WO1993014282A1 - Procede pour la fabrication de modules de construction precontraints en bois et modules de constructions ainsi obtenus notamment pour structures architecturales - Google Patents

Procede pour la fabrication de modules de construction precontraints en bois et modules de constructions ainsi obtenus notamment pour structures architecturales Download PDF

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WO1993014282A1
WO1993014282A1 PCT/FR1993/000039 FR9300039W WO9314282A1 WO 1993014282 A1 WO1993014282 A1 WO 1993014282A1 FR 9300039 W FR9300039 W FR 9300039W WO 9314282 A1 WO9314282 A1 WO 9314282A1
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module
traction element
wood
passage
module according
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PCT/FR1993/000039
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Inventor
Jamal-Eddine Aboulfadl
Christian Jean Salaun
Original Assignee
Aboulfadl Jamal Eddine
Christian Jean Salaun
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
    • E04C2/40—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of a number of smaller components rigidly or movably connected together, e.g. interlocking, hingedly connected of particular shape, e.g. not rectangular of variable shape or size, e.g. flexible or telescopic panels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
    • E04C3/18—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with metal or other reinforcements or tensioning members

Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of modules intended to be used for the construction of various structures such as buildings, individual houses, structures, noise barriers, retaining walls, bridges, dams, avalanche barriers, roofs, floors and the like.
  • Wood has always been a material of choice, especially when building individual houses, due in particular to its aesthetic and warm appearance. It is also a material readily available in certain regions and therefore advantageous to use and renewable.
  • the major drawback of its use has long resided in the problems of drying (extremely long drying time, rapid drying processes by immersion or on a stand difficult to implement) and the resulting deformations (twisting, cracking, various deformations).
  • the rod is deliberately located off the axis of the beam so that the tightening of the nuts causes compression of the lower part and tension of the upper part of the beam.
  • FR-A-2.652.298 which describes a method of reinforcing beams which involves placing, without any tension, metal rods in lower grooves, closing each groove to form an enclosed space, then injecting a curable resin around of the stem, in this closed space ' .
  • No constraint is created reversible in the median virtual plane of the module, that is to say either of the individual piece of wood, or of all the pieces of wood brought into contact.
  • At least two pieces of wood are placed in parallel and at least one transverse passage is provided in each of the pieces, then at least one traction element common to said pieces is introduced, successively in the transverse passages going from one side to the 'other of the module formed by all the parts;
  • At least two pieces of wood are juxtaposed perpendicularly between at least two other pieces of wood, at least two transverse passages are spared, at least one of which crosses the upper transverse piece and the other the lower transverse piece, the element of traction passing successively through the passages, at least one end of said traction element is subjected to clamping members and a traction force is exerted on said traction element by its ends situated respectively at the upper part of one of the parts external and to the lower part of the other external part using said clamping members;
  • a substantially U-shaped module that is to say comprising two vertical branches and a horizontal lower core
  • at least one part must form the core and at least one part must form each branch
  • a part is placed parallel to the core and above it in order to constitute a parallelogram structure
  • aligned passages are passed through right through each branch and the core longitudinally, communication is established between the passage longitudinal of the core and each of the longitudinal passages of the branches
  • at least one traction element is introduced so that it extends, along a path closed on itself, in said passages as well as from a vertex from one branch to another, which vertices are »situated at a level higher than the part parallel to the core and a tensile force is exerted on said element of . 5 traction in order to subject the module to a permanent stress;
  • the invention also relates to a prestressed module for the construction of works, of the type comprising at least one piece of wood in one piece, provided with at least one passage in which extends at least one element of traction of which at least one of the ends is subject to clamping members bearing on an external zone of the module, characterized in that it has either at least one passage located either at one and the same level, I e or several passages located at different levels, each passage being formed by a rectilinear drilling which crosses the piece of wood right through along an axis which is either in the median plane of the module, or in planes symmetrical to said median plane, that the module is formed 2 0 of a single part or of several parts in contact.
  • 2 5 - it comprises at least two pieces of coplanar wood and each having at least one transverse passage housing at least one traction element common to said pieces;
  • the traction element is immobilized at one of its ends and is subject to clamping members at the other end;
  • Each end of the traction element is subject to clamping members such as screw-nut assemblies;
  • the clamping members include, in particular for earthquake-resistant constructions, a support element holding on the one hand a clamping member remote from an edge of the module and on the other hand, an elastic member interposed between said member and one end the traction element;
  • the clamping members comprise, in particular for earthquake-resistant constructions, a support element maintaining a clamping member remote from an edge of the module to which one end of the traction element is connected, the other end of said traction element being subject to an elastic member integral with said module;
  • the construction module is provided with transverse assembly members
  • the transverse assembly members consist of tenons and mortises arranged laterally;
  • the construction module is provided with longitudinal assembly members;
  • the longitudinal assembly members consist of tenons and mortises arranged at the ends of the module;
  • the module comprises at least two parts juxtaposed obliquely, a protective element crossed by at least one traction element being disposed in the region of the junction angle of said parts in order to eliminate, in said region, the friction between the element traction and the passage of said juxtaposed parts, * * the protective element consists of a stationary elbow, the angle of which is adapted to that of the passages of the juxtaposed parts in which it is placed;
  • the protective element consists of a multichannel guide of substantially spherical shape and capable of pivoting of small amplitude
  • a traction element crosses the multi-channel guide through channels of said non-aligned guide
  • the module includes: • a core and two coplanar branches arranged in a U shape and each consisting of at least one piece of wood traversed right through by a longitudinal passage, the longitudinal passage of the core communicating with each of the longitudinal passages branches, . a part parallel to said core and placed above it in order to form a parallelogram structure, and at least one traction element which extends, along a closed path, in said passages as well as a vertex of one branch to another, above the part parallel to the core;
  • the module comprises a support plate receiving the horizontal core, the vertical branches and the part parallel to the core, said support plate being placed on at least one multichannel guide crossed by at least one traction element connected to members anchor;
  • Each vertex of the branches receives at least one multi-channel guide through which the traction element passes;
  • the module comprises at least one damping element of an elastic nature interposed between the part parallel to the core and the branches of said module;
  • the module comprises at least one multichannel guide placed at the intersection of the longitudinal passage of the core and the longitudinal passages of the branches, said guide being traversed along distinct paths, on the one hand by the traction element with closed path on him- same and on the other hand, by a holding traction element which is connected to the anchoring members and which passes through the guide placed under the support plate;
  • the retaining traction element crosses the multi-channel guide placed under the support plate, along an angular path, by channels of said multi-channel guide making between them an angle different from 180 °.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a building module with longitudinal prestressing according to the invention, consisting of a segment of debarked but not squared trunk;
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of a building module with longitudinal prestress according to the invention, consisting of a squared beam segment;
  • FIG. 3 is a sectional view along the line
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of a building module with longitudinal prestressing according to another embodiment of the invention, and consisting of a squared beam segment;
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a construction module with transverse prestress according to the invention, consisting of three pieces of wood juxtaposed laterally;
  • - Figure 6 is a sectional view along the line
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of a construction module according to the invention, consisting of an oblong element disposed perpendicularly between two other elements;
  • - Figure 8 is a schematic sectional view of a construction module according to the invention comprising two elements juxtaposed obliquely and provided with a protective element consisting of an elbow;
  • - Figure 9 is an alternative embodiment of Figure 8, according to which the protective element consists of a multichannel guide of the kind of "nodes" used with metal structures;
  • Figure 10 is a partial enlarged view of Figure 9;
  • FIG. 11 is a schematic sectional view which illustrates another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a bridge made using construction modules according to the invention.
  • Figures 1 to 4 show schematically a construction module 1 composed of a single piece of solid wood, in one piece, obtained by the method according to the invention.
  • This method consists first of all in making a passage 10 in a pre-existing piece of wood 20 capable of undergoing deformation when it is subjected to loads; these charges can be of two kinds:
  • the passage 10 provided in the aforementioned part consists of a bore whose section is closed and can be circular but also of any other shape.
