WO2014001735A1 - Charpente et procédé de montage - Google Patents

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Publication number
WO2014001735A1
WO2014001735A1 PCT/FR2013/051547 FR2013051547W WO2014001735A1 WO 2014001735 A1 WO2014001735 A1 WO 2014001735A1 FR 2013051547 W FR2013051547 W FR 2013051547W WO 2014001735 A1 WO2014001735 A1 WO 2014001735A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
ridge
rafters
walls
frame according
Prior art date
Application number
PCT/FR2013/051547
Other languages
English (en)
Inventor
Sandrine GERMAIN
Original Assignee
Germain Sandrine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Germain Sandrine filed Critical Germain Sandrine
Publication of WO2014001735A1 publication Critical patent/WO2014001735A1/fr

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/02—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs
    • E04B7/022—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs consisting of a plurality of parallel similar trusses or portal frames

Definitions

  • the present invention relates to the field of frames.
  • the present invention relates more particularly to a framework, called “subtended” and a method of mounting such a framework, and a kit for the construction of such a framework.
  • the frameworks include wood beams of large section and long, which have the disadvantage of being heavy to handle and often expensive both in material and labor, such as "farms" Traditional carpentry.
  • This problem is generally accompanied by a problem of valuation of wood, especially species such as beech and oak which are dominant in certain regions, because many wood species are excluded from the mass markets of wood construction.
  • a second problem in the field concerns the arrangement of the frames.
  • the frames usually have many elements arranged between them so as to form a stable building.
  • the implementation of the frames is therefore often complex and expensive.
  • this layout problem is accompanied by a problem of space, especially under the roof.
  • the known frameworks of the prior art generally have the disadvantage of limiting the available interior volume below the frame, because of their structure.
  • the frames often use farms, usually composed of a punch, an entry and struts that clutter the interior volume, making it unworkable (for housing more simply).
  • This problem is generally associated with the problem that, when increasing the slope of the roof to increase the interior volume, the total height of the roof is directly increased.
  • the known frames therefore make it difficult to have a roof with an interior volume exploitable while maintaining a reasonable total height (in particular within the limits fixed by the planning regulations).
  • a third problem concerns the strength of the framework, especially in terms of stability and flexibility. Indeed, the frames must be stable but they generally have the disadvantage of being inflexible and this lack of flexibility generally makes them not very resistant to difficult conditions, in particular at the climatic level (violent winds and storms for example) and / or geological (earthquakes and landslides, for example). In general, the known frameworks have an insufficient absorption of vibratory phenomena.
  • the present invention aims to overcome at least one of the disadvantages of the prior art by providing a frame system that is flexible and resistant. Preferably this system does not require large monobloc elements and / or increases the internal volume.
  • a frame including a sandpit for the support of the frame on the walls of a building, rafters for the support of a roof, and a ridge closing the frame at its top, characterized, on the one hand , in that it comprises suspension means and means for stabilizing the framework and, secondly, in that:
  • the sand pit is double in that it comprises, on the one hand, a pivot anchored on at least one wall of the building and, on the other hand, a rocker pivotally hinged relative to the pivot by the means suspension;
  • the stabilization means comprise a plurality of pairs of axles mounted in an articulated manner between the frame and the walls, for a portion of the roof section, at least two crossed crossbowmen. but free in relation to each other and mounted in an articulated manner with respect to the ridge and the walls of the building.
  • the stabilizing means also form support means for the rigid structure.
  • the axes are preferably sufficiently rigid to support part of the load of the frame, unlike elastic means.
  • rigidity and elasticity which are generally relative, are here defined in the capacity of rigid means to support a load, unlike dampers which offer only elasticity unable to carry a load and only able to dampen the movement of the latter.
  • the rigid means defined here may naturally have a certain elasticity (depending on the type of material used), in particular (and not only) in the case where the stabilization means are associated with holding means providing a pre-stress, but they offer sufficient strength to withstand at least a portion of the load on the suspension means.
  • Another object of the present invention is to overcome at least one of the drawbacks of the prior art by proposing a quick and easy method of implementing a framework that is flexible and resistant, preferably without requiring large monobloc elements and / or to increase the internal volume.
  • FIG. 1 represents a schematic perspective view of a frame according to certain embodiments
  • FIG. 2a shows a sectional view of a beam according to some embodiments with the positioning notch of the rafters, as for example shown in Figures 2c and 2e
  • Figure 2b shows a perspective view of a part 2c
  • 2d and 2e represent sectional views of the herringbone bonding with respect to the balance according to various embodiments
  • FIG. 4f represents a cross-sectional view of the bonding of the beams of a beam angle, with connecting means. herringbone with respect to the hoisting according to some embodiments,
  • FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e and 3f show sectional views along a sectional plane such as plane 3-3 of FIG. 8a, suspension means according to certain embodiments,
  • FIG. 4a shows a perspective view of a portion of the carrier element and a suspension means of the balance wheel; and FIGS. 4b, 4c, 4d, 4e and 4f represent sectional views, along a sectional plane. such as the plane 3-3 of FIG. 8a, various embodiments of anchoring suspension means,
  • FIG. 5a shows a perspective view of part of the interior of a construction according to some embodiments, with a sectional plane 5-5 of FIGS. 5d, 5e and 5f which show sectional views, according to this plane 5-5, of the lower part of means of stabilization according to various embodiments
  • FIG. 5b represents a simplified schematic perspective view of stabilization means of a construction according to certain embodiments and FIG. realization,
  • FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d show bottom views of constructions according to various embodiments
  • FIGS. 7a and 7c show, respectively, a view from below (from the inside) and a perspective view, of a framework comprising cores according to certain embodiments, FIG. 7b showing a sectional view of the mounted cores. between the chevrons and the pendulum in some embodiments,
  • FIG. 8a represents a perspective view of a carrier element on which the framework can be erected according to certain embodiments with the sectional plane 3-3 of the type of those of FIGS. 3 and 4,
  • FIG. 8b represents a view in perspective of the frame according to some embodiments, showing the elements of the factoring and rafters, unlike Figure 1 more schematic.
  • the present invention relates to a frame, generally high strength, and its method of implementation (eg, method of construction).
  • the frame is here referred to as being of high strength because it is capable in particular of withstanding difficult atmospheric and / or geological conditions, such as, for example, earthquakes and / or high winds.
  • the present invention teaches in particular suspension means and stabilization means (and support means) for framework, giving a relative flexibility to the frame and allowing it to be resistant.
  • the invention can therefore also relate to each of these elements separately, which can therefore be claimed as such.
  • the examples of suspension and stabilization means provided in the present application are not limiting and the frame may possibly be erected with other fastening means on the carrier element.
  • a framework arranged as in some embodiments described in the present application, but not including the suspension and stabilization means is also within the scope of the present application because the proposed assemblies are original and possibly allow to obtain a frame sufficiently resistant, simple and inexpensive for certain regions of the globe.
  • the framework according to the present invention comprises, like the known frameworks of the prior art, a sandpit (1 1, 12) for supporting the framework on the load-bearing walls (10) of a building (1). ), rafters (7) for supporting a roof and a ridge (4) closing the frame at its top.
  • the sandpit of known frames is a beam placed on the top of the load-bearing walls of the building and which forms the base of the frame.
  • the sandpit is not actually disposed on the walls but is suspended by suspension means (2).
  • the framework includes stabilization means.
  • support means complement the suspension means (2) in the support function and maintenance of the frame on the building.
  • the framework thus has many advantageous features that distinguish it from the known frameworks of the prior art.
  • the frames form the skeleton of the roof of a building (1).
  • the cover generally waterproof, can include various types of materials and coatings to protect the building.
  • the roofs may have various shapes, with a peak or ridge summit, or even a plateau, and the perimeter of the roof may be polygonal or curved (for example circular), defining at least one roof section.
  • the shape can be square, rectangular, round, polygonal, regular or irregular, etc.
  • the present invention is also adapted to these various forms of roofing, as particularly visible in the illustrative and nonlimiting examples of FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d.
  • the top of the framework in the present invention will preferably be a plateau, although an edge vertex is possible and a peak vertex can be obtained by adding a structure forming the pointed vertex on the plateau.
  • the frame according to the invention is preferably made of wood because it is with this material that it will bring the most benefits, including the valuation of certain wood species, but it is possible to use other materials .
  • construction or "building (1)” refers to any type of building or structure erected, such as wood or masonry constructions, but this definition may also be simply extended. to the "foundations" (in fact to the basement which are the emergent part of the foundations) on which one can erect the frame.
  • the frames known from the prior art generally comprise at least one firm located between the gables for the support of intermediate failures, a sandbox failure (1 1, 12) for the distribution of the loads of the framework on the load-bearing walls (10), chevrons (2) taking support on the sand pit fault and the intermediate breakdowns, and a ridge tip (4) to ensure the maintenance and spacing of the rafters between them by closing the frame at its top. It is usually the struts and the links between the punch and the ridge which ensure the bracing for the stability of the framework on the load-bearing walls.
  • the frameworks of the prior art generally require many other elements and most of the components of the framework require beams section and / or length (s).
  • the frame may have various shapes, with a peak or edge peak, or plateau, and the perimeter of the construction and the frame may be polygonal or curved (for example circular), defining at least one section of structure.
  • the shape can be square, rectangular, round, polygonal, regular or irregular, etc.
  • the frames are generally erected on at least one carrier element (10), for example as shown in Figures 1, 5a, 8a and 8b.
  • carrier wall (10) is used but this term may in fact designate various structures and must be interpreted as meaning "at least one carrier element”.
  • This carrier element (10) comprises at least one fulcrum, called pivot (1 1) and the frame, in an original manner comprises a double sill plate, comprising this pivot and a rocker (12), also called “lower frame (12) ) ".
  • This lower frame (12) is hingedly suspended on said pivot (1 1) by suspension means (2).
  • the frame is also connected to the carrier member (10) by stabilizing means (3) comprising a plurality of pairs of pins (30) hingedly mounted between the frame and said member.
  • carrier (10) Note that we refer to pairs of axes because it is preferable to have at least 2 axes per panel or portion of the frame, but we can nevertheless put one or more than two by pan or portion. The term pair should not be interpreted as limiting, unless it is mentioned several axes and then he hears it to mean at least two (and not strictly two).
  • the suspension means (2) in general allow a slight movement of the frame (1) relative to the carrier member (10) and the axes (30) of the stabilizing means connect the frame to the carrier member to allow limit these movements.
  • the stabilizing means thus form a kind of bracing stabilizing the framework (1) on the carrier element (10).
  • These axes (30) are sometimes referred to in the present application as "scarf" with reference to the terminology of the frame bracing. Nevertheless, these axes (30) or scarves can be purlins, poles or rods (for example solid or hollow tubes of any shape of section) in any rigid material (wood, metal, etc.). ), but they can also be flexible, such as chains, cables or any type of flexible link resistant to any material (as long as the axis is provided according to the forces exerted). Rigid axes forming real scarves, especially wooden scarves, are nevertheless preferred.
  • carrier element (10) can designate both a monobloc and continuous element around the perimeter or inside the perimeter of the building, but also a row of columns (or columns, pilasters, pillars, piles, pylons), piles or portions of discontinuous walls arranged around the perimeter or inside the perimeter of the building.
  • This carrier element (10) is arranged to support the frame (1) and allows to distribute the loads and in the soil (or water in the case of a floating structure).
  • a bracing is carried out to solidify the building.
  • the bracing is generally performed in all the vertical and horizontal planes of the carrier element.
  • the carrier element (10) can be limited in height to at least a simple wall forming a chaining at the base of the construction, on which can be mounted the frame which then forms the most of the building (1), thanks to the fact that this framework provides a large exploitable volume under the structure by limiting congestion and to recover the interior volume of the frame.
  • the concept of the carrier element is therefore essentially functional since it designates here an arrangement capable of supporting a structure (a building).
  • the carrier element (10) is preferably stabilized by a natural or artificial sole.
  • a natural or artificial sole for example, in the case where there is a central support element supporting the construction, it can be anchored in the natural ground or stabilized by means of an artificial sole, for example formed by a slab or aggregates, according to the type of soil on which construction is erected.
  • the construction comprises a plurality of distinct carrier elements (10) stabilized by a natural or artificial sole.
  • these walls can be anchored in the natural ground or stabilized with an artificial sole, for example formed by a slab, or stabilized by other means such as a diaphragm under entered at ground level and / or floors, braces, chaining or corner posts, although the present invention does not necessarily require a diaphragm under entry.
  • the stabilization of the carrier element will be adapted.
  • the present application refers to a rigidity and stability sufficient to be erected on a carrier member.
  • the frame at least at the level of the lower frame (12) on which the loads relate must maintain its integrity even if it is not composed of failures or farms in one piece.
  • at least one lower frame (12) is suspended on at least one carrier member (10) and the lower frame (12) must be able to support the rest of the frame (1) ensuring its integrity (c '). that is, it must be stable in the various directions of the plane (s) in which it is located).
  • integrated is used herein to indicate that the elements are locked relative to one another in the various directions, in particular the plane (s) of the lower frame. This term therefore covers fixing means ensuring a physical connection between distinct elements but possibly also elements made in one piece.
  • a pivot (1 1) and a lower frame (12) can also be called pendulum (12), but it is actually at least one pivot and the designation is more functional than structural, which is valid for all the elements described and for most of the terms used in this application.
  • the pivot generally placed on each side of the building may structurally have as many sides as the structure has sides, or in some cases as many sides as the building, but the pivot is not necessarily a structure continuous, it can in fact be divided into several points of support on the element or the carrier (s).
  • the term "pivot" is used here to illustrate the fact that it provides a fulcrum for the suspension means carrying the load of the structure on the walls and / or the foundations of the building.
  • suspension means (2) it is understood that one can provide a continuous pivot, or provide a pivot composed of a plurality of support points on each of which rests a suspension means (2).
  • suspension means (2) provided in the present application that the anchoring of the suspension means (2) can form a pivot and that it is not necessary to provide a particular structure for perform this function, although it is generally preferred to provide a support structure which distributes the loads exerted by the suspension means on the carrier element.
  • the lower frame forming a suspended pendulum, which is usually a continuous frame at the base of the frame, can structurally have as many sides as the building.
  • the term "pendulum” is used here to illustrate the equilibrium principle that is created by closing the frame that forms this beam, to then distribute the loads in the carrier element of the building through the suspension means (2) .
  • the balance (12) has failures or beams or reinforcement, preferably parallel to the walls of the supporting element (for example the load-bearing walls of the building), but it is possible to orient them differently.
  • the balance is composed of elements assembled together by fixing means, preferably rigid, so as to form a frame.
  • the angles between the purlins, or the sections or portions of the building are for example reinforced by means of bonding ensuring the rigidity of the angle and the continuity of the frame all around the building (round, square, curve , polygonal or irregular).
  • the lower frame (12) may be closed by means of failures connected to one another in a continuous manner, or may be supported at a distance from the load-bearing walls by any structural means making it possible to maintain the freedom of movement of the balance .
  • the rocker arm (12) has failures (120), preferably parallel to the load-bearing walls of the building, assembled together by fastening means (122), preferably solid, so as to form a frame.
  • the angles between the failures are for example reinforced by means of bonding (122) ensuring the strength of the angle and continuity of the frame around the entire periphery of the building (round, square, curve, polygonal, irregular, without these examples are limiting).
  • the strength of the angle can be achieved from more or less rigid materials, or even admit flexible components, depending on the nature of the connections.
  • the frame of the beam is offset outside the plane of the load-bearing walls (10) of the building (1) by the suspension means (2), located at a lower level than that of the pivot (1 1).
  • the pendulum (12) thus frames the building by surrounding and covering the upper portion of its walls (whether gutter walls or foundations or others, as explained above).
  • the frame may have various shapes and may in particular have a circular periphery, for example in the case where the frame must equip a building (1) cylindrical, for example as shown in Figure 6d. It will be understood that the notion of parallelism is then overused and that the balance (12) will in fact be concentric with the building (1).
  • the ridge (4) preferably comprises an apex (40) forming a ridge or an end plate (41) composed of several ridge purlins (40). These ridge purlins (40) are preferably interconnected by fastening means (400), preferably rigid, so that the ridge forms a plate (41) or a girder-to-wind sufficiently rigid, particularly for welcome the rafters (7).
  • the ridge (4) may also have various shapes and may in particular form a circular plate in the case of a circular roof, for example as shown in Figure 6d.
  • the present invention makes it possible to use wood of small sections and / or short lengths, for the purlins (120, 40) of the ridge (4). and / or the balance, because instead of requiring monobloc and relatively rigid elements such as known frames, the present invention allows, with its suspension system, that its components have shorter reach lengths. Nevertheless, you can still choose to use one-piece faults in the system. Failures, when composite, that is to say that they are not monobloc, preferably comprise a plurality of pieces contiguous to each other for the section and / or abutting them in staggered rows for the length.
  • the attachment of these parts together can be obtained by any known means supporting the loads exerted, such as for example by gluing or mechanical fastening (fishplates, bolting, screws, nails, ropes, wood dowels, key or any other system). 'assembly).
  • the purlins (120, 40) of the balance (12) and / or of the ridge (4) are composed of pieces of wood abutting and assembled preferably staggered.
  • the suspension means (2) will then be arranged at regular spacings and arranged for such use of small section timber for the manufacture of the frame of the balance.
