WO2003070395A1 - Procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire pour la réalisation d'un élément d'ossature de bâtiment et notamment d'une ferme ou d'une panne - Google Patents

Procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire pour la réalisation d'un élément d'ossature de bâtiment et notamment d'une ferme ou d'une panne Download PDF

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    • E04C2003/0495—Truss like structures composed of separate truss elements the truss elements being located in several non-parallel surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a flat tubular lattice structure comprising members connected to one another by spacers, for producing a framework element of a building and in particular of a farm or a breakdown.
  • This method of construction requires time, and therefore a cost.
  • the object of the invention is to propose structural elements of metal building, in the form of prefabricated structures in the factory, such as truss, purlin, beam, post, comprising elongated members connected together by spacers, ready for Personalized assembly, and adapted according to the need, from the point of view of optimization to the load or even, from the aesthetic point of view.
  • the subject of the invention is a method of manufacturing a flat tubular lattice structure comprising members connected to one another by spacers, characterized in that the spacers are produced continuously from a profile subjected to bending, and forming a trellis, each of the successive folds generating at least one new spacer of defined length and orientation, adapted in size and orientation in the pre-defined geometry of the structure.
  • the folding ensures the deformation of the profile so as to locally produce a shape suitable for assembling the trellis on the members of the structure at the folding.
  • - Folding is carried out by the transverse movement of a slide, bearing on a point of the profile, the profile being held longitudinally, at two points located on either side of the point of transverse movement.
  • the profile is a tube.
  • the frames are chosen from standardized profiles, a tube.
  • the profile can be previously and partially cut to define a shape and / or reduce the bending deformation forces.
  • connection of the spacers and the members is chosen from an assembly method of the buttoning, welding type.
  • the invention also relates to a device for producing the structure, characterized in that it comprises, a fixed support frame, on which are arranged, in line, a means of longitudinal displacement of a profile intended to be folded, at least two clamps for the profile at two points, clamps located in the longitudinal axis of the profile and able to move longitudinally, at least one slide located between the two clamps and also carrying a clamp for the profile, the slide moving transversely to the axis of said profile to form at least one folding of the profile.
  • the clamps comprise means for crushing the profile, for the local production of a shape adapted to the assembly of the folded profile, with a frame of the structure, at the level of the folding.
  • the pliers include local cutting means at the level of the folding.
  • the folding effort is made by at least one jack ensuring the movement of at least one of the clamps.
  • the displacement of the clamps under the jack ensures the controlled triangulation of each spacer forming a trellis, the lengths of the spacers and the angles of the trellis being adapted to the geometry of the structure to be produced.
  • the displacement of the slide can be carried out in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the profile so as to deform the spacers in three dimensions.
  • the invention also relates to the planar structure comprising members connected to one another by spacers, for a frame of a building and in particular of a truss produced according to the method with a device according to the invention and characterized in what it is prefabricated, modular, adapted to the demand in size and load and can also be a structure of the type, firm, purlin, beam, or post.
  • Figure 1 shows an example of a structure for a building frame.
  • Figure 2 shows another example of a structure for a building frame.
  • FIG. 3 shows another embodiment of a structure of the beam, purlin or column type.
  • Figure 4 shows a block diagram of the device for the industrial production of a structure according to the invention.
  • FIGS. 5a and 5b show two diagrams of the principle of assembly between trellis and members for the production of the structure according to the invention.
