FR3093119A1 - Structure métallique modulaire - Google Patents

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Abstract

Structure métallique modulaire comportant des éléments profilés (2), et au moins un accessoire d’assemblage (3 ;4). Chaque élément profilé (2) comporte à chaque extrémité une pièce de jonction (204). Un élément profilé (2) est configuré pour être assemblé à un élément profilé adjacent (2) selon une configuration choisie parmi : - une première configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) est fixée à une pièce de jonction (204) de l’élément profilé adjacent (2), les élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant alignés entre eux ; et - une deuxième configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de chacun des élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) est fixée audit accessoire d’assemblage, les élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant inclinés l’un par rapport à l’autre. Eléments profilés permettant la formation de structures métalliques modulables, démontables et ayant des éléments profilés réutilisables. Figure pour l’abrégé : figure 1b

Description

Structure métallique modulaire
L’invention concerne le domaine de la construction métallique. Elle concerne plus particulièrement une structure métallique modulaire.
Dans le domaine de la construction et par exemple de la construction de bâtiments, il est courant d’utiliser une structure ou ossature métallique.
Classiquement, la structure métallique comporte plusieurs éléments profilés assemblés entre eux. Pour de grandes structures métalliques, notamment à destination de bâtiments, la structure métallique présente généralement de grandes portées.
Elle comporte de ce fait une grande diversité d’éléments. En particulier, les structures métalliques nécessitent en général l’utilisation d’éléments ayant des profilés et des dimensions différents. Cela peut poser des problèmes logistiques, d’une part lors de l’expédition des éléments vers le chantier et d’autre part, lors de l’assemblage desdits éléments entre eux.
En outre, les divers éléments sont formés afin de jouer un rôle particulier dans la structure métallique. Par exemple, un élément est formé de sorte à constituer une poutre, un autre élément est formé de sorte à constituer un poteau, etc. En d’autres termes, chaque élément est formé pour une finalité particulière et chaque structure métallique nécessite des éléments uniques liés à des configurations particulières.
Dans ce contexte, on connait le document FR 2794153 ayant pour objectif de réduire le nombre et le type d’éléments profilés utilisés. Ce document divulgue une structure métallique dans laquelle les éléments profilés présentent tous la même forme. Les éléments profilés sont assemblés entre eux au moyen de plaques d’assemblage, chaque plaque d’assemblage prenant en sandwich un élément profilé et un élément profilé adjacent.
L’utilisation des plaques d’assemblage ne permet pas de modifier facilement la portée de la structure ni de modifier l’angle formé par deux éléments profilés assemblés entre eux. La structure ainsi constituée n’est donc pas modulable.
La présente invention a pour but de résoudre au moins l’un des inconvénients précités.
Ainsi, l’invention concerne une structure métallique modulaire comportant des éléments profilés, et au moins un accessoire d’assemblage. Chaque élément profilé comporte à chacune de ses extrémités une pièce de jonction. Un élément profilé est configuré pour être assemblé à un élément profilé adjacent selon une configuration choisie parmi :
- une première configuration dans laquelle une pièce de jonction de l’élément profilé est fixée à une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent, les éléments profilé et profilé adjacent étant alignés entre eux ; et
- une deuxième configuration dans laquelle une pièce de jonction de chacun des élément profilé et élément profilé adjacent est fixée audit accessoire d’assemblage, les élément profilé et élément profilé adjacent étant inclinés l’un par rapport à l’autre.
L’utilisation de pièces de jonction aux extrémités des profilés permet d’assembler les éléments profilés entre eux selon deux configurations.
En particulier, l’assemblage selon la première configuration permet une modularité en longueur. Il est ainsi possible d’abouter le nombre d’éléments profilés souhaité de sorte à obtenir un élément ayant une longueur particulière. Cela permet notamment de former des structures métalliques ayant de grandes portées.
En outre, l’assemblage selon la deuxième configuration permet d’assembler deux éléments profilés entre eux de sorte à ce que les deux éléments profilés soient inclinés l’un par rapport à l’autre. En d’autres termes, les deux éléments profilés forment un angle différent de 180°.
La structure ainsi constituée est modulable selon le besoin puisque les éléments profilés ainsi formés peuvent être assemblés indifféremment selon l’une ou l’autre de la première et la deuxième configurations.
En particulier, les éléments profilés de la structure métallique peuvent être utilisés dans différentes positions (verticale, horizontale ou diagonale).
L’assemblage étant effectué par fixation au niveau des pièces de jonction dans les deux configurations, cela permet d’intervenir localement sur cette fixation pour une réparation ou un changement d’élément profilé mais également pour réutiliser les éléments profilés ultérieurement pour une autre structure. De plus, cela permet de réduire le nombre de moyens de fixation utilisés pour l’assemblage des éléments profilés entre eux.
