WO2020174164A1 - Structure métallique modulaire - Google Patents

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WO2020174164A1
WO2020174164A1 PCT/FR2020/050339 FR2020050339W WO2020174164A1 WO 2020174164 A1 WO2020174164 A1 WO 2020174164A1 FR 2020050339 W FR2020050339 W FR 2020050339W WO 2020174164 A1 WO2020174164 A1 WO 2020174164A1
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profiled
adjacent
metal structure
elements
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PCT/FR2020/050339
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Elie SMADJA
Mathieu LAUNAY
Cédric KRIEGER
Original Assignee
Nextensia
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Publication date
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    • E04B2001/249—Structures with a sloping roof

Definitions

  • Modular metal structure The invention relates to the field of metal construction. It relates more particularly to a modular metal structure.
  • the metal structure comprises several profiled elements assembled together.
  • the metal structure For large metal structures, particularly for buildings, the metal structure generally has large spans.
  • metal structures generally require the use of elements with different profiles and dimensions. This can cause logistical problems, on the one hand when shipping the elements to the job site and on the other hand, when assembling said elements together.
  • the various elements are formed in order to play a particular role in the metal structure.
  • one element is formed to constitute a beam
  • another element is formed to constitute a column
  • so on each element is formed for a particular purpose and each metal structure requires unique elements linked to particular configurations.
  • document FR 2794153 is known, the objective of which is to reduce the number and type of profiled elements used.
  • This document discloses a metal structure in which the profiled elements all have the same shape.
  • the profiled elements are assembled together by means of connecting plates, each connecting plate sandwiching a profiled element and an adjacent profiled element.
  • assembly plates does not allow easy modification of the span of the structure or modification of the angle formed by two elements profiles assembled together.
  • the structure thus formed is therefore not modular.
  • the object of the present invention is to solve at least one of the aforementioned drawbacks.
  • the invention relates to a modular metal structure comprising profiled elements, and at least one assembly accessory.
  • Each profiled element has at each of its ends a junction piece.
  • a profiled element is configured to be assembled to an adjacent profiled element in a configuration chosen from among
  • a first configuration in which a junction piece of the profiled element is fixed to a junction piece of the adjacent profiled element, the adjacent profiled and profiled elements being aligned with each other; and a second configuration in which a junction piece of each of the profile element and adjacent profile element is fixed to said assembly accessory, the profile element and adjacent profile element being inclined relative to each other.
  • junction pieces at the ends of the profiles makes it possible to assemble the profile elements together in two configurations.
  • the assembly according to the first configuration allows modularity in length. It is thus possible to add the desired number of profiled elements so as to obtain an element having a particular length. This makes it possible in particular to form metal structures having large spans.
  • the assembly according to the second configuration allows two profile elements to be assembled together so that the two profile elements are inclined relative to each other. In other words, the two profiled elements form an angle other than 180 °.
  • the structure thus formed is modular as needed since the profiled elements thus formed can be assembled either according to one or the other of the first and the second configurations.
  • the profiled elements of the metal structure can be used in different positions (vertical, horizontal or diagonal).
  • the assembly being carried out by fixing at the level of the junction parts in the two configurations, this makes it possible to intervene locally on this fixing for a repair or a change of profiled element but also to reuse the profiled elements subsequently for another structure.
  • this makes it possible to reduce the number of fixing means used for assembling the profiled elements together.
  • the profiled elements have the same cross section and a length chosen from a set of predefined variable lengths.
  • the assembly accessory comprises fixing zones, a junction piece of each of the profiled element and adjacent profiled element being fixed to at least one fixing zone when the profiled element and adjacent profiled element are assembled according to the second configuration.
  • a junction part of the profiled element and a junction part of the adjacent profiled element are respectively fixed to a first fixing zone and a second fixing zone of the assembly accessory, the first and second attachment zones forming between them a predefined angle.
  • each junction piece comprises a central portion, two lateral legs and a cross member, the central portion and the lateral legs forming an I-section, and the cross-member extending in a plane transverse to said I-section and to the profiled element.
  • junction piece thus formed allows assembly of the profiled element at the level of the cross member but also at the level of the side legs of the junction piece, in fixing planes perpendicular to the profiled element.
  • the cross member of a junction part of the profiled element is fixed to the cross member of a junction part of the adjacent profiled element when the profiled element and the adjacent profiled element are assembled according to the first configuration.
  • a first fixing zone of the assembly accessory comprises a first plate and a second fixing plate arranged at right angles, the cross member and one of the side tabs of a junction part of the profiled element. being respectively fixed to the first and second plates of the first fixing zone when the profiled element is assembled according to the second configuration.
  • the first plate and the second plate form a right angle between them and are thus configured to receive the cross member and the side tab also forming a right angle.
  • the cross member of a junction part of the adjacent profiled element is fixed to a second fixing zone of the assembly accessory, the second fixing zone comprising a third fixing plate, and the first and second plates of the first fixing zone forming with the third fixing plate of the second fixing zone predefined angles.
  • each profiled element comprises two C-sections having a core and two wings, said C-sections being assembled back to back at the level of the respective webs, each profiled element having an I-shaped cross section, and in which the central portion of each joint piece is joined to a part of the web of each C-section, and the side parts of each joint piece are joined to a part of the flanges of the C-sections.
  • the profiled element thus formed is simple to form.
  • the profiled elements are posts, purlins, trusses, beams, crossbow, gable, joist of said modular metal structure.
  • the profiled element can be used to form any part or element of the metal structure.
  • the profiled elements are thus interchangeable, which makes the structure modular.
  • the list of examples of elements is of course not exhaustive.
  • Figure 1a is a perspective view of a modular metal structure according to one embodiment
  • Figure 1b is a perspective view of a portico of the structure of Figure 1a;
  • Figure 2a is a perspective view of a profiled element of the modular metal structure of Figures 1a, 1b;
  • Figure 2b is an exploded view of Figure 2a;
  • Figure 3 is a detail view A of Figure 1b illustrating two profiled elements assembled together in a first configuration
  • figure 4a is a detail view B of figure 1b showing two profiled elements assembled together in a second configuration by means of a corner accessory;
  • FIG. 4b Figure 4b is an exploded view of Figure 4a;
  • Figure 5a Figure 5a is a detail view C of Figure 1b illustrating two profiled elements assembled together according to the second configuration by means of a ridge accessory;
  • Figure 5b is an exploded view of Figure 5a;
  • FIG. 6 is a detail view D of FIG. 1b illustrating a profiled element assembled to a post base
  • Figure 7 is a perspective view of examples of secondary members attached to profile members.
  • the term vertical direction is understood to mean the direction in which a column conventionally extends in a frame structure and the horizontal direction means the direction perpendicular to said vertical direction.
  • FIG. 1 a shows a modular metal structure 1 according to one embodiment.
  • the structure 1 comprises profiled elements 2.
  • the profiled elements 2 are assembled together so as to form the structure 1.
  • the profiled elements 2 are similar. In other words, the profile elements 2 have the same profile, that is to say that the profile elements 2 have the same cross section. The description will therefore be made for a single profiled element 2.
  • the profiled element 2 comprises two C-sections 201, or having a C-shaped cross section.
  • Each C-section comprises a core 202 and two wings 203a, 203b called upper wing 203a and lower wing 203b.
  • the core 202 has in the example illustrated a substantially rectangular shape.
  • the wings 203a, 203b extend perpendicular to the web 202.
  • the two C-sections 201 are assembled back to back.
  • the two cores 202 are assembled together, for example by bolting.
  • the profiled element thus has a cross section in I.
  • the profiled element 2 comprises spacers 208 fixed to the backs of the webs 202 of the C-shaped profiles 201.
  • the spacers 208 extend in a plane parallel to the webs 202 and perpendicular to the wings 203a, 203c.
  • the webs 202 of the C-sections 201 are bolted at the spacers 208.
  • the arrangement of spacers 208 makes it possible to increase the thickness of the parts of the profiled element 2 at which the C-shaped sections 201 are assembled together.
  • the profiled element 2 is made of cold rolled steel.
  • Cold rolling has interesting physical characteristics. In particular, the hardness of the steel, the tensile strength, and the resistance to deformation are more important than for standard hot-rolled steels.
