"Système de gros oeuyre pour la construction de bâtiments notamment des maisons individuelles".
La présente invention concerne un système de gros oeuvre pour la construction de bâtiments notamment de maisons individuelles.
On connaît déjà de tels systèmes de gros oeuvre, comprenant :
un assemblage de base constitué d'une pluralité d'éléments modulaires de chaînage en béton formant le périmètre de base du mur extérieur de la maison, destinés à être ancrés dans les fondations par des poteaux en béton armé et reliés entre eux par des armatures de chaînage horizontales,
une structure porteuse constituée de poteaux métalliques montés sur les éléments de chaînage précités et fixés sur les extrémités supérieures de crosses métalliques qui sont noyées dans le corps généralement trapézoïdal en coupe transversal de ces éléments,
un bardage externe en béton formant le mur périphérique externe de la maison, porté par la structure précitée et constitué d'une pluralité de panneaux ou d'encadements de baies modulaires.
Toutefois, ces systèmes connus sont généralement très lourds à manipuler et nécessitent l'utilisation de moyens de levage également très lourds, ce qui complique et allonge la durée de montage de la charpente.
On a également proposé d'utiliser des éléments en béton léger, mais son coût est bien supérieur à celui du béton lourd.
En outre, de tels systèmes de construction sont peu résistants aux secousses sismiques et ne répondent pas aux normes parasismiques en vigueur.
O 97/26418 2 PC17FR97/00077
La présente invention a donc pour but d'éliminer les inconvénients précités et de proposer un système de gros oeuvre parasismique ayant un poids limité et qui soit simple et rapide à monter.
A cet effet, la présente invention a pour objet un système de gros oeuvre pour la construction de bâtiments notamment des maisons individuelles, comportant :
un assemblage de base constitué d'une pluralité d'éléments modulaires de chaînage en béton formant le périmètre de base du mur extérieur de la maison, destinés à être ancrés dans les fondations par des poteaux en béton armé et reliés entre eux par des armatures de chaînage horizontales,
une structure porteuse constituée de poteaux métalliques qui sont destinés à être montés sur les éléments de chaînage précités et fixés sur les extrémités supérieures de crosses métalliques montées dans ces éléments,
caractérisé en ce que :
un logement continu ouvert vers l'intérieur s'étend sur toute la longueur des éléments de chaînage pour recevoir les armatures de chaînage horizontales qui forment une chaîne ininterrompue sur toute la périphérie de la base,
les crosses précitées sont suspendues à leur extrémité supérieure par un rebord qui fait saillie des éléments de chaînage vers l'intérieur, de façon que leur extrémité opposée recourbée soit localisée dans le logement continu précité,
les armatures des poteaux d'ancrage précités s'étendent sensiblement verticalement à partir des fondations et s'incurvent en traversant les éléments de chaînage pour s'étendre sensiblement horizontalement dans le logement continu précité, de préférence au-dessus des extrémités recourbées des crosses,
l'ensemble des crosses, des armatures de chaînage horizontales et des armatures des poteaux d'ancrage étant destinées à être noyées dans une dalle de béton coulée sur place dans le logement continu précité pour assurer une liaison intime entre elles et permettre la continuité et la transmission des efforts exercés sur la maison aux fondations, ce qui rend le système parasismique.
En raison de la présence du logement continu sur toute la longueur des éléments de chaînage, le corps de ces derniers présente une forme sensiblement en L ou C en coupe transversale, ce qui réduit notablement leur poids.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les armatures de chaînage horizontales sont constituées de plusieurs barres horizontales, par exemple quatre barres agencées en parallélogramme, et de plusieurs cadres métalliques transversaux reliant les barres entre elles, agencés de préférence à intervalles réguliers, et confinés à l'intérieur du logement continu précité.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les crosses, les poteaux d'ancrage et les poteaux métalliques de la structure externe sont sensiblement alignés dans une direction verticale.
Dans une variante de réalisation, le rebord précité peut être constitué d'une pluralité de portions saillantes espacées les unes des autres sur le bord supérieur interne des éléments de chaînage, de façon que deux crosses au moins soient suspendues par chaque portion saillante.