Selon une caractéristique, les éléments profilés présentent une même section transversale et une longueur choisie parmi un ensemble de longueurs variables prédéfinies.
Il est ainsi possible de constituer une structure modulable tout en utilisant uniquement un nombre limité d’éléments profilés différents. Cela facilite l’assemblage de la structure et réduit les problèmes logistiques lors de l’assemblage en usine ou sur chantier. En particulier, le risque d’erreurs entre les éléments profilés lors de l’expédition vers le chantier mais également lors de d’assemblage est diminué. On entend par éléments profilés différents des éléments profilés ayant la même section transversale mais des longueurs différentes.
Selon une caractéristique, l’accessoire d’assemblage comporte des zones de fixation, une pièce de jonction de chacun des élément profilé et élément profilé adjacent étant fixée à au moins une zone de fixation lorsque les élément profilé et élément profilé adjacent sont assemblés selon la deuxième configuration.
Selon une caractéristique, une pièce de jonction de l’élément profilé et une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent sont respectivement fixées à une première zone de fixation et une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage, les première et deuxième zones de fixation formant entre elles un angle prédéfini.
L’angle prédéfini formé par les première et deuxième zones de fixation constitue l’angle entre l’élément profilé et l’élément profilé adjacent. En d’autres termes, ledit angle prédéfini formé par les première et deuxième zones de fixation détermine l’inclinaison des éléments profilé et élément profilé adjacent entre eux.
Selon une caractéristique, chaque pièce de jonction comporte une portion centrale, deux pattes latérales et une traverse, la portion centrale et les pattes latérales formant un profilé en I, et la traverse s’étendant dans un plan transversal audit profilé en I et à l’élément profilé.
La pièce de jonction ainsi constituée permet un assemblage de l’élément profilé au niveau de la traverse mais également au niveau des pattes latérales de la pièce de jonction, dans des plans de fixation perpendiculaires à l’élément profilé.
Selon une caractéristique, la traverse d’une pièce de jonction de l’élément profilé est fixée à la traverse d’une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent lorsque l’élément profilé et l’élément profilé adjacent sont assemblés selon la première configuration.
Selon une caractéristique, une première zone de fixation de l’accessoire d’assemblage comporte une première plaque et une deuxième plaque de fixation disposées en équerre, la traverse et l’une des pattes latérales d’une pièce de jonction de l’élément profilé étant respectivement fixées aux première et deuxième plaques de la première zone de fixation lorsque l’élément profilé est assemblé selon la deuxième configuration.
La première plaque et la deuxième plaque forment entre elles un angle droit et sont ainsi configurées pour recevoir la traverse et la patte latérale formant également un angle droit.
Selon une caractéristique, la traverse d’une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent est fixée à une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage, la deuxième zone de fixation comportant une troisième plaque de fixation, et les première et deuxième plaques de la première zone de fixation formant avec la troisième plaque de fixation de la deuxième zone de fixation des angles prédéfinis.
En particulier, la première plaque de la première zone de fixation forme avec la troisième plaque de la deuxième zone de fixation un angle prédéfini. Ledit angle prédéfini détermine l’inclinaison de l’élément profilé par rapport à l’élément profilé adjacent lors de leur assemblage selon la deuxième configuration.
Selon une caractéristique, chaque élément profilé comporte deux profilés en C ayant une âme et deux ailes, lesdits profilés en C étant assemblés dos à dos au niveau des âmes respectives, chaque élément profilé ayant une section transversale en I, et dans laquelle la portion centrale de chaque pièce de jonction est assemblée à une partie de l’âme de chaque profilé en C, et les parties latérales de chaque pièce de jonction sont assemblées à une partie des ailes des profilés en C.
L’élément profilé ainsi constitué est simple à former.
Selon une caractéristique, les éléments profilés sont des poteaux, pannes, fermes, poutres, arbalétrier, pignon, solive de ladite structure métallique modulaire.
En d’autres termes, l’élément profilé peut être utilisé pour former toute pièce ou élément de la structure métallique. Les éléments profilés sont ainsi interchangeables, ce qui rend la structure modulaire. La liste d’exemples d’éléments est bien entendu non exhaustive.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
la figure 1a est une vue en perspective d’une structure métallique modulaire conforme à un mode de réalisation ;
la figure 1b est une vue en perspective d’un portique de la structure de la figure 1a ;
la figure 2a est une vue en perspective d’un élément profilé de la structure métallique modulaire des figures 1a, 1b ;
la figure 2b est une vue éclatée de la figure 2a ;
la figure 3 est une vue de détail A de la figure 1b illustrant deux éléments profilés assemblés entre eux selon une première configuration ;
la figure 4a est une vue de détail B de la figure 1b illustrant deux éléments profilés assemblés entre eux selon une deuxième configuration au moyen d’un accessoire d’angle ;
la figure 4b est une vue éclatée de la figure 4a ;
la figure 5a est une vue de détail C de la figure 1b illustrant deux éléments profilés assemblés entre eux selon la deuxième configuration au moyen d’un accessoire de faitage ;
la figure 5b est une vue éclatée de la figure 5a ;
la figure 6 est une vue de détail D de la figure 1b illustrant un élément profilé assemblé à un pied de poteau ;
la figure 7 est une vue en perspective d’exemples d’éléments secondaires fixés à des éléments profilés.