  • the balance formed of composite faults assembled in a frame, does not rest directly on the pivots of the walls, but is suspended by suspension means, with a center of gravity generally lower than the point support on the pivots (called support point in sand pit).
  • the rafters (7) rest on the beam (12) at one end and are contiguous to the ridge (4) at the other end, for example as visible in Figure 8b.
  • the purlins (120) of the beam (12) are inclined, preferably slightly, towards the outside of the roof, to provide a better foundation of the rafters, for example as shown in Figure 2a.
  • the inclination of the purlins offers a bearing surface better oriented relative to the orientation of the rafters (ie, more perpendicular or less parallel) than if the purlins were vertical and allows to stabilize the rafters.
  • the purlins (40) of the ridge (4) are preferably inclined towards the outside of the roof, preferably slightly, for the same reasons.
  • the rocker (12) and / or the ridge (4) comprise means (73) for retaining the position of the rafters (7) along their length.
  • retaining means (73) may comprise housings such as notches, for example as shown in Figure 2a, evenly distributed along the purlins (40, 120) for fitting one end of the rafters.
  • the retaining means (73) are preferably provided to prevent the rafters from moving along the ridge (4) and / or the pendulum (12).
  • the chevrons are contiguous to the ridge (4) within notches (73) formed with defined spaces in the ridge (4), to allow the interlocking of the rafters.
  • the chevrons preferably rest on the rocker (12) inside notches (73) formed with determined spaces in the rocker (12), to allow the interlocking of the rafters.
  • the rafters (7) are radiating, for example as visible in Figure 8b, regardless of the direction of radiation and regardless of the shape of the building. This radiant chevron maintains the balance of the frame. The absence of parallelism between the rafters makes it possible to guarantee a natural stability without any other piece of framework that the rafters themselves.
  • the chevron not only serves to support the roof, but also contributes to the stability of the frame by the radiation of the rafters.
  • the radiation can widen from the ridge (4) to the beam (12) or vice versa and it is possible to provide radiation even if the ridge has dimensions (along at least one axis) equal to those of the beam. This radiation can be obtained by positioning the retaining means (73) along the ridge (4) and the balance (12).
  • the chevrons (7) are preferably retained with respect to the rocker (12) by a lower fastener (71) of which illustrative examples are shown in Figures 2c and 2d and, preferably, also retained with respect to the ridge (4) by an upper attachment (72) an illustrative example of which is shown in FIG. 2f.
  • the retaining means (73) mentioned above such as notches in the ridge (4) and / or the rocker (12) for example, can contribute to the fixing of the rafters.
  • the lower attachment (71) and / or upper (72) includes a mold to maintain the herringbone clad against, respectively, the balance (12) and / or the ridge (4).
  • the mold allows to flatten the rafters retained, for example at the bottom of their notch.
  • This type of attachment has the advantage of being simple and inexpensive to implement.
  • the ridge and pendulum months prevent the herringbone from being lifted by wind and earthquakes. They also make it possible to cancel the stresses due to the dilatation and withdrawal efforts of the rafters as a function of the humidity and heat rate.
  • the term of the term is again used here for a functional definition referring to a mechanism arranged to press one element against another and must not be interpreted in a limiting manner.
  • a moise is generally composed of three elements crossed between them to contain one of the elements between the two others.
  • the lower (71) and / or upper (72) attachment includes such a strap.
  • Molding, whether lower (on the balance) or higher (on the ridge) may be continuous over the entire width of a roof, thanks to a moise extending over the entire width of the pan, or may be discontinuous through several months, preferably arranged with an overlap on at least two chevrons to ensure the continuity of the fixation.
  • a moise for example a monobloc failure or not
  • a link connected to the pendulum to wedge the rafters between the wedge and the pendulum.
  • the molding is oriented in a substantially vertical direction in FIG. 2d but that it could be oriented substantially horizontally (or obliquely), placing the plywood inside the rafters and providing at least one surface of support of the chevron oriented substantially perpendicular to the axis of the mold. It should be noted that it is possible to provide in fact several oriented bearing surfaces for stabilizing the rafters, for example thanks to the notches. In some embodiments, in particular for the lower attachment (71), it is possible to provide a mold function using an individual mechanical fastening of each of the rafters (to press them against the balance in the case of the lower fixation).
  • the lower and / or higher moldings of the rafters (7) have a lower (71) and / or upper (72) individual attachment for each chevron (7).
  • Such an individual fixation can be made using a plate or any structure covering at least a portion of the chevron, preferably in the shape of the chevron and connected to the balance (or ridge) by a link such as a pulling for example.
  • Such an individual attachment can also be achieved using a collar surrounding a chevron.
  • the link connecting this attachment (plate or collar or other) to the pendulum may be elastic or not, depending on the flexibility needs of the system. However, it is often easier to use a real moise even if it requires larger elements.
  • the lower and / or higher moldings of the rafters (7) comprise a lower (71) and / or upper (72) joint for a plurality of rafters (7) of the same section of the roof. roof (or all the rafters of a pan). It is therefore understood that the moldings can have various forms, as can be seen particularly in FIGS. 2c, 2d, 2e and 2f. For example, in certain embodiments of which an illustrative and non-limiting example is shown in FIG.
  • the bottom wall comprises a link which may be elastic or not, and which links a chevron to the beam, by example by knotting, extending the link on either side of the chevron so as to press the chevron on the balance with a plate.
  • the plate holding the chevron will be shaped according to the shape of the chevron, for example to be slightly curved if the section of the chevron is round or to form a U if the section of the chevron is square (or rectangular).
  • the lower (71) and / or upper (72) fastening comprises at least one clamping collar (725) surrounding the end of the chevron ( 7).
  • the rafters are not made of dry wood but of green wood or any other material sensitive to variations of temperature and humidity, it could be admitted that these materials have a withdrawal after the implementation phase in the measure where they would be held at the pendulum and the ridge by means of necklaces.
  • These collar-attached embodiments are particularly suitable and advantageous in these specific cases.
  • at least the upper plank (72) of a roof section is connected to the upper plinth (72) of an opposite side of the roof. It can be connected by ropes, by cables (722) or any suitable element.
  • the upper fence (72) is connected to the ridge itself, whether it is formed by a fault or an end plate ( beam-au-vents).
  • the rafters (7) are extended beyond the beam (12) by cords (5) resting on the balance (12) and held by at least one wedge (50) blocked between the rafters (7). ) and the cores (5), for example as shown in Figures 7a, 7b and 7c. It is possible to provide an individual calle for each core, but preferably, a calle is provided for a plurality of cores, for example all of the cores of a roof pan, in particular to facilitate assembly and / or not weigh down the frame by individual horizontal and / or vertical locking devices to each core. In addition, provision can also be made for a transverse failure (51) for the cords to bind their ends external (the opposite end to that mounted on the rafters), for example as shown in Figures 7b and 7c.
  • a transverse failure (51) for the cords to bind their ends external (the opposite end to that mounted on the rafters), for example as shown in Figures 7b and 7c.
  • the lower frame (12) of the framework (1) suspended from the carrier element (10) by the suspension means (2) is offset outside the planes of the periphery of the carrier element (10) and at a level lower than that of the pivots (1 1).
  • the rigidity of the lower frame (12) and the arrangement of the suspension means (2) allow the structure to be around the perimeter of the carrier element (10) or within the perimeter of the carrier element (10). ).
  • the structure comprises at least one pan (several panels if one has several walls and several portions of panels if one has a continuous wall).
  • the frame of the pendulum (12) is thus deported outside the (or) plane (s) around the bearing walls (10) of the building and the frame (1) can thus cap the carrier element by surrounding and covering its upper portion (whether it is dripping walls or foundations or other).
  • the structure may have various shapes and may in particular have a circular periphery and it will be understood that the notion of parallelism is then overused and that the balance (12) will in fact preferably concentric with the carrier element (10).
  • the rocker arm (12) is offset outside the periphery of the bearing element (the rocker surrounds the bearing element), but in other embodiments (not shown) the pendulum is deported inside the periphery of the carrier element.
  • the rigid frame suspended from the pivot by the suspension means (2) may in fact forming one or more structures located between a plurality of carrier members (10).
  • part of the frame may less carrier element, but in general, the frame is in fact deported outside the plane of the periphery of at least one carrier element to which it is suspended (via the suspension means, and usually the pivot).
  • the suspension means (2) are generally arranged at regular intervals to distribute the loads in the walls and in the ground.
  • the suspension means (2) are arranged to suspend the rocker (12) relative to the pivot (1 1) (or at least one point or a bearing surface on the carrier element) and to deport it in outside the vertical plane of the carrier element (ie, the wall) while allowing the distribution of the loads of the structure in the height of the carrier element (ie, load-bearing walls), as for example in the diaphragms (beams- wind, slabs, or any indeformable structures) and in the foundations.
  • the offset of the balance can be obtained by the arrangement of the frame and / or by the suspension means.
  • the suspension means (2) comprise a lever (L) rigid, to help offset the balance outside the building.
  • This lever (L) rigid is then associated with a tie rod (121) articulated between the lever (L) and the rocker (12).
  • inter-support lever whose point of support is located between the force exerted by the structure (own weight, snow, wind, earthquakes, etc.) and the resistance exerted in the walls, the diaphragms (beams- wind, slabs, or any indeformable structure) and foundations.
  • the lever (L) generally comprises a leg (L1), preferably with an anchor (L10) in the walls of the building and / or an anchorage (L100) in the foundations (100) on which the building rests, a bend (L2) matching the pivot (1 1) and an arm (L3) deporting the suspension of the beam (12) away from the carrier member (10).
  • the tie rods (121) connected to the beam (12) are suspended from the arm (L3) of the levers.
  • the pendants of the pendulum may be rigid or flexible and there are as many tie rods as levers.
  • the tie rods may be steel, textile fibers, metal, carbon fibers, synthetic fibers or any other suitable material, and elasticity may be allowed in the tie rods (121) according to the need for flexibility of the entire system.
  • the tie rods (121) are articulated at both ends (at the levels of the balance and the lever). In the case where the tie rods are rigid, it is therefore preferably provided with an articulated attachment and in the case where they are flexible, the joint is provided by their flexibility.
  • the levers are preferably anchored in the walls, in a slab (diaphragm, beam-to-wind) or in the foundations (sole or sill) on which the walls rest.
  • the levers preferably comprise a bar forming the leg (L1), the elbow (L2) and the arm (L3) and are rigid, generally thanks to a composition made of steel, alloy of metals or carbon-type composite materials, resins, etc.
  • the lowest end of the leg (L1) is anchored in the floor slab (on the ground floor or floor in the case of buildings) or in a diaphragm (in the case of structures).
  • This foundation anchor (L100) is arranged in such a way that the thrust exerted in the slab vanishes with the resistance of the slab. If there is no floor slab (agricultural buildings, shelters ...), a ground locking device is preferably provided to ensure the resistance.
  • the anchoring (L10) of the levers in the walls of the building allows to press the lever against these walls and thus to distribute the loads.
  • a series of anchors (L10) are chosen whose number is determined according to the roof loads and the nature of the materials that make up the wall.
  • These anchors (L10) vertical can be wood, steel, wrought iron, stainless steel, textile webbing, vegetable fiber, or any other material, including composite.
  • the anchoring (L10) of the suspension means (2) will be adapted to avoid damaging them and / or risking tearing.
  • a T-shaped anchorage is generally chosen, the large branch of which is arranged perpendicularly to the leg of the lever and whose small branch is embedded in the masonry, for example as shown in FIG. in Figure 4d.
  • the small branch of the T is outside the wall, the opposite side to that of the lever, both for masonry walls than wood, for example as shown in Figure 4e.
  • the suspension means (2) are flexible.
  • a pulley device P
  • Such a pulley device (P) comprises a sheave (P2) (wheel provided with a groove, according to the terminology used in the maritime field) and a flexible link (P1) such as a rope, chain or other element. link.
  • This sheave generally includes a clevis, often formed by a flat portion on which the tie passes and cheeks on the sides of the clevis to prevent the tie from coming out.
  • a ringot may also be provided.
  • the sheave acts as a pivot (1 1) and the link (P1) is anchored in the ground, thanks to a lower anchoring means (P100) at one end and connected to the beam (12) at the other end (of preferably directly because the flexible link makes it possible to do without pulling since it already forms an articulation by its flexibility).
  • the link is anchored in the bottom of the bearing wall then bypasses the top of the wall by resting on the pulley which is fixed at the top of the wall to take over the loads of the lower frame.
  • the link is flexible to damp the vibrations between the frame and the element (s) carrier (s). The rolling of the pulley makes it possible to eliminate the friction forces between the link and the load-bearing wall.
  • pulley because the only function of a fixed pulley is to modify the orientation of the forces without modifying the value of the effort, identical to the value of the load which it supports.
  • pulley system when the fixed pulley is associated with one or more mobile pulleys in order to increase the effort required to support the load of the roof (weight, snow, wind, earthquakes).
  • the orientation of the anchor differs from that of the rigid lever embodiments.
  • the anchor In the case of a lever, on the one hand, the anchor is inclined in the direction of resistance to exert in the lever arm (called leg here), while the resistance to exert is vertical with the pulley.
  • the spacing between the fulcrum (pivot) and the wall is provided in both cases by the rigid frame of the balance.
  • this spacing is kept at a distance by the relative rigidity of the tie rods articulated at each end between the rocker arm and the cantilever arms on the walls, which alleviates the forces exerted on the rest of the structure (bracing and chevrons), whereas with the pulley, this spacing is only ensured by the rigid frame that forms the balance (12) dimensioned according to the circumference of the carrier element (10) and by the stabilizing means (3) which help keep the structure in place.
  • the system of levers (L) or the system of pulleys (P) will be preferred depending on the type of admissible forces in the pendulum, the walls, the diaphragms and the foundations.
  • the suspension means (2) therefore rest on the pivot (1 1) and advantageously offset the loads of the frame on the carrier element.
  • Each pivot (1 1), or fulcrum is anchored on the support member (10) of the building to provide support to the structure.
  • anchoring the pivot (1 1) on the carrier member (10) is arranged to allow a slight tilting of the pivot perpendicular to the plane of the wall, preferably damped by a seal material damper separating the anchor point of the pivot disposed between the anchor (or rather the load-bearing wall) and the pivot.
  • the pivot (1 1) can thus remain flexible around the anchor at the top of the wall and offer a (slight) freedom of movement facilitating its function as a fulcrum for the offset of loads.
  • An anchor is thus preferably chosen which provides damping of the vibrations in the pivot.
  • a recess which can be provided by sealing in the masonry, by rigid bolting not articulated in the wood, or by a system of rigid moise, especially in the case of a pivot in sheave.
  • the pivot will then be provided to be loose around the flush mount.
  • a hole in the pivot with a diameter slightly larger than that of the recessed attachment will provide good anchoring while maintaining a slight clearance, for example as shown in Figure 4b (the clearance between the anchor and the pivot is cushioned by a flexible joint to prevent the anchor from breaking under the efforts of the pivot).
  • the underside of the pivots may be slightly curved and maintained by flexible seals placed on either side of the fulcrum or the loose anchorage point, to ensure the durability of the system in the event of swaying of the roof (for example in the event of strong winds or recurrent earthquakes), for example as shown in FIG. 4b.
  • the suspension means (2) comprise at least one link articulated between the lower frame (12) and the pivot (1 1).
  • at least one tie rod (121) can be hooked on anchoring means (L4) forming the pivot (1 1) in the carrier element (10) and be connected to the lower frame (12), for example as shown in Figure 3d, where the loop (L4) anchored in the carrier member to which is attached the tie (121).
  • anchoring means (L4) forming the pivot (1 1) in the carrier element (10) and be connected to the lower frame (12), for example as shown in Figure 3d, where the loop (L4) anchored in the carrier member to which is attached the tie (121).
  • a scrap in concrete can be designed so as to distribute the loads in the armature at an opposite angle to the load.
  • the anchor (L4) can therefore pivot, to change the angle of the load, as for example shown in Figure 3d where anchor loops of the suspension means (and stabilization means) in scrap are sealed and form pivot by the possible pivoting of the links hung on it, while allowing to change the orientation of the loads.
  • the lever (L) forming at least a portion of the suspension means (2) can be simplified, particularly at its anchoring, as for example shown in Figure 3c.
  • a lever (L) to which is attached a tie rod (121) articulating the lever (L) and the lower frame (12), comprises a leg (L1) anchored directly in the carrier element (10) of the construction, thanks to anchors (L10).
  • the elbow (L2) of this lever forms the pivot (1 1) and the arm (L3) moves the suspension of the lower frame (12) out of the plane of the carrier element (10) and below the point of support on the pivot.
  • the suspension means (2) simply comprise a continuous link fitting the pivot and connecting the carrier member (10) to the lower frame (12).
  • the link is anchored to the foot (at least in the lower part) of the carrier element, bypasses the top bearing on the pivot to take the loads of the lower frame.
  • Such a link is flexible to dampen vibrations between the frame and the element (s) carrier (s).
  • the suspension means (2) comprise elastic means. Such elastic means form dampers to absorb the stresses exerted by the balance, especially when moving.
  • FIG. 3e A first illustrative and nonlimiting example of such damping suspension means (2) is shown in FIG. 3e.
  • the lever (L) comprises, instead of an elbow (L2), at least one loop (L2) which, by the rigidity of the lever and its winding on itself, allows a slight deformation providing a function amortization.