  • the dimensions of this hole are coordinated with those of the traction element 30 which it is intended to receive, in order to allow its easy introduction.
  • the shape and dimensions of the passage 10 vary according to the part 20 and the use of the construction module 1 obtained at the end of the process. Thus, according to the embodiment described here (FIGS.
  • the person skilled in the art can choose to carry out a drilling in a transverse or even oblique direction, as is the case of the variant embodiment explained below and illustrated by FIGS. 5 and 6
  • the method according to the invention then consists in introducing into the passage 10, at least one traction element 30 the nature of which is chosen as a function of the resistance which it is desired to achieve.
  • a link capable of being wound on a reel is used.
  • a metal wire 5 to 6 mm in diameter was chosen, but this can be higher or lower.
  • a person skilled in the art can also choose a cable, a rod or a bar, in particular made of steel, acting in a manner similar to that of a tie rod.
  • a longitudinal force is applied to the traction element 30 so that it transmits to the part 20 a permanent compressive stress.
  • This link is adapted to that of the passage 10 and sufficient to allow its securing, at least at one of its ends, to clamping members.
  • clamping members 40 which may be integral with the part 20. These are advantageously housed in notches 50 formed in the part 20, in order to that they do not project from the construction module 1, as illustrated in FIG. 1; this could indeed interfere with the subsequent assembly of several modules 1 during construction.
  • clamping members 40 chosen consist of a screw-nut assembly in which the rod 30 is secured to the screw, but any other known means can be envisaged.
  • FIG. 4 This schematizes that there may be an elastic member such as a spring or a "silent block "interposed between the traction element and the screw-nut assembly used for tightening which must apply the desired stress.
  • the tightening members comprise a support element 41 ′ now at a predetermined distance from the edge of the part 20 a screw-nut assembly 42 ′ to which a spring 43 ′ is subject, the second end of the latter being connected to the rod 30.
  • the spring 43 ′ is secured to an edge of the part 20 and that the ends of the rod 30 are respectively connected to this spring 43 'and to the screw-nut assembly 42 ".
  • the interposition of an elastic member can advantageously confer anti-seismic properties to constructions.
  • the rod 30 is put in traction by simple screwing of the clamping members 40 until the desired tension is reached, tension which is transferred in compressive stress to the part 20, by the clamping members.
  • the tensile force can be adjusted as required by tightening or loosening the clamping members 40.
  • the construction modules according to the invention can be stored under a certain prestressing value and then, when they are used on site. , this value is adjusted to best suit the requirements of the construction.
  • the preload is also reversible, so that one can, if desired, disassemble the modules.
  • Reversible means not a mutual action of the pre-existing element on the traction element and vice versa, but an action which can be adjusted in both directions and even canceled.
  • the invention therefore makes it possible to manufacture finished, individual construction modules, of markedly increased strength; they are moreover storable and usable as concrete blocks, bricks or other materials of construction.
  • the modules thus obtained can be used for any type of construction and in particular for architectural structures. In this case, they are optionally provided with a coating in order to provide a particular aesthetic to the construction.
  • the passages of the modules brought into contact must be located symmetrically with respect to the median plane of the assembly, a particular case of symmetry being that where there are several passages but all located in a single plane, in which case this plane must be the median plane of the module considered.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate an example of another variant of the method of the invention according to which a construction module with transverse prestressing is obtained.
  • a construction module with transverse prestressing is obtained.
  • three oblong pieces of wood 21,22,23 are juxtaposed laterally to form a sub-assembly module with a view, for example, to building a floor or a roof; of course, the sub-assembly module can comprise as many parts as desired.
  • transverse passages 11 there is a series of transverse passages 11 (only one is visible in the drawing) passing right through this module, and a second series of transverse passages 12 (only one is also visible in the drawing), parallel to the first, at a distance from each other which obviously depends on the dimensions of the parts of the module, but symmetrical with respect to the median plane of the 14
  • notches 51 - 52 and 53 - 54 respectively at the ends of each of the passages 11 and 12.
  • a metallic wire 31 and 32 respectively is then introduced into each passage which is subjected to clamping members 41 - 42 and 43 - 44 respectively housed in the notches 51 - 52 and 53 - 54.
  • the number of passages intended to house the traction elements is also variable in particular according to the desired resistance and the size of the module. It is important to note that, due to the volume occupied by the traction element 30 much less than the overall volume of a passage 10, it is possible to produce a module comprising both longitudinal and transverse passages intersecting at certain points in which the traction elements can also cross, without obstacle, by passage of one in the free space left by the other. It is the same in the case of oblique passages.
  • FIG. 7 illustrates one of these, in which an oblong piece 24 is placed perpendicularly to two pieces 25 and 26.
  • a passage 13 is formed through right through all of the three pieces 24, 25 and 26 and is introduced into this passage 13 a traction element 33 subject to each of its ends to clamping members 45 and 46 which are, in the chosen case, outside the module.
  • Figure 8 shows schematically another way of juxtaposing the parts 20; this is a module according to the invention comprising two pieces juxtaposed longitudinally, one of which 72 is oblique to the other 71. Passages 75 and 76 are provided in the pieces 71 and 72 respectively to receive a traction element 79 common to the two parts 71-72 and subject by each of its ends to clamping members 77-78 respectively housed in notches 73-74 as described above.
  • the protective element consists of an elbow 80 which is immobile in the passages 75-76, the dimensions and angle of which are adapted to said passages 75-76.
  • the elbow 80 which makes it possible to avoid wear of the projecting angle at the junction which may result from various acting movements. on the module.
  • This form of realization allows, moreover, to exert a more powerful constraint and therefore to obtain a perfectly correct junction and a constraint which is exerted well in the median plane of each part.
  • Figures 9 and 10 illustrate the use of another type of protective element.
  • the module comprises two parts 81 and 82 juxtaposed obliquely and crossed by passages respectively 85 and 86.
  • a traction element 89 common to the two parts is introduced into passages 85 and 86 and secured by each of its ends to clamping members 87 and 88 respectively housed in notches 83 and 84.
  • the protective element shown in this case consists of a multichannel guide 90 of the type of "knots" used in metal structures.
  • This guide 90 includes a plurality of holes defining substantially radial channels 91 and can take a spherical shape (as shown) but also with facets or the like. It is placed on a horizontal plane in the passage 85.
  • the traction element 89 crosses the node 90 by entering through a hole 91a, and out of it through another hole 91b. not diametrically opposed to each other. As a result, the traction element passes successively through two channels forming an angle with one another (of 135 ° in the case shown).
  • the guide 90 is stationary in translation but capable of pivoting movements of small amplitudes according to the arrows FI and F2, that is to say in the three dimensions.
  • This guide 90 thus makes it possible, on the one hand, to eliminate the friction of the traction element 89 on the junction angle of the parts and, on the other hand, to dampen the movements and / or vibrations supported by the module. It also follows from this embodiment that the parts 81 and 82 are juxtaposed so certain and cannot move relative to each other.
  • the obliquity is of course adapted to the structure that one wishes to achieve and what has just been described also applies to perpendicular elements.
  • the passages must communicate so that the traction element extends continuously from one passage to the other.
  • oblong parts 27, 28 and 29 can be juxtaposed perpendicularly between two other parts 61 and 62, as illustrated in FIG. 11.
  • notches 57 and 58 are provided in the vertical parts 61 and 62, opposite one another, that is to say for example in the upper zone of the part 61 and in the lower zone of the part 62, each notch housing clamping members 47 and 48 respectively.
  • a traction element 34 is then passed successively through the passages 14, 15 and 16, its two ends being subject respectively to the clamping members 47 and 48.
  • a traction is then exerted between the two opposite ends of the traction element 34 successively passing through the passages 14, 15 and 16.
  • the number of central pieces, the number of perpendicular pieces as well as the number of passages made are variable and determined by the concrete necessities of production.
  • the traction element can be immobilized at one of its ends and subjected to clamping devices of any type known at the other end.