Dans ce document, on entend par direction verticale la direction dans laquelle s’étend classiquement un poteau dans une structure de charpente et par direction horizontale la direction perpendiculaire à ladite direction verticale.
La figure 1a représente une structure 1 métallique modulaire selon un mode de réalisation. La structure 1 comporte des éléments profilés 2. Les éléments profilés 2 sont assemblés entre eux de sorte à former la structure 1.
Les éléments profilés 2 sont similaires. En d’autres termes, les éléments profilés 2 présentent le même profilé, c’est-à-dire que les éléments profilés 2 présentent la même section transversale. La description sera donc faite pour un seul élément profilé 2.
Dans le mode de réalisation décrit, comme bien visible aux figures 2a, 2b, l’élément profilé 2 comporte deux profilés en C 201, ou ayant une section transversale en C. Chaque profilé en C comporte une âme 202 et deux ailes 203a, 203b appelées aile supérieure 203a et aile inférieure 203b. L’âme 202 présente dans l’exemple illustré une forme sensiblement rectangulaire. Les ailes 203a, 203b s’étendent perpendiculairement à l’âme 202. Les deux profilés en C 201 sont assemblés dos à dos.
Les deux âmes 202 sont assemblées entre elles, par exemple par boulonnage. L’élément profilé présente ainsi une section transversale en I. Dans l’exemple de réalisation illustré, l’élément profilé 2 comporte des entretoises 208 fixées aux dos des âmes 202 des profilés en C 201. Les entretoises 208 s’étendent dans un plan parallèle aux âmes 202 et perpendiculaire aux ailes 203a, 203c. Les âmes 202 des profilés en C 201 sont boulonnées au niveau des entretoises 208. La disposition d’entretoises 208 permet d’augmenter l’épaisseur des parties de l’élément profilé 2 au niveau desquelles les profilés en C 201 sont assemblés entre eux.
De préférence, l’élément profilé 2 est réalisé en acier laminé à froid. Le laminage à froid présente des caractéristiques physiques intéressantes. En particulier, la dureté de l'acier, la résistance à la tension de rupture, et la résistance à la déformation sont plus importantes que pour les aciers standards laminés à chaud.
L’élément profilé 2 présente ici une forme allongée. L’élément profilé 2 comprend deux extrémités 200. L’élément profilé 2 comporte à chaque extrémité 200 une pièce de jonction 204. L’élément profilé 2 étant dans cet exemple de réalisation symétriquement formé, la description est faite pour une seule pièce de jonction 204 assemblée à une extrémité 200 des profilés en C 201.
L’élément profilé 2 comporte des orifices. Les orifices sont ici formés dans l’âme 202 et au moins dans une partie des ailes 203a, 203b. En particulier, les orifices sont formés dans la partie des ailes 203a, 203b en contact avec la pièce de jonction 204.
La pièce de jonction 204 comporte une portion centrale 205 également appelée âme, deux pattes latérales 206a, 206b également appelées patte inférieure 206b et patte supérieure 206a ou semelles, et une traverse 207 également appelée platine d’about. Les pattes latérales 206a, 206b s’étendent perpendiculairement à la portion centrale 205. La portion centrale 205 et les pattes latérales 206a, 206b forment un profilé en I, c’est-à-dire un profilé ayant une section transversale en I. La portion centrale 205, les pattes latérales 206a, 206b et la traverse 207 présentent chacune la forme d’une plaque plane rectangulaire. De préférence, la portion centrale 205, les pattes latérales 206a, 206b et la traverse 207 sont mécano-soudées entre elles de sorte à former la pièce de jonction 204.
La traverse 207 s’étend à l’extrémité 200 de l’élément profilé 2 et dans un plan transversal à la portion centrale 205, aux pattes latérales 206 et à l’élément profilé 2. La portion centrale 205 s’étend parallèlement aux âmes 202 et entre lesdites âmes 202. En particulier, la portion centrale 205 s’étend le long d’une partie des âmes 202 située à proximité de l’extrémité 200 de l’élément profilé 2. Les pattes latérales 206a, 206b s’étendent le long d’une partie des ailes 203a, 203b de part et d’autre de l’élément profilé 2. En particulier, la patte supérieure 206a s’étend le long d’une partie des ailes supérieures 203a des profilés 201 en C et la patte inférieure 206b s’étend le long d’une partie des ailes inférieures 203b des profilés 201 en C.