Dans ce cas, on peut prévoir que l'armature d'un poteau d'ancrage comporte au moins deux barres qui s'étendent verticalement à partir des fondations entre les crosses d'une même portion saillante et s'incurvent horizontalement dans le logement continu respectivement en sens opposés.
On peut prévoir en variante que le rebord précité soit constitué d'un gabarit de pose provisoire pour retenir les
crosses avant la coulée du béton dans le logement continu précité.
L'invention vise également un système de gros oeuvre comportant un bardage externe en béton armé formant les murs périphériques externes de la maison, qui est porté par la structure porteuse précitée et constitué d'une pluralité de panneaux ou d'encadrement de baies modulaires.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les panneaux précités sont des dalles minces en béton renforcées sur leur face interne par un réseau de nervures entrecroisées qui sont armées par des barres métalliques, par exemple en acier.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les poteaux métalliques précités de la structure porteuse sont montés sur les éléments de chaînage par l'intermédiaire d'une platine de pied de poteau dont une portion est légèrement en porte-à-faux vers l'extérieur pour venir s'insérer dans une encoche de positionnement ménagée sur la face interne d'un panneau de départ et servir éventuellement aussi de point d'appui pour ce panneau.
On peut également prévoir une encoche et un rebord associé respectivement sur toute la longueur de l'une des tranches supérieure et inférieure de chaque panneau pour ménager un espace de réception d'un joint d'étanchéité à l'eau entre deux panneaux horizontalement adjacents ou entre un panneau de départ et un élément de chaînage sous-jacent.
Selon une autre caractéristique, une encoche est pratiquée sur toute la hauteur des tranches latérales de chaque panneau ou encadrement pour ménager un espace intercalaire de décompression entre deux panneaux verticalement adjacents.
Dans ce cas, on peut coller sur toute la hauteur de l'aile externe d'un poteau métallique en I une bande auto-adhésive en mousse imprégnée, destinée à être comprimée lors du
serrage des panneaux ou des encadrements contre les poteaux, pour éviter la fissuration de ces panneaux ou encadrements en béton et assurer l'étanchéité à l'air au niveau de l'espace de décompression précité.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on peut noyer dans panneaux ou encadrements précités des douilles de fixation qui sont ancrées sur leurs armatures internes pour résister à l'effort d'arrachement lors de la fixation de ces panneaux ou encadrements sur la structure porteuse.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue schématique de dessus de la charpente d'une maison individuelle.
La figure 2 est une vue schématique et en élévation latérale du bardage externe en développé de la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective, côté interne, d'un élément de chaînage courant du système conforme à l'invention.
La figure 4 est une vue analogue à la figure 3, montrant les différentes armatures associées à l'élément de chaînage.
La figure 5 est une vue analogue à la figure 4, mais représentant un élément de chaînage d'angle sortant.
La figure 6 est une vue de dessus de la figure 5, sans les armatures.
o
La figure 7 est une vue analogue à la figure 4, mais représentant un élément de chaînage d'angle rentrant.
La figure 8 est une vue en coupe transversale de l'élément de chaînage de la figure 3, suivant la ligne VIII-VIII, dans son état monté final.
La figure 9 est une vue schématique analogue à la figure 8, montrant un bardage externe porté par un poteau qui est monté sur l'élément de chaînage.
La figure 10 est une vue partielle et en coupe transversale de la figure 9, suivant la flèche X.
La figure 11 est une vue d'un détail indiqué par la flèche XI sur la figure 10.
La figure 12 est une vue partielle et en perspective de la figure 9, suivant la flèche XII.
La figure 13 est une vue partielle et en perspective de la figure 9, suivant la flèche XIII, avant fixation du panneau sur la structure porteuse.
Les figures 14 à 16 sont des vues partielles et en perspective de la face interne respectivement d'un panneau courant, d'un panneau de départ et d'un encadrement de baie.
Selon l'exemple de réalisation représenté sur les dessins, le système de gros oeuvre de l'invention comporte une charpente externe 1 pour la construction d'une maison individuelle.
Cette charpente externe 1 comporte une base 2 constituée d'une pluralité d'éléments de chaînage en béton 3, 103 formant le périmètre de base de la maison, et 4 murs extérieurs 4 constitués d'une pluralité de poteaux métalliques verticaux 5 formant la structure porteuse et
d'une pluralité de panneaux 6 et d'encadrements de baie 7 portés par ladite structure.