  • the profiled element 2 here has an elongated shape.
  • the profiled element 2 comprises two ends 200.
  • the profiled element 2 comprises at each end 200 a junction piece 204.
  • the profiled element 2 being in this exemplary embodiment symmetrically formed, the description is made for a single junction piece. 204 assembled at one end 200 of the C-sections 201.
  • the profiled element 2 has orifices.
  • the orifices are here formed in the core 202 and at least in part of the wings 203a, 203b. In particular, the orifices are formed in the part of the wings 203a, 203b in contact with the junction piece 204.
  • the junction piece 204 comprises a central portion 205 also called a core, two side legs 206a, 206b also called lower leg 206b and upper leg 206a or soles, and a cross member 207 also called end plate.
  • the side legs 206a, 206b extend perpendicular to the central portion 205.
  • the central portion 205 and the side legs 206a, 206b form an I-section, that is to say a section having an I-cross section.
  • central portion 205, the side legs 206a, 206b and the cross member 207 each have the shape of a rectangular flat plate.
  • the central portion 205, the side tabs 206a, 206b and the cross member 207 are mechanically welded together so as to form the junction piece 204.
  • the cross member 207 extends at the end 200 of the profiled element 2 and in a plane transverse to the central portion 205, to the side legs 206 and to the profiled element 2.
  • the central portion 205 extends parallel to the webs 202 and between said webs 202. In particular, the central portion 205 extends along a part of the webs 202 located near the end 200 of the profiled element 2.
  • the lateral tabs 206a, 206b extend along the side. along part of the wings 203a, 203b on either side of the profiled element 2.
  • the upper tab 206a extends along a part of the upper flanges 203a of the C-shaped sections 201 and the lower leg 206b extends along part of the lower flanges 203b of the sections 201 in C.
  • the junction pieces 204 are bolted to the C-sections 201.
  • the central portion 205 is bolted to the webs 202 and the wings 206a, 206b are bolted to the wings 203a, 203b.
  • the arrangement of the central portion 205 between the webs 202 makes it possible to increase the thickness of the parts of the section member 2 at which the C sections 201 are assembled together. This also makes it possible to maintain a constant spacing between the webs 202 of the C-sections 201.
  • the junction piece 204 includes orifices.
  • the orifices are here formed in the central portion 205, the two side tabs 206a, 206b and the cross member 207.
  • the orifices of the central portion 205 and of the webs 202 overlap during assembly.
  • the orifices of the side legs 206a, 206b and the orifices of the wings 203a, 203b of the profiled elements 2 are superimposed.
  • junction pieces 204 make it possible to stiffen the profiled elements 2.
  • FIGS. 2a, 2b illustrating the profiled element 2 according to one embodiment. These terms give in particular the positioning of the parts relative to each other in FIGS. 2a, 2b and are used only to simplify the understanding of the invention but should in no case be understood in a restrictive way.
  • Structure 1 comprises at least one assembly accessory 3, 4.
  • structure 1 comprises several assembly accessories 3, 4 having different shapes.
  • the structure 1 has corner assembly accessories 3 also called corner accessories, and ridge assembly accessories 4 also called ridge accessories 4.
  • the corner accessory 3 allows the assembly between two profiled elements 2 inclined relative to each other.
  • profiled elements 2 inclined with respect to each other is meant two non-aligned profiled elements 2.
  • a corner accessory 3 according to the embodiment of Figure 1a is shown in particular in detail in Figures 4a, 4b.
  • the corner accessory 3 comprises a bottom plate 300 surrounded at least in part by peripheral plates 301 a, 301 b, 301 c forming attachment zones.
  • Peripheral plates 301a, 301b, 301c extend perpendicular to bottom plate 300.
  • the corner accessory 3 has two attachment areas.
  • Two peripheral plates 301 a, 301 b, called first plate 301 a and second plate 301 b form a first fixing zone.
  • the first plate 301 a and the second plate 301 b are arranged at right angles.
  • the two peripheral plates 301 a, 301 b form a right angle between them.
  • Another peripheral plate of the assembly accessory, called third plate 301 c forms a second attachment zone.
  • Each peripheral plate of the first fixing zone forms an angle with the third plate 301 c of the second fixing zone.
  • the first plate 301 a forms a first angle a with the third plate 301 c.
  • the first angle a is between 5 ° and 90 °.
  • the first angle a is substantially equal to 18 °.
  • the first and second attachment zones comprise orifices.
  • the first, second and third plates 301 a, 301 b, 301 c each comprise orifices.
  • a ridge accessory 4 according to the embodiment of FIG. 1 a is in particular shown in detail in FIGS. 5a, 5b.
  • the ridge assembly accessory 4 comprises four blades 401 a, 401 b, 401 c, 401 d also called first blade 401 a, second blade 401 b, third blade 401 c and fourth blade 401 d.
  • the first blade 401 a and the second blade 401 b form between them a second angle b.
  • the second angle b is between 5 ° and 90 ° but can also be greater than 90 °.
  • the first blade 401 a and the second blade 401 b of the ridge accessory 4 are inclined with respect to each other.
  • the third blade 401 c of the ridge accessory 4 is substantially curved.
  • the third blade 401 c and the fourth blade 401 d connect the first and second blades 401 a, 401 b on either side.
  • the ridge accessory 4 thus has a trapezoidal shape.
  • the first and second blades 401 a, 401 b form fixing zones.
  • the first and second blades 401 a, 401 b include orifices.
  • the profiled elements 2 can be assembled together according to a first configuration and a second configuration.
  • each profiled element 2 can be assembled with an adjacent profiled element 2 according to the first configuration or the second configuration.
  • Figure 3 shows two profiled elements 2 assembled together according to the first configuration.
  • the two elements are also referred to as profile element 2 and adjacent profile element 2.
  • the two profiled elements 2 are butted together, that is to say placed end to end and assembled.
  • a junction piece 204 of the profiled element 2 is disposed against a junction piece 204 of the adjacent profiled element 2.
  • the junction piece 204 of the profiled element 2 is then assembled to the junction piece 204 of the. adjacent profiled element 2.
  • the cross member 207 of the junction part 204 of the profiled element 2 is disposed against the cross member 207 of the junction part 204 of the adjacent profiled element 2.
  • the cross member 207 of the junction piece 204 of the profiled element 2 is assembled to the cross member 207 of the junction piece 204 of the adjacent profiled element 2.
  • the orifices of the cross member 207 of the junction piece 204 of the profiled element 2 are arranged opposite the orifices of the cross member 207 of the junction part 204 of the adjacent profiled element 2.
  • the profiled element 2 and adjacent profiled element 2 are assembled together by means of bolts 5 inserted into the holes in the cross member 207 of the junction piece 204 of the profile element 2 and the holes in the cross member 207 of the junction piece 204 of the adjacent profile element 2 .
  • the assembly between the two profiled elements 2 is carried out only at the level of the junction part 204, and in particular of the cross member 207 of each of the profiled elements 2.
  • the use of assembly means such as bolts is thus reduced. .
  • the first assembly configuration thus makes it possible to assemble the profiled elements 2 end to end together.
  • the profiled elements 2 are aligned with one another. This makes it possible in particular to obtain an element formed of at least two profiled elements, said element thus having a certain length.
  • the first configuration makes it possible in particular to obtain a high structure and a large span.
  • the first configuration increases the height of the columns and the length of the beams.
  • profiled elements 2 ie of the same cross section, each having a length chosen from a set of predefined variable lengths can be used to form a metallic structure such as structure 1 of FIG. 1a.
  • the profiled element 2 as formed allowing the assembly according to the first configuration, also makes it possible to reduce the variety of elements used for the formation of a structure. It is in fact possible, starting from a small set of variable lengths of profiled elements, to form structures having the desired heights and spans, and in particular tall structures and / or having large spans.
  • gantries having a span of between ten meters and sixty meters, and a height of between three meters and ten meters, by means of a set composed of six predefined variable lengths of 'profiled elements 2.
  • Said six predefined variable lengths of the profiled elements 2 may be between one meter and eleven meters.
  • the set of predefined variable lengths can be made up of a number other than six, and can for example be between four and ten.
  • the length of the profile element 2 is understood to mean the dimension taken between the ends 200 of the profile element 2.
