Dispositif d'assemblage pour la réalisation d'armatures métalliques.
La présente invention concerne un dispositif d'assemblage pour la réalisation d'armatures métalliques, et plus particu¬ lièrement un profilé métallique adapté à l'assemblage de poutrelles utilisées dans la construction de parois d'isola- tion ou de structures portantes, notamment pour les plafonds de locaux d'habitation, commerciaux ou industriels.
On sait que les structures métalliques telles que les charpentes ou supports de faux plafonds présentent générale¬ ment une médiocre résistance au feu, et il est donc nécessaire de les protéger pour obtenir une sécurité satisfaisante. D'autre part, de telles structures peuvent aussi être utili¬ sées pour supporter des parois d'isolation phonique ou thermique, incorporées par exemple dans les planchers eu les plafonds. Les impératifs de l'isolation et de la sécurité ne sont pas cependant facilement compatibles avec les caractéris¬ tiques mécaniques des structures, et on a souvent recours a des dispositifs complexes de fixation sur les structures portantes, qui limitent en outre la qualité esthétique de la réalisation. Le modèle d'utilité DE-U-91.16436 décrit l'assemblage de profiles disposes symétriquement et relies deux a deux par a^ moins un élément plan présentant un bord ayant la forme d'une fourche a trois branches, dont la branche centrale est plus longue et susceptible de s'engager dans un alvéole ouvert a bords rentrants prévu dans chaque profile.
Un dispositif d'assemblage de profiles au moyen d'une agrafe métallique et d'une équerre ou d'une coulisse est décrit dans le brevet GB-A-2.029.492. Dans les dispositifs de ce type, il est nécessaire que les profiles possèdent au mojrs un alvéole ouvert.
Le brevet FR-A-2.705.708 décrit un dispositif d'isolatior phonique de bâtiment comprenant une poutre porteuse du type IPN dont l'aile de fixation est enveloppée par une bande isolante maintenue par un profile de fixation. Cependant le
montage et la mise en place de ces poutres se font de manière classique.
. La présente invention a pour objet un dispositif permet¬ tant l'assemblage de structures métalliques légères, en procu- rant à la fois une bonne sécurité contre le feu et une bonne isolation acoustique et/ou thermique. Les structures de ce type trouvent tout particulièrement leur application dans le domaine de la réalisation de parois telles que plafonds, cloisons, planchers hauts, doublages de bardages métalliques, et en particulier de plafonds d'isolation phonique et thermique, tant à la construction que lors d'opérations de rénovation de locaux existants. De plus, dans le cas de la rénovation et de l'isolation de plafonds de locaux existants, le dispositif de l'invention permet le recouvrement de surfaces de portée importante ou de formes non planes, sans requérir la présence de piliers ou supports intermédiaires.
Le dispositif d'assemblage de l'invention permet de réaliser des structures métalliques légères adaptées pour que l'on puisse y fixer aisément des panneaux et éléments d'isola- tion et/ou de décoration.
Le dispositif conforme à la présente invention comprend essentiellement deux profilés métalliques identiques, opposés et parallèles, reliés l'un à l'autre par au moins un élément central plan, chaque profilé comportant, de part et d'autrre de l'élément central plan, au moins un premier alvéole ouvert, s'ouvrant vers l'extérieur perpendiculairement au plan de l'élément central, et au moins un deuxième alvéole ouvert, chacun des alvéoles comportant un pli de bordure sur l'un des côtés de l'ouverture. De préférence, chaque profilé est symétrique par rapport au plan de l'élément central, et comporte ainsi deux alvéoles ouverts vers l'extérieur, perpendiculairement au plan de l'élément central, et deux alvéoles ouverts disposés de part et d'autre de ce plan, ceux du premier profilé faisant face à ceux du deuxième profilé.
De préférence, le deuxième alvéole ouvert s'ouvre parallèlement au plan de l'élément central, de telle sorte que
le deuxième alvéole du premier profile soit oriente face au deuxième alvéole du deuxième profile
Suivant une forme de réalisation, les deux profiles métalliques et l'élément central plan forment un seul élément homogène.
