WO2014001736A2 - Construction à haute résistance et procédé de mise en oeuvre - Google Patents

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WO2014001736A2
WO2014001736A2 PCT/FR2013/051548 FR2013051548W WO2014001736A2 WO 2014001736 A2 WO2014001736 A2 WO 2014001736A2 FR 2013051548 W FR2013051548 W FR 2013051548W WO 2014001736 A2 WO2014001736 A2 WO 2014001736A2
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carrier element
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Sandrine GERMAIN
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    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/34—Foundations for sinking or earthquake territories
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/0007—Base structures; Cellars
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/36—Bearings or like supports allowing movement

Definitions

  • the present invention relates to the field of constructions, including seismic and concerns any type of building or work.
  • the present invention more particularly relates to a high-strength construction, including seismic.
  • construction means any type of building, bridge or erected building, but this definition may also extend simply to "foundations” because the invention can be implemented under the shape of a foundation and thus form for example a base on which it is possible to erect any type of work.
  • a first problem in the field of constructions concerns resistance, particularly in terms of stability and flexibility (resistance to deformation). Indeed, the conventional constructions and foundations known from the prior art often have a lack of resistance to harsh conditions, especially at the climatic level (violent winds and storms for example) and / or geological (earthquakes and landslides, for example). In general, conventional constructions have an insufficient absorption of vibratory phenomena. It is known in the prior art of earthquake resistant foundations and constructions which have the advantage of being more resistant than conventional foundations and constructions. A second problem in the field therefore concerns the complexity of the arrangement and implementation of the constructions and their foundations to meet the first problem of resistance. Indeed, foundations and constructions capable of withstanding high stresses are generally complex and expensive.
  • a third problem concerns the efforts being exerted on constructions, and especially foundations, by erected structures which weigh all their weight and exert mainly vertical forces. This problem generates significant complexity and construction costs because it is necessary that the buildings are able to withstand these direct vertical forces. This last problem is aggravated during difficult conditions.
  • braces that is to say, bars or axes arranged obliquely to the elements they stabilize, for example through a triangulation or a cross (for example a cross of St. Andrew, especially in the case of carpentry).
  • this type of bracing generally uses, as for example in US Pat. No. 5,359,821, axes or supports (for example "brace” in English) which are arranged in a vertical plane (in an oblique orientation between the horizontal plane and the plane vertical construction). This type of arrangement has the advantage of stabilizing the construction by providing resistance to lateral forces.
  • the axes are generally arranged in pairs and each pair is arranged in a plane parallel or perpendicular to the other pairs. This type of arrangement has the drawbacks of requiring many axes or supports and not optimizing the stabilization in the various directions of space and not responding satisfactorily to the problems mentioned above.
  • the axes are generally fixed by rigid fasteners, at least on one of the erected or carrier structures, such as in US Pat. No. 5,359,821 where the lower fastener is articulated while the upper fastener is rigid.
  • This type of fastening has the disadvantage of risks of rupture under the stresses exerted.
  • the present invention therefore aims to overcome at least one of the disadvantages of the prior art by providing a high strength construction.
  • a resistant construction comprising at least one rigid structure erected on at least one carrier element, characterized in that the carrier element comprises at least one support point, called pivot, said rigid structure comprising at least one frame lower member pivotally hinged to said pivot by suspension means, said rigid structure also being connected to said carrier member by stabilizing means comprising a plurality of pairs of axles hingedly mounted between said rigid structure and said carrier member.
  • 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 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 that 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 disadvantages of the prior art by proposing a method of implementing a construction or a high-strength foundation.
  • This object is achieved by a method of implementing a resistant construction according to the invention, characterized in that it comprises the following steps:
  • FIG. 1 represents a perspective view of a construction according to some embodiments
  • FIG. 2a shows a perspective view of a carrier element on which the construction is erected according to some embodiments with the sectional plane 3-3 of FIGS. 3 and 4, and FIGS. 2b and 2c represent perspective views. of constructions according to various embodiments, - Figures 3a, 3b, 3c and 3d show sectional views along the plane 3-3 of Figure 2a, the construction of suspension means according to some embodiments,
  • FIGS. 4a and 4b show sectional views along the plane 3-3 of FIG. 2a, suspension means of constructions according to certain embodiments, and FIGS. 4c, 4d, 4e, 4f and 4g represent sectional views.
  • FIGS. 4c, 4d, 4e, 4f and 4g represent sectional views.
  • various embodiments of anchoring means for suspending constructions according to the plane 3-3 of FIG. 2a, various embodiments of anchoring means for suspending constructions,
  • 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 5-5, of the lower part of the stabilization means according to different embodiments
  • FIG. 5b represents a simplified schematic view, in perspective, of stabilization means of a construction according to some embodiments and FIG. a perspective view of the upper part of stabilization means according to some embodiments,
  • FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d show bottom views of constructions according to various embodiments
  • FIG. 7a shows a perspective view of a construction according to certain embodiments
  • FIG. 7b represents a partial perspective view of the anchoring of suspension means and of stabilization means according to certain embodiments
  • FIGS. 7c. and 7d represent, respectively, a top view and a sectional view along the plane 7-7 of FIG. 7C, of a construction according to the embodiments of FIG. 7a,
  • FIGS. 8a, 8b, 8c, 8d and 8e show sectional views along a vertical plane identical to plane 7-7, of different constructions according to various embodiments,
  • FIGS. 9a and 9b show, respectively, a view from above and a sectional view along the plane 9B-9B of FIG. 9A, of a construction incorporating various arrangements of suspension means and of stabilization means according to various modes of production,
  • FIGS. 10a and 10b show, respectively, a top view and a sectional view along the plane 10B-10B of FIG. 10a, of a construction according to some embodiments
  • FIG. 10c represents a sectional view, according to a vertical section plane identical to the plane 10B-10B, of another construction according to some embodiments.