  • Figure 4a shows two profiled elements 2 assembled together according to the second configuration.
  • Figure 4b is an exploded view of Figure 4a.
  • the two profiled elements 2 are assembled together by means of the corner accessory 3.
  • a junction piece 204 of the profiled element 2 is assembled to a junction piece 204 of the adjacent profiled element 2 by means of the corner accessory 3.
  • the junction piece 204 of the profiled element 2 is assembled with the first fixing zone of the profiled element 2 and the junction piece 204 of the adjacent profiled element 2 is assembled with the second fixing zone of the adjacent profiled element 2.
  • a lateral tab and the cross member 207 of the junction piece 204 of the profiled element 2 are respectively assembled to the first and second plates 301 b of the first fixing zone of the corner accessory 3
  • the lower tab 206b and the cross member 207 of the junction piece 204 of the profiled element 2 are arranged against the first fixing zone of the corner accessory 3.
  • the orifices of the lower tab 206b are arranged opposite the orifices of the first plate 301a of the first fixing zone.
  • the holes in the cross member 207 are arranged opposite the holes in the second plate 301 b of the first fixing zone of the corner accessory 3.
  • the profiled element 2 is assembled to the first fixing zone by means of bolts .
  • Bolts 5 pass through the holes in the first plate 301a, the holes in the lower leg 206b and the holes in the profiled element 2 formed in the lower wing 203b facing said openings of the lower leg 206b and of the first plate 301a. Bolts 5 are inserted into the holes in the cross member 207 and the holes in the second plate 301 b.
  • the first fixing zone of the corner accessory 3 has a shape complementarity with the junction piece 204
  • the first and second plates 301 a, 301 b form a right angle, likewise that the lower leg 206b and the cross member 207 of the junction piece 204 which also form a right angle.
  • the first plate 301 a here has substantially the same dimensions and shape as the cross member 207.
  • the second plate 301 b here has substantially the same dimensions and shape as the lower tab 206b. The assembly of the profile element 2 to the corner accessory 3 is thus stable.
  • the cross member 207 of the adjacent profiled element 2 is disposed against the second fixing zone of the corner accessory 3.
  • the orifices of the cross member 207 of the adjacent profiled element 2 are arranged opposite the orifices of the third plate. 301 c.
  • the cross member 207 of the adjacent profiled element 2 is then assembled to the second fixing zone of the corner accessory 3.
  • the second fixing zone, here the third plate 301 c has a shape and dimensions similar to the cross member. 207 of the adjacent profile element 2.
  • the adjacent profile element 2 is connected to the corner fitting 3 by means of bolts.
  • the bolts 5 are inserted into the holes in the cross member 207 of the adjacent profile member 2 and the holes in the third plate 301c.
  • the profile element 2 and the adjacent profile element 2 assembled together according to the second configuration are inclined with respect to each other.
  • the profile element 2 is inclined relative to the adjacent profile element 2 by an angle equal to the first angle a formed by the first plate 301a and the third plate 301c.
  • the corner accessory 3 thus constituted makes it possible to assemble two profiled elements 2 by inclining them with respect to each other at the desired angle which may be equal but also different from the angle. law.
  • angle of inclination of the profiled element 2 relative to the adjacent profiled element 2 is meant the angle formed by the lower flanges 203b of the profiled element 2 and adjacent profiled element 2, or the angle formed by the upper flanges 203a of the profiled element 2 and adjacent profiled element 2.
  • corner accessories 3 having different preset angles a can be formed. This allows, depending on the desired angle of inclination between two profile elements 2, to assemble said two profile elements by means of the angle accessory 3 having the first corresponding or adequate angle a.
  • the peripheral plates of the corner accessory 3 allow the assembly of the profile elements 2 together.
  • the peripheral plates also play a role of stiffeners reinforcing the corner accessory 3.
  • the peripheral plates serving as fixing zones thus also allow the absorption of forces from the profiled element 2 towards the adjacent profiled element. 2.
  • the profiled element 2 is a beam and the adjacent profiled element 2 is a column. The forces are taken up from the beam to the column.
  • the assembly between the two profiled elements 2 is carried out only at the level of the junction pieces 204 and the fixing zones, thus reducing the number of assembly means such as bolts.
  • the fixing zones of the corner accessory 3 can be modified so as to correspond to the piece of junction 204.
  • Figures 5a, 5b show two profiled elements 2 assembled together according to the second configuration by means of the ridge accessory 4.
  • a junction piece 204 of the profiled element 2 is assembled to the first blade 401a.
  • the cross member 207 of the junction piece 204 of the profiled element 2 is assembled to the first blade 401 a.
  • a junction piece 204 of the adjacent profiled element 2 is assembled to the second blade 401b.
  • the cross member 207 of the junction piece 204 of the adjacent profiled element 2 is assembled to the second blade 401 b.
  • the cross member 207 of the junction piece 204 of the profiled element 2 is placed against the first blade 401a.
  • the orifices of the cross member 207 are opposite the orifices of the first blade 401a.
  • the cross member 207 of the junction piece 204 of the adjacent profiled element 2 is placed against the second blade 401b.
  • the orifices of the cross member 207 are opposite the orifices of the second blade 401b.
  • Bolts 5 are inserted in the holes of the first blade 401 a and the holes of the cross member 207 of the profiled element 2, as well as in the holes of the second blade 401 b and the holes of the cross member 207 of the element. adjacent profile 2.
  • the profiled element 2 and the adjacent profiled element 2 assembled together by means of the ridge accessory 4 are inclined with respect to each other.
  • the profiled element 2 and the adjacent profiled element 2 form between them a particular angle of inclination.
  • the term “angle of inclination” means the angle formed by the profiled element 2 and the adjacent profiled element 2, in particular the angle between the lower flanges 203b of the profiled element 2 and adjacent profiled element 2, or else the angle between the upper flanges 203a of the profiled element 2 and the adjacent profiled element 2.
  • the angle formed by the profiled element 2 and the adjacent profiled element 2 depends on the second angle b formed by the first blade 401 a and the second blade 401 b of the ridge accessory 4. In particular, the angle of inclination and the second angle b are additional angles.
  • the corner accessory 3 As for the corner accessory 3, several ridge accessories 4 having different predefined second angles b can be formed. This allows, depending on the desired angle of inclination between two profile elements 2, to assemble said two profile elements 2 by means of the ridge accessory 4 having the second corresponding or adequate angle b. In other words, changing the second angle b angle changes the inclination of the profile element relative to the adjacent profile element when they are assembled according to the second configuration.
  • the assembly is also carried out only at the level of the cross members 207, which reduces the number of fixing means used.
  • the structure 1 comprises several feet of articulated posts 6 visible in FIG. 1a.
  • FIG. 6 also shows in detail a post connected to a post base 6 according to the embodiment of FIG. 1a.
  • the post base 6 has a plate 600, an assembly plate 601 and a cross plate 602.
  • the plate 600 and the assembly plate 601 extend substantially parallel to each other.
  • the transverse plate 602 extends substantially perpendicular to the plate 600 and to the backing plate 601.
  • the plate 600, the assembly plate 601 and the transverse plate 602 form an I.
  • the assembly plate 601 includes orifices not visible in FIG. 6.
  • the plate 600 also comprises orifices intended to receive anchoring rods to the ground, not shown in the figures.
  • the transverse plate 602 is on the one hand welded to the plate 600.
  • the transverse plate 602 is connected to the assembly plate 601 by means of a pivot link 604 of horizontal axis.
  • the profiled element 2, here the post, is assembled to the post base 6 at the level of the junction part 204.
  • the cross member 207 is assembled to the assembly plate 601.
  • the assembly plate 601 is arranged. against the cross member 207 so that the holes in the cross member 207 and the holes in the assembly plate 601 overlap.
  • Bolts 5 are then inserted into said holes so as to assemble the post to the post base 6.
  • the assembly means used to assemble the C-sections 201 to each other, the profiled elements 2 to each other according to the first configuration and the second configuration and the profiled elements 2 to the post feet 6 are bolts 5.
  • the bolts have the the advantage of being removable, which makes the structure 1 modular and the profiled elements 2 reusable. Of course, it is possible to use any other removable assembly means.