Suivant une autre forme de réalisation conforme à la présente invention, l'élément central plan est encastré dans au moins une feuillure prévue dans chacun des deux profiles métalliques . II peut être avantageux, conformément a l'invention, de prévoir que chaque profile comporte une double rangée d'al¬ véoles disposes symétriquement par rapport au plan moyen du profile, de manière à présenter au moins un alvéole ouvert oriente vers l'extérieur du chant du profile, c'est-a-dire dans une direction opposée a l'autre profile.
D'autre part, le dispositif peut être complète par un profile complémentaire, comprrenant une rangée d'alvéoles identiques a ceux du profilé de base, et susceptible de lui être rattache par un simple profile en U. Suivant encore une autre forme de réalisation conforme a l'invention, l'élément plan central comporte des plis de bordure sur chacun de ses bords longitudinaux, formant ainsi une poutre a section en H, chacun des deux profiles métalli¬ ques étant constitue de deux sous-elements identiques, dispo- ses en opposition, et venant se fixer sur chacun des plis de bordure de l'élément central.
Dans une variante simple de mise en oeuvre de l'invention adaptée aux structure nécessitant une certaine rigidité et une bonne résistance mécanique, l'élément central peut être constitué par un caisson creux.
Les deux profiles métalliques et l'élément central plan constituent le profile de base, et on peut réaliser des armatures métalliques légères en reliant les uns aux autres deux ou plusieurs profilés de base, au moyen d'éléments de liaison et d'agrafes métalliques.
Les alvéoles ouverts sont prévus pour recevoir les éléments de liaison constitues par des equerres ou des corniè¬ res maintenus en place au moyen d'agrafes métalliques flexi-
bles bloquées à l'intérieur des alvéoles et retenues par le pli de bordure de chaque alvéole. Les alvéoles ouverts peuvent aussi recevoir des accessoires maintenus en place par les mêmes agrafes métalliques. Ainsi, il est possible, confor- mément à l'invention, de fixer une coiffe de protection contre le feu sur ou sous le profilé de base.
Suivant une variante de réalisation conforme à l'inven¬ tion, il est possible d'assembler deux profilés de base, par assemblage orthogonal ou linéaire, pour former une armature. L'assemblage orthogonal est obtenu en utilisant des équerres dont une branche est introduite dans l'extrémité de l'alvéole extérieur d'un premier profilé, et l'autre branche dans l'alvéole extérieur d'un deuxième profilé, chaque branche étant bloquée dans les alvéoles par au moins une agrafe métallique. L'assemblage linéaire ou bout à bout de deux profilés de base peut se faire au moyen de coulisses, et de préférence deux coulisses insérées dans les alvéoles inté¬ rieurs, de part et d'autre de l'élément central. Le blocage des coulisses en position se fait également au moyen des mêmes agrafes métalliques.
Conformément à une variante de réalisation conforme à la présente invention, on peut réaliser un assemblage angulaire de deux profilés de base suivant un angle quelconque au moyen d'au moins deux compas, l'une des branches du compas étant insérée dans l'alvéole d'un premier profilé, l'autre branche dans l'alvéole d'un deuxième profilé. Ainsi, les deux compas n'étant pas coaxiaux, l'angle formé par les deux profilés est fixé dès- que les branches des compas sont bloquées dans les alvéoles et ne peuvent plus coulisser. Bien entendu, les profilés, coiffes de protection et pièces d'assemblage peuvent être disposés en position verticale pour réaliser des doublages de cloisons de sépara¬ tion de locaux ou de bardages métalliques.
Les caractéristiques et avantages de la présente inven- tion apparaîtront plus clairement dans la description ci-après relative à des exemples préférentiels de réalisation, en réfé¬ rence aux dessins annexés qui représentent :
Figure 1 : une vue en coupe d'un profilé de base selon l'invention, comportant deux éléments de profilé identiques reliés par un voile plan central.