  • the construction modules obtained by implementing the method of the invention and in particular according to the various variants exposed previously, whether they are so-called simple modules obtained from a single piece in one piece or larger modules composed of several pieces brought into contact, may be provided with transverse assembly members making it possible to join them laterally to each other to obtain, for example, a section of wall.
  • transverse assembly members making it possible to join them laterally to each other to obtain, for example, a section of wall.
  • longitudinal joining members making it possible to vertically join several construction elements.
  • the invention can also find an interesting application in the production of anti-seismic constructions.
  • FIG. 12 illustrates an example of application of the invention and shows a component of a bridge.
  • a U-shaped structure comprising a lower horizontal core and two vertical branches is obtained by perpendicularly juxtaposing a piece 110 (or a module formed from several pieces juxtaposed longitudinally) between two pieces 112 and 113 (or modules formed from several stacked pieces longitudinally) on a support plate 114 to form the base of the bridge.
  • Households are housed in each of the parts (or modules) constituting the branches 112-113 and the core 110, a longitudinal passage respectively 118-119 and 120, the passage 120 communicating with the passages 118-119 by lateral openings respectively 118a. and 119a . .
  • a multi-channel guide 116 and 117 is placed respectively at each intersection of the passages 118 and 119 with the passage 120 formed in the elements 112, 113 and 110.
  • Mooring means are provided for the structure comprising, for the multi-channel guide 116, a traction and holding element 122 secured at one of its ends to clamping members 124 situated opposite a lateral opening 118b aligned with the opening 118a. and by its other end to ground anchoring members 126; the mooring means for the multi-channel guide 117 are similar: a traction and holding element 123 is fixed by one of its ends to clamping members 125 situated opposite a lateral opening 119b .
  • the guides 116 are not placed on a horizontal plane but are kept in their position thanks to the presence of the traction and holding elements 122 and 123.
  • the support plate 114 rests on multichannel guides 138 and 139 of the same kind as those mentioned above, the ground anchoring members 126 and 127 being located in below. Also, at the outlet of the multi-channel guide 116, the traction element 122 crosses the support plate 114 by a passage 128 formed in the extension of the passage 118, then the guide 138 and is moored to the ground; similarly, at the outlet of the guide 117, the traction element 123 crosses the support plate 114 through a passage 129 formed in the extension of the passage 119, then the guide 139 and is moored to the ground.
  • Guides 138 and 139 are also capable of pivoting of small amplitude respectively according to arrows F3 and F4.
  • the traction elements 122 and 123 can pass through the guides 138 and 139 respectively through diametrically opposite holes, but this is of little interest for the purpose of anti-seismic construction sought.
  • Another traction element 130 common to all the parts (or modules) 110, 112 and 113, passes through the passages 118, 119 and 120 as well as the guides 116 and 117 and, in a similar manner, two other multichannel guides 132 and 133 located at the tops of the branches 112 and 113.
  • cars can circulate on an apron 134 parallel to the part (or module) 110 and placed above it.
  • This ⁇ apron 134 is composed of construction modules under stress according to invention and we are planning ts shock absorbers 136 and 137 of elastic nature interposed between the deck 134 and the elements 112 and 113.
  • the deck 134, the core 110 and the branches 112-113 form a parallelogram structure capable of supporting and absorbing relative movements of the parts (or modules) with respect to each other .

Landscapes

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Abstract

Le module de l'invention est précontraint pour la construction d'ouvrages et est du type comprenant au moins une pièce de bois d'un seul tenant (20) munie d'au moins un passage (10) dans lequel s'étend au moins un élément de traction (30) dont au moins une des extrémités est assujettie à des organes de serrage en appui sur une zone extérieure du module. Il est caractérisé en ce qu'il présente soit au moins un passage (10) situé à un seul et même niveau, soit plusieurs passages situés à des niveaux différents, chaque passage (10) étant formé par un perçage rectiligne qui traverse la pièce de bois (20) de part en part selon un axe qui est soit dans le plan médian du module, soit dans des plans symétriques audit plan médian, que le module soit formé d'une seule pièce ou de plusieurs pièces en contact.

Description

PROCEDE POUR LA FABRICATION DE MODULES DE CONSTRUCTION PRECONTRAINTS EN BOIS ET MODULES DE C0NSTRUCTI0N5AINSI OBTENUS NOTAMMENT POUR STRUCTURES ARCHITECTURALES
La présente invention concerne la fabrication de modules destinés à être utilisés pour la construction d ouvrages divers tels que bâtiments, maisons individuelles, ouvrages d'art, murs anti-bruits, murs de soutènement, ponts, barrages, pare-avalanches, toitures, planchers et analogues.
Selon le type de construction qui doit être réalisé, plusieurs critères peuvent être considérés parmi lesquels : solidité, esthétique et/ou coût.
Le bois a toujours été un matériau de choix, en particulier lors de la construction de maisons individuelles, en raison notamment de son aspect esthétique et chaud. C'est également un matériau facilement disponible dans certaines régions et donc avantageux à utiliser et renouvelable. L'inconvénient majeur de son emploi a longtemps résidé dans les problèmes de séchage (durée de séchage extrêmement longue, procédés de séchage rapide par immersion ou sur pied difficiles à mettre en oeuvre) et les déformations résultantes (vrillage, fendillement, déformations diverses) .
On sait maintenant supprimer ces déformations en réduisant considérablement le temps de séchage selon un procédé qui consiste à ôter longitudinalement le coeur d'une pièce de bois telle qu'un tronc, une grosse branche, une pièce écorcée, équarie, etc.
Ainsi, à partir de cette technique dite du "bois percé", l'utilisation de pièces de bois a été améliorée et élargie car elles sont bien moins soumises aux déformations précitées et l'évidement créé peut servir, de surcroît, au passage de conduits, canalisations, câbles et fils électriques.
Néanmoins, pour l'élaboration de certaines parties de construction telles que des éléments porteurs, il est intéressant d'améliorer encore la résistance des pièces de bois ainsi évidées.
On connait aussi, pour la construction de maisons de style "rustique", l'existence de poutres rectangulaires creusées longitudinalement en auge et munies d'un couvercle formant la quatrième face de la poutre pour fermer le creux longitudinal; ces poutres présentent une résistance satisfaisante tout en étant plus légères. En outre, elles peuvent être utilisées, comme dans le cas du bois percé précité, pour dissimuler divers conduits, fils, etc. qui restent accessibles grâce à la quatrième face amovible.
Par ailleurs, on connaît la technique de la précontrainte qui renforce considérablement les caractéristiques de résistance aux déformations plus ou moins importantes que le bois peut subir sous l'effet de charges. Pour illustrer l'état de la technique, on peut citer les documents suivants :
- FR-A-2.057.564 qui décrit une poutre dans la face inférieure de laquelle une rainure est creusée afin d'y loger une tige longitudinale mise en tension par vissage d'écrous appuyés sur les extrémités de la poutre.
La tige est volontairement située hors de l'axe de la poutre afin que le serrage des écrous provoque une compression de la partie inférieure et une tension de la partie supérieure de la poutre.
- FR-A-2.046.397 qui décrit une poutre analogue à la précédente, la tige ayant un profil parabolique.
- US-A-3.251.162 qui s'apparente à la poutre de ce dernier document, par la fait qu'il prévoit de donner à la tige une forme coudée, sa partie la plus basse étant proche de la face inférieure de la poutre et ses extrémités étant relevées vers la face supérieure opposée.
- US-A-4.275.537 qui ne diffère du document précédent que par le fait que la "poutre" est en réalité formée par un ensemble de trois poutres : une poutre supérieure horizontale et deux poutres obliques inférieures tubulaires contenant un câble de tension à parcours coudé. En d'autres termes, l'unique poutre massive est remplacée par trois segments distincts.
- US-A-3.974.601 qui concerne la constitution d'ensembles complexes, comprenant chacun de nombreuses poutres juxtaposées et fixées les unes aux autres par des tiges obliques dont les extrémités filetées reçoivent des écrous de serrage appuyés contre l'extérieur des poutres grâce à des pans coupés ménagés sur leurs arêtes.