  • the structure 1 can be assembled on the ground and raised using lifting means. This has the advantage of reducing operations carried out at height. In practice, the structure 1 is then guyed and then raised by means of a crane for example.
  • the pivot connection 604 between the post and the post base 6 allows the post to rotate relative to the post base 6 when lifting the structure 1.
  • the assembly accessories as constituted and in particular the angle accessory 3 allow lifting of the structure in complete safety.
  • the peripheral plates also playing a role of stiffeners prevent the dislocation of the profiled elements 2 assembled together by means of the corner accessory 3 during the lifting phase of the structure 1.
  • the different fixing means used in the structure 1, for example threaded rods of the bolts 5 used for the assembly of the C-sections 201, can be used for the attachment or the assembly of secondary elements or elements of trim or accessories.
  • the profiled elements 2 are pre-equipped with fixing points for hanging or adding additional elements, trim elements, or accessories.
  • the secondary elements can be additional elements such as purlins, stringers, joists, angles, bracing pieces.
  • the cladding elements can be steel or wood facade and cladding elements, membrane, and the accessories can be doors, windows, signage accessories or various equipment.
  • Figure 7 shows examples of secondary elements attached to profile elements.
  • Figure 7 illustrates an aluminum profile 700 attached to the profile element 2, a purlin support 701 and an anti-spill brace 702.
  • the structure 1 can also be a lattice structure.
  • the assembly accessories and the connecting pieces can have different shapes.
  • the profiled element can be formed directly from an I-section. Or, the profiled element can have a different shape.
  • the invention thus proposes a modular structure 1 making it possible to construct buildings with a metal frame or latticework, which are entirely modular, removable and reusable.
  • the profiled elements forming the metal framework are interchangeable, joinable and modular.
  • the profiled elements are made to allow two assembly configurations.
  • the profiled elements available in different lengths, can be used interchangeably as columns, beams, rafters, gable frames, etc.
  • the profiled elements are pre-equipped with fixing points allowing additional elements to be added
  • the great versatility allowed by the structure of the profiled element allows an important modularity of the shapes and dimensions of the building, for example a polygonal shape, a double slope, a single slope, the inclination of the profiled elements, the formation of a surface of floors, the formation of a multi-storey structure, etc.

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Abstract

Structure métallique modulaire comportant des éléments profilés (2), et au moins un accessoire d'assemblage (3;4). Chaque èlèment profilè (2) comporte à chaque extrémité une pièce de jonction (204). Un élément profilé (2) est configuré pour être assemblé à un élément profilé adjacent (2) selon une configuration choisie parmi : une première configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de l'èlèment profilè (2) est fixèe à une piéce de jonction (204) de l'èlèment profilé adjacent (2), les élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant alignés entre eux; et une deuxième configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de chacun des élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) est fixée audit accessoire d'assemblage, les élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant inclinès l'un par rapport à l'autre. Eléments profilés permettant la formation de structures métalliques modulables, démontables et ayant des éléments profilés réutilisables.

Description

Description
Titre de l'invention : Structure métallique modulaire L’invention concerne le domaine de la construction métallique. Elle concerne plus particulièrement une structure métallique modulaire.
Dans le domaine de la construction et par exemple de la construction de bâtiments, il est courant d’utiliser une structure ou ossature métallique.
Classiquement, la structure métallique comporte plusieurs éléments profilés assemblés entre eux. Pour de grandes structures métalliques, notamment à destination de bâtiments, la structure métallique présente généralement de grandes portées.
Elle comporte de ce fait une grande diversité d’éléments. En particulier, les structures métalliques nécessitent en général l’utilisation d’éléments ayant des profilés et des dimensions différents. Cela peut poser des problèmes logistiques, d’une part lors de l’expédition des éléments vers le chantier et d’autre part, lors de l’assemblage desdits éléments entre eux.
En outre, les divers éléments sont formés afin de jouer un rôle particulier dans la structure métallique. Par exemple, un élément est formé de sorte à constituer une poutre, un autre élément est formé de sorte à constituer un poteau, etc. En d’autres termes, chaque élément est formé pour une finalité particulière et chaque structure métallique nécessite des éléments uniques liés à des configurations particulières.
Dans ce contexte, on connaît le document FR 2794153 ayant pour objectif de réduire le nombre et le type d’éléments profilés utilisés. Ce document divulgue une structure métallique dans laquelle les éléments profilés présentent tous la même forme. Les éléments profilés sont assemblés entre eux au moyen de plaques d’assemblage, chaque plaque d’assemblage prenant en sandwich un élément profilé et un élément profilé adjacent.
L’utilisation des plaques d’assemblage ne permet pas de modifier facilement la portée de la structure ni de modifier l’angle formé par deux éléments profilés assemblés entre eux. La structure ainsi constituée n’est donc pas modulable.
La présente invention a pour but de résoudre au moins l’un des inconvénients précités.
Ainsi, l’invention concerne une structure métallique modulaire comportant des éléments profilés, et au moins un accessoire d’assemblage. Chaque élément profilé comporte à chacune de ses extrémités une pièce de jonction. Un élément profilé est configuré pour être assemblé à un élément profilé adjacent selon une configuration choisie parmi
une première configuration dans laquelle une pièce de jonction de l’élément profilé est fixée à une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent, les éléments profilé et profilé adjacent étant alignés entre eux ; et une deuxième configuration dans laquelle une pièce de jonction de chacun des élément profilé et élément profilé adjacent est fixée audit accessoire d’assemblage, les élément profilé et élément profilé adjacent étant inclinés l’un par rapport à l’autre.
L’utilisation de pièces de jonction aux extrémités des profilés permet d’assembler les éléments profilés entre eux selon deux configurations.
En particulier, l’assemblage selon la première configuration permet une modularité en longueur. Il est ainsi possible d’abouter le nombre d’éléments profilés souhaité de sorte à obtenir un élément ayant une longueur particulière. Cela permet notamment de former des structures métalliques ayant de grandes portées.
En outre, l’assemblage selon la deuxième configuration permet d’assembler deux éléments profilés entre eux de sorte à ce que les deux éléments profilés soient inclinés l’un par rapport à l’autre. En d’autres termes, les deux éléments profilés forment un angle différent de 180°.
La structure ainsi constituée est modulable selon le besoin puisque les éléments profilés ainsi formés peuvent être assemblés indifféremment selon l’une ou l’autre de la première et la deuxième configurations.
En particulier, les éléments profilés de la structure métallique peuvent être utilisés dans différentes positions (verticale, horizontale ou diagonale). L’assemblage étant effectué par fixation au niveau des pièces de jonction dans les deux configurations, cela permet d’intervenir localement sur cette fixation pour une réparation ou un changement d’élément profilé mais également pour réutiliser les éléments profilés ultérieurement pour une autre structure. De plus, cela permet de réduire le nombre de moyens de fixation utilisés pour l’assemblage des éléments profilés entre eux.
Selon une caractéristique, les éléments profilés présentent une même section transversale et une longueur choisie parmi un ensemble de longueurs variables prédéfinies.
II est ainsi possible de constituer une structure modulable tout en utilisant uniquement un nombre limité d’éléments profilés différents. Cela facilite l’assemblage de la structure et réduit les problèmes logistiques lors de l’assemblage en usine ou sur chantier. En particulier, le risque d’erreurs entre les éléments profilés lors de l’expédition vers le chantier mais également lors de d’assemblage est diminué. On entend par éléments profilés différents des éléments profilés ayant la même section transversale mais des longueurs différentes.
Selon une caractéristique, l’accessoire d’assemblage comporte des zones de fixation, une pièce de jonction de chacun des élément profilé et élément profilé adjacent étant fixée à au moins une zone de fixation lorsque les élément profilé et élément profilé adjacent sont assemblés selon la deuxième configuration.
Selon une caractéristique, une pièce de jonction de l’élément profilé et une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent sont respectivement fixées à une première zone de fixation et une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage, les première et deuxième zones de fixation formant entre elles un angle prédéfini.