Figure 2 : une vue en perspective de deux profilés formant des poutrelles assemblées perpendiculairement pour constituer une armature.
Figure 3 : une vue en coupe montrant l'application du profilé à la réalisation d'une armature légère protégée d'iso¬ lation. Figure 4 : une vue en coupe montrant la fixation de l'armature au moyen d'une lisse fixée à un mur porteur.
Figure 5 : une vue en coupe d'une variante de l'invention appliquée à une double isolation thermique et acoustique.
Figure 6 : une vue en perspective d'une autre variante de l'invention, comportant une articulation, adaptée aux surfaces à section polygonale.
Figure 7 : une vue en perspective montrant l'assemblage bout à bout de deux profilés au moyen de coulisses.
Figure 8 : une vue en coupe d'une autre variante compor- tant un profilé de base en plusieurs éléments.
Figure 9 : une vue en perspective montrant un dispositif identique à celui de la Figure 1, en combinaison avec un accessoire d'assemblage constitué par un profilé à forme simplifiée. Figure 10 : une vue en perspective d'une variante de profilé à caisson central, où deux profilés sont assemblés perpendiculairement.
Figure 11 : une variante du profilé de la Figure 1 comportant une double rangée d'alvéoles parallèles et symé- triques sur chaque rive.
Figure 12 : un exemple d'application de trois profilés suivant la Figure 11 pour former un assemblage orthogonal.
Figure 13 : un autre exemple d'application du profilé de la Figure 11, en combinaison avec un profilé complémentaire et un élément de raccordement.
Comme le montre la Figure 1, le dispositif conforme à la présente invention est constitué par un profilé de base comprenant deux éléments de profilés (1) et (!') identiques,
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disposés parallèlement et en opposition, reliés par un voile central (2) plan. Chacun des éléments de profilé (1) et (1') comprend deux alvéoles (3a) et (3b) ouverts vers l'extérieur, symétriques par rapport au plan (2), l'ouverture étant orien- tée perpendiculairement au plan (2), et l'alvéole comportant un pli de bordure, (4a) et (4b) respectivement, sur l'un des côtés de l'ouverture. La fonction de ce pli de bordure sera expliquée en détail plus loin.
Les éléments de profilé (1) et (1') comportent encore deux alvéoles intérieurs ouverts (5a) et (5b), dont les ouver¬ tures sont orientées deux à deux face à face. Ces alvéoles (5a) et (5b) comportent également un pli de bordure, (6a) et (6b) respectivement, sur l'un des côtés de l'ouverture.
L'assemblage des profilés est réalisé comme représenté sur la Figure 2, montrant deux profilés de base assemblés perpendiculairement au moyen d' équerres (7) maintenues dans la feuillure formée par les alvéoles (3) au moyen d'agrafes métalliques (8) en acier ressort. Comme le montre la Figure 2, l'équerre (7) est plaquée contre le côté de l'alvéole (3) ne comportant pas le pli de bordure, tandis que l'agrafe métalli¬ que (8) est retenue dans l'alvéole par le pli de bordure (4) .
La rigidité de l'ensemble est assurée par un gousset de triangulation (9) logé dans la deuxième feuillure formée par les alvéoles extérieurs (3') du deuxième élément de profilé (1') .
Comme le montre la Figure 3, le profilé de l'invention, comprenant les deux éléments de profilés (1) et (1') et le voile central (2) forme une poutrelle dont les ailes servent de support et d'appui pour des panneaux d'isolation (10), par exemple des panneaux d'isolation acoustique. Il est nécessaire de protéger le profilé contre le feu en cas d'incendie, et cette protection est obtenue par une coiffe (11) fixée sur l'élément de profilé inférieur (1') au moyen de deux lames ressorts (12a) et (12b) maintenues dans les alvéoles exté- rieurs (3) au moyen d'une simple agrafe métallique (non repré¬ sentée) identique à l'agrafe (8) , qui bloque la lame ressort contre le bord de l'alvéole (3) dépourvu de pli de bordure. La coiffe (11) est mise en place par simple pression, pour écar-
ter les lames (12) dont les bords viennent prendre appui contre les épaulements (13) prévus sur les côtés internes de la coiffe. Cette coiffe (11) est réalisée en un matériau résistant au feu, par exemple en céramique, plâtre renforcé ou bois ignifugé.