FR-A-2.652.298 qui décrit un procédé de renforcement de poutres qui prévoit de placer, sans aucune tension, des tiges métalliques dans des rainures inférieures, de refermer chaque rainure pour constituer un espace clos, puis d'injecter une résine durcissable autour de la tige, dans cet espace clos'. Il n'est créé aucune contrainte réversible dans le plan virtuel médian du module, c'est-à- dire soit de la pièce de bois individuelle, soit de l'ensemble des pièces de bois mises en contact.
Selon d'autres caractéristiques de ce procédé :
- on dispose parallèlement au moins deux pièces de bois et l'on ménage au moins un passage transversal dans chacune des pièces, puis on introduit au moins un élément de traction commun auxdites pièces, successivement dans les passages transversaux allant d'un côté à l'autre du module formé par l'ensemble des pièces;
- on juxtapose plusieurs modules dont l'un au moins est sous contrainte permanente;
- on juxtapose perpendiculairement au moins deux pièces de bois entre au moins deux autres pièces de bois, on ménage au moins deux passages transversaux dont l'un au moins traverse la pièce transversale supérieure et l'autre la pièce tranversale inférieure, l'élément de traction traversant successivement les passages, on assujettit au moins une extrémité dudit élément de traction à des organes de serrage et l'on exerce un effort de traction sur ledit élément de traction par ses extrémités situées respectivement à la partie supérieure de l'une des pièces externes et à la partie inférieure de l'autre pièce externe à l'aide desdits organes de serrage;
- afin d'obtenir un module sensiblement en forme de U c'est-à-dire comportant deux branches verticales et une âme inférieure horizontale, on juxtapose au moins une pièce devant former l'âme et au moins une pièce devant former chaque branche, on place une pièce parallèle à l'âme et au-dessus de celle-ci afin de constituer une structure en parallélogramme, on ménage des passages alignés traversant de part en part chaque branche et longitudinalement l'âme, on établit une communication entre le passage longitudinal de l'âme et chacun des passages longitudinaux des branches, on introduit au moins un élément de traction pour qu'il s'étende, selon un parcours fermé sur lui-même, dans lesdits passages ainsi que d'un sommet d'une branche à l'autre, lesquels sommets sont » situés à un niveau supérieur à la pièce parallèle à l'âme et on exerce un effort de traction sur ledit élément de . 5 traction afin de soumettre le module à une contrainte permanente;
L'invention a également pour objet un module précontraint pour la construction d'ouvrages, du type comprenant au moins une pièce de bois d'un seul tenant, 10 munie d'au moins un passage dans lequel s'étend au moins un élément de traction dont au moins une des extrémités est assujettie à des organes de serrage en appui sur une zone extérieure du module, caractérisé en ce qu'il présente soit au moins un passage situé soit à un seul et même niveau, Ie soit plusieurs passages situés à des niveaux différents, chaque passage étant formé par un perçage rectiligne qui traverse la pièce de bois de part en part selon un axe qui est soit dans le plan médian du module, soit dans des plans symétriques audit plan médian, que le module soit formé 20 d'une seule pièce ou de plusieurs pièces en contact.
Selon d'autres caractéristiques de ce module :
- il comprend une seule pièce de bois présentant un seul perçage rectiligne qui est longitudinal et coaxial à la pièce de bois;
25 - il comprend au moins deux pièces de bois coplanaires et possédant chacune au moins un passage transversal logeant au moins un élément de traction commun auxdites pièces;
- certaines au moins des pièces coplanaires sont 30 placées les unes contre les autres;
- certaines au moins des pièces coplanaires sont espacées 1'une de 1'autre et entretoisées par au moins une pièce qui leur est perpendiculaire, un élément de traction reliant au moins deux pièces coplanaires et traversant
35 longitudinalement au moins une pièce qui leur est perpendiculair ; - l'élément de traction est immobilisé à l'une de ses extrémités et est assujetti à des organes de serrage à l'autre extrémité;
- chaque extrémité de l'élément de traction est assujettie à des organes de serrage tels que des ensembles vis-écrou;
- les organes de serrage comprennent, notamment pour des constructions antisismiqueε, un élément d'appui maintenant d'une part un organe de serrage distant d'un bord du module et d'autre part, un organe élastique interposé entre ledit organe et une extrémité de l'élément de traction;
- les organes de serrage comprennent, notamment pour des constructions antisismiques, un élément d'appui maintenant un organe de serrage distant d'un bord du module auquel est reliée une extrémité de l'élément de traction, l'autre extrémité dudit élément de traction étant assujettie à un organe élastique solidaire dudit module;
- le module de construction est muni d'organes d'assemblage transversaux;
- les organes d'assemblage transversaux consistent en des tenons et mortaises disposés latér lement;
- le module de construction est muni d'organes d'assemblage longitudinaux; les organes d'assemblage longitudinaux consistent en des tenons et mortaises disposés aux extrémités du module;
- le module comprend au moins deux pièces juxtaposées obliquement, un élément de protection traversé par au moins un élément de traction étant disposé dans la zone de l'angle de jonction desdites pièces afin de supprimer, dans ladite zone, les frottements entre l'élément de traction et le passage desdites pièces juxtaposées,** - l'élément de protection consiste en un coude immobile et dont l'angle est adapté à celui des passages des pièces juxtaposées dans lesquelles il est placé;
- l'élément de protection consiste en un guide multicanaux de forme substantiellement sphérique et susceptible de pivotements de faible amplitude;
- un élément de traction traverse le guide multicanaux par des canaux dudit guide non alignés;
- le module comprend : • une âme et deux branches coplanaires disposées en forme de U et constituées chacune par au moins une pièce de bois traversée de part en part par un passage longitudinal, le passage longitudinal de l'âme communiquant avec chacun des passages longitudinaux des branches, . une pièce parallèle à ladite âme et placée au dessus de celle-ci afin de former une structure en parallélogramme, et au moins un élément de traction qui s'étend, selon un parcours fermé, dans lesdits passages ainsi que d'un sommet d'une branche à l'autre, au-dessus de la pièce parallèle à l'âme;
- le module comprend un plateau-support recevant l'âme horizontale, les branches verticales et la pièce parallèle à l'âme, ledit plateau-support étant placé sur au moins un guide multicanaux traversé par au moins un élément de traction relié à des organes d'ancrage;
- chaque sommet des branches reçoit au moins un guide multicanaux traversé par l'élément de traction; le module comprend au moins un élément amortisseur de nature élastique interposé entre la pièce parallèle à l'âme et les branches dudit module; le module comprend au moins un guide multicanaux placé à l'intersection du passage longitudinal de l'âme et des passages longitudinaux des branches, ledit guide étant traversé selon des parcours distincts, d'une part par l'élément de traction à parcours fermé sur lui- même et d'autre part, par un élément de traction de maintien qui est relié aux organes d'ancrage et qui traverse le guide placé sous le plateau-support;
- l'élément de traction de maintien traverse le guide multicanaux placé sous le plateau-support, selon un parcours angulaire, par des canaux dudit guide multicanaux faisant entre eux un angle différent de 180°.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée ci-après donnée à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un module de construction à précontrainte longitudinale selon l'invention, constitué d'un segment de tronc écorcé mais non équarri;
- la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'un module de construction à précontrainte longitudinale selon l'invention, constitué d'un segment de poutre équarri; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne
III-III du module de construction de la figure 2;
- la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un module de construction à précontrainte longitudinale selon une autre forme de réalisation de l'invention, et constitué d'un segment de poutre équarri;
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un module de construction à précontrainte transversale selon l'invention, constitué de trois pièces de bois juxtaposées latéralement; - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne
VI-VI du module de construction de la figure 5;
- la figure 7 est une vue schématique en coupe d'un module de construction selon l'invention, constitué d'un élément oblong disposé perpendiculairement entre deux autres éléments; - la figure 8 est une vue schématique en coupe d'un module de construction selon l'invention comprenant deux éléments juxtaposés obliquement et muni d'un élément de protection consistant en un coude; - la figure 9 est une variante de réalisation de la figure 8, selon laquelle l'élément de protection consiste en un guide multicanaux du genre des "noeuds" utilisés avec des structures métalliques;
- la figure 10 est une vue agrandie partielle de la figure 9;
- la figure 11 est une vue schématique en coupe qui illustre une autre forme de réalisation de la présente invention;
- la figure 12 est une vue schématique en coupe transversale d'un pont réalisé à l'aide de modules de construction selon l'invention.