L’angle prédéfini formé par les première et deuxième zones de fixation constitue l’angle entre l’élément profilé et l’élément profilé adjacent. En d’autres termes, ledit angle prédéfini formé par les première et deuxième zones de fixation détermine l’inclinaison des éléments profilé et élément profilé adjacent entre eux. Selon une caractéristique, chaque pièce de jonction comporte une portion centrale, deux pattes latérales et une traverse, la portion centrale et les pattes latérales formant un profilé en I, et la traverse s’étendant dans un plan transversal audit profilé en I et à l’élément profilé.
La pièce de jonction ainsi constituée permet un assemblage de l’élément profilé au niveau de la traverse mais également au niveau des pattes latérales de la pièce de jonction, dans des plans de fixation perpendiculaires à l’élément profilé.
Selon une caractéristique, la traverse d’une pièce de jonction de l’élément profilé est fixée à la traverse d’une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent lorsque l’élément profilé et l’élément profilé adjacent sont assemblés selon la première configuration.
Selon une caractéristique, une première zone de fixation de l’accessoire d’assemblage comporte une première plaque et une deuxième plaque de fixation disposées en équerre, la traverse et l’une des pattes latérales d’une pièce de jonction de l’élément profilé étant respectivement fixées aux première et deuxième plaques de la première zone de fixation lorsque l’élément profilé est assemblé selon la deuxième configuration.
La première plaque et la deuxième plaque forment entre elles un angle droit et sont ainsi configurées pour recevoir la traverse et la patte latérale formant également un angle droit.
Selon une caractéristique, la traverse d’une pièce de jonction de l’élément profilé adjacent est fixée à une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage, la deuxième zone de fixation comportant une troisième plaque de fixation, et les première et deuxième plaques de la première zone de fixation formant avec la troisième plaque de fixation de la deuxième zone de fixation des angles prédéfinis.
En particulier, la première plaque de la première zone de fixation forme avec la troisième plaque de la deuxième zone de fixation un angle prédéfini. Ledit angle prédéfini détermine l’inclinaison de l’élément profilé par rapport à l’élément profilé adjacent lors de leur assemblage selon la deuxième configuration. Selon une caractéristique, chaque élément profilé comporte deux profilés en C ayant une âme et deux ailes, lesdits profilés en C étant assemblés dos à dos au niveau des âmes respectives, chaque élément profilé ayant une section transversale en I, et dans laquelle la portion centrale de chaque pièce de jonction est assemblée à une partie de l’âme de chaque profilé en C, et les parties latérales de chaque pièce de jonction sont assemblées à une partie des ailes des profilés en C.
L’élément profilé ainsi constitué est simple à former.
Selon une caractéristique, les éléments profilés sont des poteaux, pannes, fermes, poutres, arbalétrier, pignon, solive de ladite structure métallique modulaire.
En d’autres termes, l’élément profilé peut être utilisé pour former toute pièce ou élément de la structure métallique. Les éléments profilés sont ainsi interchangeables, ce qui rend la structure modulaire. La liste d’exemples d’éléments est bien entendu non exhaustive.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
[Fig. 1 a] la figure 1 a est une vue en perspective d’une structure métallique modulaire conforme à un mode de réalisation ;
[Fig. 1 b] la figure 1 b est une vue en perspective d’un portique de la structure de la figure 1 a ;
[Fig. 2a] la figure 2a est une vue en perspective d’un élément profilé de la structure métallique modulaire des figures 1 a, 1 b ;
[Fig. 2b] la figure 2b est une vue éclatée de la figure 2a ;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue de détail A de la figure 1 b illustrant deux éléments profilés assemblés entre eux selon une première configuration ;
[Fig. 4a] la figure 4a est une vue de détail B de la figure 1 b illustrant deux éléments profilés assemblés entre eux selon une deuxième configuration au moyen d’un accessoire d’angle ;
[Fig. 4b] la figure 4b est une vue éclatée de la figure 4a ; [Fig. 5a] la figure 5a est une vue de détail C de la figure 1 b illustrant deux éléments profilés assemblés entre eux selon la deuxième configuration au moyen d’un accessoire de faitage ;
[Fig. 5b] la figure 5b est une vue éclatée de la figure 5a ;
[Fig. 6] la figure 6 est une vue de détail D de la figure 1 b illustrant un élément profilé assemblé à un pied de poteau ;
[Fig. 7] la figure 7 est une vue en perspective d’exemples d’éléments secondaires fixés à des éléments profilés.
Dans ce document, on entend par direction verticale la direction dans laquelle s’étend classiquement un poteau dans une structure de charpente et par direction horizontale la direction perpendiculaire à ladite direction verticale.
La figure 1 a représente une structure 1 métallique modulaire selon un mode de réalisation. La structure 1 comporte des éléments profilés 2. Les éléments profilés 2 sont assemblés entre eux de sorte à former la structure 1 .
Les éléments profilés 2 sont similaires. En d’autres termes, les éléments profilés 2 présentent le même profilé, c’est-à-dire que les éléments profilés 2 présentent la même section transversale. La description sera donc faite pour un seul élément profilé 2.
Dans le mode de réalisation décrit, comme bien visible aux figures 2a, 2b, l’élément profilé 2 comporte deux profilés en C 201 , ou ayant une section transversale en C. Chaque profilé en C comporte une âme 202 et deux ailes 203a, 203b appelées aile supérieure 203a et aile inférieure 203b. L’âme 202 présente dans l’exemple illustré une forme sensiblement rectangulaire. Les ailes 203a, 203b s’étendent perpendiculairement à l’âme 202. Les deux profilés en C 201 sont assemblés dos à dos.
Les deux âmes 202 sont assemblées entre elles, par exemple par boulonnage. L’élément profilé présente ainsi une section transversale en I. Dans l’exemple de réalisation illustré, l’élément profilé 2 comporte des entretoises 208 fixées aux dos des âmes 202 des profilés en C 201 . Les entretoises 208 s’étendent dans un plan parallèle aux âmes 202 et perpendiculaire aux ailes 203a, 203c. Les âmes 202 des profilés en C 201 sont boulonnées au niveau des entretoises 208. La disposition d’entretoises 208 permet d’augmenter l’épaisseur des parties de l’élément profilé 2 au niveau desquelles les profilés en C 201 sont assemblés entre eux.
De préférence, l’élément profilé 2 est réalisé en acier laminé à froid. Le laminage à froid présente des caractéristiques physiques intéressantes. En particulier, la dureté de l'acier, la résistance à la tension de rupture, et la résistance à la déformation sont plus importantes que pour les aciers standards laminés à chaud.
L’élément profilé 2 présente ici une forme allongée. L’élément profilé 2 comprend deux extrémités 200. L’élément profilé 2 comporte à chaque extrémité 200 une pièce de jonction 204. L’élément profilé 2 étant dans cet exemple de réalisation symétriquement formé, la description est faite pour une seule pièce de jonction 204 assemblée à une extrémité 200 des profilés en C 201 .
L’élément profilé 2 comporte des orifices. Les orifices sont ici formés dans l’âme 202 et au moins dans une partie des ailes 203a, 203b. En particulier, les orifices sont formés dans la partie des ailes 203a, 203b en contact avec la pièce de jonction 204.
La pièce de jonction 204 comporte une portion centrale 205 également appelée âme, deux pattes latérales 206a, 206b également appelées patte inférieure 206b et patte supérieure 206a ou semelles, et une traverse 207 également appelée platine d’about. Les pattes latérales 206a, 206b s’étendent perpendiculairement à la portion centrale 205. La portion centrale 205 et les pattes latérales 206a, 206b forment un profilé en I, c’est-à-dire un profilé ayant une section transversale en I. La portion centrale 205, les pattes latérales 206a, 206b et la traverse 207 présentent chacune la forme d’une plaque plane rectangulaire. De préférence, la portion centrale 205, les pattes latérales 206a, 206b et la traverse 207 sont mécano-soudées entre elles de sorte à former la pièce de jonction 204.
La traverse 207 s’étend à l’extrémité 200 de l’élément profilé 2 et dans un plan transversal à la portion centrale 205, aux pattes latérales 206 et à l’élément profilé 2. La portion centrale 205 s’étend parallèlement aux âmes 202 et entre lesdites âmes 202. En particulier, la portion centrale 205 s’étend le long d’une partie des âmes 202 située à proximité de l’extrémité 200 de l’élément profilé 2. Les pattes latérales 206a, 206b s’étendent le long d’une partie des ailes 203a, 203b de part et d’autre de l’élément profilé 2. En particulier, la patte supérieure 206a s’étend le long d’une partie des ailes supérieures 203a des profilés 201 en C et la patte inférieure 206b s’étend le long d’une partie des ailes inférieures 203b des profilés 201 en C.
