 is a perspective view of the beam obtained by assembling a plurality of elongate members; Figure 7 is a partial perspective view, showing on an enlarged scale the cross-joint connection of two juxtaposed elements; Figure 8 is a sectional view along VIN-VIN of Figure 7 showing the serrations of adhesion formed in the faces vis-à-vis the tenons and mortises. As shown in FIGS. 1 to 4, each element A of beam B is constituted by a long elongated piece made of plastic and having in cross section the general shape of a U, with a core 2 forming the dorsal wall and two wings 3. The plastic is selected, depending on the expected strength, from the following materials: Polyvinyl Chloride (PVC), Polyamides, Polypropylene, Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), Polycarbonate (PC), Polyethylene Terephthalate (PET). These materials can be used alone or mixed with synthetic or vegetable fibers, reinforcing the YOUNG resistance and modulus of the elements. The length of each elongate element A is of the order of 1 meter 15 in order to form packages transportable on standard pallets. The width S, the height H and the thickness E are defined, during the design of the beam, according to the loads to be supported by the beam. Each element comprises, protruding from the back of its core 2, trapezoidal tenons 4, extending in the height of the element and having a cross-section dovetail shape. The tenons are separated by trapezoidal mortises 5 of inverse conicity that can accommodate the studs 4 of a juxtaposed element. In this embodiment and also having a dovetail section. Preferably, the lateral faces 6 of the tenons and mortises 25 form, with respect to the longitudinal axis x'-x of the tenon or the mortise, an angle c whose value is between 2 and 3 degrees to ensure, at the way of a Morse cone, its self-control in the mortise that receives it. In one embodiment, the space between the longitudinal wings 3 of the elongate element A is reinforced by ribs 7, visible in FIGS. 2, 4 and 5. FIG. 8 shows that for certain applications and to increase the surface adhesion between the blades, the lateral faces 6 of the tenons 4 and the mortises 5 are provided with fine serrations of adhesion 9 oriented perpendicular to the direction of engagement of the tenons in the mortises.

Pour construire une poutre de charpente avec ces éléments longiformes, il suffit, comme montré figure 5, de disposer les éléments Al et A2 dos à dos, l'un au dessus de l'autre avec un décalage longitudinale de mi longueur et en prenant soin, pour l'élément Ai, de disposer les petites extrémités 5 4a des tenons 4 tournées vers le bas, au-dessus de l'autre élément A2, et en alignement avec les grandes ouvertures 5a des mortaises 5 de cet élément. On notera que dans l'autre élément A2, les petites extrémités 4a des tenons 4 sont disposées en haut pour recevoir les grandes ouvertures 5a des mortaises 5 de l'élément A2.To construct a timber beam with these elongated elements, it suffices, as shown in FIG. 5, to arrange the elements A1 and A2 back to back, one above the other with a longitudinal offset of half length and taking care for the element Ai, to arrange the small ends 4a of the pins 4 facing downwards, above the other element A2, and in alignment with the large openings 5a of the mortises 5 of this element. It will be noted that in the other element A2, the small ends 4a of the tenons 4 are arranged at the top to receive the large openings 5a of the mortises 5 of the element A2.

10 Le rapprochement vertical des éléments Al et A2 engage les tenons en queue d'aronde dans les mortaises en queue d'aronde, jusqu'à leur emboitement complet et leur coincement par l'effet cône Morse. La figure 6 montre que les éléments longiformes Al et A2 sont assemblés à joints croisés, c'est à dire de manière que les zones 8 de jonction 15 bout à bout de deux éléments contigus Al disposés du même coté soient disposées à mi longueur des éléments A2, juxtaposés et disposés de l'autre coté. Une meilleure tenue de l'assemblage est assurée quand les extrémités de chaque élément A sont formées, comme montrée figure 8, par un 20 demi tenon 4d apte à s'engager, avec le demi tenon extrême 4d de l'élément contigu suivant, dans la mortaise centrale 5a de l'élément juxtaposé. Après assemblage de ses composants A, la poutre B montrée figure 6 forme une structure porteuse très résistante, bien que composée d'éléments de plus petite longueur qu'elle et assemblés sans aucun moyen de liaison 25 complémentaire. Elle apporte une solution très intéressante pour la construction de charpentes dans les pays en voie de développement qui ne disposent pas de moyens de communication permettant le transport de charges lourdes ou longues mais qui sont aptes à mouler des éléments de plus petites dimensions et 30 plus facilement transportables.The vertical approximation of elements A1 and A2 engages the dovetail tenons in the dovetail mortises until they are fully interlocked and wedged by the Morse taper effect. FIG. 6 shows that the elongated elements A1 and A2 are assembled with crossed joints, ie in such a way that the zones 8 joining end-to-end of two adjacent elements Al arranged on the same side are arranged at mid length of the elements A2, juxtaposed and arranged on the other side. A better holding of the assembly is ensured when the ends of each element A are formed, as shown in FIG. 8, by a half tenon 4d able to engage, with the extreme half end 4d of the next contiguous element, in the central mortise 5a of the juxtaposed element. After assembly of its components A, the beam B shown in FIG. 6 forms a very strong supporting structure, although it is composed of elements of smaller length than it and assembled without any additional connecting means. It provides a very interesting solution for the construction of frames in developing countries which do not have means of communication allowing the transport of heavy or long loads but which are able to mold elements of smaller dimensions and more easily transportable.

Claims

CLAIMS1.) Phased beam for structure construction consisting of identical unitary elements assembled by interlocking on site, characterized in that each beam B is composed of several elements 5 longiformes A, juxtaposed and assembled cross-joint (8), each element A , having a length of the order of 1 meter, being produced by molding plastic material with a cross section U (2-3) and having, projecting from the back of its core (2), transverse tenons (4) , of trapezoidal shape and spaced by mortises 5, inverse and of dimensions complementary to those of the tenons, these mortises (5) being suitable, during assembly, to receive the tenons (4) of the elements against which they are backed .

2.) multi-element beam according to claim 1 characterized in that the side faces (6) of each tenon and mortise are inclined of the order of 2 to 3 degrees relative to the longitudinal axis (x'-x) of the tenon or mortise 15 to ensure, in the manner of a Morse taper, its self-anchoring in the mortise (5) that receives it.

3.) Multi-element beam according to claim 1 characterized in that each tenon (4) and mortise (5) has in cross section a dovetail shape ensuring, in the assembled state, their reciprocal transverse retention 20.

4.) Phased beam according to claim 1 characterized in that the space between the longitudinal wings (3) of each elongate element A U-shaped cross section is reinforced by ribs (7).

5.) Phased beam according to claim 1 characterized in that 25 the side faces (6) of the tenons and mortises are provided with serrations (9) oriented perpendicular to the direction of engagement of the tenons in the mortises.

6.) Multi-element beam according to claim 1 characterized in that each elongate element A ends at each of its ends by a half tenon (4d) nestable, with the extreme half-tenon (4d) of another contiguous element A, in the central mortise (5a) of the juxtaposed element.