De préférence, les pièces de jonction 204 sont boulonnées aux profilés en C 201. Ainsi, la portion centrale 205 est boulonnée aux âmes 202 et les ailes 206a, 206b sont boulonnées aux ailes 203a, 203b. De même que pour les entretoises 208, la disposition de la portion centrale 205 entre les âmes 202 permet d’augmenter l’épaisseur des parties de l’élément profilé 2 au niveau desquelles les profilés en C 201 sont assemblés entre eux. Cela permet également de maintenir un écartement constant entre les âmes 202 des profilés en C 201.
La pièce de jonction 204 comprend des orifices. Les orifices sont ici formés dans la portion centrale 205, les deux pattes latérales 206a, 206b et la traverse 207.
Les orifices de la portion centrale 205 et des pattes latérales 206a, 206b, et les orifices des âmes 202 et des ailes 203a, 203b des éléments profilés 2 sont formés de sorte à permettre un assemblage par boulonnage de la pièce de jonction 204 à l’élément profilé 2. En particulier, les orifices de la portion centrale 205 et des âmes 202 se superposent lors de l’assemblage. De même, les orifices des pattes latérales 206a, 206b et les orifices des ailes 203a, 203b des éléments profilés 2 se superposent.
Les pièces de jonction 204 permettent de rigidifier les éléments profilés 2.
Les termes « inférieur » et « supérieur » sont utilisés en référence aux figures et notamment aux figures 2a, 2b illustrant l’élément profilé 2 selon un mode de réalisation. Ces termes donnent notamment le positionnement des pièces l’une par rapport à l’autre dans les figures 2a, 2b et servent uniquement à simplifier la compréhension de l’invention mais ne doivent en aucun cas être compris de façon restrictive.
La structure 1 comporte au moins un accessoire d’assemblage 3, 4. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1a, la structure 1 comporte plusieurs accessoires d’assemblage 3, 4 ayant des formes différentes. En particulier, la structure 1 comporte des accessoires d’assemblage d’angle 3 également appelés accessoires d’angle, et des accessoires d’assemblage de faitage 4 également appelés accessoires de faitage 4.
L’accessoire d’angle 3 permet l’assemblage entre deux éléments profilés 2 inclinés l’un par rapport à l’autre. On entend par éléments profilés 2 inclinés l’un par rapport à l’autre deux éléments profilés 2 non alignés.
Un accessoire d’angle 3 selon l’exemple de réalisation de la figure 1a est notamment représenté en vue détail aux figures 4a, 4b. L’accessoire d’angle 3 comporte une plaque de fond 300 entourée au moins en partie par des plaques périphériques 301a, 301b, 301c formant zones de fixation. Les plaques périphériques 301a, 301b, 301c s’étendent perpendiculairement à la plaque de fond 300.
Dans l’exemple décrit, l’accessoire d’angle 3 comporte deux zones de fixation. Deux plaques périphériques 301a, 301b, appelées première plaque 301a et deuxième plaque 301b forment une première zone de fixation. La première plaque 301a et la deuxième plaque 301b sont disposées en équerre. En d’autres termes, les deux plaques périphériques 301a, 301b forment entre elles un angle droit. Une autre plaque périphérique de l’accessoire d’assemblage, appelée troisième plaque 301c, forme une deuxième zone de fixation.
Chaque plaque périphérique de la première zone de fixation forme avec la troisième plaque 301c de la deuxième zone de fixation un angle. En particulier, la première plaque 301a forme un premier angle α avec la troisième plaque 301c. Par exemple, le premier angle α est compris entre 5° et 90°. Dans l’exemple de réalisation illustré, le premier angle α est sensiblement égal à 18°.Les première et deuxième zones de fixation comprennent des orifices. Dans cet exemple, les première, deuxième et troisième plaques 301a, 301b, 301c comprennent chacune des orifices.
Un accessoire de faitage 4 selon l’exemple de réalisation de la figure 1a est notamment représenté en vue de détail aux figures 5a, 5b. L’accessoire d’assemblage de faitage 4 comporte quatre lames 401a, 401b, 401c, 401d également appelées première lame 401a, deuxième lame 401b, troisième lame 401c et quatrième lame 401d. La première lame 401a et la deuxième lame 401b forment entre elles un deuxième angle β. Par exemple, le deuxième angle β est compris entre 5° et 90° mais peut également être supérieur à 90°. De préférence, pour une structure à deux versants, le deuxième angle β est égal à deux fois le premier angle α, i.e. β = 2α. La première lame 401a et la deuxième lame 401b de l’accessoire de faitage 4 sont inclinées l’une par rapport à l’autre. La troisième lame 401c de l’accessoire de faitage 4 est sensiblement courbée. La troisième lame 401c et la quatrième lame 401d relient de part et d’autre les première et deuxième lames 401a, 401b. L’accessoire de faitage 4 présente ainsi une forme trapézoïdale.