De préférence, les pièces de jonction 204 sont boulonnées aux profilés en C 201. Ainsi, la portion centrale 205 est boulonnée aux âmes 202 et les ailes 206a, 206b sont boulonnées aux ailes 203a, 203b. De même que pour les entretoises 208, la disposition de la portion centrale 205 entre les âmes 202 permet d’augmenter l’épaisseur des parties de l’élément profilé 2 au niveau desquelles les profilés en C 201 sont assemblés entre eux. Cela permet également de maintenir un écartement constant entre les âmes 202 des profilés en C 201.
La pièce de jonction 204 comprend des orifices. Les orifices sont ici formés dans la portion centrale 205, les deux pattes latérales 206a, 206b et la traverse 207.
Les orifices de la portion centrale 205 et des pattes latérales 206a, 206b, et les orifices des âmes 202 et des ailes 203a, 203b des éléments profilés
2 sont formés de sorte à permettre un assemblage par boulonnage de la pièce de jonction 204 à l’élément profilé 2. En particulier, les orifices de la portion centrale 205 et des âmes 202 se superposent lors de l’assemblage. De même, les orifices des pattes latérales 206a, 206b et les orifices des ailes 203a, 203b des éléments profilés 2 se superposent.
Les pièces de jonction 204 permettent de rigidifier les éléments profilés 2.
Les termes « inférieur » et « supérieur » sont utilisés en référence aux figures et notamment aux figures 2a, 2b illustrant l’élément profilé 2 selon un mode de réalisation. Ces termes donnent notamment le positionnement des pièces l’une par rapport à l’autre dans les figures 2a, 2b et servent uniquement à simplifier la compréhension de l’invention mais ne doivent en aucun cas être compris de façon restrictive.
La structure 1 comporte au moins un accessoire d’assemblage 3, 4. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1 a, la structure 1 comporte plusieurs accessoires d’assemblage 3, 4 ayant des formes différentes. En particulier, la structure 1 comporte des accessoires d’assemblage d’angle 3 également appelés accessoires d’angle, et des accessoires d’assemblage de faitage 4 également appelés accessoires de faitage 4.
L’accessoire d’angle 3 permet l’assemblage entre deux éléments profilés 2 inclinés l’un par rapport à l’autre. On entend par éléments profilés 2 inclinés l’un par rapport à l’autre deux éléments profilés 2 non alignés.
Un accessoire d’angle 3 selon l’exemple de réalisation de la figure 1 a est notamment représenté en vue détail aux figures 4a, 4b. L’accessoire d’angle 3 comporte une plaque de fond 300 entourée au moins en partie par des plaques périphériques 301 a, 301 b, 301 c formant zones de fixation. Les plaques périphériques 301 a, 301 b, 301 c s’étendent perpendiculairement à la plaque de fond 300.
Dans l’exemple décrit, l’accessoire d’angle 3 comporte deux zones de fixation. Deux plaques périphériques 301 a, 301 b, appelées première plaque 301 a et deuxième plaque 301 b forment une première zone de fixation. La première plaque 301 a et la deuxième plaque 301 b sont disposées en équerre. En d’autres termes, les deux plaques périphériques 301 a, 301 b forment entre elles un angle droit. Une autre plaque périphérique de l’accessoire d’assemblage, appelée troisième plaque 301 c, forme une deuxième zone de fixation.
Chaque plaque périphérique de la première zone de fixation forme avec la troisième plaque 301 c de la deuxième zone de fixation un angle. En particulier, la première plaque 301 a forme un premier angle a avec la troisième plaque 301 c. Par exemple, le premier angle a est compris entre 5° et 90°. Dans l’exemple de réalisation illustré, le premier angle a est sensiblement égal à 18°.Les première et deuxième zones de fixation comprennent des orifices. Dans cet exemple, les première, deuxième et troisième plaques 301 a, 301 b, 301 c comprennent chacune des orifices. Un accessoire de faitage 4 selon l’exemple de réalisation de la figure 1 a est notamment représenté en vue de détail aux figures 5a, 5b. L’accessoire d’assemblage de faitage 4 comporte quatre lames 401 a, 401 b, 401 c, 401 d également appelées première lame 401 a, deuxième lame 401 b, troisième lame 401 c et quatrième lame 401 d. La première lame 401 a et la deuxième lame 401 b forment entre elles un deuxième angle b. Par exemple, le deuxième angle b est compris entre 5 ° et 90 ° mais peut également être supérieur à 90 °. De préférence, pour une structure à deux versants, le deuxième angle b est égal à deux fois le premier angle a, i.e. b = 2a. La première lame 401 a et la deuxième lame 401 b de l’accessoire de faitage 4 sont inclinées l’une par rapport à l’autre. La troisième lame 401 c de l’accessoire de faitage 4 est sensiblement courbée. La troisième lame 401 c et la quatrième lame 401 d relient de part et d’autre les première et deuxième lames 401 a, 401 b. L’accessoire de faitage 4 présente ainsi une forme trapézoïdale.
Les première et deuxième lames 401 a, 401 b forment des zones de fixation. Les première et deuxième lames 401 a, 401 b comprennent des orifices.
Lors du montage de la structure 1 , les éléments profilé 2 peuvent être assemblés entre eux selon une première configuration et une deuxième configuration. En d’autres termes, chaque élément profilé 2 peut être assemblé à un élément profilé adjacent 2 selon la première configuration ou la deuxième configuration.
La figure 3 représente deux éléments profilés 2 assemblés l’un à l’autre selon la première configuration. Les deux éléments sont également désignés par élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2.
Dans la première configuration, les deux éléments profilés 2 sont aboutés, c’est-à-dire mis bout à bout et assemblés. Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est disposée contre une pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. La pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée ensuite à la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. En particulier, dans l’exemple illustré, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est disposée contre la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. La traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2.
Les orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 sont disposés en regard des orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2. Les élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2 sont assemblés entre eux au moyen de boulons 5 insérés dans les orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 et les orifices de la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2.
L’assemblage entre les deux éléments profilés 2 est réalisé uniquement au niveau de la pièce de jonction 204, et en particulier de la traverse 207 de chacun des éléments profilés 2. L’utilisation de moyens d’assemblage tels que des boulons est ainsi diminuée.
La première configuration d’assemblage permet ainsi d’assembler bout à bout des éléments profilés 2 entre eux. Les éléments profilés 2 sont alignés entre eux. Cela permet notamment d’obtenir un élément formé d’au moins deux éléments profilés, ledit élément présentant ainsi une certaine longueur.
Dans une structure telle que celle illustrée à la figure 1 a, la première configuration permet en particulier d’obtenir une structure haute et de grande portée. En d’autres termes, la première configuration permet d’augmenter la hauteur des poteaux et la longueur des poutres.
Par ailleurs, plusieurs éléments profilés 2, i.e. de même section transversale, ayant chacun une longueur choisie parmi un ensemble de longueurs variables prédéfinies peuvent être utilisés pour former une structure métallique telle que la structure 1 de la figure 1 a. En d’autres termes, l’élément profilé 2 tel que formé permettant l’assemblage selon la première configuration, permet également de réduire la variété d’éléments utilisés pour la formation d’une structure. Il est en effet possible, partant d’un ensemble restreint de longueurs variables d’éléments profilés, de former des structures ayant les hauteurs et portées souhaitées, et notamment des structures hautes et/ou ayant de grandes portées. A titre d’exemple non limitatif, il est possible de construire des portiques ayant une portée comprise entre dix mètres et soixante mètres, et une hauteur comprise entre trois mètres et dix mètres, au moyen d’un ensemble composé de six longueurs variables prédéfinies d’éléments profilés 2. Lesdites six longueurs variables prédéfinies des éléments profilés 2 peuvent être comprises entre un mètre et onze mètres. Bien entendu, l’ensemble de longueurs variables prédéfinies peut être composé d’un nombre différent de six, et peut être par exemple compris entre quatre et dix.