  • the present invention relates to a construction, generally high strength, and its method of implementation (eg, method of construction).
  • the construction is here designated 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 stabilizing means (and support means) for construction, giving a relative flexibility to the construction 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 term "construction” means any type of building, bridge or erected building, but this definition may also extend simply to "foundations" because the invention can be implemented under the form of a foundation on which it is possible to erect any type of work.
  • constructions generally comprise at least one structure erected on basements (ie, the emergent part of the foundations).
  • the definition of the invention also extends to foundations, including seismic, on which it is possible to erect any type of structure and the term "construction” is used here to designate either the foundations or the erected structure on the foundations.
  • Most of the figures do not show details of the erected structure but simply edges because it is possible to consider any shape, both for the inside and the outside.
  • the constructions and the foundations can have various forms, with for the constructions, a vertex in point or edge, even in plateau, and the periphery of the construction can be polygonal or curved (for example circular), by defining least one part of structure.
  • the shape can be square, rectangular, round, polygonal, regular or irregular, etc.
  • the present invention is also adapted to these various forms of constructions, as particularly visible in the illustrative and non-limiting examples of FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d.
  • the constructions according to the invention can be made of any material, although wood and / or steel and / or masonry are generally preferred.
  • the constructions generally comprise at least one rigid structure (1) erected on at least one carrier element (10), for example as represented in FIGS. 1, 2b and 2c.
  • said carrier element (10) comprises at least one support point, called pivot (1 1) and said rigid structure (1) comprises at least one lower frame (12) hingedly hinged on said pivot (1 1) by suspension means (2).
  • said rigid structure (1) is also connected to the carrier element (10) by means (3) of stabilization comprising a plurality of pairs of axes (30) mounted in an articulated manner between said rigid structure (1) and said carrier member (10). Note that we refer to pairs of axes because it is better to have at least 2 axes per part or part of the construction, but we can nevertheless put one or more than two per part or portion.
  • the word pair should not be interpreted as being limiting, unless it is mentioned several axes and it must then be understood as meaning at least two (and not strictly two).
  • the suspension means (2) generally allow a slight movement of the rigid structure (1) relative to the carrier element (10) and the axes (30) of the stabilization means connect the rigid structure to the carrier element. to limit these movements.
  • the stabilizing means therefore form a kind of bracing stabilizing the rigid structure (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.
  • 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).
  • 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 structure (1) and distributes the loads in the soil (or water in the case of a floating structure).
  • a bracing is carried out to solidify the building.
  • Corners (102) can also be arranged at the corners of the building, as for example shown in Figure 2a where the posts (101) are arranged between an upper beam (103) and a beam (104) each forming a chaining and posts (102) corners provide the connection between the sections of the structure of the carrier element (10).
  • 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 said structure (1), in particular thanks to the fact that this construction offers a usable volume important under the structure by limiting the size and allowing to recover the internal volume of the structure.
  • the concept of the carrier element is therefore essentially functional since it designates here an arrangement capable of supporting a structure (a building). It will also be noted that in the present description, in order to define elements of the present invention, terms whose meaning is generally accepted in the field of constructions are used, but which must not be interpreted in a limiting manner and that they are in fact used to designate a function and that the present application uses this meaning considered in its functional definition, independently of the structural elements concerned and independently of other elements which may be associated with them.
  • the carrier element (10) is preferably stabilized by a natural or artificial sole.
  • the construction 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 members (10) stabilized by a natural or artificial sole, for example as shown in Figs. 7a, 8e, 9a and 10a.
  • a bridge has several stacks (for example as shown in Figures 10a and 10b) which each form a carrier element, these stacks can be anchored in the natural ground or stabilized using an artificial sole, for example formed by a slab or aggregates, depending on the type of soil on which the construction is erected.
  • the carrier member (10) (whether there are one or more in fact) has a plurality of bearing walls whose relative spacing is stabilized.
  • these walls can be anchored in the natural ground or stabilized with the aid of an artificial sole, for example formed by a slab (as represented for example in FIG. 10c where the carrier element comprises posts interconnected by a slab), or else stabilized by other means such as a diaphragm under entered at ground level and / or floors, braces, chaining or corner posts (as shown for example in Figure 2a).
  • the stabilization of the carrier element will be adapted.
  • the term "rigid structure (1)” denotes here any type of building which, by its nature and / or its arrangement, has a rigidity and a stability sufficient to be erected on a bearing element.
  • the rigid structure (1) generally comprises a chaining, bracing or any mechanism to ensure its structural rigidity, at least at the lower frame (12) on which the loads of the structure (1).
  • at least one lower frame (12) is suspended on at least one carrier element (10) and the lower frame (12) must therefore be able to support the rest of the rigid structure (1) while ensuring its integrity (c). that is, it must be stable in the various directions of the plane (s) in which it is located).
  • This structure (1) can have various shapes depending on the construction or the foundation (as illustrated in the non-limiting examples of FIGS. 6a, 6b, 6c and 6d) and, depending on the shape and the arrangement of the structure, various mechanisms known deferral charges can therefore be implemented.