  • FIG. 3e A first illustrative and nonlimiting example of such damping suspension means (2) is shown in FIG. 3e.
  • the lever (L) comprises, instead of an elbow (L2), at least one loop (L2) which, by the rigidity of the lever and its winding on itself, allows a slight deformation providing a function amortization.
  • Figure 3f Another illustrative and non-limiting example of such damping suspension means (2) is shown in Figure 3f.
  • the lever (L) has a spring (or other resilient means) between the arm (L2) of the
  • the stabilizing means are mounted between the chaining (stiffening structure) of the carrier element (10) and the framework, that chaining is located at the top, bottom or in the middle of the carrier element.
  • the shafts (30) of the stabilizing means (3) are preferably mounted between the carrier (10) and the shackle (4) or other part if adequate bonding is provided for the charge transfer between them. parts of the frame.
  • the two axes (30) of each pair of axes of the stabilizing means (3) have a non-parallel orientation. between them and the pairs of axes (30) are each distributed over a different portion of the frame.
  • the means (3) of stabilization preferably comprise, for a portion (or pan) of the frame, at least two axes (30), called scarves, which are crossed but free relative to each other and mounted from articulated manner with respect to the frame and the carrier element (10).
  • axes of a pair are the two axes that converge (instead of defining them as those that intersect and therefore diverge).
  • the convergence point of a pair is preferably offset with respect to the convergence point of another pair.
  • the axes form triangles (at least virtual) which are arranged in inclined planes with respect to the vertical and the horizontal and whose vertices are distant from one pair to another. This arrangement provides the advantage of offering optimal stabilization by limiting the number of axes required in these stabilizing means
  • the stabilizing means (3) comprise holding means (32) connecting each of the axes (30) to the carrier element (10).
  • these holding means (32) comprise elastic means exerting a prestress on said axes (30).
  • the axes (30) or slings may or may not be prestressed and exert on the structure forces that make it possible to stabilize it.
  • the damping retaining means (32) can exert at least one thrust force, but are preferably also able to exert a restoring force, so that that the scarves can exert their stabilizing action whatever the direction of the effort undergone by the structure.
  • the stabilizing means (3) are preferably rigid so as to better transmit the restoring forces and / or thrusts exerted by the elastic holding means (32). It will be noted that the holding means may be elastic or not and that in both cases they may exert prestressing on the stabilizing means, even if it is generally preferred that this prestressing be exerted by holding means (32). elastic.
  • the stabilizing means preferably also form means for supporting the rigid structure.
  • the axes are preferably sufficiently rigid to support part of the load of the rigid structure, unlike elastic means.
  • rigidity and elasticity which are generally relative, are here defined in the capacity of rigid means to support a load, unlike dampers which offer only an elasticity incapable of carrying a load and only able to dampen the movement of the latter.
  • the rigid means defined here may naturally have a certain elasticity (depending on the type of material used), in particular (and not only) in the case where the stabilization means are associated with holding means providing a pre-stress, but they offer sufficient strength to withstand at least a portion of the load on the suspension means.
  • rigid axes (30) are generally used as stabilizing means, so that they support the rigid structure in addition to retaining any movements.
  • articulated axes provide flexibility to the building and retain its movements by fighting against lateral forces (at least non-vertical) but also fight against the load of the rigid structure (whose force is at least approximately vertical).
  • stabilization means (3) are obtained which form support means reinforcing the stability and support provided by the means of suspension.
  • the rigid stabilizing means (3) can support a portion of the weight of the frame, while allowing slight movements through their articulated mounting.
  • the holding means (32) comprise rigid elements supporting said axes (30). These elements make it possible to relieve the stabilization means in their support function of the frame.
  • FIG. 5a illustrates in particular the fact that damping retaining means (32) can be provided for some of the stabilizing means (3) and rigid holding means (32) for other stabilizing means (3).
  • the frame comprises support means which are arranged to support the frame, in particular by supporting the frame (4). These support means (preferably formed at least in part by the stabilizing means), supporting part of the load of the frame, thus complement the suspension means (2) in the support function of the frame on the walls carriers (10) of the building.
  • At least a portion of the support means are interposed between the bearing wall (10) and at least one failure disposed under the rafters (7) to support the weight of the rafters.
  • at least a portion of the support means is formed by the stabilizing means (3).
  • the latter comprise rigid scarves (30) mounted between the walls (10) of the building (1) and the ridge (4) of the frame, to support / support this ridge (4).
  • the scarves of the classical frameworks are generally assembled together to form a triangulation with the entrance supported on two distinct and opposite walls. In this framework, generally lighter than the conventional frameworks, the support means (3) only support a portion of the load, and the scarves (30) can be arranged independently of each other.
  • the support means (3) preferably comprise scarves (30) which intersect ("in a sling") two by two on at least one portion of each roof panel, while remaining free in relation to each other (they cross each other but are not linked at the level of their crossing).
  • This intersection of two scarves (30) per portion of the roof pan, arranged in a plane substantially parallel (that is to say approximately parallel) to the plane of this roof pan, ensures the support of the top of this pan (or at least this portion of the roof) by transferring the loads of this summit (ie, part of the ridge) to the load-bearing walls (10) of the building.
  • scarves crossing on one side are necessarily slightly offset from each other and are not exactly in the same plane (unless one of the two is curved and of greater length).
  • scarf is used here to refer to the support function (the elements are carrying and resting on the walls), but we understand that it is not about conventional scarves (especially because they do not are not necessarily connected to each other, to one input, or do not necessarily support monoblock failures, or even intermediate failures on which the rafters).
  • the support function of the stabilizing means (3) can be provided by separate support means because in some embodiments, the construction comprises support means which supports a portion of the weight of the frame. Such means are preferably mounted in an articulated manner on the frame to preserve the mobility of the assembly. These support means are not shown but it will be understood the various possible arrangements from including examples of arrangements of the stabilizing means. These support means may be arranged between any part of the carrier element (10) and any part of the framework (such as a breakdown transverse, for example under the rafters and / or as the ridge and / or the pendulum or any combination). In addition, these support means may be arranged between the frame and the carrier element (10) on which the frame is suspended but also or alternatively between the frame and another carrier element or another structure.
  • the axes (30) of two contiguous portions or faces of the construction are fixed on the same articulation support (33) on which the articulation (31) of the axis ( 30), as for example shown in Figure 5a.
  • the pins (30) are anchored to the carrier member (10) by means of soles (33) themselves anchored in the carrier member (10) by an anchor (330) having orientation opposes tearing of the sole (33) (an orientation in general not parallel and preferably perpendicular to the orientation of the axis).
  • the stabilizing means (3) stabilize the structure which is suspended by means of the balance and suspension means (2). Indeed, the suspension means (2) generally offer flexibility to the structure that it is preferable to stabilize horizontally and vertically.
  • the stabilizing means preferably participate in the elasticity (or flexibility) of the construction (thanks to their articulated assembly detailed below) and thus complement the suspension means.
  • the terms elasticity or flexibility of the construction are used here to refer to the fact that it is particularly adapted (thanks to the suspension and stabilization means) to tolerate a deformation, in particular under the effect of important constraints such as winds or earthquakes, but tends to return naturally to its original configuration.
  • the stabilization means are a kind of bracing, generally intended to ensure overall stability vis-à-vis the horizontal, vertical and transverse effects resulting from stresses on a construction (eg by winds, earthquakes, landslides , etc.).
  • braces to refer to the stabilization function (the elements fight against exerted forces), although in the field of the frame, various types of bracing are generally provided and one generally distinguishes the vertical braces (intended to transmit the horizontal, vertical and transverse forces in the trusses and the load-bearing walls) horizontal braces (beams-in-wind intended to oppose the effects of bending or torsion due to these efforts).
  • the stabilizing means intersect preferably in a sling on a portion of each pan, but they are generally free from each other and the assembly between two bracing scarves are made at the junction between two portions of roof pan (especially in the case of roofs whose circumference is circular) or the angle between two sides (the two assembled scarves forming the tip of an articulated triangle) .
  • this assembly between two scarves is articulated (by a hinge (34), so-called high) on the frame and each scarf is also articulated on the carrier element (10) (by a hinge (31), called the low one), to offer flexibility to the entire structure, to avoid the constraints of rupture.
  • the articulation (34) of a scarf on the ridge (4) also serves as an assembly with a neighboring scarf (ie, extending over another portion of a pan, or on another pan, as shown in most figures).
  • each scarf is preferably prestressed by elastic means (32) spaced apart from the joint and connecting the brace to the soleplate fixed to the wall by a plate.
  • Figures 5d and 5e illustrate that the distance of the fixation of the elastic means and therefore the axis of the force exerted may vary according to the choice (according to the constraints to be supported).
  • the scarf, the sole (33) and the elastic means (32) form a triangle of which one side is elastic and puts the scarf in flexion.
  • the pushing force (or booster) exerted by the resilient means (32) allows to subtend the structure that can be referred to as the subtended structure. Flexion exercised in the slings helps to dampen shocks that could occur in the system in case of strong winds or earthquakes for example. This bending also prevents the lifting of the structure, because of the pressure exerted in the scarves. Bending also enhances stability by exerting a building-oriented force. It is the degree of force exerted in the slings which makes it possible to vary the inclination of each bracing and the shape of two opposite sides which would have neither the same slope, nor the same length, nor the same level of transfer of charges on the structure.
  • the number of scarves, as well as their arrangement on the sections of the structure (or the portions of structure sections), are variable according to the shape of the roof, as particularly visible in the illustrative and non-limiting examples of FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d.
  • the stabilizing means (3) forming a support comprise scarves (30) slung between the walls (10) of the building (1) and the ridge (4) or the side walls (13). ) of the structure.
  • the support means (3) support only part of the load, and the scarves (30) can be arranged independently of each other.
  • the support means (3) preferably comprise scarves (30) which cross each other in two-by-two scarves over at least a portion of each pan, while remaining free relative to each other. to the other (they cross but are not linked at the level of their crossing).
  • the scarves (30) are movable on the load-bearing walls (10) of the building (1) by means of articulations (31) and are retained by elastic means (32).
  • elastic means may comprise a spring, a tie rod, a damper or any type of element sufficiently strong and resilient to withstand the forces exerted on the scarves (30) and provide sufficient force for the bracing of the frame.
  • joints (31, 34) are preferably arranged to allow a movement of the sling (30) in rotation about a ball joint articulated in the three degrees of freedom of space.
  • the scarves (30) of two adjoining sections of the roof can be fixed at the ridge on the same joint (34).
  • Such articulation (34) preferably allows the movements of the scarves (30) in rotation about a hinged joint in the three degrees of freedom of space.
  • the articulations (31, 34) of the scarves (30) in fact preferably allow the rotational movements of the scarves (30) according to the three degrees of freedom of the space, and three degrees of connection in the three translations of the space.
  • Such joints (34) may for example be formed by a ball joint whose male part is integral with the socket in which one end of the scarf (30) is embedded and whose female part is bonded by fitting to the plate fixed under the ridge or on the wall.
  • the female parts of the ball joints can be individually fixed under the same plate and be connected to the male parts of the scarves so that each scarf can be articulated independently of others. This is particularly the case for peak structures, regardless of the number of sections.
  • a rod articulated horizontally under the plate serves as fixing for the finger joint (three translations and a rotation are linked, leaving free two degrees of freedom) on which are fixed two slings movable between them. This is particularly the case for the joints whose scarves go two by two on the same roof, or on the stop between two adjacent sections, or on two opposite sides.
  • the sole (33) of the links of the scarves on the carrier element is composed of a plate fixed by embedding (330) on the sand pit or the chaining of the wall (10) by any means of embedding, such as chemical or mechanical seals (fishplates, bolts, frame keys, etc.) whose orientation opposes the tearing of the bloket (33).
  • Such an anchorage (330) may comprise integral rods of the wallet and arranged in the wall (10) along an axis symmetrical at the angle of the scarf and the horizontal plane at the top of the wall (30), as for example represented on Figures 5d, 5e and 5f.
  • the articulation (31) on the walls (10) is composed of a ball joint which preferably allows the rotational movements of the scarves (30) according to the three degrees of freedom of space.
  • the joints (31, 34) may for example be formed by a ball joint, the male part of which is integral with the socket in which one end of the scarf (30) is embedded and whose female part is bonded by fitting to the plate of the sole attached to the wall.
  • the plate of the soleplate on which the female part of the ball is fixed is distinct from the plate bound by embedding in the wall so that the two plates are connected together by a damper system to reduce the horizontal forces of scarves in the load-bearing walls of the building.
  • the sole function (33) and pivot (1 1) can be provided by the same structural means, for example when the sole (33) and the pivot (1 1) are continuous along the entire length of the wall . Nevertheless, a pivot (1 1) composed of a plurality of support points for the suspension means (2), distinct from one or more sole (s) (33) each supporting a scarf (30), will be preferred. Indeed, even if a continuous beam (which is not necessarily monobloc) anchored to the top of a wall can form both the pivot (1 1) and the sole (33), the anchoring for these two means is not necessarily the same because the translation and rotation constraints they undergo are different.
  • the two ends of the scarves (30) are mounted in housings (35) arranged to protect them, as for example visible in Figures 5d, 5e and 5f.
  • the elastic means (32) and the articulation (31) of the scarves (30) on the walls (10) and / or the articulation (34) of the scarves (30) on the ridge (4) and / or the articulation of the holding means (32) are fixed on the housings (35) so that the forces are not exerted directly on the scarves (30) and the integrity of the scarves (30) is preserved .
  • underpinned framework system which does not require the use of large section timber or long lengths.
  • the elements of the framework are for the most part kept in tension with respect to each other.
  • this system offers a stable structure and has the advantage of being particularly resistant to harsh conditions such as high winds or earthquakes, particularly thanks to its elasticity.
  • the frame thanks to its arrangement provides an important interior exploitable volume.
  • this system is simple and inexpensive, both in terms of layout and terms of assembly.
  • another aspect of the present invention relates to a framing or framing system kit (ie, with the suspending means) ready to assemble and be mounted on walls (10) carriers.
  • certain elements in particular the suspension means and the anchorages of the pivot and the blocket
  • another aspect of the present invention relates to a framing method or framing system or kit according to the present invention.
  • the invention comprises suspension means and stabilizing means.
  • these stabilization means advantageously comprise at least one of the following aspects:
  • the invention can also take advantage of the combination of these various aspects because the use of stabilizing means forming support means allows a distribution of forces on rigid oblique elements providing support and limiting even more the oscillations that a shock absorber.
  • the use of the holding means on the stabilization means oriented in oblique planes reinforce the stability of these planes stabilizing means.
  • the use of holding means in combination with the support stabilizing means allows the holding means to stabilize and support the stabilizing means.
  • the combined use of these 3 aspects provides optimum strength and stability, while providing flexibility to withstand extreme conditions (such as winds or earthquakes).
  • the method of implementing a resistant construction according to the invention comprises the following steps:
  • the method includes a step of laying blocks (33) for anchoring the stabilizing means on the carrier member (10).
  • the method comprises a step of fixing holding means (32) stabilizing means on the rattles (33).
  • the step of fixing the holding means is followed by a step of compressing or energizing the elastic means (32) between the axes (30) and the blokets (33) (compression). in the case of holding means exerting a pushing or energizing force in the case of holding means exerting a restoring force).
  • the method includes a step of installing support means between said carrier member and the frame.
  • these support means can be disposed between any portion of the carrier member (10) and any portion of the frame.
  • the method may comprise all or some of the following steps:
  • this step may comprise an anchoring in the ground for the suspension means (2), an anchoring in the walls (10) for the suspension means if they are levers (L).
  • this step may comprise an installation of the anchors of the rattle (33) on the walls (10) and a laying of the anchors of the pivot (1 1), or a single anchoring pose if these functional means of anchoring pivot (1 1) and the rattle (33) are implemented by the same structural means as explained above).
  • This step may include a fastening of a tie rod.
  • This step may include spreading the scarves (30) to form a tripod now scarves in place.
  • the joints (34) connecting the scarves together may comprise an orifice in which a lifting arm is fitted to allow hoisting, and possibly form the tripod, which will be maintained for example until the ridge is installed and removed.
  • This laying of the ridge may include a step of connecting the hinge (34) between the scarves with the ridge (for example an interlacing of the rings).
  • This step may comprise for example a step of interlocking the rafters (2) in the ridge (4), then a power supply by the lower attachment (21) on the balance (12).

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Abstract

La présente invention concerne une charpente comprenant une sablière (11, 12) pour le support de la charpente sur les murs (10) d'un édifice (1), des chevrons (7) pour le support d'une couverture, et un faîtage (4) fermant la charpente à son sommet, caractérisée en ce que, d'une part, elle comporte des moyens suspension (2) et des moyens (3) de stabilisation de la charpente et, d'autre part, que la sablière est double par le fait qu'elle comporte un pivot (11) ancré sur au moins un mur (10) de l'édifice(1) et un balancier (12) suspendu de manière articulée par rapport au pivot (11) par les moyens de suspension (2); les moyens (3) de stabilisation comportant une pluralité de paires d'axes (30) montés de manière articulée entre sur la charpente et les murs (10), pour une portion de pan de toiture, au moins deux arbalétriers (30) croisés mais libres l'un par rapport à l'autre et montés de manière articulée par rapport au faîtage (4) et aux murs (10) de l'édifice.