On voit également sur la figure 1 les fermes transversales et longitudinales 8 de la charpente.
On va maintenant décrire plus spécifiquement les éléments de chaînage parasismique 3 en référence aux figures 3 et 4.
Les figures 3 et 4 montrent un élément de chaînage longitudinal ou courant 3, en forme générale d'équerre en section transversale verticale qui est constitué d'un socle horizontal longitudinal 9 se prolongeant à angle droit sur son bord longitudinal extérieur par une paroi verticale longitudinale 10.
La paroi verticale 10 peut être coulée en une seule pièce avec le socle 9 ou encastrée dans celui-ci.
Des ouvertures 11 traversent verticalement le socle 9 pour permettre le passage d'armatures d'ancrage représentées en 12 par des traits interrompus sur la figure 4.
La paroi verticale 10 comporte sur la partie supérieure de sa face externe un épaulement rentrant 13 qui s'étend sur toute la longueur de l'élément 3 pour permettre l'évacuation de l'eau de condensation qui se forme à la base du mur de la maison.
Un rebord formé d'une ou plusieurs portions saillantes formant languette 14 s'étend horizontalement en porte-à- faux vers l'intérieur à partir du bord supérieur de la paroi verticale 10.
On voit sur les figures 3 et 4 que l'élément de chaînage parasismique 3 comporte deux languettes 14 espacées l'une de l'autre sur la périphérie interne de la paroi 10.
Une ou plusieurs crosses 15, par exemple deux crosses (voir figure 4), peuvent être suspendues à leur extrémité 15a supérieure par chaque languette 14.
On a représenté sur les figures 3, 4 et 7 les traits d'axe 15a des extrémités supérieures des crosses 15.
Un logement continu représenté sur la figure 3 par son axe L s'étend sur toute la longueur de chaque élément de chaînage 3 de manière à être ouvert vers l'intérieur et délimité par la face supérieure de la semelle 9, la face interne de la paroi 10 et la face inférieure des languettes 14.
Les crosses 15 sont aménagées de façon que leur extrémité libre recourbée, opposée à leur extrémité supérieure, soit suspendue dans ce logement continu L.
Une encoche verticale 16 est pratiquée dans la face interne de la paroi 10 au droit de chaque languette 14 pour faciliter le passage des crosses 15 et leur enrobage par du béton coulé in situ 17 (voir figure 8) .
Le logement continu L reçoit les armatures de chaînage horizontales qui s'étendent sur toute la périphérie interne de la base de la maison pour former une chaîne ininterrompue reliant les différents éléments de chaînage 3 ensemble.
On voit sur la figure 4 que les armatures de chaînage horizontales sont constituées d'une ou plusieurs barres horizontales 18, par exemple quatre barres qui sont disposées en parallélogramme, et d'une pluralité de cadres métalliques transversaux 19 qui sont fixés sur les barres de préférence à intervalles réguliers et circonscrits dans le logement continu précité L.
Les armatures d'ancrage 12 sont destinées à ancrer les éléments de chaînage 3 dans les fondations F, en traversant
une semelle continue de fondation ou une maçonnerie en béton 20 (voir figure 8).
En revenant à la figure 4, on voit que les armatures d'ancrage 12 peuvent être constituées de deux barres qui s'étendent sensiblement verticalement à partir des fondations et s'incurvent après avoir traversé le socle 9 d'un élément de chaînage 3 pour s'étendre sensiblement horizontalement dans le logement continu L respectivement en sens opposés, en passant au-dessus des extrémités recourbées des crosses 15.
Ainsi lorsque les crosses 15, les armatures de chaînage horizontales 18, 19 et les armatures d'ancrage 12 sont noyées dans la dalle de béton 17 coulée sur place dans le logement L, l'ensemble forme une liaison intime permettant la continuité et la transmission des efforts exercés sur la maison aux fondations, ce qui permet de résister aux secousses sismiques.
On peut prévoir, comme mieux représenté sur les figures 4 et 8 que l'extrémité recourbée de chaque crosse 15 vienne s'accrocher sur l'une des barres horizontales 18 des armatures de chaînage.
En se reportant maintenant aux figures 5 et 6, on voit un autre élément de chaînage 103 en forme d'angle sortant.