  • FIG. 1 shows a structure of the firm type 1 composed of two beams 2 each consisting of two parallel frames 3 linked together by spacers 4 forming a trellis 5 produced by the folding of a tubular profile, each of the folds generating in this example a repeating pattern, that is to say, either spacers of identical lengths, or spacers in two different alternating lengths.
  • the folding angle is constant, in the second case there are two folding angles, the folding being carried out alternately.
  • Figure 2 shows another embodiment in which the structure is a truss 6 composed of members 7 arranged in a triangle linked together by spacers 8 forming two symmetrical lattices 9 produced by the folding of a tubular profile, each of the folds generating in this example spacers of increasing lengths pre-calculated.
  • FIG. 3 shows another embodiment in which the structure is a prismatic beam 9, composed for example of three parallel frames 10 connected to one another by spacers 11 forming three identical trellises produced by the folding of a tubular profile, each of the folds generating in this example a repeating pattern.
  • the folding ensures the deformation of the profile so as to locally produce, at the level of said folding, a shape suitable for assembling the trellis on the members of the structure.
  • the tube is crushed at the bend so as to form a support plate on the frame.
  • This plate may include the fixing holes for example for bolts. It can also be welded, the trellis and the members being assembled on a welding frame, as shown diagrammatically in FIGS. 5a and 5b.
  • the tubular mesh Prior to the operation, for example welding, the tubular mesh is shaped by means of a device 12 comprising, as shown diagrammatically in FIG. 4, a frame 13, fixed support, on which are arranged, in line, a means for longitudinal displacement of a profile 14, not shown in the figure, at least two clamps 15 for clamping the profile 14 at two points, clamps 15 located in the longitudinal axis 16 of the profile and able to move longitudinally to this axis, at least one slide 17 located between the two clamps 15 and also carrying a clamp 18 for clamping the profile, the slide 17 moving transversely to the axis 16 of said profile 14 for carrying out the folding.
  • a device 12 comprising, as shown diagrammatically in FIG. 4, a frame 13, fixed support, on which are arranged, in line, a means for longitudinal displacement of a profile 14, not shown in the figure, at least two clamps 15 for clamping the profile 14 at two points, clamps 15 located in the longitudinal axis 16 of the profile and able to move longitudinally to this
  • the clamps 15 comprise means for crushing the profile, for the production at the folding, of a plate 19, a shape suitable for the assembly of the folded profile 14, with a contact surface of the frame.
  • the clamps 15 may include local cutting means at the level of the folding to facilitate either the folding or the shaping of the plate, or also for making holes for bolting or for welding.
  • the folding force is provided by jacks ensuring the displacement of at least one of the clamps 15.
  • the jacks are placed on the frame 13 to ensure a longitudinal movement of two clamps 15, and the transverse movement of the slide 17.
  • the displacement of the clamps under cylinders ensures the controlled triangulations of each of the spacers forming a trellis, the lengths of the spacers and the angles of the trellis are adapted to the geometry of the structure produced.
  • the displacement of the slide 17 and / or of the clamp 18 can take place in a plane perpendicular to the longitudinal axis 16 of the profile so as to deform the spacers and / or the plate in a three-dimensional space.
  • Figure 5a shows, in top view, a welding frame on which is presented a part of the structure of the type of Figure 1, the members and the lattice, forming the planar structure, move on rollers in the direction of a device for welding 20, for example by spot.
  • Figure 5b shows the frame of Figure 5a in side view.
  • the structure according to the invention comprising members connected together by spacers, intended for a frame of a building, structure constituting a truss, a purlin, a beam or a post, is prefabricated, modular, adapted in size and in charge. It can be supplied to the assembling carpenter, on request, within acceptable deadlines, the manufacturing device being suitable for the production of any form of lattice, in particular tubular.