Description

Charpente et procédé de montage
La présente invention concerne le domaine des charpentes. La présente invention concerne plus particulièrement une Charpente, appelé « sous-tendue » et un procédé de montage d'une telle charpente, ainsi qu'un kit pour la construction d'une telle charpente.
Un premier problème dans le domaine des charpentes, notamment en bois, concerne la taille des éléments qui la composent. En général, les charpentes comportent des poutres en bois de grosse section et de grande longueur, qui présentent l'inconvénient d'être lourdes à manipuler et souvent coûteuses à la fois en matériau et en main d'œuvre, comme par exemple les « fermes » des charpentes traditionnelles. Ce problème s'accompagne en général d'un problème de valorisation du bois, notamment les essences telles que le hêtre et le chêne qui sont dominantes dans certaines régions, car de nombreuses essences de bois sont exclues des marchés de masse de la construction bois.
Un second problème dans le domaine concerne l'agencement des charpentes. En effet, les charpentes comportent généralement de nombreux éléments agencés entre eux de sorte à former un édifice stable. La mise en œuvre des charpentes est donc souvent complexe et coûteuse. De plus, ce problème d'agencement s'accompagne d'un problème d'encombrement, notamment sous la toiture. En effet, les charpentes connues de l'art antérieur présentent généralement l'inconvénient de limiter le volume intérieur disponible en dessous de la charpente, à cause de leur structure. Les charpentes utilisent en effet souvent des fermes, généralement composées d'un poinçon, d'un entrait et de contrefiches qui encombrent le volume intérieur, le rendant peu exploitable (pour l'habitation le plus simplement). Ce problème s'accompagne généralement du problème que, lorsqu'on augmente la pente du toit pour augmenter le volume intérieur, la hauteur totale du toit s'en trouve directement augmentée. Les charpentes connues permettent donc difficilement d'avoir un toit avec un volume intérieur exploitable tout en conservant une hauteur totale raisonnable (notamment dans les limites fixées par les règlements d'urbanisme).
Un troisième problème concerne la résistance de la charpente, notamment en termes de stabilité et de flexibilité. En effet, les charpentes doivent être stables mais elles présentent généralement l'inconvénient d'être peu flexibles et ce manque de flexibilité les rend généralement peu résistantes à des conditions difficiles, notamment au niveau climatique (vents violents et tempêtes par exemple) et/ou géologique (séismes et glissements de terrain par exemple). D'une manière générale, les charpentes connues ont une absorption insuffisante des phénomènes vibratoires.
Dans ce contexte, il est intéressant de proposer un système de charpente qui permette de valoriser le patrimoine forestier notamment de feuillus, en optimisant la construction, de manière plus résistante et souvent avec de meilleures essences de bois. La présente invention a donc pour but de pallier au moins un des inconvénients de l'art antérieur en proposant un système de charpente qui soit flexible et résistant. De préférence ce système ne nécessite pas de gros éléments monoblocs et/ou permet d'augmenter le volume intérieur.
Ce but est atteint par une charpente comprenant une sablière pour le support de la charpente sur les murs d'un édifice, des chevrons pour le support d'une couverture, et un faîtage fermant la charpente à son sommet, caractérisée, d'une part, en ce qu'elle comporte des moyens suspension et des moyens de stabilisation de la charpente et, d'autre part, en ce que :
- la sablière est double par le fait qu'elle comporte, d'une part, un pivot ancré sur au moins un mur de l'édifice et, d'autre part, un balancier suspendu de manière articulée par rapport au pivot par les moyens de suspension ;
- les moyens de stabilisation comportent une pluralité de paires d'axes montés de manière articulée entre sur la charpente et les murs, pour une portion de pan de toiture, au moins deux arbalétriers croisés mais libres l'un par rapport à l'autre et montés de manière articulée par rapport au faîtage et aux murs de l'édifice.
De préférence, les moyens de stabilisation forment également des moyens de soutien de la structure rigide. Ainsi, les axes sont de préférence suffisamment rigides pour supporter une partie de la charge de la charpente, contrairement à des moyens élastiques. On comprendra que les notions de rigidité et d'élasticité, qui sont généralement relatives, trouvent ici leur définition dans la capacité de moyens rigides à supporter une charge, contrairement à des amortisseurs qui n'offrent qu'une élasticité incapable de porter une charge et seulement capables d'amortir le mouvement de cette dernière. Ainsi, les moyens rigides définis ici peuvent présenter naturellement une certaine élasticité (selon le type de matériau utilisé), notamment (et pas uniquement) dans le cas où les moyens de stabilisation sont associés à des moyens de maintien fournissant une pré-contrainte, mais qu'ils offrent une résistance suffisante pour supporter au moins une partie de la charge subie par les moyens de suspension.
D'autres particularités et avantages de tels systèmes sont détaillés dans la présente demande.
Un autre but de la présente invention est de pallier au moins un des inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé rapide et facile de mise en œuvre d'une charpente qui soit flexible et résistante, de préférence sans nécessiter de gros éléments monoblocs et/ou permettant d'augmenter le volume intérieur.
Ce but est atteint par un procédé de mise en œuvre d'une charpente selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
pose d'au moins un pivot sur l'élément porteur,
pose des moyens de suspension sur le pivot,
suspension du cadre inférieur sur les moyens de suspension, pose d'articulations des moyens de stabilisation sur l'élément porteur, - pose d'articulations des moyens de stabilisation sur la charpente, - pose des axes des moyens de stabilisation entre leurs articulations correspondantes sur l'élément porteur et la charpente.
D'autres particularités et avantages de tels procédés sont détaillés dans la présente demande.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une charpente selon certains modes de réalisation,
- la figure 2a représente une vue en coupe d'un balancier selon certains modes de réalisation avec l'encoche de positionnement des chevrons, comme par exemple représenté sur les figures 2c et 2e, la figure 2b représente une vue en perspective d'une partie d'un angle du balancier, avec des moyens de liaison, les figures 2c, 2d et 2e représentent des vues en coupe du liaisonnement des chevrons par rapport au balancier selon divers modes de réalisation et la figure 4f représente une vue en coupe du liaisonnement des chevrons par rapport au faitage selon certains modes de réalisation,
- les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e et 3f représentent des vues en coupe selon un plan de coupe tel que le plan 3-3 de la figure 8a, de moyens de suspension selon certains modes de réalisation,
- la figures 4a représente une vue en perspective d'un partie de l'élément porteur et d'un moyen de suspension du balancier et les figures 4b, 4c, 4d, 4e et 4f représentent des vues en coupe, selon un plan de coupe tel que le plan 3-3 de la figure 8a, de divers modes de réalisation d'ancrage de moyens de suspension,
- la figure 5a représente une vue en perspective d'une partie de l'intérieur d'une construction selon certains modes de réalisation, avec un plan de coupe 5-5 des figures 5d, 5e et 5f qui représentent des vues en coupe, selon ce plan 5-5, de la partie inférieure de moyens de stabilisation selon différents modes de réalisation, la figure 5b représente une vue schématique simplifiée, en perspective, de moyens de stabilisation d'une construction selon certains modes de réalisation et la figure 5ereprésente une vue en perspective de la partie supérieure de moyens de stabilisation selon certains modes de réalisation ,
- les figures 6a, 6b, 6c et 6d représentent des vues de dessous de constructions selon divers modes de réalisation,
- les figures 7a et 7c représentent, respectivement, une vue de dessous (de l'intérieur) et une vue en perspective, d'une charpente comprenant des coyaux selon certains modes de réalisation, la figure 7b représentant une vue en coupe des coyaux montés entre les chevrons et le balancier dans certains modes de réalisation,
- la figure 8a représente une vue en perspective d'un élément porteur sur lequel la charpente peut être érigée selon certains modes de réalisation avec le plan de coupe 3-3 du type de ceux des figures 3 et 4, la figure 8b représente une vue en perspective de la charpente selon certains modes de réalisation, en faisant apparaître les éléments du faitage et des chevrons, contrairement à la figure 1 plus schématique.
La présente invention concerne une charpente, généralement à haute résistance, ainsi que son procédé de mise en œuvre (e.g., procédé de construction). On désigne ici la charpente comme étant à haute résistante car elle est capable notamment de résister à des conditions atmosphériques et/ou géologiques difficiles, comme par exemple des séismes et/ou des vents violents. La présente invention enseigne en particulier des moyens de suspension et des moyens de stabilisation (et des moyens de soutien) pour charpente, conférant une relative souplesse à la charpente et permettant qu'elle soit résistante. L'invention peut donc également porter sur chacun de ces éléments séparément, qui peuvent par conséquent être revendiqués en tant que tels. De même, les exemples de moyens de suspension et de stabilisation fournis dans la présente demande ne sont pas limitatifs et la charpente peut éventuellement être érigée avec d'autres moyens de fixation que sur l'élément porteur. Une charpente agencée comme dans certains modes de réalisation décrits dans la présente demande, mais ne comportant pas les moyens de suspension et de stabilisation est donc également dans la portée de la présente demande car les assemblages proposés sont originaux et permettent éventuellement d'obtenir une charpente suffisamment résistante, simple et peu coûteuse pour certaines régions du globe.
. D'une manière générale, la charpente selon la présente invention comporte, comme les charpentes connues de l'art antérieur une sablière (1 1 , 12) pour le support de la charpente sur les murs porteurs (10) d'un édifice (1 ), des chevrons (7) pour le support d'une couverture et un faîtage (4) fermant la charpente à son sommet. En général, la sablière des charpentes connues est une poutre disposée sur le sommet des murs porteurs de l'édifice et qui forme la base de la charpente. Dans la présente invention, la sablière n'est pas réellement disposée sur les murs mais y est suspendue par des moyens de suspension (2). D'autre part, la charpente comporte des moyens de stabilisation. De plus, dans certains modes de réalisation, des moyens de soutien complémentent les moyens de suspension (2) dans la fonction de support et de maintien de la charpente sur l'édifice. D'autre part, dans certains modes de réalisation, au moins une partie des moyens de soutien et assurée par les moyens de stabilisation (3). La charpente, selon divers modes de réalisation de la présente invention, présente donc de nombreuses particularités avantageuses qui la distinguent des charpentes connues de l'art antérieur. Les charpentes forment le squelette de la toiture d'un édifice (1 ). La couverture, généralement étanche, peut comporter divers types de matériaux et de revêtements pour protéger l'édifice. Les toitures peuvent avoir diverses formes, avec un sommet en pointe ou en arête, voire en plateau, et le pourtour de la toiture peut être polygonal ou courbe (par exemple circulaire), en définissant au moins un pan de toiture. La forme peut être carrée, rectangulaire, ronde, polygonale, régulière ou irrégulière, etc. La présente invention est également adaptée à ces diverses formes de toiture, comme particulièrement visible sur les exemples illustratifs et non limitatifs des figures 6a, 6b, 6c et 6d. En revanche, le sommet de la charpente dans la présente invention sera de préférence un plateau, bien qu'un sommet en arête soit possible et qu'un sommet en pointe puisse être obtenu en rajoutant sur le plateau faitier une structure formant le sommet pointu. La charpente selon l'invention est de préférence réalisée en bois car c'est avec ce matériau qu'elle apportera le plus d'avantages, y compris la valorisation de certaines essences de bois, mais il est envisageable d'utiliser d'autres matériaux. Dans la présente demande, on désigne par le terme « construction » ou « édifice (1 ) » tout type de bâtiment ou d'ouvrage érigé, comme par exemple des constructions en bois ou en maçonnerie, mais cette définition peut également s'étendre simplement aux « fondations » (en fait au soubassement qui sont la partie émergée des fondations) sur lesquelles on peut ériger la charpente.
Les charpentes connues de l'art antérieur comportent généralement au minimum une ferme située entre les pignons pour le support des pannes intermédiaires, une panne sablière (1 1 , 12) pour la répartition des charges de la charpente sur les murs porteurs (10), des chevrons (2) prenant appuis sur la panne sablière et les pannes intermédiaires, et une panne faîtière (4) pour assurer le maintient et l'écartement des chevrons entre eux en fermant la charpente à son sommet. Ce sont généralement les contrefiches et les liens entre le poinçon et le faîtage qui assurent le contreventement pour la stabilité de la charpente sur les murs porteurs. Contrairement à la présente invention, les charpentes de l'art antérieur nécessitent généralement de nombreux autres éléments et la plupart des constituants de la charpente nécessitent des poutres de section et/ou longueur importante(s). La charpente peut avoir diverses formes, avec un sommet en pointe ou en arête, voire en plateau, et le pourtour de la construction et de la charpente peut être polygonal ou courbe (par exemple circulaire), en définissant au moins un pan de structure. La forme peut être carrée, rectangulaire, ronde, polygonale, régulière ou irrégulière, etc.
Les charpentes sont généralement érigées sur au moins un élément porteur (10), par exemple comme représenté sur les figures 1 , 5a, 8a et 8b. Dans la présente demande, on utilise le terme mur porteur (10) mais ce terme peut désigner en fait diverses structures et doit être interprété comme signifiant « au moins un élément porteur ». Cet élément porteur (10) comporte au moins un point d'appui, appelé pivot (1 1 ) et la charpente, de manière originale comporte une sablière double, comprenant ce pivot et un balancier (12), appelé également « cadre inférieur (12) ». Ce cadre inférieur (12) est suspendu de manière articulée sur ledit pivot (1 1 ) par des moyens de suspension (2). De plus, au moins une partie de la charpente est également reliée à l'élément porteur (10) par des moyens (3) de stabilisation comprenant une pluralité de paires d'axes (30) montés de manière articulée entre la charpente et ledit élément porteur (10). On notera que l'on réfère à des paires d'axes car il est préférable d'avoir au moins 2 axes par pan ou portion de la charpente, mais on peut néanmoins n'en mettre qu'un ou plus de deux par pan ou portion. Le terme paire ne doit donc pas être interprété comme étant limitatif, sauf s'il est fait mention de plusieurs axes et qu'il fait alors l'entendre comme signifiant au moins deux (et non pas strictement deux). Les moyens de suspension (2) autorisent en général un léger mouvement de la charpente (1 ) par rapport à l'élément porteur (10) et les axes (30) des moyens de stabilisation relient la charpente à l'élément porteur en permettant de limiter ces mouvements. Les moyens de stabilisation forment donc des sortes de contreventements stabilisant la charpente (1 ) sur l'élément porteur (10). Ces axes (30) sont parfois désignés dans la présente demande par le terme « écharpe » en référence à la terminologie des contreventements dans les charpentes. Néanmoins, ces axes (30) ou écharpes peuvent être des pannes, des poteaux ou des tiges (par exemples des tubes pleins ou creux de n'importe quelle forme de section) en n'importe quel matériau rigide (bois, métal, etc.), mais ils peuvent également être souples, comme par exemple des chaînes, des câbles ou n'importe quel type de lien souple résistant en n'importe quel matériau (du moment que l'axe est prévu en fonction des forces exercées). On préfère néanmoins des axes rigides formant de réelles écharpes, notamment des écharpes en bois.
Elément porteur :
Le terme "élément porteur (10)" peut désigner à la fois un élément monobloc et continu autour du périmètre ou à l'intérieur du périmètre de l'édifice, mais aussi une rangée de poteaux (ou colonnes, pilastres, piliers, piles, pylônes), de pilotis ou de portions de murs discontinus disposés autour du périmètre ou à l'intérieur du périmètre de l'édifice. Cet élément porteur (10) est agencé pour supporter la charpente (1 ) et permet de répartir les charges et dans le sol(ou l'eau dans le cas d'une structure flottante). De préférence, dans le cas d'une pluralité de poteaux ou de murs discontinus formant des travées, on réalise un contreventement pour solidifier l'édifice. On obtient ainsi une palée (i.e., surface verticale contreventée située entre deux points d'appui), par exemple par des croix de Saint André, un diaphragme sous entrait, un chaînage ou par des sablières et des poteaux comme détaillé ci-après en référence à la figure 8a. La taille des travées (écartement des points d'appuis formés par exemple par des colonnes) est stabilisée soit au niveau du sol par un diaphragme, soit au niveau du chaînage qui relie la partie haute des composants de l'élément porteur, soit les 2. Des poteaux corniers peuvent également être disposés aux angles de l'édifice, comme par 'exemple représenté sur la figure 8a où les poteaux (101 ) sont disposés entre une poutre (103) supérieure et une poutre (104) formant chacune un chaînage et des poteaux (102) corniers assurent la liaison entre les pans de la structure de l'élément porteur (10). Le contreventement est en général réalisé dans tous les plans verticaux et horizontaux de l'élément porteur. L'élément porteur (10) peut se limiter en hauteur à au moins un simple muret formant un chaînage à la base de la construction, sur lequel peut être montée la charpente qui forme alors la majeure partie de l'édifice (1 ), notamment grâce au fait que cette charpente offre un volume exploitable important sous la structure en limitant l'encombrement et en permettant de récupérer le volume intérieur de la charpente. La notion d'élément porteur est donc essentiellement fonctionnelle puisqu'elle désigne ici un agencement capable de supporter une structure (un édifice). On notera également que l'on utilise dans la présente description, pour définir des éléments de la présente invention, des termes dont l'acception est généralement reconnue dans le domaine des constructions, mais qu'ils ne doivent pas être interprétés de façon limitative et qu'ils sont en fait utilisés pour désigner une fonction et que la présente demande utilise cette acception considérée dans sa définition fonctionnelle, indépendamment des éléments structurels concernés et indépendamment d'autres éléments qui leurs sont éventuellement associés. Par exemple, les termes d'écharpe ou de contreventement sont utilisés ici pour désigner un élément de stabilisation de charpente, mais ils ne doivent pas être interprétés de manière limitative. Enfin, on notera également que la présente demande décrit une charpente sans ferme, mais qu'il est possible d'envisager des charpentes plus élaborées bien qu'il soit avantageux de limiter la complexité de l'agencement grâce à la structure simple et peu coûteuse décrite ici. L'élément porteur (10) est de préférence stabilisé par une semelle naturelle ou artificielle. Par exemple dans le cas où l'on a un élément porteur central supportant la construction, il peut être ancré dans le sol naturel ou stabilisé à l'aide d'une semelle artificielle, par exemple formée par une dalle ou des granulats, selon le type de sol sur lequel est érigée la construction. Dans certains modes de réalisation, la construction comporte une pluralité d'éléments porteurs (10) distincts stabilisés par une semelle naturelle ou artificielle Par exemple, lorsqu'une construction est érigée sur une enceinte de murs porteurs formant l'élément porteur, par exemple comme représenté sur les figures 1 et 8b, ces murs peuvent être ancrés dans le sol naturel ou stabilisés à l'aide d'une semelle artificielle, par exemple formée par une dalle, ou encore stabilisés par d'autres moyens tels qu'un diaphragme sous entrait au niveau du sol et/ou des étages, des contreventements, un chaînage ou des poteaux corniers, même si la présente invention ne nécessite pas forcément de diaphragme sous entrait. Selon le support (type de sol, voire étendue d'eau) sur lequel est érigée la construction, on adaptera la stabilisation de l'élément porteur.