Le cas échéant, les lames ressorts (12a) et (12b) peuvent être bloquées au moyen de deux vis traversant la coiffe (11) de protection au niveau des axes a et a ' indiqués sur la Figure 3. L'espace séparant l'intérieur de la coiffe (11) de la sous-face du profilé constituant la poutrelle améliore l'iso¬ lation en évitant tout contact direct entre la coiffe et le profilé. Le cas échéant, cet espace peut être utilisé pour y loger divers accessoires tels que, par exemple, des gaines de câblages électriques destinés à alimenter un système d'éclai¬ rage.
La Figure 4 montre l'extrémité de la poutrelle (1) de la Figure 3 fixée à une deuxième poutrelle (14) identique à la première, mais disposée perpendiculairement, la liaison des deux poutrelles se faisant comme représenté sur la Figure 2 au moyen d'équerres (7) et d'agrafes métalliques (8) de blocage logés dans les alvéoles extérieurs (3) des profilés. L'autre extrémité de la poutrelle (1) est fixée de la même façon à une deuxième poutrelle (14), chacune de ces deux poutrelles (14) formant une lisse fixée au mur porteur (15), par boulonnage sur un socle (16) .
L'épaisseur du socle (16) est égale à la moitié de la largeur de la coiffe de protection (11) qui est fixée sur la base de la poutrelle (14) de la même manière que la coiffe de protection représentée sur la Figure 3. Ainsi, par construc¬ tion, cette coiffe de protection de la poutrelle constituant la lisse porteuse se trouve en bordure de plafond, contre la paroi du mur.
La mise en place s'effectue de la manière suivante : les deux lisses porteuses (14) sont tout d'abord fixées sur les deux murs opposés (15), puis plusieurs poutrelles (1) sont disposées parallèlement, perpendiculairement aux lisses (14), la jonction entre les poutrelles (1) et le bord des lisses
(14) se faisant par les équerres (7) dont l'une des branche est fixée au moyen des agrafes (8) dans l'extrémité des alvéo¬ les (3) des profiles formant les poutrelles (1), tandis que l'autre branche prend appui sur la face inférieure de l'alvéole extérieur du profilé constituant la lisses (14) . Le blocage de cette branche de l'équerre n'est effectué que dans un deuxième temps, afin de permettre un positionnement appro¬ prie des poutrelles, et de profiter un déplacement possible des poutrelles (1) par rapport à la lisse (14) pour faciliter la mise en place des panneaux d'isolation. Le blocage de l'ensemble par les agrafes (8) agissant sur la deuxième bran¬ che de chaque équerre est effectue après mise en place de chaque panneau prenant appui sur les ailes inférieures des poutrelles (1) . La Figure 5 représente une variante du dispositif de 1 ' invention où le profilé de base est équipe de deux cornières complémentaires (17) disposés symétriquement et bloques dans les alvéoles intérieurs (5) au moyen d'une agrafe métallique (8) . Ces cornières présentent une face d'appui (18) sur laquelle repose un panneau d'isolation thermique (19), tandis qu'un panneau d'isolation phonique (20) prend appui sur les ailes inférieures du profile.
Comme dans l'exemple représente sur la Figure 3, la face inférieure du profile est protégée par une coiffe de protec- tion (11) maintenue par deux lames ressorts.