On entend par longueur de l’élément profilé 2 la dimension prises entre les extrémités 200 de l’élément profilé 2.
La figure 4a représente deux éléments profilés 2 assemblés l’un à l’autre selon la deuxième configuration. La figure 4b est une vue éclatée de la figure 4a. Les deux éléments profilés 2 sont assemblés entre eux au moyen de l’accessoire d’angle 3.
Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à une pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 au moyen de l’accessoire d’angle 3. En particulier, la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la première zone de fixation de l’élément profilé 2 et la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est assemblée à la deuxième zone de fixation de l’élément profilé adjacent 2.
Dans le mode de réalisation illustré, une patte latérale et la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 sont respectivement assemblées aux première et deuxième plaques 301 b de la première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. La patte inférieure 206b et la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 sont disposées contre la première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. Les orifices de la patte inférieure 206b sont disposés en regard des orifices de la première plaque 301 a de la première zone de fixation. Les orifices de la traverse 207 sont disposés en regard des orifices de la deuxième plaque 301 b de la première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. L’élément profilé 2 est assemblé à la première zone de fixation au moyen de boulons. Des boulons 5 traversent les orifices de la première plaque 301 a, les orifices de la patte inférieure 206b et les orifices de l’élément profilé 2 formés dans l’aile inférieure 203b en regard desdits orifices de la patte inférieure 206b et de la première plaque 301 a. Des boulons 5 sont insérés dans les orifices de la traverse 207 et les orifices de la deuxième plaque 301 b.
La première zone de fixation de l’accessoire d’angle 3 présente une complémentarité de forme avec la pièce de jonction 204 En effet, dans l’exemple illustré, les première et deuxième plaques 301 a, 301 b forment un angle droit, de même que la patte inférieure 206b et la traverse 207 de la pièce de jonction 204 qui forment également un angle droit. En outre, la première plaque 301 a présente ici sensiblement les mêmes dimensions et forme que la traverse 207. La deuxième plaque 301 b présente ici sensiblement les mêmes dimensions et forme que la patte inférieure 206b. L’assemblage de l’élément profilé 2 à l’accessoire d’angle 3 est ainsi stable.
La traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 est disposée contre la deuxième zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. Les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 sont disposés en regard des orifices de la troisième plaque 301 c. La traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 est alors assemblée à la deuxième zone de fixation de l’accessoire d’angle 3. La deuxième zone de fixation, ici la troisième plaque 301 c présente une forme et des dimensions similaires à la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2.
L’élément profilé adjacent 2 est assemblé à l’accessoire d’angle 3 au moyen de boulons. Les boulons 5 sont insérés dans les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2 et les orifices de la troisième plaque 301 c.
L’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 assemblés entre eux selon la deuxième configuration sont inclinés l’un par rapport à l’autre. L’élément profilé 2 est incliné par rapport à l’élément profilé adjacent 2 d’un angle égal au premier angle a formé par la première plaque 301 a et la troisième plaque 301 c. En d’autres termes, l’accessoire d’angle 3 ainsi constitué permet d’assembler deux éléments profilés 2 en les inclinant l’un par rapport à l’autre selon l’angle souhaité pouvant être égal mais également différent de l’angle droit.
On entend par angle d’inclinaison de l’élément profilé 2 par rapport à l’élément profilé adjacent 2, l’angle formé par les ailes inférieures 203b des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2, ou encore l’angle formé par les ailes supérieures 203a des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2.
Plusieurs accessoires d’angle 3 ayant des premiers angles a prédéfinis différents peuvent être formés. Cela permet, en fonction de l’angle d’inclinaison souhaité entre deux éléments profilés 2, d’assembler lesdits deux éléments profilés au moyen de l’accessoire d’angle 3 ayant le premier angle a correspondant ou adéquat.
Les plaques périphériques de l’accessoire d’angle 3 permettent l’assemblage des éléments profilés 2 entre eux. D’autre part, les plaques périphériques jouent également un rôle de raidisseurs renforçant l’accessoire d’angle 3. Les plaques périphériques servant de zones de fixation permettent ainsi également la reprise des efforts de l’élément profilé 2 vers l’élément profilé adjacent 2. Dans l’exemple illustré, l’élément profilé 2 est une poutre et l’élément profilé adjacent 2 est un poteau. La reprise des efforts se fait de la poutre vers le poteau.
De même que pour la première configuration, l’assemblage entre les deux éléments profilés 2 est réalisé uniquement au niveau des pièces de jonction 204 et des zones de fixation, diminuant ainsi le nombre de moyens d’assemblage tels que des boulons.
Par ailleurs, en fonction de la forme et dimensions de l’élément profilé 2, et en particulier de la pièce de jonction 204, les zones de fixation de l’accessoire d’angle 3 peuvent être modifiées de sorte à correspondre à la pièce de jonction 204.
Les figures 5a, 5b représentent deux éléments profilés 2 assemblés entre eux selon la deuxième configuration au moyen de l’accessoire de faitage 4.
Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la première lame 401 a. En particulier, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est assemblée à la première lame 401 a. Une pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est assemblée à la deuxième lame 401 b. En particulier, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est assemblée à la deuxième lame 401 b. La traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé 2 est disposée contre la première lame 401 a. Ainsi, les orifices de la traverse 207 sont en regard des orifices de la première lame 401 a. De même, la traverse 207 de la pièce de jonction 204 de l’élément profilé adjacent 2 est disposée contre la deuxième lame 401 b. Ainsi, les orifices de la traverse 207 sont en regard des orifices de la deuxième lame 401 b. Des boulons 5 sont insérés dans les orifices de la première lame 401 a et les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé 2, ainsi que dans les orifices de la deuxième lame 401 b et les orifices de la traverse 207 de l’élément profilé adjacent 2.
L’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 assemblés entre eux au moyen de l’accessoire de faitage 4 sont inclinés l’un par rapport à l’autre. En d’autres termes, l’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 forment entre eux un angle d’inclinaison particulier. On entend par angle d’inclinaison, l’angle formé par l’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2, en particulier l’angle entre les ailes inférieures 203b des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2, ou encore l’angle entre les ailes supérieures 203a des élément profilé 2 et élément profilé adjacent 2. L’angle formé par l’élément profilé 2 et l’élément profilé adjacent 2 dépend du deuxième angle b formé par la première lame 401 a et la deuxième lame 401 b de l’accessoire de faitage 4. En particulier, l’angle d’inclinaison et le deuxième angle b sont des angles supplémentaires.
De même que pour l’accessoire d’angle 3, plusieurs accessoires de faitage 4 ayant des deuxièmes angles b prédéfinis différents peuvent être formés. Cela permet, en fonction de l’angle d’inclinaison souhaité entre deux éléments profilés 2, d’assembler lesdits deux éléments profilés 2 au moyen de l’accessoire de faitage 4 ayant le deuxième angle b correspondant ou adéquat. En d’autres termes, la modification du deuxième angle b angle permet de modifier l’inclinaison de l’élément profilé par rapport à l’élément profilé adjacent lors de leur assemblage selon la deuxième configuration.
L’assemblage est également réalisé uniquement au niveau des traverses 207, ce qui diminue le nombre de moyens de fixation utilisés. La structure 1 comporte plusieurs pieds de poteaux 6 articulés visibles à la figure 1 a. La figure 6 représente en outre en vue de détail un poteau relié à un pied de poteau 6 selon le mode de réalisation de la figure 1 a.
Le pied de poteau 6 comporte une platine 600, une plaque d’assemblage 601 et une plaque transversale 602.
La platine 600 et la plaque d’assemblage 601 s’étendent sensiblement parallèlement entre elles. La plaque transversale 602 s’étend sensiblement perpendiculairement à la platine 600 et à la plaque d’appui 601. La platine 600, la plaque d’assemblage 601 et la plaque transversale 602 forment un I. La plaque d’assemblage 601 comprend des orifices non visibles sur la figure 6. La platine 600 comprend également des orifices destinés à recevoir des tiges d’ancrage au sol non représentées sur les figures.
Dans l’exemple de réalisation illustré, la plaque transversale 602 est d’une part soudée à la platine 600. D’autre part, la plaque transversale 602 est reliée à la plaque d’assemblage601 au moyen d’une liaison pivot 604 d’axe horizontal.