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Abstract

Procédé de fabrication d'une structure plane en treillis (5) tubulaire comportant des membrures (3) reliées entre elles par des entretoises (4), pour la réalisation d'une ossature d'un bâtiment et notamment d'une ferme, (1, 6) dans lequel les entretoises sont réalisées en continu à partir d'un profilé longiligne (14) soumis à pliages, et formant un treillis, chacun des pliages successifs générant une nouvelle entretoise de longueur et d'orientation définies, adaptée en dimension et en orientation à sa position dans la géométrie de la structure.

Description

Procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire pour la réalisation d'un élément d'ossature de bâtiment et notamment d'une ferme ou d'une panne.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, pour la réalisation d'un élément d'ossature d'un bâtiment et notamment d'une ferme ou d'une panne.
La fabrication et le montage d'une ossature de bâtiment, notamment agricole, sont actuellement à la charge des charpentiers qui construisent et montent des charpentes métalliques pièces par pièces de manière artisanale, suivant un cahier des charges défini.
Ce mode de construction nécessite du temps, et de ce fait un coût.
Il existe des entreprises qui fabriquent et commercialisent des ossatures de bâtiments en kit à destination du secteur agricole.
Ce type de structure préfabriquée n'est pas nécessairement optimisé en charge, car réalisée en série, ce qui entraîne une utilisation de matière excédante pour des motifs de normalisation industrielle et de sécurité.
Le but de l'invention est de proposer des éléments d'ossature métallique de bâtiment, sous la forme de structures préfabriquées en usine, tels que ferme, panne, poutre, poteau, comportant des membrures longilignes reliées entre elles par des entretoises, prêts au montage personnalisé, et adaptées en fonction du besoin, du point de vue optimisation à la charge ou encore, du point de vue esthétique.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, caractérisé en ce que les entretoises sont réalisées en continu à partir d'un profilé soumis à pliages, et formant un treillis, chacun des pliages successifs générant au moins une nouvelle entretoise de longueur et d'orientation définies, adaptées en dimension et en orientation dans la géométrie pré définie de la structure.
Les autres caractéristiques de l'invention sont : le pliage assure la déformation du profilé de manière à réaliser localement une forme adaptée pour l'assemblage du treillis sur les membrures de la structure au niveau du pliage. - le pliage est effectué par le déplacement transversal d'un coulisseau, en appui sur un point du profilé, le profilé étant maintenu longitudinalement, en deux points situés de part et d'autre du point de déplacement transversal.
- le pliage est effectué de manière répétitive pour la réalisation d'un treillis.
- le profilé est un tube.
- les membrures sont choisies parmi des profilés normalisés, un tube.
- le profilé peut être préalablement et partiellement découpé pour définir une forme et/ou réduire les efforts de déformation du pliage.
- la liaison des entretoises et des membrures est choisie parmi un mode d'assemblage du type boutonnage, soudage.
L'invention concerne également un dispositif pour la réalisation de la structure caractérisé en ce qu'il comprend, un bâti fixe support, sur lequel sont ménagés, en ligne, un moyen de déplacement longitudinal d'un profilé destiné à être plié, au moins deux pinces de serrage du profilé en deux points, pinces situées dans l'axe longitudinal du profilé et pouvant se déplacer longitudinalement, au moins un coulisseau situé entre les deux pinces et portant également une pince de serrage du profilé, le coulisseau se déplaçant transversalement à l'axe dudit profilé pour former au moins un pliage du profilé.
Les autres caractéristiques du dispositif sont :
- les pinces comportent des moyens d'écrasement du profilé, pour la réalisation locale d'une forme adaptée à l'assemblage du profilé plié, avec une membrure de la structure, au niveau du pliage.
- les pinces comportent des moyens de découpe locale au niveau du pliage.
- l'effort de pliage est effectué par au moins un vérin assurant le déplacement d'au moins une des pinces.
- le déplacement des pinces sous vérin assure la triangulation commandée de chaque entretoise formant un treillis, les longueurs des entretoises et les angles du treillis étant adaptés à la géométrie de la structure à réaliser.
- le déplacement du coulisseau peut s'effectuer dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du profilé de manière à réaliser une déformation des entretoises en trois dimensions.
L'invention concerne aussi la structure plane comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, pour une ossature d'un bâtiment et notamment d'une ferme réalisée suivant le procédé avec un dispositif selon l'invention et caractérisée en ce qu'elle est préfabriquée, modulable, adaptée à la demande en dimension et en charge et pouvant être aussi une structure du type, ferme, panne, poutre, ou poteau.
La description qui suit et les figures annexées feront bien comprendre l'invention.
La figure 1 présente un exemple de structure destinée à une ossature de bâtiment.