Les première et deuxième lames 401a, 401b forment des zones de fixation. Les première et deuxième lames 401a, 401b comprennent des orifices.
Lors du montage de la structure 1, les éléments profilé 2 peuvent être assemblés entre eux selon une première configuration et une deuxième configuration. En d’autres termes, chaque élément profilé 2 peut être assemblé à un élément profilé adjacent 2 selon la première configuration ou la deuxième configuration.
La figure 3 représente deux éléments profilés 2 assemblés l’un à l’autre selon la première configuration. Les deux éléments sont également désignés par élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2.
Dans la première configuration, les deux éléments profilés 2 sont aboutés, c’est-à-dire mis bout à bout et assemblés. Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est disposée contre une pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. La pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée ensuite à la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. En particulier, dans l’exemple illustré, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est disposée contre la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. La traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2.
Les orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 sont disposés en regard des orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. Les élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2 sont assemblés entre eux au moyen de boulons 5 insérés dans les orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 et les orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2.
L’assemblage entre les deux éléments profilés 2 est réalisé uniquement au niveau de la pièce de jonction 204, et en particulier de la traverse 207 de chacun des éléments profilés 2. L’utilisation de moyens d’assemblage tels que des boulons est ainsi diminuée.
La première configuration d’assemblage permet ainsi d’assembler bout à bout des éléments profilés 2 entre eux. Les éléments profilés 2 sont alignés entre eux. Cela permet notamment d’obtenir un élément formé d’au moins deux éléments profilés, ledit élément présentant ainsi une certaine longueur.
Dans une structure telle que celle illustrée à la figure 1a, la première configuration permet en particulier d’obtenir une structure haute et de grande portée. En d’autres termes, la première configuration permet d’augmenter la hauteur des poteaux et la longueur des poutres.
Par ailleurs, plusieurs éléments profilés 2, i.e. de même section transversale, ayant chacun une longueur choisie parmi un ensemble de longueurs variables prédéfinies peuvent être utilisés pour former une structure métallique telle que la structure 1 de la figure 1a. En d’autres termes, l’élément profilé 2 tel que formé permettant l’assemblage selon la première configuration, permet également de réduire la variété d’éléments utilisés pour la formation d’une structure. Il est en effet possible, partant d’un ensemble restreint de longueurs variables d’éléments profilés, de former des structures ayant les hauteurs et portées souhaitées, et notamment des structures hautes et/ou ayant de grandes portées.
A titre d’exemple non limitatif, il est possible de construire des portiques ayant une portée comprise entre dix mètres et soixante mètres, et une hauteur comprise entre trois mètres et dix mètres, au moyen d’un ensemble composé de six longueurs variables prédéfinies d’éléments profilés 2. Lesdites six longueurs variables prédéfinies des éléments profilés 2 peuvent être comprises entre un mètre et onze mètres. Bien entendu, l’ensemble de longueurs variables prédéfinies peut être composé d’un nombre différent de six, et peut être par exemple compris entre quatre et dix.
On entend par longueur de l’élément profilé 2 la dimension prises entre les extrémités 200 de l’élément profilé 2.
La figure 4a représente deux éléments profilés 2 assemblés l’un à l’autre selon la deuxième configuration. La figure 4b est une vue éclatée de la figure 4a. Les deux éléments profilés 2 sont assemblés entre eux au moyen de l’accessoire d’angle 3.
Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à une pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 au moyen de l’accessoire d’angle 3. En particulier, la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la première zone de fixation de l’élément profilé 2 et la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est assemblée à la deuxième zone de fixation de l’élément profilé adjacent 2.
Dans le mode de réalisation illustré, une patte latérale et la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 sont respectivement assemblées aux première et deuxième plaques 301b de la première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. La patte inférieure 206b et la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 sont disposées contre la première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. Les orifices de la patte inférieure 206b sont disposés en regard des orifices de la première plaque 301a de la première zone de fixation. Les orifices de la traverse 207 sont disposés en regard des orifices de la deuxième plaque 301b de la première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. L’élément profilé 2 est assemblé à la première zone de fixation au moyen de boulons. Des boulons 5 traversent les orifices de la première plaque 301a, les orifices de la patte inférieure 206b et les orifices de l’élément profilé 2 formés dans l’aile inférieure 203b en regard desdits orifices de la patte inférieure 206b et de la première plaque 301a. Des boulons 5 sont insérés dans les orifices de la traverse 207 et les orifices de la deuxième plaque 301b.