En se reportant au dessin, les figures 1 à 4 schématisent un module de construction 1 composé d'une seule pièce de bois massif, d'un seul tenant, obtenu par le procédé selon l'invention.
Ce procédé consiste tout d'abord à réaliser un passage 10 dans une pièce de bois préexistante 20 susceptible de subir des déformations lorsqu'elle est soumise à des charges; ces charges peuvent être de deux sortes :
- des charges permanentes telles que par exemple le poids propre de la pièce;
- des charges de service, telles que celles rencontrées dans le cas d'éléments porteurs soumis en particulier à des moments de flexion en travée comme ceux créés par le vent, la neige ou un séisme.
Ainsi, il peut s'agir d'un segment de tronc ou de branche non équarri et non écorcé comme illustré en figure
1, ou encore d'une pièce de bois équarrie se présentant sous la forme d'une poutre, ce qui est le cas des figures 2 à 4. Bien entendu, le segment de bois peut également être écorcé et non équarri.
Le passage 10 ménagé dans la pièce précitée consiste en un perçage dont la section est fermé et peut être circulaire mais également de toute autre forme. Bien entendu, les dimensions de ce perçage sont coordonnées à celles de l'élément de traction 30 qu'il est destiné à recevoir, afin de permettre son introduction facilement. On peut également prévoir un perçage volontairement grand par rapport à l'élément de traction afin de pouvoir y faire passer des gaines ou des conduits notamment pour fluides ou fils divers que l'on souhaite dissimuler voire même pour utiliser directement ce perçage comme conduit (air puisé, fumée etc.) ou encore afin d'y loger une matière isolante. La forme et les dimensions du passage 10 varient selon la pièce 20 et l'utilisation du module de construction 1 obtenu à l'issue du procédé. Ainsi, selon le mode de réalisation décrit ici (figures 1 à 4) et dans le but d'exercer une précontrainte longitudinale dont la résultante soit dans le plan médian de la pièce 20, on réalise dans celle-ci un perçage longitudinal suivant l'axe central de la pièce 20, c'est-à-dire que l'axe du passage 20 coïncide avec la fibre neutre de la pièce de bois 20.
Cependant, dans d'autres cas, l'homme de métier peut choisir de réaliser un perçage selon une direction tranversale, voire oblique, comme c'est le cas de la variante de réalisation explicitée ci-après et illustrée par les figures 5 et 6. On peut aussi prévoir plusieurs passages selon les dimensions du module et la résistance souhaitée. Le procédé conforme à l'invention consiste ensuite à introduire dans le passage 10, au moins un élément de traction 30 dont la nature est choisie en fonction de la résistance que l'on souhaite atteindre. On emploie avantageusement un lien susceptible d'être enroulé sur une bobine. Dans le cas décrit, on a choisi un fil métallique de 5 à 6 mm de diamètre mais celui-ci peut être supérieur ou inférieur. L'homme de métier peut également choisir un câble, une tige ou une barre notamment en acier agissant d'une manière analogue à celle d'un tirant. On applique un effort longitudinal à l'élément de traction 30 afin qu'il transmette à la pièce 20 une contrainte permanente de compression.
L'important est que la contrainte transmise à la pièce 20 se situe très sensiblement dans son axe, à l'emplacement virtuel de la fibre neutre qui a physiquement disparu à l'occasion du percement du passage 10. Cela revient à dire que l'axe du passage 10 se trouve dans le plan médian de la pièce 20.
La longueur de ce lien est adaptée à celle du passage 10 et suffisante pour permettre son assujettisement, au moins à l'une de ses extrémités, à des organes de serrage.
Afin de pouvoir exercer l'effort de traction nécessaire, on prévoit à chaque extrémité du passage 10 des organes de serrage 40 qui peuvent être solidaires de la pièce 20. Ceux-ci sont avantageusement logés dans des encoches 50 pratiquées dans la pièce 20, afin qu'ils ne viennent pas en saillie du module de construction 1, comme illustré par la figure 1; cela pourrait en effet gêner l'assemblage ultérieur de plusieurs modules l lors de la construction.
Selon la variante représentée sur les figures 2 et 3, on introduit dans le passage 10 une tige d'acier 30 dont l'une des extrémités est immobilisée dans l'élément 20 et l'autre est assujettie à des organes de serrage. Les organes de serrage 40 choisis consistent en un ensemble vis-écrou dans lequel la tige 30 est solidarisée à la vis, mais tout autre moyen connu peut être envisagé.
D'autres organes de serrage sont d'ailleurs illustrés sur la figure 4. Celle-ci schématise qu'il peut y avoir un organe élastique tel qu'un ressort ou un "silent bloc" interposé entre l'élément de traction et l'ensemble vis-écrou servant au serrage devant appliquer la contrainte souhaitée. Selon cette figure 4, on voit que les organes de serrage comprennent un élément d'appui 41' maintenant à une distance prédéterminée du bord de la pièce 20 un ensemble vis-écrou 42' auquel est assujetti un ressort 43', la seconde extrémité de celui-ci étant reliée à la tige 30. On pourrait également envisager que le ressort 43' soit solidaire d'un bord de la pièce 20 et que les extrémités de la tige 30 soient reliées respectivement à ce ressort 43' et à l'ensemble vis-écrou 42". Quel que soit l'emplacement choisi, l'interposition d'un organe élastique peut avantageusement conférer des propriétés antisismiques aux constructions.
Enfin, on met en traction la tige 30 par simple vissage des organes de serrage 40 jusqu'à ce que la tension souhaitée soit atteinte, tension qui est reportée en contrainte de compression à la pièce 20, par les organes de serrage.
L'effort de traction est réglable selon les besoins par serrage ou desserrage des organes de serrage 40. Par suite, les modules de construction selon l'invention peuvent être stockés sous une certaine valeur de précontrainte puis, au moment de leur utilisation sur le chantier, cette valeur est ajustée afin d'être adaptée au mieux aux exigences de la construction.
De ce fait, la précontrainte est également réversible, de sorte que l'on peut, si on le souhaite, démonter les modules. On entend par réversible, non pas une action mutuelle de l'élément préexistant sur l'élément de traction et réciproquement mais une action pouvant être ajustée dans les deux sens et voire même annulée.
L'invention permet donc de fabriquer des modules de construction finis, individuels, de résistance nettement accrue; ils sont de plus stockables et utilisables comme des parpaings, des briques ou autres matériaux de construction.
Parallèlement à l'allégement de la pièce de bois, du fait de l'évidement pratiqué dans celle-ci, on améliore sa résistance mécanique d'une manière significative.
Les modules ainsi obtenus peuvent servir à tout type de construction et en particulier pour des structures architecturales. Dans ce cas, ils sont éventuellement munis d'un revêtement dans le but d'apporter une esthétique particulière à la construction.
Selon une variante de réalisation de 1»invention et en vue de fabriquer des structures destinées également à la construction, on juxtapose plusieurs modules, selon une disposition dans laquelle ils sont coplanaires, et dont l'un au moins est sous contrainte permanente.
Par analogie avec ce qui a été indiqué plus haut dans le cas d'un module composé d'une pièce 20 unique, les passages des modules mis en contact doivent être situés symétriquement par rapport au plan médian de l'ensemble, un cas particulier de symétrie étant celui où il y a plusieurs passages mais tous situés dans un seul et même plan, auquel cas ce plan doit être le plan médian du module considéré.