L’élément profilé 2, ici le poteau, est assemblé au pied de poteau 6 au niveau de la pièce de jonction 204. En particulier, la traverse 207 est assemblée à la plaque d’assemblage 601. La plaque d’assemblage 601 est disposée contre la traverse 207 de sorte à ce que les orifices de la traverse 207 et les orifices de la plaque d’assemblage 601 se superposent. Des boulons 5 sont ensuite insérés dans lesdits orifices de sorte à assembler le poteau au pied de poteau 6.
Les moyens d’assemblage utilisés pour assembler les profilés en C 201 entre eux, les éléments profilés 2 entre eux selon la première configuration et la deuxième configuration et les éléments profilés 2 aux pieds de poteau 6 sont des boulons 5. Les boulons présentent l’avantage d’être amovibles, ce qui rend la structure 1 modulable et les éléments profilés 2 réutilisables. Bien entendu, il est possible d’utiliser tout autre moyen d’assemblage amovible.
La structure 1 peut être assemblée au sol et relevée grâce à des moyens de levage. Cela présente l’avantage de réduire les opérations réalisées en hauteur. En pratique, la structure 1 est alors haubanée puis relevée au moyen d’une grue par exemple. Dans l’exemple de réalisation illustré, la liaison pivot 604 entre le poteau et le pied de poteau 6 permet la rotation du poteau par rapport au pied de poteau 6 lors du levage de la structure 1 . Les accessoires d’assemblage telles que constituées et en particulier l’accessoire d’angle 3 permettent un levage de la structure en toute sécurité. En particulier, les plaques périphériques jouant également un rôle de raidisseurs empêchent la dislocation des éléments profilés 2 assemblés entre eux au moyen de l’accessoire d’angle 3 en phase de levage de la structure 1 .
Les différents moyens de fixation utilisés dans la structure 1 , par exemple des tiges filetées des boulons 5 servant à l’assemblage des profilés en C 201 , peuvent servir à l’accrochage ou l’assemblage d’éléments secondaires ou d’éléments d’habillage ou des accessoires. En d’autres termes, les éléments profilés 2 sont pré-équipés de points de fixations permettant d’accrocher ou ajouter des éléments supplémentaires, des éléments d’habillage, ou des accessoires. A titre d’exemples non limitatifs, les éléments secondaires peuvent être des éléments supplémentaires telles que des pannes, des lisses, des solives, des cornières, des pièces de contreventements. Les éléments d’habillage peuvent être des éléments de façades et de bardage acier ou bois, membrane, et les accessoires peuvent être des portes, des fenêtres, des accessoires de signalétique ou des équipements divers.
La figure 7 représente des exemples d’éléments secondaires fixés à des éléments profilés. En particulier, la figure 7 illustre un profilé aluminium 700 fixé à l’élément profilé 2, un support de panne 701 et un bracon anti-déversement 702.
La présente invention a été décrite pour un mode de réalisation et une structure particulière. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation.
La structure 1 peut également être une structure en treillis.
Les accessoires d’assemblage et les pièces de jonction peuvent présenter des formes différentes.
L’élément profilé peut être formé directement d’un profilé en I. Ou encore, l’élément profilé peut présenter une forme différente. L’invention propose ainsi une structure 1 modulaire permettant de construire des bâtiments à charpente métallique ou en treillis, entièrement modulables, démontables et réutilisables.
Les éléments profilés formant l’ossature métallique sont interchangeables, joignables et modulables. Les éléments profilés sont constitués de sorte à permettre deux configurations d’assemblage.
Les éléments profilés disponibles en différentes longueurs, peuvent être utilisés indifféremment en tant que poteaux, poutre, arbalétrier, ossature pignon, etc.
Les éléments profilés sont pré-équipés de points de fixation permettant d’y ajouter des éléments supplémentaires
La grande polyvalence permise par la structure de l’élément profilé permet une importante modularité des formes et dimensions du bâtiment, par exemple une forme polygonale, une double pente, une monopente, l’inclinaison des éléments profilés, la formation d’une surface de planchers, la formation d’une structure à étages, etc.

Claims

Revendications
1. Structure métallique modulaire comportant des éléments profilés (2), et au moins un accessoire d’assemblage (3 ;4), caractérisée en ce que chaque élément profilé (2) comporte à chacune de ses extrémités (200) une pièce de jonction (204), et en ce qu’un élément profilé (2) est configuré pour être assemblé à un élément profilé adjacent (2) selon une configuration choisie parmi :
- une première configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) est fixée à une pièce de jonction (204) de l’élément profilé adjacent (2), lesdits élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant alignés entre eux ; et
- une deuxième configuration dans laquelle une pièce de jonction (204) de chacun des élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) est fixée audit accessoire d’assemblage, lesdits élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant inclinés l’un par rapport à l’autre.
2. Structure métallique modulaire selon la revendication 1 , dans laquelle les éléments profilés (2) présentent une même section transversale et une longueur choisie parmi un ensemble de longueurs variables prédéfinies.
3. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 1 ou 2, dans laquelle l’accessoire d’assemblage (3 ;4) comporte des zones de fixation, une pièce de jonction (204) de chacun des élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) étant fixée à au moins une zone de fixation lorsque les élément profilé (2) et élément profilé adjacent (2) sont assemblés selon ladite deuxième configuration.
4. Structure métallique modulaire selon la revendication 3, dans laquelle une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) et une pièce de jonction (204) de l’élément profilé adjacent (2) sont respectivement fixées à une première zone de fixation et une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage, lesdites première et deuxième zones de fixation formant entre elles un angle prédéfini.
5. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle chaque pièce de jonction (204) comporte une portion centrale
(205), deux pattes latérales (206a ; 206b), et une traverse (207) ladite portion centrale (205) et lesdites pattes latérales (206a ; 206b) formant un profilé en I, et ladite traverse (207) s’étendant dans un plan transversal audit profilé en I et audit élément profilé (2).
6. Structure métallique modulaire selon la revendication 5, dans laquelle la traverse (207) d’une pièce de jonction (204) dudit élément profilé (2) est fixée à la traverse (207) d’une pièce de jonction (204) dudit élément profilé adjacent (2) lorsque ledit élément profilé (2) et ledit élément profilé adjacent (2) sont assemblés selon ladite première configuration.
7. Structure métallique modulaire selon la revendication 5, dans laquelle une première zone de fixation de l’accessoire d’assemblage (3) comporte une première plaque (301 a) et une deuxième plaque (301 b) de fixation disposées en équerre, ladite traverse (207) et l’une des pattes latérales (206a ; 206b) d’une pièce de jonction (204) de l’élément profilé (2) étant respectivement fixées auxdites première et deuxième plaques (301 a ; 301 b) de la première zone de fixation lorsque ledit élément profilé (2) est assemblé selon ladite deuxième configuration.
8. Structure métallique modulaire selon la revendication 7, dans laquelle la traverse d’une pièce de jonction (204) dudit l’élément profilé adjacent (2) est fixée à une deuxième zone de fixation de l’accessoire d’assemblage (3), ladite deuxième zone de fixation comportant une troisième plaque (301 c) de fixation, et lesdites première et deuxième plaques (301 a ; 301 b) de la première zone de fixation formant avec ladite troisième plaque (301 c) de fixation de la deuxième zone de fixation des angles prédéfinis. 9. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 5 à 8, dans laquelle chaque élément profilé (2) comporte deux profilés en C (201 ) ayant une âme (202) et deux ailes (203a ; 203b), lesdits profilés en C (201 ) étant assemblés dos à dos au niveau des âmes (202) respectives, chaque élément profilé (2) ayant une section transversale en I, et dans laquelle la portion centrale (205) de chaque pièce de jonction (204) est assemblée à une partie de l’âme (202) de chaque profilé en C (201 ), et les parties latérales (206a ; 206b) de chaque pièce de jonction (204) sont assemblées à une partie des ailes (203a ; 203b) des profilés en C (201 ).
10. Structure métallique modulaire selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle les éléments profilés (2) sont des poteaux, pannes, fermes, poutres, arbalétrier, pignon, solive de ladite structure métallique modulaire.
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