On peut ainsi disposer en partie supérieure d'un panneau (19) de 80 mm d'épaisseur de laine d'isolation thermique, et en partie inférieure d'un panneau de 50 mm de produit d'isolation phonique. La Figure 6 représente un exemple de réalisation tout particulièrement adapte à l'isolation de combles, c'est-a-dire de locaux dont le plafond présente une section polygonale, comportant un plan horizontal encadre par deux plans inclinés.
L'articulation (21) représentée sur cette figure permet d'adapter le profilé à la forme du plafond à isoler. L'articulation est constituée par deux compas (21a) et (21b) dont chacune des deux branches présente une languette (22) destinée a faciliter la mise en place dans l'alvéole intérieur
(5) du profilé (1) . Un compas est placé dans chacun des deux alvéoles intérieurs (5) de l'élément de profile supérieur, de part et d'autre du voile central (2), tandis que deux autres compas sont placés dans les alvéoles intérieurs de l'élément de profile inférieur.
Les branches de chaque compas sont bloquées dans les alvéoles intérieurs au moyen d'agrafes métalliques (8) . Une fois les agrafes mises en place, on voit que les compas sont bloqués dans une position angulaire fixe, qui ne peut varier en raison du décalage des axes d'articulation des compas lies à l'élément de profilé supérieur et à l'élément de profilés inférieur, respectivement.
La Figure 7 montre l'utilisation de coulisses (23) insérées dans les alvéoles intérieurs (5) opposes. Ces coulisses (23) comportent sur leurs bords une languette (24) destinée a coopérer avec des agrafes métalliques (8) pour assurer le blocage dans les alvéoles (5) . On dispose ainsi deux coulisses, une de part et d'autre du voile central (2), dont l'une des extrémités est engagée dans un premier profile et l'autre extrémité dans l'alvéole intérieur d'un deuxième profile dispose en bout.
On peut ainsi assembler bout a bout deux profiles conformes a la présente invention. A titre d'exemple, deux profilés de deux mètres de longueur peuvent être ainsi assembles pour constituer une poutrelle de quatre mètres de longueur dont les propriétés mécaniques sont proches de celles d'un profilé unique de même longueur, maigre la rupture de matière, grâce à l'action de solidarisation des coulisses bloquées dans les alvéoles intérieurs. De telles coulisses peuvent aussi être utilisées comme membrures de renforcement, non seulement pour assembler des profilés bout à bout, mais aussi pour renforcer les caractéristiques mécaniques d'un profile, en solidarisant l'un des bords de la coulisse avec l'une des têtes de la poutrelle, tandis que l'autre bord est maintenu en compression a l'intérieur de l'alvéole de la tête opposée de la poutrelle.
Suivant la variante représentée sur la Figure 8, le profilé de base de l'invention est constitué de cinq éléments,
c'est-à-dire que chacun des deux éléments de profilé est lui même réalisé en deux parties distinctes identiques disposées symétriquement. Ainsi chaque demi-profilé comporte deux alvéoles ouverts (26) et (27), ainsi qu'un troisième alvéole (28) destiné à assurer la fixation sur les ailes (29) du voile central (30) . La fixation se fait au moyen d'une platine de liaison (31) et des agrafes métalliques (8) identiques à celles utilisées précédemment.
On obtient ainsi une forme de profilé, une fois l'assemblage effectué, semblable à celle du profilé de la Figure 1.
Comme dans les exemples précédents, des accessoires peuvent être insérés dans les alvéoles ouverts où ils sont maintenus en place au moyen d'agrafes métalliques (8) . Ainsi par exemple, on peut fixer une cornière support (32) dans l'alvéole intérieur ouvert (26) pour permettre la mise en place de deux panneaux d'isolation disposés en parallèle, l'un reposant sur la cornière support (32), l'autre sur l'aile inférieure de la poutre. Une coiffe de protection peut être installée de la même manière que dans les exemples précédents.
Comme le montre la Figure 9, le profilé de base de la Figure 1, dont on a représenté l'élément de profilé (1) et le voile central (2), est assemblé à un profilé simple (33) par l'intermédiaire de la même équerre (7) et des mêmes agrafes métalliques (8) que précédemment, coopérant avec l'alvéole (34) du profilé (33) identique à l'alvéole (3) .