Les figures 5 et 6 illustrent un exemple d'une autre variante du procédé de 1'invention selon lequel on obtient un module de construction à précontrainte tranversale. Pour cela, on juxtapose latéralement trois pièces de bois oblongues 21,22,23 pour former un module de sous-ensemble en vue, par exemple, de construire un plancher ou une toiture; bien entendu, le module de sous- ensemble peut comprendre autant de pièces que désiré.
On ménage une série de passages transversaux 11 (un seul est visible sur le dessin) traversant de part en part ce module, et une seconde série de passages transversaux 12 (un seul est également visible sur le dessin), parallèle à la première, à une distance l'une de l'autre qui dépend évidemment des dimensions des pièces du module, mais symétriques par rapport au plan médian du 14
module tout entier car il faut que les contraintes de compression individuelles à chaque élément de traction aient une résultante située dans ce plan médian.
On prévoit également dans les pièces 21 et 23 des encoches 51 - 52 et 53 - 54 respectivement aux extrémités de chacun des passages 11 et 12.
On introduit alors dans chaque passage un fil métallique respectivement 31 et 32 que l'on assujettit à des organes de serrage respectivement 41 - 42 et 43 - 44 logés dans les encoches 51 - 52 et 53 - 54.
Comme dit plus haut, on pourrait également utiliser une tige d'acier immobilisée à une extrémité et assujettie par l'autre extrémité à des organes de serrage éventuellement logés dans une encoche s'il s'avère gênant qu'ils soient extérieurs au module.
Enfin, on exerce l'effort de traction pour obtenir un module de construction sous contrainte permanente transversale.
Bien entendu, selon ses besoins, l'homme de métier peut choisir de juxtaposer autant de pièces que nécessaire pour obtenir des modules de largeur variable. Le nombre de passages destinés à loger les éléments de traction est également variable notamment en fonction de la résistance souhaitée et de la grandeur du module. II est important de noter que, du fait du volume occupé par l'élément de traction 30 très inférieur au volume global d'un passage 10, on peut réaliser un module comprenant à la fois des passages longitudinaux et transversaux se croisant en certains points dans lesquels les éléments de traction peuvent également se croiser, sans obstacle, par passage de l'un dans l'espace libre laissé par l'autre. Il en est de même dans le cas de passages obliques.
A noter que cela n'est pas contradictoire avec la localisation voulue de la force de compression dans le plan médian du module car les éléments de traction qui se croisent trouvent automatiquement une position d'équilibre et ne remettent pas en cause, pour 1•essentiel, l'emplacement où se situe la résultante des forces.
Il existe, bien entendu, de nombreuses manières différentes de disposer les pièces 20 mises en contact. La figure 7 illustre l'une de celles-ci, dans laquelle une pièce oblongue 24 est placée perpendiculairement à deux pièces 25 et 26. On ménage un passage 13 traversant de part en part l'ensemble des trois pièces 24, 25 et 26 et on introduit dans ce passage 13 un élément de traction 33 assujetti à chacune de ses extrémités à des organes de serrage 45 et 46 qui sont, dans le cas choisi, extérieurs au module.
La figure 8 schématise une autre manière de juxtaposer les pièces 20; il s'agit ici d'un module selon l'invention comprenant deux pièces juxtaposées longitudinalement dont l'une 72 est oblique par rapport à l'autre 71. Des passages 75 et 76 sont ménagés respectivement dans les pièces 71 et 72 pour recevoir un élément de traction 79 commun aux deux pièces 71-72 et assujetti par chacune de ses extrémités à des organes de serrage 77-78 logés respectivement dans des encoches 73-74 comme décrit précédemment.
Pour réduire les frottements particuliers dus à l'élément de traction 79 dans la zone de l'angle de jonction des deux pièces 71 et 72, on prévoit dans cette zone, la présence d'un élément de protection destiné à être traversé par l'élément de traction 79.
Dans l'exemple représenté, l'élément de protection consiste en un coude 80 immobile dans les passages 75-76, dont les dimensions et l'angle sont adaptés auxdits passages 75-76. Ainsi, lorsque l'on applique la traction sur l'élément 79, celui-ci prend appui sur le coude 80, ce qui permet d'éviter l'usure de l'angle saillant au niveau de la jonction pouvant résulter de divers mouvements agissant sur le module. Cette forme de réalisation permet, en outre, d'exercer une contrainte plus puissante et donc d'obtenir une jonction tout à .fait correcte et une contrainte qui s'exerce bien dans le plan médian de chaque pièce. Les figures 9 et 10 illustrent l'utilisation d'un autre type d'élément de protection. D'une manière analogue à l'exemple précédent, le module comprend deux pièces 81 et 82 juxtaposées obliquement et traversées pas des passages repectivement 85 et 86. Un élément de traction 89 commun aux deux pièces est introduit dans les passages 85 et 86 et assujetti par chacune de ses extrémités à des organes de serrage 87 et 88 logés respectivement dans des encoches 83 et 84. L'élément de protection représenté dans ce cas, consiste en un guide multicanaux 90 du type des "noeuds" utilisés dans les structures métalliques. Ce guide 90 comporte une pluralité de trous définissant des canaux 91 sensiblement radiaux et peut revêtir une forme sphérique (comme représentée) mais également à facettes ou autre. Il est placé sur un plan horizontal dans le passage 85. Comme on peut mieux le voir sur la figure 10, l'élément de traction 89 traverse le noeud 90 en entrant par un trou 91a, et en en sortant par un autre trou 91b. non diamétralement opposés l'un à l'autre. Par suite, l'élément de traction passe successivement dans deux canaux faisant l'un avec l'autre un angle (de 135° dans le cas représenté) .
Le guide 90 est immobile en translation mais susceptible de mouvements de pivotement de faibles amplitudes selon les flèches FI et F2, c'est-à-dire dans les trois dimensions. Ce guide 90 permet ainsi d'une part, de supprimer les frottements de l'élément de traction 89 sur l'angle de jonction des pièces et d'autre part, d'amortir les mouvements et/ou vibrations supportés par le module. II résulte également de ce mode de réalisation que les pièces 81 et 82 sont juxtaposées de manière certaine et ne peuvent pas bouger l'une par rapport à 1'autre.
L'obliquité est bien entendu adaptée à la structure que 1'on veut réaliser et ce que 1'on vient de décrire s'applique également à des éléments perpendiculaires. Il faut que les passages communiquent pour que 1'élément de traction s'étende de façon continue d'un passage à l'autre.
Selon une autre variante de 1'invention, on peut juxtaposer perpendiculairement plusieurs pièces oblongues 27, 28 et 29 entre deux autres pièces 61 et 62, comme cela est illustré sur la figure 11.
Dans ce cas, on prévoit des encoches 57 et 58 dans les pièces verticales 61 et 62, à l'opposé l'une de l'autre, c'est-à-dire par exemple dans la zone supérieure de la pièce 61 et dans la zone inférieure de la pièce 62, chaque encoche logeant des organes de serrage respectivement 47 et 48.
On prévoit par ailleurs, plusieurs passages 14,
15 et 16 dans les pièces centrales 27, 28 et 29 suivant l'axe longitudinal de chacune d'elles, les passages 14 et
16 se prolongeant dans les pièces perpendiculaires 61 et 62. On fait ensuite passer un élément de traction 34 successivement dans les passages 14, 15 et 16, ses deux extrémités étant assujetties respectivement aux organes de serrage 47 et 48.
On exerce alors une traction entre les deux extrémités opposées de l'élément de traction 34 parcourant successivement les passages 14, 15 et 16.
Comme précisé dans la variante précédente, le nombre de pièces centrales, le nombre de pièces perpendiculaires ainsi que le nombre de passages réalisés sont variables et déterminés par les nécessités concrètes de réalisation.
De même, l'élément de traction peut être immobilisé à l'une de ses extrémités et assujetti à des organes de serrage de tout type connu à l'autre extrémité.