Structure érigée de la charpente:
On réfère dans la présente demande à une rigidité et une stabilité suffisante pour être érigée sur un élément porteur. La charpente, au moins au niveau du cadre inférieur (12) sur lequel se reportent les charges doit conserver son intégrité même si elle n'est pas composée de pannes ou fermes d'un seul tenant. En effet, au moins un cadre inférieur (12) est suspendu à au moins un élément porteur (10) et le cadre inférieur (12) doit donc être capable de supporter le reste de la charpente (1 ) en assurant son intégrité (c'est-à-dire qu'il doit être stable dans les diverses directions du ou des plan(s) dans le(s)quel(s) il se trouve). Le terme « solidaire » est utilisé ici pour indiquer que les éléments sont bloqués l'un par rapport à l'autre dans les diverses directions, en particulier du ou des plan(s) du cadre inférieur. Ce terme couvre donc des moyens de fixation assurant une liaison physique entre des éléments distincts mais éventuellement aussi des éléments réalisés d'un seul tenant.
On réfère dans la présente demande à un pivot (1 1 ) et un cadre inférieur (12), ce dernier pouvant également être appelé balancier (12), mais il s'agit en fait d'au moins un pivot et la désignation est plus fonctionnelle que structurelle, ce qui est valable pour tous les éléments décrits et pour la plupart des termes utilisés dans la présente demande. En particulier, le pivot, généralement placé sur chaque versant de l'édifice pourra structurellement posséder autant de côtés que la structure comporte de pans, ou dans certains cas autant de côtés que l'édifice, mais le pivot n'étant pas nécessairement une structure continue, il peut en fait être réparti en plusieurs points d'appui sur l'élément ou les porteur(s). En effet, le terme de « pivot » est utilisé ici pour illustrer le fait qu'il fournit un point d'appui pour les moyens de suspension reportant la charge de la structure sur les murs et/ou dans les fondations de l'édifice. On comprend donc que l'on peut prévoir un pivot continu, ou prévoir un pivot composé d'une pluralité de points d'appui sur chacun desquels repose un moyen de suspension (2). De même, on comprend des divers exemples de moyens de suspension (2) fournis dans la présente demande que l'ancrage des moyens de suspension (2) peut former un pivot et qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une structure particulière pour remplir cette fonction, bien qu'on préfère généralement prévoir une structure d'appui qui répartisse les charges exercées par les moyens de suspensions sur l'élément porteur.
Le cadre inférieur, formant un balancier en suspension, qui est généralement un cadre continu à la base de la charpente, peut structurellement posséder autant de côtés que l'édifice. Le terme de « balancier » est utilisé ici pour illustrer le principe d'équilibre qui est créé en fermant le cadre que forme ce balancier, pour ensuite répartir les charges dans l'élément porteur de l'édifice grâce aux moyens de suspension (2).
Dans certains modes de réalisation, le balancier (12) comporte des pannes ou des poutres ou des ferraillages, de préférence parallèles aux parois de l'élément porteur (par exemple les murs porteurs de l'édifice), mais il est possible de les orienter différemment. Le balancier est composé d'éléments assemblés entre eux par des moyens de fixation, de préférence rigides, de manière à former un cadre. Les angles entre les pannes, ou les pans ou portions de l'édifice sont par exemple renforcés par des moyens de liaisonnement assurant la rigidité de l'angle et la continuité du cadre sur tout le pourtour de l'édifice (rond, carré, courbe, polygonal ou irrégulier). Dans certains modes de réalisation, le cadre inférieur (12) pourra être fermé à l'aide de pannes reliées entre elles de manière continue, ou bien être soutenu à distance des murs porteurs par tout moyen structurel permettant de conserver la liberté de mouvement du balancier. Dans certains modes de réalisation, le balancier (12) comporte des pannes (120), de préférence parallèles aux murs porteurs de l'édifice, assemblées entre elles par des moyens de fixation (122), de préférence solides, de manière à former un cadre. Les angles entre les pannes sont par exemple renforcés par des moyens de liaisonnement (122) assurant la solidité de l'angle et la continuité du cadre sur tout le pourtour de l'édifice (rond, carré, courbe, polygonal, irrégulier, sans que ces exemples soient limitatifs). La solidité de l'angle peut être réalisée à partir de matériaux plus ou moins rigides, voire admettre des composants souples, suivant la nature des liaisonnements. Le cadre du balancier est déporté en-dehors du plan des murs porteurs (10) de l'édifice (1 ) par les moyens de suspension (2), situés à un niveau plus bas que celui du pivot (1 1 ). Le balancier (12) chapeaute ainsi l'édifice en entourant et en couvrant la portion haute de ses murs (qu'il s'agisse de murs gouttereaux ou de fondations ou autres, comme expliqué précédemment). Comme mentionné précédemment, la charpente peut avoir diverses formes et peut notamment avoir un pourtour circulaire, par exemple dans le cas où la charpente doit équiper un édifice (1 ) cylindrique, par exemple comme représenté sur la figure 6d. On comprendra que la notion de parallélisme est alors galvaudée et que le balancier (12) sera en fait concentrique à l'édifice (1 ).
De même, le faîtage (4) comporte de préférence une panne faîtière (40) formant une arrête ou un plateau faîtier (41 ) composé de plusieurs pannes faîtières (40). Ces pannes faîtières (40) sont de préférence reliées entre elles par des moyens de fixation (400), de préférence rigide, de façon à ce que le faîtage forme un plateau (41 ) ou une poutre-au-vent suffisamment rigide, notamment pour accueillir les chevrons (7). Cependant, selon la forme de la toiture, le faîtage (4) pourra avoir également diverses formes et pourra notamment former un plateau circulaire dans le cas d'une toiture circulaire, par exemple comme représenté sur la figure 6d. D'autre part, la présente invention permet d'utiliser des bois de petites sections et/ou de petites longueurs, pour les pannes (120, 40) du faîtage (4) et/ou du balancier, car au lieu de nécessiter des éléments monoblocs et relativement rigides comme les charpentes connues, la présente invention permet, par son système de suspension, que ses constituants aient des longueurs de portée plus petites. On peut néanmoins choisir d'utiliser tout de même des pannes monobloc dans le système. Les pannes, lorsqu'elles sont composites, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas monoblocs, comportent de préférence une pluralité de pièces accolées entre elles pour la section et/ou aboutées entre elles en quinconce pour la longueur. La fixation de ces pièces entre elles peut être obtenue par tout moyen connu supportant les charges exercées, tel que par exemple par collage ou par fixation mécanique (éclisses, boulonnages, vis, clous, cordes, chevilles de bois, clef ou tout autre système d'assemblage). Ainsi, dans certains modes de réalisation, les pannes (120, 40) du balancier (12) et/ou du faîtage (4) sont composées de pièces de bois aboutées et assemblées de préférence en quinconce. De préférence, les moyens de suspension (2) seront alors disposés à espacements réguliers et agencés pour une telle utilisation de bois de petite section pour la fabrication du cadre du balancier. Ainsi, dans certains modes de réalisation, le balancier, formé de pannes composites assemblées en cadre, ne repose pas directement sur les pivots des murs, mais y est suspendu par des moyens de suspension, avec un centre de gravité généralement plus bas que le point d'appui sur les pivots (appelé point d'appui en sablière).
Dans certains modes de réalisation, les chevrons (7) reposent sur le balancier (12) à une extrémité et sont accolés au faîtage (4) à l'autre extrémité, par exemple comme visible sur la figure 8b. Dans certains modes de réalisation, pour renforcer la pérennité du système, les pannes (120) du balancier (12) sont inclinées, de préférence légèrement, vers l'extérieur de la toiture, pour offrir une meilleure assise des chevrons, par exemple comme représenté sur la figure 2a. L'inclinaison des pannes offre une surface d'appui mieux orientée par rapport à l'orientation des chevrons (i.e., plus perpendiculaires ou moins parallèles) que si les pannes étaient verticales et permet de stabiliser les chevrons. De même, les pannes (40) du faîtage (4) sont de préférence inclinées, vers l'extérieur de la toiture, de préférence légèrement, pour les mêmes raisons.
Dans certains modes de réalisation, le balancier (12) et/ou le faîtage (4) comportent des moyens de retenue (73) de la position des chevrons (7) sur leur longueur. Par exemple, de tels moyens de retenue (73) peuvent comporter des logements tels que des encoches, par exemple comme représentées sur la figure 2a, réparties régulièrement le long des pannes (40, 120) pour emboîter une extrémité des chevrons. On peut bien entendu prévoir diverses structures pour de tels moyens, comme des butées en saillie ou une fixation mécanique (plaque boulonnée, ceinturage souple ou rigide, etc .). Les moyens de retenue (73) sont de préférence prévus pour empêcher que les chevrons ne se déplacent le long du faîtage (4) et/ou du balancier (12). Ainsi, dans certains modes de réalisation, les chevrons sont accolés au faîtage (4) à l'intérieur d'encoches (73) ménagées à espaces déterminés dans le faîtage (4), pour permettre l'emboitement des chevrons. De même, les chevrons reposent de préférence sur le balancier (12) à l'intérieur d'encoches (73) ménagées à espaces déterminés dans le balancier (12), pour permettre l'emboitement des chevrons. De préférence, les chevrons (7) sont rayonnants, par exemple comme visible sur la figure 8b, quel que soit le sens de rayonnement et quelle que soit la forme de l'édifice. Ce chevronnage rayonnant maintient l'équilibre de la charpente. L'absence de parallélisme entre les chevrons permet en effet de garantir une stabilité naturelle sans autre pièce de charpente que les chevrons eux- mêmes. Dans ces modes de réalisation, le chevronnage ne sert donc pas seulement à supporter la toiture, mais contribue également à la stabilité de la charpente par le rayonnement des chevrons. Le rayonnement peut s'élargir du faîtage (4) vers le balancier (12) ou l'inverse et il est possible de prévoir un rayonnement même si le faîtage possède des dimensions (selon au moins un axe) égales à celles du balancier. Ce rayonnement peut être obtenu grâce au positionnement des moyens de retenue (73) le long du faîtage (4) et du balancier (12).
D'autre part, les chevrons (7) sont de préférence retenus par rapport au balancier (12) par une fixation inférieure (71 ) dont des exemples illustratifs sont représentés sur les figures 2c et 2d et, de préférence, également retenus par rapport au faîtage (4) par une fixation supérieure (72) dont un exemple illustratif est représenté sur la figure 2f. On comprend que les moyens de retenue (73) mentionnés précédemment, tels que des encoches dans le faîtage (4) et/ou le balancier (12) par exemple, peuvent concourir à la fixation des chevrons. De préférence, la fixation inférieure (71 ) et/ou supérieure (72) comporte un moisage pour maintenir les chevrons plaqués contre, respectivement, le balancier (12) et/ou le faîtage (4). Ainsi, dans le cas de moyens de retenue (73), le moisage permet de plaquer les chevrons retenus, par exemple au fond de leur encoche. Ce type de fixation présente l'avantage d'être simple et peu coûteux à mettre en œuvre. Les moisages au faîtage et sur le balancier empêchent le soulèvement des chevrons sous l'effet du vent et des séismes. Ils permettent également d'annuler les contraintes dues aux efforts de dilatation et de retrait des chevrons en fonction du taux d'humidité et de chaleur. Le terme de moisage est utilisé ici encore une fois pour une définition fonctionnelle référant à un mécanisme agencé pour plaquer un élément contre un autre et ne doit pas être interprété de façon limitative. En particulier, une moise est généralement composée de trois éléments croisés entre eux pour contenir un des éléments entre les deux autres. Dans certains modes de réalisation, la fixation inférieure (71 ) et/ou supérieure (72) comporte une telle moise. Le moisage, qu'il soit inférieur (sur le balancier) ou supérieur (sur le faîtage) peut être continu sur toute la largeur d'un pan de toiture, grâce à une moise s'étendant sur toute la largeur du pan, ou peut être discontinu grâce à plusieurs moises, de préférence agencées avec un recouvrement sur au moins deux chevrons pour assurer la continuité de la fixation. Ainsi, dans certains modes de réalisation dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 2d, une moise (par exemple une panne monobloc ou non) est plaquée contre les chevrons par un lien relié au balancier, pour coincer les chevrons entre la moise et le balancier. On notera que, le moisage est orienté dans une direction sensiblement verticale sur la figure 2d mais qu'il pourrait être orienté sensiblement horizontalement (ou obliquement), en plaçant la moise à l'intérieur des chevrons et en prévoyant au moins une surface d'appui du chevron orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe du moisage. On notera que l'on peut ménager en fait plusieurs surfaces d'appuis orientées pour stabiliser les chevrons, par exemple grâce aux encoches. Dans certains modes de réalisation, notamment pour la fixation inférieure (71 ), il est possible de prévoir une fonction de moisage à l'aide d'une fixation mécanique individuelle de chacun des chevrons (pour les plaquer contre le balancier dans le cas de la fixation inférieure). Ainsi, dans certains modes de réalisation, le moisage inférieur et/ou supérieur des chevrons (7) comporte une fixation inférieure (71 ) et/ou supérieure (72) individuelle pour chaque chevron (7). Une telle fixation individuelle peut être réalisée à l'aide d'une plaque ou toute structure couvrant au moins une partie du chevron, de préférence en épousant la forme du chevron et relié au balancier (ou au faîtage) par un lien tel qu'un tirant par exemple. Une telle fixation individuelle peut être également réalisée à l'aide d'un collier entourant un chevron. Le lien reliant cette fixation (plaque ou collier ou autre) au balancier peut être élastique ou non, selon les besoins de souplesse du système. Cependant, il est souvent plus facile d'utiliser une réelle moise même si elle requiert des éléments de plus grandes dimensions. Ainsi, dans certains modes de réalisation, le moisage inférieur et/ou supérieur des chevrons (7) comporte une moise inférieure (71 ) et/ou supérieure (72) commune pour une pluralité de chevrons (7) d'un même pan de la toiture (ou l'intégralité des chevrons d'un pan). On comprend donc que les moisages peuvent avoir diverses formes, comme particulièrement visible sur les figures 2c, 2d, 2e et 2f. Par exemple, dans certains modes de réalisation dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 2c, la moise inférieure comprend un lien qui peut être élastique ou non, et qui lie un chevron au balancier, par exemple par nouage, en prolongeant le lien de part et d'autre du chevron de façon à plaquer le chevron sur le balancier à l'aide d'une plaque. De préférence, la plaque maintenant le chevron sera façonnée suivant la forme du chevron, par exemple pour être légèrement courbe si la section du chevron est ronde ou pour former un U si la section du chevron est carrée (ou rectangulaire). Dans certains modes de réalisation, dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 2e, la fixation inférieure (71 ) et/ou supérieure (72) comporte au moins un collier (725) de serrage entourant l'extrémité du chevron (7). Dans le cas où les chevrons ne seraient pas en bois sec mais en bois vert ou tous autres matériaux sensibles aux variations de température et d'humidité, il pourrait être admis que ces matériaux aient un retrait après la phase de mise en œuvre dans la mesure où ils seraient maintenus au balancier et au faîtage par le moyen de colliers. Ces modes de réalisation à fixation par collier sont particulièrement adaptés et avantageux dans ces cas précis. Dans certains modes de réalisation, au moins la moise supérieure (72) d'un pan de toiture est reliée à la moise supérieure (72) d'un pan opposé de la toiture. Elle peut être reliée par des cordages, par des câbles (722) ou tout élément adapté. Dans d'autres modes de réalisation, dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 2f, la moise supérieure (72) est reliée au faîtage lui-même, que celui-ci soit formé par une panne ou un plateau faîtier (poutre-au-vent).