La figure 2 présente un autre exemple de structure destinée à une ossature de bâtiment.
La figure 3 présente un autre exemple de réalisation d'une structure du type poutre, panne ou poteau.
La figure 4 présente un schéma de principe du dispositif pour la réalisation industrielle d'une structure selon l'invention.
Les figures 5a et 5b présentent deux schémas de principe d'assemblage entre treillis et membrures pour la réalisation de la structure selon l'invention.
La structure selon l'invention peut être, comme représentée sur les figures 1 , 2, 3, de géométrie très différente. Par exemple, la figure 1 présente une structure du type ferme 1 composée de deux poutres 2 constituées chacune de deux membrures 3 parallèles liées entre elles par des entretoises 4 formant un treillis 5 réalisé par le pliage d'un profilé tubulaire, chacun des pliages générant dans cet exemple un motif répétitif, c'est-à-dire, soit des entretoises de longueurs identiques, soit des entretoises en deux longueurs différentes alternées. Dans le premier cas, l'angle de pliage est constant, dans le second cas les angles de pliages sont au nombre de deux, les pliages étant effectués de manière alternée.
La figure 2 présente un autre exemple de réalisation dans lequel la structure est une ferme 6 composée de membrures 7 disposées en triangle liées entre elles par des entretoises 8 formant deux treillis 9 symétriques réalisés par le pliage d'un profilé tubulaire, chacun des pliages générant dans cet exemple des d'entretoises de longueurs croissantes pré calculées.
La figure 3 présente un autre exemple de réalisation dans lequel la structure est une poutre 9 prismatique, composée par exemple de trois membrures 10 parallèles reliées entre elles par des entretoises 11 formant trois treillis identiques réalisés par le pliage d'un profilé tubulaire, chacun des pliages générant dans cet exemple un motif répétitif.
Selon l'invention, le pliage assure la déformation du profilé de manière à réaliser localement, au niveau dudit pliage, une forme adaptée pour l'assemblage du treillis sur les membrures de la structure. Dans l'exemple préférentiel, où le treillis est réalisé à partir d'un profilé tubulaire, le tube est écrasé au niveau du pliage de façon à former une platine d'appui sur la membrure. Cette platine pourra comporter les trous de fixation par exemple pour boulon. Elle pourra également être soudée, le treillis et les membrures étant assemblés sur un bâti de soudage, comme présenté schematiquement sur les figures 5a et 5b.
Préalablement à l'opération, par exemple de soudage, le treillis tubulaire est mis en forme au moyen d'un dispositif 12 comprenant comme présenté schematiquement sur la figure 4, un bâti 13, support fixe, sur lequel sont ménagés, en ligne, un moyen de déplacement longitudinal d'un profilé 14, non représenté sur la figure, au moins deux pinces 15 de serrage du profilé 14 en deux points, pinces 15 situées dans l'axe longitudinal 16 du profilé et pouvant se déplacer longitudinalement à cet axe, au moins un coulisseau 17 situé entre les deux pinces 15 et portant également une pince 18 de serrage du profilé, le coulisseau 17 se déplaçant transversalement à l'axe 16 dudit profilé 14 pour la réalisation du pliage.
Les pinces 15 comportent des moyens d'écrasement du profilé, pour la réalisation au niveau du pliage, d'une platine 19, forme adaptée pour l'assemblage du profilé 14 plié, avec une surface de contact de la membrure.
Pour cela, les pinces 15 peuvent comporter des moyens de découpe locale au niveau du pliage pour faciliter, soit le pliage, soit la mise en forme de la platine, soit aussi pour réaliser des perçages pour boulonnage ou pour soudure.
L'effort de pliage est assuré par des vérins assurant le déplacement d'au moins une des pinces 15. Pour la réalisation d'entretoise de longueur et d'inclinaison variables les unes par rapport aux autres, les vérins sont placés sur le bâti 13 pour assurer un déplacement longitudinal de deux pinces 15, et le déplacement transversal du coulisseau 17.
Le déplacement des pinces sous vérins assure les triangulations commandées de chacune des entretoises formant un treillis, les longueurs des entretoises et les angles du treillis sont adaptés à la géométrie de la structure réalisée.
Le déplacement du coulisseau 17 et/ou de la pince 18 peut s'effectuer dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 16 du profilé de manière à réaliser une déformation des entretoises et/ou de la platine dans un espace à trois dimensions.
La figure 5a présente, en vue du dessus, un bâti de soudage sur lequel est présentée une partie de la structure du type de la figure 1 , les membrures et le treillis, formant la structure plane, se déplacent sur des rouleaux en direction d'un dispositif de soudage 20, par exemple par point. La figure 5b représente le bâti de la figure 5a en vue de côté.
La structure selon l'invention, comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, destinée à une ossature d'un bâtiment, structure constituant une ferme, une panne, une poutre ou un poteau, est préfabriquée, modulable, adaptée en dimension et en charge. Elle peut être fournie au charpentier monteur, à la demande, dans des délais acceptables, le dispositif de fabrication étant adapté à la réalisation de toute forme de treillis notamment tubulaire.