Le profilé (33) comporte seulement les deux rives paral¬ lèles (35) et (36), la première limitant l'alvéole (34) et la seconde servant de support à un matériau de protection (37) ou une plaque de décoration ou d'isolation. L'espace séparant l'alvéole (34) de la rive (36) est suffisant pour que la plaque (37) puisse passer sous le profilé (1) et le masquer entièrement, si on le désire. Dans la variante représentée sur la Figure 10, le profilé (38) comporte un alvéole central fermé (39) formant caisson de raidissement améliorant la rigidité du profilé. Ce profilé comporte encore, de chaque côté du caisson central, deux
alvéoles (40) et (41) servant respectivement à l'assemblage de profilés deux à deux au moyen d'équerres et d'agrafes métal¬ liques, comme précédemment, et à recevoir des matériaux d'isolation, après assemblage des profilés. Le profilé représenté sur la Figure 11 reprend la structure de base du profilé de la Figure 1, mais avec une double rangée d'alvéoles disposés symétriquement sur chaque rive. Ainsi, il comporte des alvéoles (42) et (43) identiques aux alvéoles (5) et (3) respectivement, disposés symétrique- ment par rapport au plan de la rive (44) . Dans ce cas, le voile central (2) se prolonge au-delà du plan de rive (44) pour délimiter les deux alvéoles symétriques (42) et (42b) .
Un exemple d'assemblage orthogonal de trois profilés identiques à celui de la Figure 11, suivant trois directions, est représenté sur la Figure 12.
La liaison entre les profilés est obtenue comme précé¬ demment, au moyen d'équerres et d'agrafes métalliques logés dans les alvéoles (43) et (42) .
On voit qu'il est ainsi possible d'assembler directement l'extrémité d'un profilé (b) sur le chant d'un profilé (a), chaque profilé formant une poutrelle, la symétrie des alvéoles permettant de doubler les moyens d'assemblage et d'obtenir une résistance mécanique améliorée de la structure ainsi obtenue. De plus, comme le montre la Figure 12, un troisième profilé, constituant une troisième poutrelle, peut être assemblé au profilé (a) dans une position quelconque, mais de préférence de telle sorte que ses deux alvéoles (42) et (42b) soient en communication avec les alvéoles (43) et (3) respectivement du profilé (b) . On forme ainsi non seulement une structure métallique tridimensionnelle, mais aussi des zones d'assemblage continues permettant de mettre en place des éléments constructifs addi¬ tionnels tels que sous-plafonds, équipements techniques ou panneaux de décoration, ou encore des éléments d'assemblage supplémentaires (tels qu' équerres et agrafes métalliques) destinés à renforcer la rigidité de l'ensemble.
La Figure 13 montre un autre exemple d'application du profilé de la Figure 11, combiné à un profilé complémentaire
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(45) comportant deux alvéoles à ouverture perpendiculaire (3c) et (5c) identiques aux alvéoles (3) et (5) respectivement du profilé de base.
Ce profilé complémentaire (45) est fixé au profilé de base par l'intermédiaire de deux profilés en U (46) comportant un pli de bordure (47), s'insérant dans les alvéoles (3) du profilé de base et (3c) du profilé complémentaire où il est bloqué au moyen d'une agrafe métallique du type précédemment décrit. Ce profilé complémentaire, ainsi assemblé au profilé de base, permet de renforcer la rigidité et la résistance méca¬ nique de la structure métallique.
Suivant une variante de réalisation, on utilise un profilé en U (48) sans pli de bordure qui est inséré dans les alvéoles (5) du profilé de base et (5c) du profilé complé¬ mentaire. Pour assurer la rigidité du montage, il est préférable d'utiliser deux profilés en U placés dos à dos, comme représenté sur la Figure 13. La fixation est assurée comme précédemment au moyen d'agrafes métalliques.