La première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3 présente une complémentarité de forme avec la pièce de jonction 204 En effet, dans l’exemple illustré, les première et deuxième plaques 301a, 301b forment un angle droit, de même que la patte inférieure 206b et la traverse 207 de la pièce de jonction 204 qui forment également un angle droit. En outre, la première plaque 301a présente ici sensiblement les mêmes dimensions et forme que la traverse 207. La deuxième plaque 301b présente ici sensiblement les mêmes dimensions et forme que la patte inférieure 206b. L’assemblage de l’élément profilé 2 à l’accessoire d’angle 3 est ainsi stable.
La traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 est disposée contre la deuxième zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. Les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 sont disposés en regard des orifices de la troisième plaque 301c. La traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 est alors assemblée à la deuxième zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. La deuxième zone de fixation, ici la troisième plaque 301c présente une forme et des dimensions similaires à la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2.
L’élément profilé adjacent 2 est assemblé à l’accessoire d’angle 3 au moyen de boulons. Les boulons 5 sont insérés dans les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 et les orifices de la troisième plaque 301c.
L’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 assemblés entre eux selon la deuxième configuration sont inclinés l’un par rapport à l’autre. L’élément profilé 2 est incliné par rapport à l’élément profilé adjacent 2 d’un angle égal au premier angle α formé par la première plaque 301a et la troisième plaque 301c. En d’autres termes, l’accessoire d’angle 3 ainsi constitué permet d’assembler deux éléments profilés 2 en les inclinant l’un par rapport à l’autre selon l’angle souhaité pouvant être égal mais également différent de l’angle droit.
On entend par angle d’inclinaison de l’élément profilé 2 par rapport à l’élément profilé adjacent 2, l’angle formé par les ailes inférieures 203b des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2, ou encore l’angle formé par les ailes supérieures 203a des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2.
Plusieurs accessoires d’angle 3 ayant des premiers angles α prédéfinis différents peuvent être formés. Cela permet, en fonction de l’angle d’inclinaison souhaité entre deux éléments profilés 2, d’assembler lesdits deux éléments profilés au moyen de l’accessoire d’angle 3 ayant le premier angle α correspondant ou adéquat.
Les plaques périphériques de l’accessoire d’angle 3 permettent l’assemblage des éléments profilés 2 entre eux. D’autre part, les plaques périphériques jouent également un rôle de raidisseurs renforçant l’accessoire d’angle 3. Les plaques périphériques servant de zones de fixation permettent ainsi également la reprise des efforts de l’élément profilé 2 vers l’élément profilé adjacent 2. Dans l’exemple illustré, l’élément profilé 2 est une poutre et l’élément profilé adjacent 2 est un poteau. La reprise des efforts se fait de la poutre vers le poteau.
De même que pour la première configuration, l’assemblage entre les deux éléments profilés 2 est réalisé uniquement au niveau des pièces de jonction 204 et des zones de fixation, diminuant ainsi le nombre de moyens d’assemblage tels que des boulons.
Par ailleurs, en fonction de la forme et dimensions de l’élément profilé 2, et en particulier de la pièce de jonction 204, les zones de fixation de l’accessoire d’angle 3 peuvent être modifiées de sorte à correspondre à la pièce de jonction 204.
Les figures 5a, 5b représentent deux éléments profilés 2 assemblés entre eux selon la deuxième configuration au moyen de l’accessoire de faitage 4.
Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la première lame 401a. En particulier, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la première lame 401a. Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est assemblée à la deuxième lame 401b. En particulier, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est assemblée à la deuxième lame 401b.
La traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est disposée contre la première lame 401a. Ainsi, les orifices de la traverse 207 sont en regard des orifices de la première lame 401a. De même, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est disposée contre la deuxième lame 401b. Ainsi, les orifices de la traverse 207 sont en regard des orifices de la deuxième lame 401b. Des boulons 5 sont insérés dans les orifices de la première lame 401a et les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé 2, ainsi que dans les orifices de la deuxième lame 401b et les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2.
L’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 assemblés entre eux au moyen de l’accessoire de faitage 4 sont inclinés l’un par rapport à l’autre. En d’autres termes, l’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 forment entre eux un angle d’inclinaison particulier. On entend par angle d’inclinaison, l’angle formé par l’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2, en particulier l’angle entre les ailes inférieures 203b des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2, ou encore l’angle entre les ailes supérieures 203a des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2. L’angle formé par l’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 dépend du deuxième angle β formé par la première lame 401a et la deuxième lame 401b de l’accessoire de faitage 4. En particulier, l’angle d’inclinaison et le deuxième angle β sont des angles supplémentaires.