Claims

REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, pour la réalisation d'un élément d'ossature d'un bâtiment et notamment d'une ferme ou d'une panne, caractérisé en ce que les entretoises sont réalisées en continu à partir d'un profilé longiligne soumis à pliages, et formant un treillis, chacun des pliages successifs générant au moins une nouvelle entretoise de longueur et d'orientation définies, adaptée en dimension et en orientation à sa position dans la géométrie de la structure.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pliage assure la déformation du profilé de manière à réaliser localement une forme adaptée pour l'assemblage du treillis sur les membrures de la structure au niveau du pliage.
3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pliage est effectué par le déplacement transversal d'un coulisseau, en appui sur un point du profilé, le profilé étant maintenu longitudinalement, en deux points situés de part et d'autre du point de déplacement transversal.
4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le pliage est effectué de manière répétitive pour la réalisation d'un treillis.
5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profilé est un tube.
6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les membrures sont choisies parmi des profilés normalisés, un tube.
7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profilé peut être préalablement et partiellement découpé pour définir une forme et ou réduire les efforts de déformation du pliage.
8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la liaison des entretoises et des membrures est choisie parmi un mode d'assemblage du type boulonnage, soudage.
9. Dispositif pour la réalisation de la structure plane comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, pour la réalisation d'une ossature d'un bâtiment et notamment d'une ferme selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend, un bâti fixe support, sur lequel sont ménagés en ligne un moyen de déplacement longitudinal d'un profilé destiné à être plié, au moins deux pinces de serrage du profilé en deux points, pinces situées dans l'axe longitudinal du profilé et pouvant se déplacer longitudinalement, au moins un coulisseau situé entre les deux pinces et portant également une pince de serrage du profilé, le coulisseau se déplaçant transversalement à l'axe dudit profilé pour former au moins pliage du profilé.
10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les pinces comportent des moyens d'écrasement du profilé, pour la réalisation locale d'une forme adaptée à l'assemblage du profilé plié, avec une membrure de la structure, au niveau du pliage.
11. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les pinces comportent des moyens de découpe locale au niveau du pliage.
12. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'effort de pliage est effectué par au moins un vérin assurant le déplacement d'au moins une des pinces.
13. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le déplacement des pinces sous vérins assure la triangulation commandée de chaque entretoise formant un treillis, les longueurs des entretoises et les angles du treillis étant adaptés à la géométrie de la structure à réaliser.
14. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le déplacement du coulisseau peut s'effectuer dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du profilé de manière à réaliser une déformation des entretoises en trois dimensions.
15. Structure plane comportant des membrures reliées entre elles par des entretoises, pour une ossature d'un bâtiment et notamment d'une ferme réalisée suivant le procédé et sur un dispositif selon les revendications 1 à 14 caractérisé en ce qu'elle est préfabriquée, modulable, adaptée à la demande en dimension et en charge.
16. Structure selon la revendication 15 caractérisée en ce qu'elle peut être utilisée pour une ferme, une panne, une poutre, une poteau.
PCT/FR2003/000574 2002-02-22 2003-02-21 Procédé de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire pour la réalisation d'un élément d'ossature de bâtiment et notamment d'une ferme ou d'une panne WO2003070395A1 (fr)

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