  • the rigid structure (1) generally comprises lateral walls (13), vertical (for example as shown in Figures 1 and 2c) or oblique (for example as shown in Figures 2b and 10b), which are at least integral with the frame lower (12).
  • the rigid structure (1) generally comprises (at least) a ridge (14) which is the upper part of the construction (or foundation). This term of factage is not limiting and used here to designate the upper part, but it is understood from the present application that it may actually be the top of a foundation and that a building can be built on it. ridge.
  • a pivot (1 1) and a lower frame (12) may also be called pendulum (12), but it is actually at least one pivot and at least a pendulum and the designation is more functional than structural, which is valid for all the elements described and for most 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 continue he 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 suspension beam, which is generally a continuous frame at the base of the structure, 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 beam is either in one piece or 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).
  • Means of suspension means of suspension:
  • the structure (1) suspended from the carrier element (10) by the suspension means (2), and through the lower frame (12), 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 structure 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 beam (12) is offset outside the (or) plane (s) around the bearing walls (10) of the building.
  • the structure (1) can thus cap the carrier element by surrounding and covering its upper portion (whether gutter 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 be concentric with the structure (1).
  • the rocker arm (12) is offset outside the periphery of the bearing element (the rocker surrounds the bearing element), but in other embodiments, of which an illustrative example and not limiting is shown in Figure 2C, the balance is offset within the periphery of the carrier member.
  • 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), for example in a manner similar to the arrangement shown in Figure 8e.
  • part of the frame may overhang at least the carrier element, but in general, the frame is in fact deported out 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 rigid structure 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 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 4e. It may nevertheless be chosen that the small branch of the T is outside the wall, the side opposite that of the lever, both for masonry walls than wood, for example as shown in Figure 4f.
  • a composite bearing wall multi-layered, for example composite materials
  • the suspension means (L, P) 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 dampen vibrations between the rigid structure and the carrier element (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 necessary to support the load of the roof (own weight, snow, wind, earthquakes), for example as shown in Figure 8c.
  • the orientation of the anchor differs from that of the rigid lever embodiments.
  • the anchoring is inclined in the direction of the resistance to exert in the lever arm (called leg here), while the resistance to exercise 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 deport the loads of the rigid structure (1) 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) of the construction (1) is arranged to allow a slight tilting of the pivot perpendicular to the plane of the wall, preferably damped by a seal a damping material separating the anchor point of the pivot disposed between the anchor (or rather the 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 planned to be loose around the flush mount.
  • a hole in the pivot with a diameter slightly larger than that of the flush mount will provide good anchoring while maintaining a slight clearance, for example as shown in Figure 4c (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 anchor point, to ensure the sustainability of the system in case of swaying of the roof (for example in the case of strong winds or recurrent earthquakes), for example as shown in Figure 4c.
  • 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).
  • anchor pivots because the scrap that is in the concrete will be designed to distribute the loads in the armature at an opposite angle to the load.
  • the anchoring (L4) can therefore pivot, to change the angle of the load, as for example shown in Figure 7b where anchor loops of the suspension means (and stabilization means) in scrap are sealed in the concrete stack 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 the vibrations between the rigid structure 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.
  • a first illustrative and non-limiting example of such damping suspension means (2) is shown in Figure 4a.
  • 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.
  • Another illustrative and non-limiting example of such damping suspension means (2) is shown in Figure 4a.
  • the lever (L) has a spring (or other resilient means) between the arm (L2) of the lever and the carrier member, to damp the flexion of the arm (L3) around the elbow (L2).
  • damping suspension means is preferably provided a reinforced anchoring in the carrier member, for the support of the elastic means, as for example shown in Figure 4d.
  • the stabilizing means are often mounted between the chaining of the carrier element (10) and the chaining of the rigid structure (1) which is carried, that this chaining is located at the top, bottom or in the middle of the rigid structure (1) carried (and the carrier element).
  • the axes (30) of the stabilizing means (3) can be mounted between the carrier element (10) and the side walls (13) and / or the factoring (14) of the rigid structure, or even on the lower part ( sand pit for example) of this rigid structure but it is generally preferred that the link of the stabilization means is offset relative to the link of the suspension means.
  • the ridge (14) is generally integral with at least the lower frame (12).
  • the stabilizing means are fixed on the rigid structure at the junction between the side walls (13) and the scaffold (14), for example as illustrated in Figures 1, 2b, 2c, 5a, 5b, 7a, 7c and 7d.
  • it is possible and advantageous to set stabilizing means on both the sidewalls and the scaffold for example as shown in the various arrangement examples of FIGS. 9a and 9b, which non-exhaustively illustrate the diversity. possible arrangements.
  • 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 said structure rigid (1).
  • the means (3) of stabilization preferably comprise, for a portion (or pan) of the rigid structure (1), at least two axes (30), called scarves, which are crossed but free with respect to the other and articulated with respect to the rigid structure (1) and the carrier element (10).
  • each of the carrier elements (10) is surrounded by a frame (12) and, in most examples of these frames, the axes connected to one side of the frame are crossed.
  • the long sides are provided with several axes which intersect each other from one carrying element to another, while on the short sides, the axes of each pair are not parallel but do not intersect (as particularly visible in Figure 9b, on the left: the axes connected to the short side cross the axes connected to the long side, but each axis of the short side does not cross its counterpart) .
  • 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 capable of exerting a restoring force, so that the scarves can exert their stabilizing action irrespective of the direction of movement. strain on the structure.
  • the stabilizing means (3) are preferably rigid, to better transmit the restoring forces and / or thrusts exerted by the elastic holding means (32).