De même que pour l’accessoire d’angle 3, plusieurs accessoires de faitage 4 ayant des deuxièmes angles β prédéfinis différents peuvent être formés. Cela permet, en fonction de l’angle d’inclinaison souhaité entre deux éléments profilés 2, d’assembler lesdits deux éléments profilés 2 au moyen de l’accessoire de faitage 4 ayant le deuxième angle β correspondant ou adéquat. En d’autres termes, la modification du deuxième angle β angle permet de modifier l’inclinaison de l’élément profilé par rapport à l’élément profilé adjacent lors de leur assemblage selon la deuxième configuration.
L’assemblage est également réalisé uniquement au niveau des traverses 207, ce qui diminue le nombre de moyens de fixation utilisés.
La structure 1 comporte plusieurs pieds de poteaux 6 articulés visibles à la figure 1a. La figure 6 représente en outre en vue de détail un poteau relié à un pied de poteau 6 selon le mode de réalisation de la figure 1a.
Le pied de poteau 6 comporte une platine 600, une plaque d’assemblage 601 et une plaque transversale 602.
La platine 600 et la plaque d’assemblage 601 s’étendent sensiblement parallèlement entre elles. La plaque transversale 602 s’étend sensiblement perpendiculairement à la platine 600 et à la plaque d’appui 601. La platine 600, la plaque d’assemblage 601 et la plaque transversale 602 forment un I. La plaque d’assemblage 601 comprend des orifices non visibles sur la figure 6. La platine 600 comprend également des orifices destinés à recevoir des tiges d’ancrage au sol non représentées sur les figures.
Dans l’exemple de réalisation illustré, la plaque transversale 602 est d’une part soudée à la platine 600. D’autre part, la plaque transversale 602 est reliée à la plaque d’assemblage601 au moyen d’une liaison pivot 604 d’axe horizontal.
L’élément profilé 2, ici le poteau, est assemblé au pied de poteau 6 au niveau de la pièce de jonction 204. En particulier, la traverse 207 est assemblée à la plaque d’assemblage 601. La plaque d’assemblage 601 est disposée contre la traverse 207 de sorte à ce que les orifices de la traverse 207 et les orifices de la plaque d’assemblage 601 se superposent. Des boulons 5 sont ensuite insérés dans lesdits orifices de sorte à assembler le poteau au pied de poteau 6.
Les moyens d’assemblage utilisés pour assembler les profilés en C 201 entre eux, les éléments profilés 2 entre eux selon la première configuration et la deuxième configuration et les éléments profilés 2 aux pieds de poteau 6 sont des boulons 5. Les boulons présentent l’avantage d’être amovibles, ce qui rend la structure 1 modulable et les éléments profilés 2 réutilisables. Bien entendu, il est possible d’utiliser tout autre moyen d’assemblage amovible.
La structure 1 peut être assemblée au sol et relevée grâce à des moyens de levage. Cela présente l’avantage de réduire les opérations réalisées en hauteur. En pratique, la structure 1 est alors haubanée puis relevée au moyen d’une grue par exemple.
Dans l’exemple de réalisation illustré, la liaison pivot 604 entre le poteau et le pied de poteau 6 permet la rotation du poteau par rapport au pied de poteau 6 lors du levage de la structure 1. Les accessoires d’assemblage telles que constituées et en particulier l’accessoire d’angle 3 permettent un levage de la structure en toute sécurité. En particulier, les plaques périphériques jouant également un rôle de raidisseurs empêchent la dislocation des éléments profilés 2 assemblés entre eux au moyen de l’accessoire d’angle 3 en phase de levage de la structure 1.
Les différents moyens de fixation utilisés dans la structure 1, par exemple des tiges filetées des boulons 5 servant à l’assemblage des profilés en C 201, peuvent servir à l’accrochage ou l’assemblage d’éléments secondaires ou d’éléments d’habillage ou des accessoires. En d’autres termes, les éléments profilés 2 sont pré-équipés de points de fixations permettant d’accrocher ou ajouter des éléments supplémentaires, des éléments d’habillage, ou des accessoires. A titre d’exemples non limitatifs, les éléments secondaires peuvent être des éléments supplémentaires telles que des pannes, des lisses, des solives, des cornières, des pièces de contreventements. Les éléments d’habillage peuvent être des éléments de façades et de bardage acier ou bois, membrane, et les accessoires peuvent être des portes, des fenêtres, des accessoires de signalétique ou des équipements divers.
La figure 7 représente des exemples d’éléments secondaires fixés à des éléments profilés. En particulier, la figure 7 illustre un profilé aluminium 700 fixé à l’élément profilé 2, un support de panne 701 et un bracon anti-déversement 702.
La présente invention a été décrite pour un mode de réalisation et une structure particulière. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation.
La structure 1 peut également être une structure en treillis.
Les accessoires d’assemblage et les pièces de jonction peuvent présenter des formes différentes.
L’élément profilé peut être formé directement d’un profilé en I. Ou encore, l’élément profilé peut présenter une forme différente.