On peut également prévoir un élément de protection 80 ou 90 tel que précité, à chaque angle entre les passages 14, 15 et 16. Les modules de construction obtenus par la mise en oeuvre du procédé de 1'invention et notamment selon les diverses variantes exposées précédemment, qu'il s'agisse de modules dits simples obtenus à partir d'une pièce unique d'un seul tenant ou de modules plus importants composés de plusieurs pièces mises en contact, peuvent être munis d'organes d'assemblage transversaux permettant de les unir latéralement les uns aux autres pour obtenir, par exemple, un pan de mur. D'une manière similaire, on peut prévoir des organes d'assemblage longitudinaux permettant d'unir verticalement plusieurs éléments de construction. On peut choisir dans les deux cas un assemblage par tenons et mortaises ou tout autre moyen connu.
L'invention peut également trouver une application intéressante dans la réalisation de constructions antisismiques.
Dans cet objectif, on prévoit la présence d'organes permettant d'amortir les mouvements et/ou vibrations que peuvent être amenés à supporter les modules en particulier lors d'un séisme. Ces organes consistent en des guides multicanaux
90 similaires à ceux décrits précédemment pour éliminer les frottements.
Divers positionnements peuvent être envisagés pour ces guides multicanaux mais, dans tous les cas, ils sont pratiquement immobiles en translation et susceptibles de pivotements de faible amplitude dans les trois dimensions. En outre, ils sont traversés par un ou plusieurs éléments de traction chacun passant, d'une manière générale, par des trous non diamétralement opposés. La figure 12 illustre un exemple d'application de l'invention et représente un élément constitutif d'un pont. Selon cet exemple, une structure en U comprenant une âme horizontale inférieure et deux branches verticales est obtenue en juxtaposant perpendiculairement une pièce 110 (ou un module formé de plusieurs pièces juxtaposées longitudinalement) entre deux pièces 112 et 113 (ou modules formés de plusieurs pièces superposées longitudinalement) sur un plateau-support 114 pour former la base du pont.
On ménage dans chacuns des pièces (ou modules) consituant les branches 112-113 et l'âme 110, un passage longitudinal respectivement 118-119 et 120, le passage 120 communiquant avec les passages 118-119 par des ouvertures latérales respectivement 118a. et 119a..
On place un guide multicanaux respectivement 116 et 117 à chaque intersection des passages 118 et 119 avec le passage 120 ménagés dans les éléments 112, 113 et 110. On prévoit des moyens d'amarrage pour la structure comprenant, pour le guide multicanaux 116, un élément de traction et de maintien 122 assujetti par une de ses extrémités à des organes de serrage 124 situés en regard d'une ouverture latérale 118b alignée avec l'ouverure 118a. et par son autre extrémité à des organes d'ancrage au sol 126; les moyens d'amarrage pour le guide multicanaux 117 sont analogues : un élément de traction et de maintien 123 est assujetti par l'une de ses extrémités à des organes de serrage 125 situés en regard d'une ouverture latérale 119b. alignée avec l'ouverture 119a.,_et par son autre extrémité à des organes d'ancrage au sol 127, les organes de serrage et d'ancrage étant, dans les deux cas, de tout type connu. On peut remarquer ici que contrairement à 1'exemple de la figure 9, les guides 116 ne sont pas placés sur un plan horizontal mais sont maintenus dans leur position grâce à la présence des éléments de traction et de maintien 122 et 123.
Le plateau-support 114 repose sur des guides multicanaux 138 et 139 de même nature que ceux précités, les organes d'ancrage au sol 126 et 127 étant situés en dessous. Aussi, à la sortie du guide multicanaux 116, l'élément de traction 122 traverse le plateau-support 114 par un passage 128 ménagé dans le prolongement du passage 118, puis le guide 138 et est amarré au sol; d'une manière analogue, à la sortie du guide 117, l'élément de traction 123 traverse le plateau-support 114 par un passage 129 ménagé dans le prolongement du passage 119, puis le guide 139 et est amarré au sol.
Les guides 138 et 139 sont également susceptibles de pivotements de faible amplitude respectivement selon les flèche F3 et F4.
Les éléments de traction 122 et 123 peuvent traverser respectivement les guides 138 et 139 par des trous diamétralement opposés mais cela présente peu d'intérêt pour le but de construction antisismique recherché. En effet, il est préférable de prévoir la sortie de l'élément de traction 122 par un canal 138b. faisant un angle ό" avec le canal d'entrée 138a, l'angle δ étant calculé en fonction de données géographiques locales et notamment, peut prendre en compte les risques sismiques (statistiques antisismiques, fréquence, amplitude selon 1•échelle de Richter etc. ) . D'une manière analogue, on prévoit la sortie de l'élément de traction 123 par un canal 139b. faisant un angle ό*' avec le canal d'entrée 139a. Un autre élément de traction 130, commun à toutes les pièces (ou modules) 110, 112 et 113, traverse les passages 118, 119 et 120 ainsi que les guides 116 et 117 et, d'une manière similaire, deux autres guides multicanaux 132 et 133 situés aux sommets des branches 112 et 113. Enfin, selon cette forme de réalisation de pont, les voitures peuvent circuler sur un tablier 134 parallèle à la pièce (ou module) 110 et placé au dessus de celle-ci. Ceτtablier 134 est composé de modules de construction sous contrainte selon l'invention et on prévoit des éléments amortisseurs 136 et 137 de nature élastique interposés entre le tablier 134 et les éléments 112 et 113. De par leur mode d'assemblage particulier, le tablier 134, l'âme 110 et les branches 112-113 forment une structure en parallélogramme capable de supporter et d'amortir des mouvements relatifs des pièces (ou modules) les unes par rapport aux autres.
Le principe de base de la structure particulière que l'on vient de décrire est tout-à-fait applicable à d'autres constructions notamment architecturales telles que des maisons dites "antisimiques". Dans ce cas, on reproduit une ou plusieurs structures du type désigné globalement par "A" sur la figure 12, sachant que l'élément de traction 130 peut être assujetti à des organes de serrage ou d'ancrage, d'une part au niveau de la toiture et, d'autre part au niveau d'un bord de la structure.
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Claims

REVENDICATIONS
1- Procédé de fabrication de modules précontraints pour la construction d'ouvrages, du type selon lequel on prend au moins une pièce de bois d'un seul tenant, on ménage au moins un passage dans ladite pièce, on introduit au moins un élément de traction dans ce passage, on assujettit au moins une extrémité dudit élément de traction à des organes de serrage, on appuie ces organes de serrage sur une zone extérieure du module et l'on exerce sur l'élément de traction, et selon son axe longitudinal, un effort de traction qui est reporté sur le module par les organes de serrage, caractérisé en ce que chaque passage est formé par un perçage rectiligne qui traverse la pièce de bois de part en part selon un axe qui est soit dans le même plan que la fibre neutre de chaque pièce de bois lorsque l'on forme un seul niveau de passage, soit dans des plans symétriques à celui de ladite fibre neutre lorsque l'on forme plusieurs niveaux de passages afin d'exercer une contrainte permanente et de préférence réglable et/ou réversible dont la résultante s'exerce dans le plan virtuel médian du module, c'est-à-dire soit de la pièce de bois individuelle, soit de l'ensemble des pièces de bois mises en contact.
2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose de manière coplanaire au moins deux pièces de bois (21-22-23, 24-25-26, 27-28-29-61-62, 71-72, 81-82, 110-112-113) et que l'on ménage au moins un passage transversal (10) dans chacune des pièces (21-22-23), puis que l'on introduit au moins un élément de traction (30) commun auxdites pièces, successivement dans les passages transversaux allant d'un côté à l'autre du module formé par 1'ensemble des pièces.
3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on juxtapose de manière coplanaire plusieurs modules dont l'un au moins est sous contrainte permanente.
4- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on juxtapose perpendiculairement au moins deux pièces de bois coplanaires (27-28-29) entre au moins deux autres pièces de bois également coplanaires (61-62), en ce que l'on ménage au moins deux passages transversaux (14-15- 16) dont l'un au moins traverse la pièce transversale supérieure (27) et l'autre la pièce tranversale inférieure (29), en ce que l'élément de traction (34) traverse successivement les passages (14-15-16), en ce que l'on assujettit au moins une extrémité dudit élément de traction (34) à des organes de serrage (47-48) et en ce que l'on exerce un effort de traction sur ledit élément de traction (34) par ses extrémités situées respectivement à la partie supérieure de l'une des pièces externes (61) et à la partie inférieure de l'autre pièce externe (62), à l'aide desdits organes de serrage (47-48).
5- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, afin d'obtenir un module sensiblement en forme de U c'est-à-dire comportant deux branches verticales et une âme inférieure horizontale, on juxtapose au moins une pièce (110) devant former l'âme et au moins une pièce (112- 113) devant former chaque branche, on place une pièce (134) parallèle à l'âme (110) et au-dessus de celle-ci afin de constituer une structure en parallélogramme, on ménage des passages alignés (118, 119 et 120) traversant de part en part chaque branche (112-113) et longitudinalement l'âme (110), on établit une communication entre le passage longitudinal (120) de l'âme (110) et chacun des passages longitudinaux (118-119) des branches (112-113), on introduit au moins un élément de traction (130) pour qu'il s'étende, selon un parcours fermé sur lui-même, dans lesdits passages (118-119 et 120) ainsi que d'un sommet d'une branche (112-113) à l'autre, lesquels sommets sont situés à un niveau supérieur à la pièce (134) parallèle à l'âme (110) et on exerce un effort de traction sur ledit élément de traction (130) afin de soumettre le module à une contrainte permanente.
6- Module précontraint pour la construction d'ouvrages, du type comprenant au moins une pièce de bois d'un seul tenant, munie d'au moins un passage dans lequel s'étend au moins un élément de traction dont au moins une des extrémités est assujettie à des organes de serrage en appui sur une zone extérieure du module, caractérisé en ce qu'il présente soit au moins un passage situé à un seul et même niveau, soit plusieurs passages situés à des niveaux différents, chaque passage étant formé par un perçage rectiligne qui traverse la pièce de bois de part en part selon un axe qui est soit dans le plan médian du module, soit dans des plans symétriques audit plan médian, que le module soit formé d'une seule pièce ou de plusieurs pièces en contact.
7- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une seule pièce de bois présentant un seul perçage rectiligne qui est longitudinal et coaxial à la pièce de bois.
8- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux pièces de bois (21-22- 23, 24-25-26, 61-62, 112-113) disposées de manière coplanaire et possédant chacune au moins un passage transversal (11-12, 13, 118a-H8_b et 119a-119b.) logeant au moins un élément de traction (31-32, 120-122-123) commun auxdites pièces.
9- Module selon la revendication 8, caractérisé en ce que certaines au moins des pièces disposées de manière coplanaire (21-22-23, 24-25-26) sont placées les unes contre les autres. 10- Module selon la revendication 8, caractérisé en ce que certaines au moins des pièces disposées de manière coplanaire (61-62, 112-113) sont espacées l'une de l'autre et entretoisées par au moins une pièce (27-28-29, 110-134) qui leur est perpendiculaire, un élément de traction (34, 130) reliant au moins deux pièces coplanaires (61 et 62, 112 et 113) et traversant longitudinalement au moins une pièce (27-28-29, 110, 134) qui leur est perpendiculaire.
11- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément de traction (30) est immobilisé à l'une de ses extrémités et est assujetti à des organes de serrage (40) à l'autre extrémité.
12- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque extrémité de l'élément de traction (30, 31-32, 33, 34, 79, 89) est assujettie à des organes de serrage (40, 41-42, 43-44, 45-46, 47-48, 77-78, 87-88) tels que des ensembles vis-écrou.
13- Module selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les organes de serrage comprennent, notamment pour des constructions antisismiques, un élément d'appui (41') maintenant d'une part un organe de serrage (42') distant d'un bord du module et d'autre part, un organe élastique (43') interposé entre ledit organe (42') et une extrémité de l'élément de traction.
14- Module selon l'une quelconque des revendications il et 12, caractérisé en ce que les organes de serrage comprennent, notamment pour des constructions antisismiques, un élément d'appui maintenant un organe de serrage distant d'un bord du module auquel est reliée une extrémité de 1'élément de traction, 1'autre extrémité dudit élément de traction étant assujettie à un organe élastique solidaire dudit module. 15- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de construction est muni d'organes d'assemblage transversau .
16- Module selon la revendication 15, caractérisé en ce que les organes d'assemblage transversaux consistent en des tenons et mortaises disposés latéralement.
17- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de construction est muni d'organes d'assemblage longitudinaux.
18- Module selon la revendication 17, caractérisé en ce que les organes d'assemblage longitudinaux consistent en des tenons et mortaises disposés aux extrémités du module.
19- Module selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux pièces (71-72, 81-82) juxtaposées obliquement, un élément de protection (80, 90) traversé par au moins un élément de traction (79, 89) étant disposé dans la zone de l'angle de jonction desdites pièces (71-72, 81-82) afin de supprimer, dans ladite zone, les frottements entre l'élément de traction (79-89) et le passage (75-76, 85-86) desdites pièces juxtaposées (71-72, 81-82).
20- Module selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément de protection consiste en un coude (80) immobile et dont l'angle est adapté à celui des passages (75-76) des pièces juxtaposées (71-72) dans lesquelles il est placé.
21- Module selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément de protection consiste en un guide multicanaux (90), de forme substantiellement sphérique et susceptible de pivotements de faible amplitude.
22- Module selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'un élément de traction (89) traverse le guide multicanaux (90) par des canaux (91a-91b.) non alignés dudit guide (90) . 23- Module selon la revendication 6, carctérisé en ce qu'il comprend :
- une âme (110) et deux branches (112-113) coplanaires disposées en forme de U et constituées chacune par au moins une pièce de bois traversée de part en part par un passage longitudinal (118, 119, 120), le passage longitudinal (120) de l'âme (110) communiquant avec chacun des passages longitudinaux (118-119) des branches (112 et 113), - une pièce (134) parallèle à ladite âme (110) et placée au-dessus de celle-ci afin de former une structure en parallélogramme,
- et au moins un élément de traction (130) qui s'étend, selon un parcours fermé, dans lesdits passages (118-119-120) ainsi que d'un sommet d'une branche (112) à l'autre (113), au-dessus de la pièce (134) parallèle à l'âme (110).
24- Module selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend un plateau-support (114) recevant l'âme horizontale (110), les branches verticales (112-113) et la pièce (134) parallèle à l'âme (110), ledit plateau- support (114) étant placé sur au moins un guide multicanaux (138-139) traversé par au moins un élément de traction (122-123) relié à des organes d'ancrage (126-127). 25- Module selon la revendication 23, caractérisé en ce que chaque sommet des branches (112-113) reçoit au moins un guide multicanaux (132-133) traversé par l'élément de traction (130).
26- Module selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément amortisseur (137) de nature élastique interposé entre la pièce (134) parallèle à l'âme (110) et les branches (112-113) dudit module.
27- Module selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un guide multicanaux (116-
117) placé à l'intersection du passage longitudinal (120) de l'âme (110) et des passages longitudinaux (118, 119) des branches (112, 113), ledit guide (116-117) étant traversé selon des parcours distincts, d'une part par l'élément de traction (130) à parcours fermé sur lui-même et d'autre part, par un élément de traction de maintien (122-123) qui est relié aux organes d'ancrage (126-127) et qui traverse le guide (138-139) placé sous le plateau-support (114).
28- Module selon la revendication 27, caractérisé en ce que l'élément de traction de maintien (122-123) traverse le guide multicanaux (138-139) placé sous le plateau-support (114) , selon un parcours angulaire, par des canaux (138a-138b dudit guide multicanaux (138-139) faisant entre eux un angle (S) différent de 180°.
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