L'élément d'angle sortant 103 diffère de l'élément d'angle courant 3 par le fait que la paroi verticale 110 et le socle 109 se composent de deux portions orientées dans une direction différente, par exemple à angle droit.
De manière analogue à la figure 3, la paroi verticale 110 comporte à la partie supérieure de sa face externe un épaulement rentrant 113 pour l'évacuation de l'eau de condensation.
Une seule ouverture 111 est prévue ici au sommet de la partie d'angle du socle 109 pour le passage des armatures d'ancrage 12 (voir figure 5).
Les crosses dont l'extrémité supérieure 15a est visible sur la figure 6 sont suspendues ici par un gabarit de pose 114 formant le rebord précité pour retenir de manière provisoire les crosses 15 avant la coulée du béton 17. Mais, on pourrait aussi prévoir à la place du gabarit 114, une languette analogue à la figure 3.
Sur la figure 7, est représenté encore un autre élément de chaînage 203 à angle rentrant.
La paroi verticale 210 et le socle 209 sont également ici en deux portions orientées dans des directions différentes, par exemple à angle droit, et une ouverture 211 est également pratiquée dans la partie d'angle du socle 209 pour le passage des armatures d'ancrage.
Le rebord pour suspendre les crosses 15 est formé ici d'une portion saillante angulaire 214 qui peut être traversée par cinq crosses par exemple.
Dans les éléments d'angle sortant 103 et rentrant 203, le logement continu L s'étend horizontalement sur toute leur périphérie interne en suivant l'angle défini par ces éléments (voir figure 6) .
On voit sur la figure 8 qu'un blocage 21 est posé sur le sol S au contact de la périphérie interne du socle 9 pour former un arrêt périphérique interne pour la dalle en béton 17.
La forme particulière en L, ou en C au niveau des languettes 14, des éléments de chaînage, permet de nettement réduire leur poids et de couler la dalle en béton 17 sans utiliser de coffrage et de réaliser cette dalle en béton 17 avec une surface supérieure parfaitement
horizontale sans utiliser des chapes de finition ou en limitant leur usage.
On voit plus clairement sur les figures 8 et 9 que les extrémités supérieures 15a des crosses 15 font légèrement saillie de la face supérieure des languettes 14 pour permettre la fixation des poteaux métalliques 5 de la structure porteuse.
En se reportant plus particulièrement aux figures 9 et 13, on voit que les poteaux métalliques 5 sont fixés sur les éléments de chaînage 3 par l'intermédiaire d'une platine de pied de poteau 22 qui est traversée par les extrémités supérieures 15a des crosses 15, laquelle platine 22 fait légèrement saillie vers l'extérieur de la paroi verticale 10 pour venir s'encastrer dans une encoche de positionnement 23 ménagée sur la face interne d'un panneau 6 dit de départ.
Cette encoche 23 peut servir à la fois au positionnement rapide des panneaux de départ 6 et de point d'appui pour ces derniers.
Les poteaux métalliques 5 ont une forme générale en I en section horizontale et leur aile externe 5a qui s'étend sur toute la hauteur des poteaux dans un plan parallèle aux panneaux 6 sert à la fixation de ces derniers sur la structure porteuse.
On voit sur les figures 10 à 13 qu'une bande auto-collante en mousse imprégnée 24 est collée sur toute la face externe de l'aile 5a et est destinée à être comprimée lors du serrage des panneaux 6 contre le poteau métallique 5, ce qui évite d'engendrer des contraintes en fissuration des panneaux en béton et assure l'étanchéité à l'air au niveau de l'espace intercalaire 25 entre deux panneaux verticalement adjacents 6.
On voit sur les figures 10 à 12 que des douilles 26 sont ancrées sur la face interne des panneaux 6, dans lesquelles
sont vissées des vis 27. La tête de ces vis et la face interne des panneaux 6 prennent en sandwich des brides 28 à section étagée dont les extrémités opposées prennent appui sur la face interne de l'aile 5a précitée des poteaux 5.
On voit ainsi que par serrage des vis 27 dans les douilles 26, on comprime par l'intermédiaire des brides 28 l'aile 5a et donc la bande auto-collante 24 contre la face interne des panneaux 6.