  • 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.
  • Such 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 suspension means.
  • the rigid stabilizing means (3) can support a portion of the weight of the rigid structure (1), 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 rigid structure.
  • 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 support function stabilization 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 rigid structure. Such means are preferably hingedly mounted on the rigid structure 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 rigid structure (1) (side walls and / or ridge and / or pendulum or any combination). In addition, these support means may be arranged between the rigid structure (1) and the carrier element (10) on which is suspended the rigid structure but also or alternatively between the rigid structure and another carrier element or another structure . 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 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 shafts (30) are anchored to the carrier element (10) by means of insoles (33) which are themselves anchored in the carrier element (10) by an anchorage (330) whose orientation is opposed to 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).
  • the suspension means (L, P) generally offer a flexibility to the structure that is better 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.).
  • bracing is used here 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 vertical bracing is generally distinguished. (intended to transmit horizontal, vertical and transverse forces in the trusses and load-bearing walls) horizontal braces (beams-to-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 (pale), but they are generally free relative to each other and the assembly between two windings braces is at the junction between two portions of the roof pan (especially in the case of roofs whose circumference is circular) or at the angle between two faces (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 structure (1) and each scarf is also articulated on the carrier element (10) (by a hinge (31), so-called low), to provide flexibility to the entire structure, to avoid the constraints of rupture.
  • the hinge (34) of a scarf on the ridge (14) and / or a side wall (13) 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 except the examples of Figures 9a and 9b).
  • each scarf is preferably prestressed by elastic means (32), spaced apart from the joint and connecting the scarf to the sole attached to the wall.
  • 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. Bending in the slings helps 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 sides of the structure (or portions of structural sections), are variable according to the shape of the roof, as particularly visible in the illustrative and non-limiting examples of Figures 6a, 6b, 6c and 6d.
  • the stabilizing means (3) forming a support comprise slings (30) mounted ("in a sling") between the walls (10) of the building (1) and the ridge (14) or side walls (13) of the structure or even the lower part 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 pairs in 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 intermediate joints (31) and are retained by resilient means (32).
  • resilient 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.
  • These 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 contiguous sides of the roof (or two contiguous portions of a pan) 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 patella 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 joints whose scarves go two by two on the same roof section, 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 comprises a plate fixed by embedding (330) on the sand pit or the chaining of the wall (10) by any embedding means, such as that chemical or mechanical seals (fishplates, bolts, frame keys, etc. ..) whose orientation opposes the tearing of the sole (33).
  • an anchorage (330) may comprise rods integral with the soleplate and arranged in the wall (10) along an axis symmetrical at the angle of the sling and the horizontal plane at the top of the wall (30), as for example represented in 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 (L, P), distinct from one or more sole (s) (33) each supporting a scarf (30), is preferred. ). Indeed, even if a continuous beam (which is not necessarily monoblock) anchored on 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 .
  • 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 installing soles (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 flanges (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 soles (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 rigid structure.
  • these support means may be arranged between any part of the carrier element (10) and any part of the rigid structure (1).

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Abstract

La présente invention concerne une construction résistante et son procédé de mise en œuvre, la construction comprenant au moins une structure rigide (1 ) érigée sur au moins un élément porteur (10), caractérisé en ce que l'élément porteur (10) comporte au moins un point d'appui, appelé pivot (1 1 ), ladite structure rigide (1 ) comportant au moins un cadre inférieur (12) suspendu de manière articulée audit pivot (1 1 ) par des moyens de suspension (2), ladite structure rigide (1 ) étant également reliée audit élément porteur (10) par des moyens (3) de stabilisation comprenant une pluralité de paires d'axes (30) montés de manière articulée entre ladite structure rigide (1 ) et ledit élément porteur (10).

Description

Construction à haute résistance et procédé de mise en œuyre
La présente invention concerne le domaine des constructions, notamment parasismiques et concerne tout type de bâtiment ou d'ouvrage. La présente invention concerne plus particulièrement une construction à haute résistance, notamment parasismique. Dans la présente demande, on désigne par le terme « construction » tout type de bâtiment, de pont ou d'édifice érigé, mais cette définition peut également s'étendre simplement aux « fondations » car l'invention peut être mise en œuvre sous la forme d'une fondation et former ainsi par exemple un soubassement sur lequel il est possible d'ériger n'importe quel type d'ouvrage.
Un premier problème dans le domaine des constructions concerne la résistance, notamment en termes de stabilité et de flexibilité (la résistance aux déformations). En effet, les constructions et fondations classiques connues de l'art antérieur présentent souvent un manque de résistance aux 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 constructions classiques ont une absorption insuffisante des phénomènes vibratoires. Il est connu dans l'art antérieur des fondations et constructions parasismiques qui présentent l'avantage d'être plus résistantes que les fondations et constructions classiques. Un second problème dans le domaine concerne donc la complexité de l'agencement et de la mise en œuvre des constructions et de leurs fondations pour répondre au premier problème de résistance. En effet, les fondations et constructions capables de résister à de fortes contraintes sont généralement complexes et coûteuses. Un troisième problème concerne les efforts qui sont exercés sur les constructions, et notamment les fondations, par les structures érigées qui pèsent de tout leur poids et exercent des forces principalement verticales. Ce problème engendre une complexité et des coûts de construction importants car il faut que les constructions soient capables de résister à ces efforts verticaux directs. Ce dernier problème est d'ailleurs aggravé lors de conditions difficiles.