Dans certains modes de réalisation, les chevrons (7) sont prolongés au-delà du balancier (12) par des coyaux (5) reposant sur le balancier (12) et maintenus par au moins une calle (50) bloquée entre les chevrons (7) et les coyaux (5), par exemple comme représenté sur les figures 7a, 7b et 7c. Il est possible de prévoir une calle individuelle pour chaque coyau, mais de préférence, une calle est prévue pour une pluralité de coyaux, par exemple la totalité des coyaux d'un pan de toiture, notamment pour faciliter le montage et/ou ne pas alourdir la charpente par des dispositifs de blocage horizontal et/ou vertical individuels à chaque coyau. De plus, on peut prévoir également une panne transversale (51 ) aux coyaux pour lier leurs extrémités extérieures (l'extrémité opposée à celle monté sur les chevrons), par exemple comme représenté sur les figures 7b et 7c.
Moyens de suspension : Le cadre inférieur (12) de la charpente (1 ) suspendue à l'élément porteur (10) par les moyens de suspension (2) est déporté en-dehors des plans du pourtour de l'élément porteur (10) et à un niveau situé plus bas que celui des pivots (1 1 ). La rigidité du cadre inférieur (12) et la disposition des moyens de suspension (2) permettent en effet que la structure soit autour du périmètre de l'élément porteur (10) ou à l'intérieur du périmètre de l'élément porteur (10). La structure comporte au moins un pan (plusieurs pans si l'on a plusieurs parois et plusieurs portions de pans si l'on n'a qu'une paroi continue).
Le cadre du balancier (12) est ainsi déporté en-dehors du (ou des) plan(s) du pourtour des murs porteurs (10) de l'édifice et la charpente (1 ) peut chapeauter ainsi l'élément porteur en entourant et couvrant sa portion haute (qu'il s'agisse de murs gouttereaux ou de fondations ou autres). Comme mentionné précédemment, la structure peut avoir diverses formes et peut notamment avoir un pourtour circulaire et on comprendra que la notion de parallélisme est alors galvaudée et que le balancier (12) sera en fait de préférence concentrique à l'élément porteur (10). De plus, dans certains modes de réalisation, le balancier (12) est déporté à l'extérieur du pourtour de l'élément porteur (le balancier entoure l'élément porteur), mais dans d'autres modes de réalisation (non représentés) le balancier est déporté à l'intérieur du pourtour de l'élément porteur. De plus, dans d'autres modes de réalisation non représentés mais dont l'homme de métier comprendra l'agencement à partir des considérations fournies dans la présente demande, le cadre rigide suspendu au pivot par les moyens de suspension (2) peut en fait former une ou plusieurs structures située(s) entre plusieurs éléments porteurs (10). Dans certains cas, une partie du cadre pourra surplomber au moins élément porteur, mais d'une manière générale, le cadre est en fait déporté en dehors du plan du pourtour d'au moins un élément porteur auquel il est suspendu (via les moyens de suspension, et généralement le pivot).
Les moyens de suspension (2) sont généralement disposés à intervalles réguliers pour répartir les charges dans les murs et dans le sol. De préférence, les moyens de suspension (2) sont agencés pour suspendre le balancier (12) par rapport au pivot (1 1 ) (ou au moins un point ou une surface d'appui sur l'élément porteur) et pour le déporter en dehors du plan vertical de l'élément porteur (i.e., du mur) tout en permettant la répartition des charges de la structure dans la hauteur de l'élément porteur (i.e., des murs porteurs), comme par exemple dans les diaphragmes (poutres-au-vent, dalles, ou toutes structures indéformables) et dans les fondations. Le déport du balancier peut être obtenu par l'agencement de la charpente et/ou par les moyens de suspension. Dans certains modes de réalisation, dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 3a, les moyens de suspension (2) comportent un levier (L) rigide, pour aider au déport du balancier à l'extérieur de l'édifice. Ce levier (L) rigide est alors associé à un tirant (121 ) articulé entre le levier (L) et le balancier (12). On parle ici de levier inter-appui dont le point d'appui est situé entre la force exercée par la structure (poids propre, neige, vent, séismes, etc..) et la résistance exercée dans les murs, les diaphragmes (poutres-au-vent, dalles, ou toute structure indéformable) et les fondations. Le levier (L) comporte en général une jambe (L1 ), de préférence avec un ancrage (L10) dans les murs de l'édifice et/ou un ancrage (L100) dans les fondations (100) sur lesquelles repose l'édifice, un coude (L2) épousant le pivot (1 1 ) et un bras (L3) déportant la suspension du balancier (12) à distance de l'élément porteur (10). Les tirants (121 ) reliés au balancier (12) sont suspendus au bras (L3) des leviers. Les tirants du balancier peuvent être rigides ou souples et il y a autant de tirants que de leviers. A titre illustratif et non limitatif, les tirants peuvent être en acier, en fibres textiles, en métal, en fibres carbone, en fibres synthétiques ou tout autre matériau adéquat, et l'on peut admettre une élasticité dans les tirants (121 ) suivant le besoin de souplesse de l'ensemble du système. Les tirants (121 ) sont articulés aux deux extrémités (aux niveaux du balancier et du levier). Dans le cas où les tirants sont rigides, on prévoit donc de préférence une fixation articulée et dans le cas où ils sont souples, l'articulation est fournie par leur souplesse. En pratique, les leviers sont de préférence ancrés dans les murs, dans une dalle (diaphragme, poutre-au-vent) ou dans les fondations (semelle ou longrine) sur lesquelles reposent les murs. Les leviers comportent de préférence une barre formant la jambe (L1 ), le coude (L2) et le bras (L3) et sont rigides, généralement grâce à une composition en acier, alliage de métaux ou en matériaux composites de type carbone, résines, etc. L'extrémité la plus basse de la jambe (L1 ) est ancrée dans la dalle de sol (en rez-de-chaussée ou en étage dans le cas des immeubles) ou dans un diaphragme (dans le cas des ouvrages d'art) idem terme générique. Cet ancrage de fondation (L100) est agencé de manière à ce que la poussée exercée dans la dalle s'annule avec la résistance de la dalle. S'il n'y a pas de dalle de sol (bâtiments agricoles, abris...), un dispositif de blocage au sol est de préférence prévu pour assurer la résistance. Dans ces modes de réalisation à levier rigide, l'ancrage (L10) des leviers dans les murs de l'édifice permet de plaquer le levier contre ces murs et ainsi de répartir les charges. On choisit en général une série d'ancrages (L10) dont le nombre est déterminé en fonction des charges de toiture et de la nature des matériaux qui composent le mur. Ces ancrages (L10) verticaux peuvent être en bois, en acier, en fer forgé, en inox, en sangle textile, en fibre végétale, ou tout autre matériau, notamment composite. Selon le type de mur porteur de l'édifice, on adaptera l'ancrage (L10) des moyens de suspension (2) pour éviter de les endommager et/ou risquer un arrachement. Par exemple, dans le cas d'un mur en maçonnerie, on choisit en général un ancrage en forme de T dont la grande branche est disposée perpendiculairement à la jambe du levier et dont la petite branche est encastrée dans la maçonnerie, par exemple comme représenté sur la figure 4d. On pourra néanmoins choisir que la petite branche du T soit à l'extérieur du mur, du côté opposé à celui du levier, aussi bien pour des murs en maçonnerie qu'en bois, par exemple comme représenté sur la figure 4e. Dans le cas d'un mur porteur composite (à plusieurs couches, par exemple en matériaux composites), on préfère généralement un ancrage de dimensions plus importantes pour éviter de traverser le mur et de s'arracher et on disposera une butée à l'intérieur du mur, par exemple comme représenté sur la figure 4f.
Dans certains modes de réalisation, dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 3b, les moyens de suspension (2) sont souples. On parle alors plutôt d'un dispositif de poulie (P). Un tel dispositif de poulie (P) comporte une réa (P2) (roue munie d'une gorge, selon la terminologie utilisée dans le domaine maritime) et un lien souple (P1 ) tel qu'un cordage, une chaîne ou un autre élément de liaison. Cette réa comprend généralement une chape, souvent formée par une partie plate sur laquelle passe le lien et des joues sur les côtés de la chape pour empêcher le lien de sortir. Dans certains modes de réalisation, un ringot peut également être prévu. La réa fait office de pivot (1 1 ) et le lien (P1 ) est ancré dans le sol, grâce à un moyen d'ancrage inférieur (P100) à une extrémité et relié au balancier (12) à l'autre extrémité (de préférence directement car le lien souple permet de se passer de tirant puisqu'il forme déjà une articulation par sa souplesse). Le lien est ancré dans le bas du mur porteur puis contourne le sommet du mur en prenant appui sur la poulie qui est fixée au sommet du mur pour reprendre les charges du cadre inférieur. Le lien est souple pour amortir les vibrations entre la charpente et le ou les élément(s) porteur(s). Le roulement de la poulie permet de supprimer les efforts de frottement entre le lien et le mur porteur. On parle ici de poulie, car l'unique fonction d'une poulie fixe est de modifier l'orientation des forces sans modifier la valeur de l'effort, identique à la valeur de la charge qu'il supporte. On peut également parler de "système de poulie" lorsque la poulie fixe est associée à une ou plusieurs poulies mobiles dans le but de démultiplier l'effort nécessaire pour supporter la charge du toit (poids propre, neige, vent, séismes). Dans ces modes de réalisation à poulie, l'orientation de l'ancrage diffère de celui des modes de réalisation à levier rigide. Dans le cas d'un levier, d'une part, l'ancrage est incliné dans le sens de la résistance à exercer dans le bras de levier (appelé jambe ici), tandis que la résistance à exercer est verticale avec la poulie. De plus, l'écartement entre le point d'appui (pivot) et le mur est assuré dans les deux cas par le cadre rigide du balancier. Dans le cas des leviers, cet écartement est maintenu à distance par la relative rigidité des tirants articulés à chaque extrémité entre le balancier et les bras de leviers en encorbellement sur les murs, ce qui allège les forces exercées sur le reste de la structure (contreventements et chevrons), tandis qu'avec la poulie, cet écartement est seulement assuré par le cadre rigide que forme le balancier (12) dimensionné en fonction du pourtour de l'élément porteur (10) et par les moyens de stabilisation (3) qui aident au maintien en place de la structure. Suivant les applications recherchées, on préférera le système de leviers (L) ou le système de poulies (P) en fonction du type de forces admissibles dans le balancier, les murs, les diaphragmes et les fondations.
Les moyens de suspension (2) reposent donc sur le pivot (1 1 ) et déportent de façon avantageuse les charges de la charpente sur l'élément porteur. Chaque pivot (1 1 ), ou point d'appui, est ancré sur l'élément porteur (10) de l'édifice pour fournir un appui à la structure. De préférence, dans certains modes de réalisation, l'ancrage du pivot (1 1 ) sur l'élément porteur (10) est agencé pour permettre un léger basculement du pivot perpendiculairement au plan du mur, de préférence amorti par un joint étanche un matériau amortisseur séparant le point d'ancrage du pivot disposé entre l'ancrage (ou plutôt le mur porteur) et le pivot. Le pivot (1 1 ) peut ainsi rester souple autour de l'ancrage au sommet du mur et offrir une (légère) liberté de mouvement facilitant sa fonction de point d'appui pour le déport de charges. On choisit donc de préférence un ancrage offrant un amortissement des vibrations dans le pivot. Pour fournir un bon ancrage, on préfère généralement un encastrement, qui peut être assuré par scellement dans la maçonnerie, par un boulonnage rigide non articulé dans le bois, ou par un système de moise rigide, notamment dans le cas d'un pivot en réa. Le pivot sera alors prévu pour être lâche autour de la fixation encastrée. Par exemple, un perçage dans le pivot avec un diamètre légèrement plus important que celui de la fixation encastrée offrira un bon ancrage tout en conservant un léger jeu, par exemple comme représenté sur la figure 4b (le jeu entre l'ancrage et le pivot est amorti par un joint souple permettant d'éviter à l'ancrage de rompre sous les efforts du pivot). De plus, dans certains modes de réalisation, pour éviter l'érosion entre les pivots et les murs, la face inférieure des pivots peut être légèrement courbe et maintenue par des joints souples placés de part et d'autre du point d'appui ou du point d'ancrage lâche, pour assurer la pérennité du système en cas de balancement de la toiture (par exemple en cas de vents forts ou de séismes récurrents) , par exemple comme représenté sur la figure 4b.
Dans certains modes de réalisation, les moyens de suspension (2) comportent au moins un lien articulé entre le cadre inférieur (12) et le pivot (1 1 ). Par exemple, au moins un tirant (121 ) peut être accroché sur des moyens d'ancrage (L4) formant le pivot (1 1 ) dans l'élément porteur (10) et être relié au cadre inférieur (12), par exemple comme représenté sur la figure 3d, où la boucle (L4) ancrée dans l'élément porteur à laquelle est attaché le tirant (121 ). Dans certains cas, comme l'ancrage fait pivot, car une ferraille dans du béton peut être conçue de telle sorte à répartir les charges dans l'armature suivant un angle opposé à la charge. L'ancrage (L4) peut donc faire pivot, pour modifier l'angle de la charge, comme par exemple représenté sur la figure 3d où des boucles d'ancrage des moyens de suspension (et des moyens de stabilisation) en ferraille sont scellées et forment pivot par le pivotement possible des liens accrochés dessus, tout en permettant de changer l'orientation des charges.
Dans certains modes de réalisation, le levier (L) formant au moins une partie des moyens de suspension (2) peut être simplifié, notamment au niveau de son ancrage, comme par exemple représenté sur la figure 3c. Un tel levier (L), auquel est attaché un tirant (121 ) articulant le levier (L) et le cadre inférieur (12), comporte une jambe (L1 ) ancrée directement dans l'élément porteur (10) de la construction, grâce à des ancrages (L10). Le coude (L2) de ce levier forme le pivot (1 1 ) et le bras (L3) déporte la suspension du cadre inférieur (12) en-dehors du plan de l'élément porteur (10) et en dessous du point d'appui sur le pivot. Dans certains modes de réalisation non représentés, les moyens de suspension (2) comportent simplement un lien continu épousant le pivot et reliant l'élément porteur (10) au le cadre inférieur (12). Le lien est ancré au pied (au moins en partie basse) de l'élément porteur, en contourne le sommet en prenant appui sur le pivot pour reprendre les charges du cadre inférieur. Un tel lien est souple pour amortir les vibrations entre la charpente et le ou les élément(s) porteur(s).
Dans certains modes de réalisation, les moyens de suspension (2) comportent des moyens élastiques. De tels moyens élastiques forment des amortisseurs pour absorber les contraintes exercées par le balancier, notamment lorsqu'il bouge. Un premier exemple illustratif et non limitatif de tels moyens de suspension amortisseurs (2) est représenté sur la figure 3e. Dans cet exemple, le levier (L) comporte, au lieu d'un coude (L2), au moins une boucle (L2) qui, par la rigidité du levier et son enroulement sur lui-même, permet une légère déformation offrant une fonction d'amortissement. Un autre exemple illustratif et non limitatif de tels moyens de suspension amortisseurs (2) est représenté sur la figure 3f. Dans cet exemple, le levier (L) comporte un ressort (ou un autre moyen élastique) entre le bras (L2) du levier et l'élément porteur, pour amortir la flexion du bras (L3) autour du coude (L2). Dans un tel cas de moyens de suspension amortisseur, on prévoit de préférence un ancrage renforcé dans l'élément porteur, pour l'appui du moyen élastique, comme par exemple représenté sur la figure 4c.
Moyens de stabilisation:
D'une manière générale, les moyens de stabilisation sont montés entre le chaînage (structure de rigidification) de l'élément porteur (10) et la charpente, que ce chaînage soit situé en haut, en bas ou au milieu de l'élément porteur. Les axes (30) des moyens (3) de stabilisation sont de préférence montés entre l'élément porteur (10) et le faitage (4) ou d'autre partie si l'on prévoit un liaisonnement adéquat pour le transfert de charge entre les parties de la charpente. De plus, on peut prévoir de monter les moyens de stabilisation sur plusieurs parties différentes de la charpente, Le D'autre part, les deux axes (30) de chaque paire d'axes des moyens de stabilisation (3) ont une orientation non parallèle entre eux et les paires d'axes (30) sont réparties chacune sur une portion différente de la charpente. Les moyens (3) de stabilisation comportent de préférence, pour une portion (ou pan) de la charpente, au moins deux axes (30), appelés écharpes, qui sont croisés mais libres l'un par rapport à l'autre et montés de manière articulée par rapport à la charpente et à l'élément porteur (10). On peut également définir les axes d'une paire comme les deux axes qui convergent (au lieu de les définir comme ceux qui se croisent et donc divergent). Dans cette définition, on notera que le point de convergence d'une paire est de préférence décalé par rapport au point de convergence d'une autre paire. Ainsi, les axes forment des triangles (au moins virtuels) qui sont disposés dans des plans inclinés par rapport à la verticale et à l'horizontale et dont les sommets sont distants d'une paire à une autre. Cette disposition fournit l'avantage d'offrit une stabilisation optimale en limitant le nombre d'axes nécessaires dans ces moyens de stabilisation
Dans certains modes de réalisation préférés de l'invention, les moyens de stabilisation (3) comprennent des moyens de maintien (32) reliant chacun des axes (30) à l'élément porteur (10). Dans certains de ces modes de réalisation, ces moyens de maintien (32) comportent des moyens élastiques exerçant une précontrainte sur lesdits axes (30). Ainsi, les axes (30) ou écharpes peuvent être précontraints ou non et exercent sur la structure des forces qui permettent de la stabiliser. Les moyens de maintien (32) amortisseurs peuvent exercer au moins une force de poussée, mais sont de préférence aptes à exercer également une force de rappel, de façon à ce que les écharpes puissent exercer leur action stabilisatrice quelle que soit la direction de l'effort subi par la structure. Les moyens de stabilisation (3) sont de préférence rigides, pour pouvoir mieux transmettre les forces de rappel et/ou de poussées exercées par les moyens de maintien élastiques (32). On notera que les moyens de maintien peuvent être élastiques ou non et qu'ils pourront dans les deux cas exercer une précontrainte sur les moyens de stabilisation, même si l'on préfère généralement que cette précontrainte soit exercée par des moyens de maintien (32) élastiques.