L’invention propose ainsi une structure 1 modulaire permettant de construire des bâtiments à charpente métallique ou en treillis, entièrement modulables, démontables et réutilisables.
Les éléments profilés formant l’ossature métallique sont interchangeables, joignables et modulables. Les éléments profilés sont constitués de sorte à permettre deux configurations d’assemblage.
Les éléments profilés disponibles en différentes longueurs, peuvent être utilisés indifféremment en tant que poteaux, poutre, arbalétrier, ossature pignon, etc.
Les éléments profilés sont pré-équipés de points de fixation permettant d’y ajouter des éléments supplémentaires
La grande polyvalence permise par la structure de l’élément profilé permet une importante modularité des formes et dimensions du bâtiment, par exemple une forme polygonale, une double pente, une monopente, l’inclinaison des éléments profilés, la formation d’une surface de planchers, la formation d’une structure à étages, etc.

Claims (10)

  1. Structure métallique modulaire comportant des éléments profilés (2), et au moins un accessoire d’assemblage (3 ;4), caractérisée en ce que chaque élément profilé (2) comporte à chacune de ses extrémités (200) une pièce de jonction (204), et en ce qu’un élément profilé (2) est configuré pour être assemblé à un élément profilé adjacent (2) selon une configuration choisie parmi :
    - une première configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) est fixée à une pièce de jonction (204) de l’élément profilé adjacent (2), lesdits élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant alignés entre eux ; et
    - une deuxième configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de chacun des élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) est fixée audit accessoire d’assemblage, lesdits élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant inclinés l’un par rapport à l’autre.
  2. Structure métallique modulaire selon la revendication 1, dans laquelle les éléments profilés (2) présentent une même section transversale et une longueur choisie parmi un ensemble de longueurs variables prédéfinies.
  3. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 1 ou 2, dans laquelle l’accessoire d’assemblage (3 ;4) comporte des zones de fixation, une pièce de jonction (204) de chacun des élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant fixée à au moins une zone de fixation lorsque les élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) sont assemblés selon ladite deuxième configuration.
  4. Structure métallique modulaire selon la revendication 3, dans laquelle une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) et une pièce de jonction (204) de l’élément profilé adjacent (2) sont respectivement fixées à une première zone de fixation et une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage, lesdites première et deuxième zones de fixation formant entre elles un angle prédéfini.
  5. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle chaque pièce de jonction (204) comporte une portion centrale (205), deux pattes latérales (206a ; 206b), et une traverse (207) ladite portion centrale (205) et lesdites pattes latérales (206a ; 206b) formant un profilé en I, et ladite traverse (207) s’étendant dans un plan transversal audit profilé en I et audit élément profilé (2).
  6. Structure métallique modulaire selon la revendication 5, dans laquelle la traverse (207) d’une pièce de jonction (204) dudit élément profilé (2) est fixée à la traverse (207) d’une pièce de jonction (204) dudit élément profilé adjacent (2) lorsque ledit élément profilé (2) et ledit élément profilé adjacent (2) sont assemblés selon ladite première configuration.
  7. Structure métallique modulaire selon la revendication 5, dans laquelle une première zone de fixation de l’accessoire d’assemblage (3) comporte une première plaque (301a) et une deuxième plaque (301b) de fixation disposées en équerre, ladite traverse (207) et l’une des pattes latérales (206a ; 206b) d’une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) étant respectivement fixées auxdites première et deuxième plaques (301a ; 301b) de la première zone de fixation lorsque ledit élément profilé (2) est assemblé selon ladite deuxième configuration.
  8. Structure métallique modulaire selon la revendication 7, dans laquelle la traverse d’une pièce de jonction (204) dudit l’élément profilé adjacent (2) est fixée à une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage (3), ladite deuxième zone de fixation comportant une troisième plaque (301c) de fixation, et lesdites première et deuxième plaques (301a ; 301b) de la première zone de fixation formant avec ladite troisième plaque (301c) de fixation de la deuxième zone de fixation des angles prédéfinis.
  9. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 5 à 8, dans laquelle chaque élément profilé (2) comporte deux profilés en C (201) ayant une âme (202) et deux ailes (203a ; 203b), lesdits profilés en C (201) étant assemblés dos à dos au niveau des âmes (202) respectives, chaque élément profilé (2) ayant une section transversale en I, et dans laquelle la portion centrale (205) de chaque pièce de jonction (204) est assemblée à une partie de l’âme (202) de chaque profilé en C (201), et les parties latérales (206a ; 206b) de chaque pièce de jonction (204) sont assemblées à une partie des ailes (203a ; 203b) des profilés en C (201).
  10. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle les éléments profilés (2) sont des poteaux, pannes, fermes, poutres, arbalétrier, pignon, solive de ladite structure métallique modulaire.
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