Il est connu de l'art antérieur des constructions (appelées ici « soutenue ») dans lesquelles une structure érigée repose sur une structure porteuse qui soutien la structure érigée, comme par exemple dans le brevet US 5,359,821 , ou alors des constructions (appelées ici « suspendue ») dans lesquelles la structure érigée est suspendue à une structure porteuse qui retient la structure érigée en suspension, comme par exemple dans les demandes de brevet US3789174, FR2736671A1 ou US2035009A. Les constructions ne sont donc généralement pas suspendues et soutenues à la fois. De plus, il est connu dans l'art antérieur des constructions dans lesquelles sont utilisés des contreventements, c'est-à-dire des barres ou axes disposés obliquement par rapport aux éléments qu'ils stabilisent, par exemple grâce à une triangulation ou une croix (par exemple une croix de Saint-André, notamment dans le cas des charpentes). Cependant, ce type de contreventement utilise généralement, comme par exemple dans le brevet US 5,359,821 , des axes ou soutiens (par exemple « brace » en anglais) qui sont disposés dans un plan vertical (selon une orientation oblique entre le plan horizontal et le plan vertical de la construction). Ce type d'agencement présente l'avantage de stabiliser la construction en fournissant une résistance aux efforts latéraux. Les axes sont généralement disposés par paire et chaque paire est disposée dans un plan parallèle ou perpendiculaire aux autres paires. Ce type d'agencement présente les inconvénients de nécessiter de nombreux axes ou soutiens et de ne pas optimiser la stabilisation dans les diverses directions de l'espace et de ne pas répondre de manière satisfaisante aux problèmes évoqués ci-dessus. Enfin, les axes sont généralement fixés par des fixations rigides, au moins sur une des structures érigée ou porteuse, comme par exemple dans le brevet US 5,359,821 où la fixation inférieure est articulée tandis que la fixation supérieure est rigide. Ce type de fixation présente l'inconvénient de risques de rupture sous les contraintes exercées. D'autre part, il est connu de l'art antérieur des constructions parasismiques suspendues dans lesquelles sont utilisés des amortisseurs qui limitent les oscillations. En effet, les systèmes de construction de l'art antérieur, comme par exemple dans les demandes US3789174A, FR2736671A1 ou US2035009A, utilisent souvent des amortisseurs formés par des vérins ou autres moyens élastiques pour ralentir les éventuelles oscillations subies par la structure suspendue. Ce type de moyens élastique présente l'inconvénient de ne faire qu'amortir ou ralentir les oscillations mais de ne pas fournir une stabilisation satisfaisante. Dans ce contexte, il est intéressant de proposer une construction ou une fondation qui soit résistante et stable, tout en étant simple, peu coûteuse et facile à mettre en œuvre. Dans cette optique, il peut également être intéressant de proposer une construction qui permette un déport de charge.
La présente invention a donc pour but de pallier au moins un des inconvénients de l'art antérieur en proposant une construction à haute résistance.
Ce but est atteint par une construction résistante comprenant au moins une structure rigide érigée sur au moins un élément porteur, caractérisé en ce que l'élément porteur comporte au moins un point d'appui, appelé pivot, ladite structure rigide comportant au moins un cadre inférieur suspendu de manière articulée audit pivot par des moyens de suspension, ladite structure rigide étant également reliée audit élément porteur par des moyens de stabilisation comprenant une pluralité de paires d'axes montés de manière articulée entre ladite structure rigide et ledit élément porteur. 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 structure rigide, 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 telles constructions 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 de mise en œuvre d'une construction ou d'une fondation à haute résistance. Ce but est atteint par un procédé de mise en œuvre d'une construction résistante 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 structure rigide,
- pose des axes des moyens de stabilisation entre leur articulations correspondantes sur l'élément porteur et la structure rigide.
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 en perspective d'une construction selon certains modes de réalisation,
- la figure 2a représente une vue en perspective d'un élément porteur sur lequel la construction est érigée selon certains modes de réalisation avec le plan de coupe 3-3 des figures 3 et 4, et les figures 2b et 2c représentent des vues en perspective de constructions selon divers modes de réalisation, - les figures 3a, 3b, 3c et 3d représentent des vues en coupe selon le plan 3-3 de la figure 2a, de moyens de suspension de constructions selon certains modes de réalisation,
- les figures 4a et 4b représentent des vues en coupe selon le plan 3-3 de la figure 2a, de moyens de suspension de constructions selon certains modes de réalisation et les figures 4c, 4d, 4e, 4f et 4g représentent des vues en coupe, selon le plan 3-3 de la figure 2a, de divers modes de réalisation d'ancrage de moyens de suspension de constructions,
- 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 5e représente 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,
- la figure 7a représente une vue en perspective d'une construction selon certains modes de réalisation, la figure 7b représente une vue partielle en perspective de l'ancrage de moyens de suspension et de moyens de stabilisation selon certains modes de réalisation et les figures 7c et 7d représentent, respectivement, une vue de dessus et une vue en coupe selon le plan 7-7 de la figure 7C, d'une construction selon les modes de réalisation de la figure 7a,
- les figures 8a, 8b, 8c, 8d et 8e représentent des vues en coupe selon un plan vertical identique au plan 7-7, de différentes constructions selon divers modes de réalisation,
- les figures 9a et 9b représentent, respectivement, une vue de dessus et une vue en coupe selon le plan 9B-9B de la figure 9A, d'une construction intégrant divers agencements de moyens de suspension et de moyens de stabilisation selon divers modes de réalisation,
- les figures 10a et 10b représentent, respectivement, une vue de dessus et une vue en coupe selon le plan 10B-10B de la figure 10a, d'une construction selon certains modes de réalisation et la figure 10c représente une vue en coupe, selon un plan de coupe vertical identique au plan 10B- 10B, d'une autre construction selon certains modes de réalisation.