Comme expliqué dans le préambule de la présente demande, les moyens de stabilisation forment, de préférence, également des moyens de soutien de la structure rigide. Ainsi, les axes sont de préférence suffisamment rigides pour supporter une partie de la charge de la structure rigide, contrairement à des moyens élastiques. On rappelle que les notions de rigidité et d'élasticité, qui sont généralement relatives, trouvent ici leur définition dans la capacité de moyens rigides à supporter une charge, contrairement à des amortisseurs qui n'offrent qu'une élasticité incapable de porter une charge et seulement capables d'amortir le mouvement de cette dernière. Ainsi, les moyens rigides définis ici peuvent présenter naturellement une certaine élasticité (selon le type de matériau utilisé), notamment (et pas uniquement) dans le cas où les moyens de stabilisation sont associés à des moyens de maintien fournissant une pré-contrainte, mais qu'ils offrent une résistance suffisante pour supporter au moins une partie de la charge subie par les moyens de suspension. En effet, on utilise généralement des axes rigides (30) comme moyens de stabilisation, pour qu'ils soutiennent la structure rigide en plus d'en retenir les éventuels mouvements. Ainsi, de tels axes articulés fournissent une souplesse à l'édifice et retiennent ses mouvements en luttant contre des forces latérales (au moins non verticales) mais luttent également contre la charge de la structure rigide (dont la force est au moins approximativement verticale). Ainsi, on obtient des moyens de stabilisation (3) qui forme des moyens de soutien renforçant la stabilité et le soutien fournis par les moyens de suspension. Ainsi, les moyens de stabilisation (3) rigides peuvent supporter une partie du poids de la charpente, tout en autorisant de légers mouvements grâce à leur montage articulé. Dans certains modes de réalisation, les moyens de maintien (32) comportent des éléments rigides soutenant lesdits axes (30). Ces éléments permettent de soulager les moyens de stabilisation dans leur fonction de soutien de la charpente. Ces éléments rigides des moyens de maintien (32) sont de préférence montés de manière articulée entre lesdits axes (30) et ledit élément porteur (10), par exemple comme des jambes de force du type de celles représentées sur les figures 5a et 5f. Cette articulation permet de préserver la souplesse de la construction lui conférant une bonne résistance aux conditions difficiles. La figure 5a illustre notamment le fait que l'on peut prévoir des moyens de maintien (32) amortisseurs pour certains des moyens de stabilisation (3) et moyens de maintien (32) rigides pour d'autres moyens de stabilisation (3). Dans certains modes de réalisation, la charpente comporte des moyens de soutien qui sont agencés pour soutenir la charpente, en particulier en soutenant le faitage (4). Ces moyens de soutien (de préférence formés au moins en partie par les moyens de stabilisation), en supportant une partie de la charge de la charpente, complémentent donc les moyens de suspension (2) dans la fonction de support de la charpente sur les murs porteurs (10) de l'édifice. Dans certains modes de réalisation, non représentés, au moins une partie des moyens de soutien sont interposés entre le mur porteur (10) et au moins une panne disposée sous les chevrons (7) pour supporter le poids des chevrons. Dans certains modes de réalisation, au moins une partie des moyens de soutien sont formés par les moyens de stabilisation (3). Ces derniers comportent des écharpes (30) rigides montées entre les murs (10) de l'édifice (1 ) et le faîtage (4) de la charpente, pour supporter/soutenir ce faîtage (4). Les écharpes des charpentes classiques sont généralement assemblées entre elles pour former une triangulation avec l'entrait en appui sur deux murs distincts et opposés. Dans la présente charpente, généralement plus légère que les charpentes classiques, les moyens de soutien (3) ne supportent qu'une partie de la charge, et les écharpes (30) peuvent donc être agencées indépendamment les unes des autres. Cependant, dans certains modes de réalisation préférés, les moyens de soutien (3) comportent de préférence des écharpes (30) qui se croisent (« en écharpe ») deux par deux sur au moins une portion de chaque pan de toiture, tout en restant libres l'un par rapport à l'autre (ils se croisent mais ne sont pas liés au niveau de leur croisement). Ce croisement de deux écharpes (30) par portion de pan de toiture, agencé dans un plan sensiblement parallèle (c'est-à-dire approximativement parallèle) au plan de ce pan de toiture, assure le soutien du sommet de ce pan (ou au moins de cette portion de pan de toiture) en reportant les charges de ce sommet (i.e., une partie du faitage) sur les murs porteurs (10) de l'édifice. On comprend que l'on parle d'un plan mais que les écharpes se croisant sur un pan sont forcément légèrement décalées l'une par rapport à l'autre et ne sont pas exactement dans le même plan (à moins que l'un des deux soit courbe et de plus grande longueur). De plus, le terme d'écharpe est utilisé ici pour référer à la fonction de soutien (les éléments sont porteurs et reposent sur les murs), mais on comprend qu'il ne s'agit pas d'écharpes classiques (notamment car ils ne sont pas nécessairement liés entre eux, par à un entrait, ou ne supportent pas forcément des pannes monoblocs, ni même des pannes intermédiaires sur lesquelles reposent les chevrons).
La fonction de soutien des moyens de stabilisation (3) peut être assurée par des moyens de soutien distincts car dans certains modes de réalisation, la construction comporte des moyens de soutien qui supporte une partie du poids de la charpente. De tels moyens sont de préférence montés de manière articulée sur la charpente pour préserver la mobilité de l'ensemble. Ces moyens de soutien ne sont pas représentés mais on comprendra les divers agencements possibles à partir notamment des exemples d'agencements des moyens de stabilisation. Ces moyens de soutien peuvent être disposés entre n'importe quelle partie de l'élément porteur (10) et n'importe quelle partie de la charpente (comme une panne transversale, par exemple sous les chevrons et/ou comme le faitage et/ou le balancier ou toute combinaison). De plus, ces moyens de soutien peuvent être disposés entre la charpente et l'élément porteur (10) sur laquelle est suspendue la charpente mais également ou en alternative entre la charpente et un autre élément porteur ou une autre structure.
Dans certains modes de réalisation, les axes (30) de deux portions ou pans contigu(e)s de la construction sont fixés sur un même support d'articulation (33) sur laquelle repose l'articulation (31 ) de l'axe (30), comme par exemple représenté sur la figure 5a. Dans certains modes de réalisation, les axes (30) sont ancrés sur l'élément porteur (10) par l'intermédiaire de semelles (33) elles-mêmes ancrées dans l'élément porteur (10) par un ancrage (330) dont l'orientation s'oppose à l'arrachement de la semelle (33) (une orientation en général non parallèle et de préférence perpendiculaire à l'orientation de l'axe). Les moyens de stabilisation (3) stabilisent la structure qui est suspendue par l'intermédiaire du balancier et des moyens de suspension (2). En effet, les moyens de suspension (2) offrent généralement une souplesse à la structure qu'il est préférable de stabiliser horizontalement et verticalement. De plus, les moyens de stabilisation participent de préférence à l'élasticité (ou souplesse) de la construction (grâce à leur montage articulé détaillé ci-après) et complémentent ainsi les moyens de suspension. On utilise ici les termes d'élasticité ou de souplesse de la construction pour référer au fait qu'elle est particulièrement adaptée (grâce aux moyens de suspension et de stabilisation) pour tolérer une déformation, notamment sous l'effet de contraintes importantes telles que des vents violents ou des séismes, mais qu'elle tend à revenir naturellement à sa configuration d'origine. Les moyens de stabilisation sont des sortes de contreventements, généralement destinés à assurer la stabilité globale vis-à-vis des effets horizontaux, verticaux et transversaux issus de contraintes exercées sur une construction (par exemple par les vents, les séismes, les glissements de terrain, etc.). On utilise donc ici le terme de contreventements pour référer à la fonction de stabilisation (les éléments luttent contre des forces exercées), même si dans le domaine de la charpente, divers types de contreventements sont généralement prévus et l'on distingue généralement les contreventements verticaux (destinés à transmettre les efforts horizontaux, verticaux et transversaux dans les fermes et les murs porteurs) des contreventements horizontaux (poutres-au-vent destinées à s'opposer aux effets de flexion ou de torsion dus à ces efforts).
Dans la présente invention, les moyens de stabilisation (ou écharpes ou contreventements) se croisent de préférence en écharpe sur une portion de chaque pan (palée), mais ils sont généralement libres l'un par rapport à l'autre et l'assemblage entre deux écharpes contreventements se fait à la jonction entre deux portions de pan de toiture (notamment dans le cas de toitures dont le pourtour est circulaire) ou à l'angle entre deux pans (les deux écharpes assemblées formant la pointe d'un triangle articulé). De préférence, cet assemblage entre deux écharpes est articulé (par une articulation (34), dite haute) sur la charpente et chaque écharpe est également articulée sur l'élément porteur (10) (par une articulation (31 ), dite basse), pour offrir une souplesse à l'ensemble de la structure, permettant d'éviter les contraintes de rupture. De préférence, l'articulation (34) d'une écharpe sur le faîtage (4) sert également d'assemblage avec une écharpe voisine (i.e., s'étendant sur une autre portion d'un pan, voire sur un autre pan, comme représenté sur la plupart des figures). De plus, chaque écharpe est de préférence précontrainte grâce à des moyens élastiques (32), disposés à distance de l'articulation et reliant le contreventement à la semelle fixée au mur par une platine. Les figures 5d et 5e illustrent que la distance de la fixation des moyens élastique et donc l'axe de la force exercée peut varier en fonction du choix (selon les contraintes à prendre en charge). Ainsi, l'écharpe, la semelle (33) et les moyens élastiques (32) forment un triangle dont un côté est élastique et met l'écharpe en flexion. La force de poussée (ou de rappel) exercée par les moyens élastiques (32) permet de sous-tendre la structure que l'on peut désigner sous l'appellation de structure sous-tendue. La flexion exercée dans les écharpes permet d'amortir les chocs qui pourraient survenir dans le système en cas de vents forts ou de séismes par exemple. Cette flexion permet également d'empêcher le soulèvement de la structure, du fait de la pression exercée dans les écharpes. La flexion permet également de renforcer la stabilité en exerçant une force axée sur le bâtiment. C'est le degré de force exercée dans les écharpes qui permet de faire varier l'inclinaison de chaque contreventement et la forme de deux pans opposés qui n'auraient ni la même pente, ni la même longueur, ni le même niveau de report des charges exercées sur la structure. Le nombre de écharpes, ainsi que leur agencement sur les pans de la structure (ou les portions de pans de structure), sont variables suivant la forme de la toiture, comme particulièrement visible sur les exemples illustratifs et non limitatifs des figures 6a, 6b, 6c et 6d. On notera que l'on peut également prévoir, en complément ou en remplacement, des moyens élastiques de précontraintes au niveau de l'articulation (34) des axes (30) sur la charpente. On peut par exemple avoir des moyens de maintien rigides (32) entre l'élément porteur (10) et l'axe (30) et des moyens élastiques entre l'axe (30) et la charpente (1 ), de manière à combiner les fonctions de soutien et de sous-tension.
Dans certains modes de réalisation, les moyens de stabilisation (3) formant un soutien comportent des écharpes (30) montés en écharpe entre les murs (10) de l'édifice (1 ) et le faîtage (4) ou les parois latérales (13) de la structure. Dans la présente invention, les moyens de soutien (3) ne supportent qu'une partie de la charge, et les écharpes (30) peuvent donc être agencés indépendamment les uns des autres. Cependant, dans certains modes de réalisation préférés, les moyens de soutien (3) comportent de préférence des écharpes (30) qui se croisent en écharpe deux par deux sur au moins une portion de chaque pan, tout en restant libres l'un par rapport à l'autre (ils se croisent mais ne sont pas liés au niveau de leur croisement). Ce croisement de deux écharpes (30) par portion de pan de toiture, agencé dans un plan sensiblement parallèle (c'est-à-dire approximativement parallèle) au plan de ce pan, assure le soutien du sommet de ce pan (ou au moins de cette portion de pan de toiture) en reportant les charges de ce sommet (i.e., une partie du faitage) sur les murs porteurs (10). On comprend que l'on parle d'un plan mais que les écharpes se croisant sur un pan sont forcément légèrement décalés l'un par rapport à l'autre et ne sont pas exactement dans le même plan (à moins que l'un des deux soit courbe et de plus grande longueur).
Comme particulièrement visible sur les figures 5b, 5c, 5d, 5e et 5f, les écharpes (30) sont mobiles sur les murs porteurs (10) de l'édifice (1 ) par l'intermédiaire d'articulations (31 ) et sont retenus par des moyens élastiques (32). De tels moyens élastiques pourront comporter un ressort, un tirant, un amortisseur ou tout type d'élément suffisamment résistant et élastique pour supporter les forces exercées sur les écharpes (30) et assurer une force suffisante pour le contreventement de la charpente. Ces articulations (31 , 34) sont de préférence agencées pour autoriser un mouvement de l'écharpe (30) en rotation autour d'une rotule articulée dans les trois degrés de liberté de l'espace.
Comme particulièrement visible sur les figures 5b et 5c, les écharpes (30) de deux pans contigus de la toiture (ou de deux portions contigues d'un pan) peuvent être fixés au niveau du faîtage sur une même articulation (34). Une telle articulation (34) autorise de préférence les mouvements des écharpes (30) en rotation autour d'une rotule articulée dans les trois degrés de liberté de l'espace.
Les articulations (31 , 34) des écharpes (30) autorisent en fait de préférence les mouvements de rotation des écharpes (30) selon les trois degrés de liberté de l'espace, et trois degrés de liaisons dans les trois translations de l'espace. De telles articulations (34) peuvent par exemple être formées par une liaison rotule dont la partie mâle est solidaire à l'emboîture dans laquelle une extrémité de l'écharpe (30) est encastrée et dont la partie femelle est liaisonnée par encastrement à la platine fixée sous le faîtage ou sur le mur. Dans certains modes de réalisation des articulations (31 ) au faîtage, les parties femelles des rotules peuvent être fixées individuellement sous une même platine et être reliées aux parties mâles des écharpes de manière à ce que chaque écharpe puisse être articulée indépendamment des autres. C'est le cas notamment pour les structures en pointe, quel que soit le nombre de pans. Dans certains modes de réalisation, une bielle articulée horizontalement sous la platine sert de fixation pour la rotule à doigt (trois translations et une rotation sont liées, laissant libres deux degrés de liberté) sur laquelle sont fixés deux écharpes mobiles entre eux. C'est le cas notamment pour les articulations dont les écharpes vont deux par deux sur un même pan de toiture, ou sur l'arrête entre deux pans voisins, ou sur deux pans opposés.
Dans certains modes de réalisation, la semelle (33) des liaisons des écharpes sur l'élément porteur est composé d'une platine fixée par encastrement (330) sur la panne sablière ou sur le chaînage du mur (10) par tous moyens d'encastrement, tels que les scellements chimiques ou mécaniques (éclisses, boulons, clefs de charpente, etc..) dont l'orientation s'oppose à l'arrachement du blochet (33). Un tel ancrage (330) peut comporter des tiges solidaires du blochet et disposées dans le mur (10) selon un axe symétrique à l'angle de l'écharpe et du plan horizontal au sommet du mur (30), comme par exemple représenté sur les figures 5d, 5e et 5f. L'articulation (31 ) sur les murs (10) est composée d'une liaison rotule qui autorise de préférence les mouvements de rotation des écharpes (30) selon les trois degrés de liberté de l'espace. Les articulations (31 , 34) peuvent par exemple être formées par une liaison rotule dont la partie mâle est solidaire à l'emboîture dans laquelle une extrémité de l'écharpe (30) est encastrée et dont la partie femelle est liaisonnée par encastrement à la platine de la semelle fixé sur le mur. Dans certains modes de réalisation, la platine de la semelle sur laquelle la partie femelle de la rotule est fixée est distincte de la platine liée par encastrement dans le mur de manière à ce que les deux platines soient liaisonnées entre elles par un système d'amortisseur permettant de réduire les efforts horizontaux des écharpes dans les murs porteurs de l'édifice. On notera également que les fonctions de semelle (33) et de pivot (1 1 ) peuvent être assurées par le même moyen structurel, par exemple lorsque la semelle (33) et le pivot (1 1 ) sont continus sur toute la longueur du mur. Néanmoins, on préférera un pivot (1 1 ) composé d'une pluralité de points d'appuis pour les moyens de suspension (2), distincts d'une ou plusieurs semelle(s) (33) supportant chacune une écharpe (30). En effet, même si une poutre continue (qui n'est pas forcément monobloc) ancrée sur le sommet d'un mur peut former à la fois le pivot (1 1 ) et la semelle (33), l'ancrage pour ces deux moyens n'est pas forcément le même car les contraintes de translation et de rotation qu'ils subissent sont différentes.