En se reportant plus particulièrement à la figure 12, on voit que quatre panneaux 6 peuvent être fixés au niveau de leur coins adjacents sur un poteau 5, en utilisant par exemple une éclisse 29 percée de quatre trous 29a pour le passage des vis 27, laquelle éclisse 29 est destinée à être intercalée entre le poteau 5 et les panneaux 6 pour faciliter le positionnement de ces derniers.
On va maintenant décrire plus particulièrement la structure des panneaux 6 et des encadrements de baie 7 en se référant aux figures 14 à 16.
Les panneaux 6 sont des dalles minces en béton renforcées sur leur face interne par un réseau de nervures entrecroisées et armées par des barres métalliques en acier 31 qui sont englobées de préférence le long des nervures 30 précitées.
Le réseau de nervures peut comporter des nervures s'étendant sur toute la périphérie du panneau 6, ainsi que des nervures intermédiaires s'étendant horizontalement et verticalement sur la face interne de ce dernier.
Les douilles 26 précitées sont noyées dans les panneaux 6 au niveau des nervures périphériques, de préférence à leurs quatre coins et sont ancrées sur les armatures en barre d'acier 31 pour résister à l'effort d'arrachement lors du serrage des panneaux 6 sur la structure porteuse.
On voit également que les nervures 30 sont évasées à partir de leur face interne vers le fond 6a du panneau 6 avec un angle de dépouille pour permettre le démoulage des dalles lors de la fabrication.
L'encoche 23 précitée est formée dans les coins inférieurs d'un panneau de départ 6 (voir figure 15) au niveau des nervures périphériques.
Les dalles 6 comportent en outre une encoche 32 qui est pratiquée sur toute la hauteur de leurs tranches latérales pour ménager l'espace intercalaire de décompression 25 précité entre deux panneaux verticalement adjacents.
De manière analogue, l'encadrement 7 comporte une telle encoche 32 sur toute la hauteur des tranches latérales de ses montants 36.
Une encoche 33 et un rebord associé 34 sont prévus sur toute la longueur respectivement de l'une des tranches inférieure et supérieure de chaque panneau pour aménager un espace de réception d'un joint d'étanchéité à l'eau 35 entre deux panneaux horizontalement adjacents ou entre un panneau de départ et l'élément de chaînage 3 sous-jacent (voir figure 9) .
La dalle 6 représentée sur la figure 15 est dite de départ car elle est destinée à être posée juste au-dessus des éléments de chaînage 3, alors que la dalle 6 représentée sur la figure 14 est dite courante car elle est destinée à être posée au-dessus des dalles de départ.
L'encadrement 7 représenté sur la figure 16 est destiné par exemple à recevoir des portes, des fenêtres ou des baies vitrées.
Les montants latéraux 36 et le linteau 37 de l'encadrement
7 ont une forme générale en L constituée d'une première portion qui s'étend dans un plan vertical pour rattraper le niveau d'empilement des dalles et d'une deuxième portion
perpendiculaire à la première qui est destinée à rattraper la différence entre la largeur du mur et l'épaisseur de la menuiserie.
La partie de seuil 38 de l'encadrement 7 a une forme générale plane et horizontale qui est destinée à rattraper la différence entre la largeur du mur et l'épaisseur de la menuiserie.
On voit en outre sur la figure 16 que les douilles de fixation 26 sont prévues dans les deux coins supérieurs de la portion verticale du linteau 37 et sur les portions verticales des montants 36.
L'ensemble des panneaux 6 et des encadrements 7 constitue le bardage externe de la charpente, sert de support pour des éléments architecturaux (non représentés) liés à la finition des façades, et assure l'étanchéité de la maison à la pénétration des bruits et une résistance suffisante aux facteurs externes climatiques ou humains.
La structure métallique porteuse précitée peut être bardée à l'intérieur par des panneaux en plaque de plâtre (non représentés) fixés aux poteaux par des pattes et des rails métalliques, et habillés avec des éléments résistants au feu de manière analogue aux systèmes traditionnels.
On comprendra que dans l'invention, les éléments de chaînage 3, les dalles 6 et les encadrements 7 sont modulaires, peuvent avoir des tailles et des formes différentes et peuvent être formés monoblocs ou en plusieurs pièces.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y ait nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre des revendications qui suivent.