La présente invention concerne une construction, généralement à haute résistance, ainsi que son procédé de mise en œuvre (e.g., procédé de construction). On désigne ici la construction 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 construction, conférant une relative souplesse à la construction 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. Dans la présente demande, on désigne par le terme « construction » tout type de bâtiment, de pont ou d'édifice érigé, mais cette définition peut également s'étendre simplement aux « fondations » car l'invention peut être mise en œuvre sous la forme d'une fondation sur laquelle il est possible d'ériger n'importe quel type d'ouvrage. En effet, les constructions comportent généralement au moins une structure érigée sur des soubassements (i.e., la partie émergée des fondations). Ainsi, la définition de l'invention s'étend également à des fondations, notamment parasismiques, sur lesquelles il est possible d'ériger tout type d'ouvrage et le terme « construction » est utilisé ici pour désigner soit les fondations soit la structure érigée sur les fondations. La plupart des figures ne montrent pas de détails de la structure érigée mais simplement des pourtours car il est possible d'envisager n'importe quelle forme, aussi bien pour l'intérieur que l'extérieur. En effet, les constructions et les fondations peuvent avoir diverses formes, avec pour les constructions, un sommet en pointe ou en arête, voire en plateau, et le pourtour de la construction 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. La présente invention est également adaptée à ces diverses formes de constructions, comme particulièrement visible sur les exemples illustratifs et non limitatifs des figures 6a, 6b, 6c et 6d. Les constructions selon l'invention peuvent être réalisées dans n'importe quel matériau, bien que le bois et/ou l'acier et/ou la maçonnerie soient généralement préférés.
Les constructions comprennent généralement au moins une structure rigide (1 ) érigée sur au moins un élément porteur (10), par exemple comme représenté sur les figures 1 , 2b et 2c. Dans les constructions résistantes selon l'invention, ledit élément porteur (10) comporte au moins un point d'appui, appelé pivot (1 1 ) et ladite structure rigide (1 ) comporte au moins un cadre inférieur (12) suspendu de manière articulée sur ledit pivot (1 1 ) par des moyens de suspension (2). De plus, ladite structure rigide (1 ) 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 ladite structure rigide (1 ) 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 construction, 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 faut 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 structure rigide (1 ) par rapport à l'élément porteur (10) et les axes (30) des moyens de stabilisation relient la structure rigide à l'élément porteur en permettant de limiter ces mouvements. Les moyens de stabilisation forment donc des sortes de contreventements stabilisant la structure rigide (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).
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 structure (1 ) et permet de répartir les charges 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 2a. 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 (102) peuvent également être disposés aux angles de l'édifice, comme par 'exemple représenté sur la figure 2a 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 ladite structure (1 ), notamment grâce au fait que cette construction offre un volume exploitable important sous la structure en limitant l'encombrement et en permettant de récupérer le volume intérieur de la structure. 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. 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 comme représenté sur les figures 7a, 8e, 9a et 10a. Par exemple, lorsqu'un pont comporte plusieurs piles (par exemple comme représenté sur les figures 10a et 10b) qui forment chacune un élément porteur, ces piles peuvent être ancrées dans le sol naturel ou stabilisées 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, l'élément porteur (10) (qu'il y en ait un ou plusieurs en fait) comporte une pluralité de murs porteurs dont l'écartement relatif est stabilisé. 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 , 2b et 2c, ces murs peuvent être ancrés dans le sol naturel ou stabilisés à l'aide d'une semelle artificielle, par exemple formée par une dalle (comme représenté par exemple sur la figure 10c où l'élément porteur comporte des poteaux reliés entre eux 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 (comme représenté par exemple sur la figure 2a). 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 rigide :
On désigne ici par le terme « structure rigide (1 ) » tout type d'édifice qui possède, par sa nature et/ou son agencement, une rigidité et une stabilité suffisante pour être érigée sur un élément porteur. Ainsi, la structure rigide (1 ) comporte généralement un chaînage, des contreventements ou tout mécanisme permettant d'assurer sa rigidité structurelle, au moins au niveau du cadre inférieur (12) sur lequel se reportent les charges de la structure (1 ). 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 structure rigide (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). On désigne ici les moyens permettant cette intégrité par le terme « chaînage », mais encore une fois, dans son acception fonctionnelle (donc qu'il s'agisse d'un chaînage ou tout autre moyen). Cette structure (1 ) peut avoir diverses formes en fonction de la construction ou la fondation (comme illustré sur les exemples non limitatifs des figures 6a, 6b, 6c et 6d) et, selon la forme et l'agencement de la structure, divers mécanismes connus de report de charges peuvent donc être mis en œuvre. La structure rigide (1 ) comporte généralement des parois latérales (13), verticales (par exemple comme représenté sur les figures 1 et 2c) ou obliques (par exemple comme représenté sur les figures 2b et 10b), qui sont au moins solidaires du cadre inférieur (12). Par « solidaire » on entend ici 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, mais également du ou des plan(s) des parois latérales éventuellement. Ce terme couvre donc des moyens de fixation assurant une liaison physique entre des éléments distincts ou des éléments réalisés d'un seul tenant. Le terme de paroi latérale ne doit pas être interprété de manière limitative et peut désigner ici une paroi discontinue, voire ouverte sur au moins un pan ou une portion de pan de la structure. D'autre part, la structure rigide (1 ) comporte en général (au moins) un faitage (14) qui est la partie haute de la construction (ou fondation). Ce terme de faitage est non limitatif et utilisé ici pour désigner la partie haute, mais l'on comprend de la présente demande qu'il peut s'agir en fait du haut d'une fondation et qu'un édifice pourra être bâti sur ce faitage.