Dans certains modes de réalisation, les deux extrémités des écharpes (30) sont montées dans des emboitures (35) agencées pour les protéger, comme par exemple visible sur les figures 5d, 5e et 5f. Ainsi, les moyens élastiques (32) et l'articulation (31 ) des écharpes (30) sur les murs (10) et/ou l'articulation (34) des écharpes (30) sur le faîtage (4) et/ou l'articulation des moyens de maintien (32) sont fixés sur les emboitures (35) de manière à ce que les forces ne s'exercent pas directement sur les écharpes (30) et à ce que l'intégrité des écharpes (30) soit préservée.
On comprend à la lecture de la présente demande que l'on obtient un système de charpente, dite sous-tendue, qui ne nécessite pas l'utilisation de bois de grosses sections ni de grandes longueurs. Les éléments de la charpente sont pour la plupart maintenus en tension les uns par rapport aux autres. De plus, ce système offre une structure stable et possède l'avantage d'être particulièrement résistant aux conditions difficiles telles que les vents violents ou les séismes, notamment grâce à son élasticité. D'autre part, la charpente, grâce à son agencement fournit un volume intérieur exploitable important.
Enfin, ce système est simple et peu coûteux, aussi bien en termes d'agencement qu'en termes de montage. Ainsi, un autre aspect de la présente invention concerne un kit de charpente ou de système de charpente (i.e., avec les moyens de suspension) prêt à assembler et à être monté sur des murs (10) porteurs. On notera que certains éléments (notamment les moyens de suspension et les ancrages du pivot et du blochet) peuvent nécessiter de la maçonnerie, mais qu'il est tout de même possible de fournir les éléments nécessaires au montage du kit pour obtenir le système de charpente. De même, un autre aspect de la présente invention concerne un procédé de montage de charpente ou du système de charpente ou du kit selon la présente invention.
On comprend de la présente demande que l'invention comporte des moyens de suspension et des moyens de stabilisation. Selon divers modes de réalisation préférés de l'invention, ces moyens de stabilisation comportent avantageusement au moins un des aspects suivants :
-Une disposition par paires formant des triangles (au moins virtuels) dont les sommets sont décalés d'une paire à l'autre, ce qui présente l'avantage de fournir une grande stabilité (par triangulation), à moindre coût, en répartissant les charges sur plusieurs endroits. De plus, les efforts ainsi répartis sur plusieurs dimensions permettent une réduction du nombre d'axes nécessaires et un axe d'une paire peut compenser l'effort de l'autre axe de la même paire ou au moins d'un autre axe d'une autre paire. -Un agencement formant des moyens de soutien de la charpente, par exemple par des axes rigides (comme défini dans la présente demande), même s'ils sont articulés et offrent une relative souplesse à l'édifice. Cet agencement permet de réduire les charges supportées par les moyens de suspension tout en renforçant la stabilisation fournie.
-Un montage avec des moyens de maintien (32), maintenant les moyens de stabilisation (3) par rapport à l'élément porteur (10) (et/ou éventuellement la charpente) et exerçant de préférence une précontrainte sur les moyens de stabilisation. Un tel maintien permet de renforcer la fonction de soutien des moyens de stabilisation et la précontrainte permet de fournir un travail des moyens de stabilisation en flexion, en plus de la compression et/ou la traction qu'ils sont capables de subir grâce à leur disposition.
De plus, on comprend que l'invention peut également tirer avantage de la combinaison de ces divers aspects car l'utilisation de moyens de stabilisation formant des moyens de soutien permet une répartition des efforts sur des éléments obliques rigides fournissant un soutien et limitant encore plus les oscillations qu'un amortisseur. De plus, l'utilisation des moyens de maintien sur les moyens de stabilisation orientés dans des plans obliques renforcent la stabilité de ces plans des moyens de stabilisation. D'autre part, l'utilisation de moyens de maintien en combinaison avec les moyens de stabilisation formant soutien permet que les moyens de maintien stabilisent et soutiennent les moyens de stabilisation. Enfin, l'utilisation combinée de ces 3 aspects fournit une solidité et une stabilité optimales, toute en offrant une souplesse apte à résister aux conditions extrêmes (telles que les vents ou séismes).
Procédé
La présente description détaille ci-dessous un procédé de montage d'un système de charpente complet selon certains modes de réalisation décrits ci-dessus. Ce procédé de montage fonctionne avec toutes les formes de bâtiments et tous les types de murs en maçonnerie ou en bois. Les diverses étapes décrites peuvent éventuellement être optionnelles, en fonction des modes de réalisation choisis pour la charpente et le système de charpente et le procédé n'est donc pas limité à l'ensemble des étapes décrites ci-dessous en référence à divers modes de réalisation. De même, l'homme de métier comprendra que la succession d'étapes n'est pas forcément obligatoire dans l'ordre décrit ci-après, bien qu'il respecte la logique du système. Ainsi, selon certaines variantes, certaines des étapes décrites pourront être déplacées dans la séquence si besoin ou être combinées en une seule étape.
Dans certains modes de réalisation, le procédé de mise en œuvre d'une construction résistante selon l'invention comporte les étapes suivantes :
- pose d'au moins un pivot (1 1 ) sur l'élément porteur (10),
- pose des moyens de suspension (2) sur le pivot,
- suspension du cadre inférieur (12) sur les moyens de suspension (2 L, P),
- pose d'articulations (31 ) des moyens de stabilisation (3) sur l'élément porteur (10),
- pose d'articulations (34) des moyens de stabilisation (3) sur au moins un élément de la charpente,
- pose des axes (30) des moyens de stabilisation (3) entre leur articulations (31 , 34) correspondantes sur l'élément porteur (10) et la charpente (1 ).
Dans certains modes de réalisation, le procédé comporte une étape de pose de blochets (33) pour ancrer les moyens de stabilisation sur l'élément porteur (10). Dans certains modes de réalisation, le procédé comporte une étape de fixation de moyens de maintien (32) des moyens de stabilisation sur les blochets (33). Dans certains de ces modes de réalisation, l'étape de fixation des moyens de maintien est suivie d'une étape de compression ou de mise sous tension des moyens élastiques (32) entre les axes (30) et les blochets (33) (compression dans le cas de moyens de maintien exerçant une force de poussée ou de mise sous tension dans le cas de moyens de maintien exerçant une force de rappel).
Dans certains modes de réalisation, le procédé comporte une étape de pose de moyens de soutien entre ledit élément porteur et la charpente. Comme expliqué précédemment, ces moyens de soutien peuvent être disposés entre n'importe quelle partie de l'élément porteur (10) et n'importe quelle partie de la charpente.
Selon divers modes de réalisation, le procédé peut comporter tout ou partie des étapes suivantes :
- pose d'ancrages situés dans le sol et dans les murs (10). En particulier, cette étape peut comporter une pose des ancrages dans le sol pour les moyens de suspension (2), une pose d'ancrage dans les murs (10) pour les moyens de suspension si ceux-ci sont des leviers (L). D'autre part, cette étape peut comporter une pose des ancrages du blochet (33) sur les murs (10) et une pose des ancrages du pivot (1 1 ), ou une seule pose d'ancrage si ces moyens fonctionnels d'ancrage du pivot (1 1 ) et du blochet (33) sont implémentés par les mêmes moyens structurels comme expliqué précédemment).
- pose des pivots (1 1 ) au sommet des murs (10).
- pose des moyens de suspension (2), tels que les leviers ou poulies suivant la configuration requise.
- suspension du balancier (12) sur les moyens de suspension (2).
Cette étape peut comporte une fixation d'un tirant.
- pose des blochets (33).
- pose des articulations (31 ) des contreventements/écharpes sur le sommet des murs (10).
- pose d'ancrages pour les moyens élastiques (32) dans les blochets (33).
- hissage des écharpes (30) jusqu'à hauteur de la sablière (i.e., le pivot), de préférence horizontalement.
- encastrement des écharpes (30) dans les emboitures (35).
- pose des articulations (34) reliant les écharpes (30) entre eux (liaisonnements/assemblage pour la liaison au faitage).
- hissage des écharpes (30). Cette étape peut comporter un étalement des écharpes (30) pour former un trépied maintenant les écharpes en place. De plus, pour la mise en œuvre de cette étape, les articulations (34) reliant les écharpes entre eux peuvent comportent un orifice dans lequel un bras de soulèvement est emboîté pour permettre le hissage, et éventuellement former le trépied, qui sera par exemple maintenu jusqu'à la pose du faîtage puis retiré.
- assemblage éventuel du plateau faitier (4).
- pose du faîtage (4), qu'il soit linéaire ou composé d'une plateforme, sur les écharpes (30) érigés et par exemple maintenus par les trépieds. Une fois le faîtage (4) posé, tous les éventuels étais faisant trépieds peuvent être retirés. Cette pose du faîtage peut comporter une étape de connexion de l'articulation (34) entre les écharpes avec le faîtage (par exemple un entrelacement des anneaux).
- fixation des moyens élastiques (32) aux blochets (33), mais de préférence sans mise sous tension des écharpes (30).
- pose des chevrons (2), de préférence rayonnants. Cette étape peut comporter par exemple une étape d'emboîtement des chevrons (2) dans le faîtage (4), puis une mise sous tension par la fixation inférieure (21 ) sur le balancier (12).
- mise sous tension des moyens élastiques (32) entre les écharpes (30) et les blochets (33), de manière à établir un équilibre sur l'ensemble de la charpente sous-tendue.
On comprend à la lecture de la présente demande que l'on obtient une construction, dite sous-tendue, qui offre une structure stable et possède l'avantage d'être particulièrement résistant aux conditions difficiles telles que les vents violents ou les séismes, notamment grâce à son élasticité. D'autre part, la charpente, grâce à son agencement fournit un volume intérieur exploitable important.
La présente demande décrit diverses caractéristiques techniques et avantages en référence aux figures et/ou à divers modes de réalisation. L'homme de métier comprendra que les caractéristiques techniques d'un mode de réalisation donné peuvent en fait être combinées avec des caractéristiques d'un autre mode de réalisation à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné ou qu'il ne soit évident que ces caractéristiques sont incompatibles ou que la combinaison ne fournisse pas une solution à au moins un des problèmes techniques mentionnés dans la présente demande. De plus, les caractéristiques techniques décrites dans un mode de réalisation donné peuvent être isolées des autres caractéristiques de ce mode à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné, notamment parce que les éventuelles adaptations structurelles nécessaires à un tel isolement sont à la portée de l'homme de métier grâce aux considérations fonctionnelles fournies dans la présente description.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Charpente comprenant une sablière (1 1 , 12) pour le support de la charpente sur les murs (10) d'un édifice (1 ), des chevrons (7) pour le support d'une couverture, et un faîtage (4) fermant la charpente à son sommet, caractérisée, d'une part, en ce qu'elle comporte des moyens suspension (2) et des moyens (3) de stabilisation de la charpente et, d'autre part, en ce que :
- la sablière est double par le fait qu'elle comporte, d'une part, un pivot (1 1 ) ancré sur au moins un mur (10) de l'édifice (1 ) et, d'autre part, un balancier (12) suspendu de manière articulée par rapport au pivot (1 1 ) par les moyens de suspension (2) ;
- les moyens (3) de stabilisation comportent une pluralité de paires d'axes (30) montés de manière articulée entre sur la charpente et les murs (10), pour une portion de pan de toiture, au moins deux arbalétriers (30) croisés mais libres l'un par rapport à l'autre et montés de manière articulée par rapport au faîtage (4) et aux murs (10) de l'édifice.
2. Charpente selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le balancier (12) comporte des pannes (120) parallèles aux murs de l'édifice, assemblées entre elles de manière à former un cadre rigide ;
3. Charpente selon une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les chevrons (7) sont retenus par rapport au balancier (12) et au faîtage (4), respectivement, par une fixation inférieure (21 ) et une fixation supérieure (22) ;
4. Charpente selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le balancier (12) est déporté, par les moyens de suspension (L, P), en- dehors du plan des murs (10) de l'édifice (1 ) et à un niveau situé plus bas que celui du pivot (1 1 ).
5. Charpente selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le faîtage (4) comporte une panne faîtière (40).
6. Charpente selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le faîtage (4) comporte un plateau faîtier (41 ) composé de plusieurs pannes faîtière (40) reliées entre elles par des moyens de fixation rigide (400).
7. Charpente selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les chevrons (7) sont disposés de manière rayonnante depuis le faîtage (4) vers le balancier (12).
8. Charpente selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le balancier (12) et/ou le faîtage (4) comportent des moyens de retenue (73) de la position des chevrons (7) sur leur longueur.
9. Charpente selon une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de suspension (22) comportent un levier (L) et un tirant (121 ) articulé entre le levier (L) et le balancier (12).
10. Charpente selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les moyens de suspension (2) comportent une poulie (P) et un lien entre la poulie (P) et le balancier (12).
1 1 . Charpente selon une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la fixation inférieure et/ou supérieure des chevrons (7) comporte au moins un moisage.
12. Charpente selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que le moisage inférieur et/ou supérieur des chevrons (7) et individuel pour chaque chevron ou commun pour une pluralité de chevrons (7) d'un même pan de la toiture.
13. Charpente selon une des revendications 1 1 et 12, caractérisée en ce qu'au moins le moisage supérieur comporte une moise supérieure (72) sur au moins une portion d'un pan de toiture, reliée par des tirants (722) à une moise supérieure (72) sur au moins une portion d'un pan opposé de la toiture.
14. Charpente selon une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que le moisage inférieur (71 ) et/ou supérieur (72) comporte au moins un collier (725) de serrage de chevron (7).
15. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pannes (120, 40) du balancier (12) et/ou du faîtage (4) sont composées de pièces de bois aboutées et assemblées en quinconce.
16. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ancrage du pivot (1 1 ) sur les murs (10) de l'édifice (1 ) comporte des moyens de pivotement et/ou de basculement du pivot.
17. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les axes (30) sont mobiles sur les murs (10) de l'édifice (1 ) par l'intermédiaire d'articulations (31 ).
18. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de stabilisation (3) comprennent des moyens de maintien (32) reliant chacun des axes (30) au mur porteur (10).
19. Charpente selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de maintien (32) comportent des moyens élastiques exerçant une précontrainte sur lesdits axes (30).
20. Charpente selon une des revendications 18 et 19, caractérisée en ce que les moyens de maintien (32) comportent des éléments rigides soutenant lesdits axes (30).
21 . Charpente selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les éléments rigides des moyens de maintien (32) sont montés de manière articulée entre lesdits axes (30) et ledit mur porteur (10).
22. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de soutien supportant une partie du poids de ladite charpente (1 ).
23. Charpente selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de soutien sont formés par les moyens de stabilisation (3).
24. Charpente selon une des revendications 22 et 23, caractérisée en ce que les moyens de soutien sont interposés entre le mur porteur (10) et au moins une panne (8) disposée sous les chevrons (7) pour supporter le poids des chevrons.
25. Charpente selon une des revendications 22 à 24, caractérisée en ce que les moyens de soutien sont montés de manière articulée entre le mur et la charpente pour préserver la souplesse de la charpente.
26. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les axes (30) de deux portions ou pans contigu(e)s de la toiture sont fixés au niveau du faîtage (4) sur une même articulation (34).
27. Système de charpente selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les axes (30) sont ancrés sur les murs (10) par l'intermédiaire de semelles (33) elles-mêmes ancrées dans les murs (10) par un ancrage (330) dont l'orientation s'oppose à l'arrachement de la semelle (33).
28. Charpente selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chevrons (7) sont prolongés au-delà du balancier (12) par des coyaux (5) reposant sur le balancier (12) et maintenus par au moins une calle (50) bloquée entre les chevrons (7) et les coyaux (5).
29. Procédé de mise en œuvre d'une charpente selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- pose d'au moins un pivot (1 1 ) sur au moins un élément porteur (10),
- pose des moyens de suspension (2) sur le pivot,
- suspension du balancier (12) sur les moyens de suspension (2),
- pose d'articulations (31 ) des moyens de stabilisation (3) sur l'élément porteur (10),
- pose d'articulations (34) des moyens de stabilisation (3) sous le faitage (4), - pose des axes (30) des moyens de stabilisation (3) entre leur articulations (31 , 34) correspondantes sur l'élément porteur (10) et le faitage (4).
30. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de pose de semelles (33) pour ancrer les moyens de stabilisation sur l'élément porteur (10).
31 . Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de fixation de moyens de maintien (32) des moyens de stabilisation sur les semelles (33).
32. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de fixation des moyens de maintien est suivie d'une étape de compression ou de mise sous tension des moyens élastiques (32) entre les axes (30) et les semelles (33).
33. Procédé selon l'une des revendications précédentes de procédé, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de pose de moyens de soutien entre l'élément porteur (10) et au moins une partie des composants (4, 12, 7, 3, 8) de la charpente.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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BE472418A (fr) *
FR54073E (fr) * 1945-06-08 1947-05-29 Système d'établissement de charpente pour constructions d'habitation et autres
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE472418A (fr) *
FR54073E (fr) * 1945-06-08 1947-05-29 Système d'établissement de charpente pour constructions d'habitation et autres
DE19919053A1 (de) * 1999-04-27 2000-11-16 Friedrich Korte Schrägdach

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