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 d'au moins un balancier 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 structure, 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 soit d'un seul tenant soit 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). Moyens de suspension :
La structure (1 ) suspendue à l'élément porteur (10) par les moyens de suspension (2), et par l'intermédiaire du cadre inférieur (12), est déportée 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 de la structure 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 déporté en-dehors du (ou des) plan(s) du pourtour des murs porteurs (10) de l'édifice. La structure (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 concentrique à la structure (1 ). 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, dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 2C, 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), par exemple de manière similaire à l'agencement représenté sur la figure 8e. 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 structure rigide 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 4e. 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 4f. 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 4g. Dans certains modes de réalisation, dont un exemple illustratif et non limitatif est représenté sur la figure 3b, les moyens de suspension (L, P) 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 structure rigide 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), par exemple comme représenté sur la figure 8c. 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 structure rigide (1 ) 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) de la construction (1 ) 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 4c (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 4c.
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 par exemple une pile de pont en béton, l'ancrage fait pivot, car la ferraille qui est dans le béton sera 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 7b où des boucles d'ancrage des moyens de suspension (et des moyens de stabilisation) en ferraille sont scellées dans la pile en béton 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 structure rigide 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 4a. 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 4a. 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 4d.
Moyens de stabilisation:
D'une manière générale, les moyens de stabilisation sont souvent montés entre le chaînage de l'élément porteur (10) et le chaînage de la structure rigide (1 ) qui est portée, que ce chaînage soit situé en haut, en bas ou au milieu de la structure rigide (1 ) portée (et de l'élément porteur). Les axes (30) des moyens de stabilisation (3) peuvent être montés entre l'élément porteur (10) et les parois latérales (13) et/ou le faitage (14) de la structure rigide, voire même sur la partie basse (sablière par exemple) de cette structure rigide mais on préfère généralement que le lien des moyens de stabilisation soit déporté par rapport au lien des moyens de suspension. De plus, on peut prévoir de monter les moyens de stabilisation sur plusieurs parties différentes de la structure rigide. Le faitage (14) est généralement solidaire au moins du cadre inférieur (12). Il peut être rendu solidaire du cadre inférieur via une fixation distincte mais il est en général solidaire des parois latérales (13) et/ou de la partie basse s'il est le seul relié aux moyens de stabilisation (3). En revanche, il peut ne pas être solidaire de ces parois latérales (13) et/ou de la partie basse si celles-ci sont reliées aux moyens de stabilisation (3). De même, si des moyens de stabilisation sont prévus entre l'élément porteur et chacun des éléments (12, 13, 14) de la structure rigide, il est envisageable que ces divers éléments (12, 13, 14) de la structure rigide ne soient pas solidaires entre eux, bien qu'on les préfère solidaires pour de meilleures intégrité et résistance de la construction. De préférence, les moyens de stabilisation sont fixés sur la structure rigide à la jonction entre les parois latérales (13) et le faitage (14), par exemple comme illustré sur les figures 1 , 2b, 2c, 5a, 5b, 7a, 7c et 7d. Cependant, il est possible et avantageux de fixer des moyens de stabilisation à la fois sur les parois latérales et le faitage, par exemple comme représenté sur les divers exemples d'agencement des figures 9a et 9b, qui illustrent de manière non- exhaustive la diversité des agencements possibles. 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 ladite structure rigide (1 ). Les moyens (3) de stabilisation comportent de préférence, pour une portion (ou pan) de la structure rigide (1 ), 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 structure rigide (1 ) et à l'élément porteur (10). Par exemple, sur la figure 9a, chacun des éléments porteurs (10) est entouré par un cadre (12) et, dans la plupart des exemples de ces cadres, les axes reliés à un coté du cadre sont croisés. Dans le cadre rectangulaire entourant trois éléments porteurs (situé à droite) sur la figure 9a, les grands côtés sont munis de plusieurs axes qui se croisent entre eux d'un élément porteur à l'autre, tandis que sur les petits côtés, les axes de chaque paire sont non parallèles mais ne se croisent pas (comme particulièrement visible sur la figure 9b, à gauche : les axes reliés au petit côté croisent les axes reliés au grand côté, mais chacun des axes du petit côté ne croise pas son homologue). 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).
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 structure rigide (1 ), 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 structure rigide. 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). En effet, 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 structure rigide. De tels moyens sont de préférence montés de manière articulée sur la structure rigide 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 structure rigide (1 ) (parois latérales et/ou faitage et/ou balancier ou toute combinaison). De plus, ces moyens de soutien peuvent être disposés entre la structure rigide (1 ) et l'élément porteur (10) sur laquelle est suspendue la structure rigide mais également ou en alternative entre la structure rigide et un autre élément porteur ou une autre structure. On notera que les moyens de maintien peuvent être élastique 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) élastique.
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 (L, P) 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 structure (1 ) 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 (14) et/ou une paroi latérale (13) 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 sauf les exemples des figures 9a et 9b). De plus, chaque écharpe est de préférence précontrainte grâce à des moyens élastiques (32), disposés à distance de l'articulation et reliant l'écharpe à la semelle fixée au mur. 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 d'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 structure rigide. 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 structure rigide (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 (14) ou les parois latérales (13) de la structure ou même la partie basse 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 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, tout en restant libres l'une par rapport à l'autre (elles se croisent mais ne sont pas liées 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 décalées l'une par rapport à l'autre et ne sont pas exactement dans le même plan (à moins que l'une 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 retenues 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 5b et 5c, les écharpes (30) de deux pans contigus de la toiture (ou de deux portions contigues d'un pan) peuvent être fixées 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 elles. 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 comporte 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 de la semelle (33). Un tel ancrage (330) peut comporter des tiges solidaires de la semelle 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 fixée 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 (L, P), 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 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 structure rigide, 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 structure rigide) 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 :
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 la structure rigide (1 ),
- pose des axes (30) des moyens de stabilisation (3) entre leur articulations (31 , 34) correspondantes sur l'élément porteur (10) et la structure rigide (1 ). Dans certains modes de réalisation, le procédé comporte une étape de pose de semelles (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 semelles (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 semelles (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 structure rigide. 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 structure rigide (1 ).
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 (i.e., souplesse).
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. II 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 . Construction résistante comprenant au moins une structure rigide (1 ) érigée sur au moins un élément porteur (10), caractérisé en ce que l'élément porteur (10) comporte au moins un point d'appui, appelé pivot (1 1 ), ladite structure rigide (1 ) comportant au moins un cadre inférieur (12) suspendu de manière articulée audit pivot (1 1 ) par des moyens de suspension (2), ladite structure rigide (1 ) étant également reliée audit élément porteur (10) par des moyens (3) de stabilisation comprenant une pluralité de paires d'axes (30) montés de manière articulée entre ladite structure rigide (1 ) et ledit élément porteur (10), lesdits moyens de stabilisation (3) formant des moyens de soutien de la structure rigide.
2. Construction résistante selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens de stabilisation (3) comprennent des moyens de maintien (32) reliant chacun des axes (30) audit élément porteur (10).
3. Construction résistante selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de maintien (32) comportent des moyens élastiques exerçant une précontrainte sur lesdits axes (30).
4. Construction résistante selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les moyens de maintien (32) comportent des éléments rigides soutenant lesdits axes (30).
5. Construction résistante selon la revendication 4, caractérisée en ce que les éléments rigides des moyens de maintien (32) sont montés de manière articulée entre lesdits axes (30) et ledit élément porteur (10).
6. Construction résistante selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de soutien supportant une partie du poids de ladite structure rigide (1 ), ces moyens de soutien étant formés au moins en partie par les moyens de stabilisation.
7. Construction résistante selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit élément porteur (10) est stabilisé par une semelle naturelle ou artificielle.
8. Construction résistante selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité d'éléments porteurs (10) distincts stabilisés par une semelle naturelle ou artificielle.
9. Construction résistante selon une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit élément porteur (10) comporte une pluralité de murs porteurs dont l'écartement relatif est stabilisé.
10. Construction résistante selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que 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 ladite structure rigide (1 ).
1 1 . Construction résistante selon une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les moyens (3) de stabilisation comportent, pour une portion de la structure rigide (1 ), 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 structure rigide (1 ) et à l'élément porteur (10).
12. Construction résistante selon une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que la structure rigide (1 ) comporte des parois latérales (13) solidaires du cadre inférieur (12) et au moins une partie des moyens (3) de stabilisation sont montés entre l'élément porteur (10) et ces parois latérales (13).
13. Construction résistante selon une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la structure rigide (1 ) comporte un faitage (14) solidaire du cadre inférieur et au moins une partie des moyens (3) de stabilisation sont montés entre l'élément porteur (10) et ce faitage (14).
14. Construction résistante selon une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le cadre inférieur (12) est déporté, par les moyens de suspension (2), en-dehors des plans du pourtour de l'élément porteur (10) et à un niveau situé plus bas que celui du ou des pivot(s) (1 1 ).
15. Construction résistante selon une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que les moyens de suspension (2) comportent au moins un lien articulé entre le cadre inférieur (12) et le pivot (1 1 ).
16. Construction résistante selon une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que les moyens de suspension (2) comportent au moins un levier (L) et un tirant (121 ) articulé entre le levier (L) et le cadre inférieur (12).
17. Construction résistante selon une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que les moyens de suspension (2) comportent au moins une poulie (P) et un lien entre la poulie (P) et le cadre inférieur (12).
18. Construction résistante selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les axes (30) de deux portions ou pans contigu(e)s de la construction sont fixés sur une même articulation (33).
19. Construction résistante selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les axes (30) sont ancrés sur l'élément porteur (10) par l'intermédiaire de semelles (33) eux-mêmes ancrés dans l'élément porteur (10) par un ancrage (330) dont l'orientation s'oppose à l'arrachement de la semelle (33).
20. Procédé de mise en œuvre d'une construction résistante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 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),
- pose d'articulations (31 ) des moyens de stabilisation (3) sur l'élément porteur (10), - pose d'articulations (34) des moyens de stabilisation (3) sur la structure rigide (1 ),
- pose des axes (30) des moyens de stabilisation (3) entre leurs articulations (31 , 34) correspondantes sur l'élément porteur (10) et la structure rigide (1 ).
21 . 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).
22. 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).
23. 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).
24. Procédé selon l'une des revendications précédentes de procédé, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de pose de moyens de soutien entre ledit élément porteur et la structure rigide.
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