Charpente structurelle pré-assemblée

Abstract

 L'invention est relative à une charpente structurelle pré-assemblée et repliable. Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la construction et du bâtiment et sera particulièrement mais non exclusivement destinée à la réalisation de structures principales ou de toitures de hangars démontables ou de bâtiments temporaires.
La charpente métallique (1) composée essentiellement de barres en acier, en aluminium, en matières plastiques ou en bois, (2) est caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de fixations et d'articulation des différentes barres (2) entre elles pour que la charpente (1) soit stable en position d'utilisation déployée et qu'elle puisse être repliée en cas de non-utilisation.
En outre, la charpente est modulaire et est constituée d'une multitude de polyèdres (3) adjacents les uns aux autres, reliés et articulés entre eux par les dits moyens de fixation et d'articulation.

Description

[0001] L'invention est relative à une charpente structurelle pré-assemblée. Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la construction et du bâtiment. Elle est plus particulièrement destinée mais non exclusivement à la réalisation de hanaars démontables ou de bâtiments temooraires comme structure principale ou toiture.

[0002] Actuellement, lors de manifestations publiques occasionnelles telles que congrès, expositions, foires commerciales, etc...., on est amené à mettre en place des bâtiments provisoires nécessaires pour les besoins de ces manifestations. Généralement, ces bâtiments sont comoosés de structures démontables dont les différentes pièces sont amenées et assemblées sur le site.

[0003] De même dans le domaine du spectacle, l'utilisation de tels bâtiments ou d'autres constructions telles aue notamment des chapiteaux sont nécessaires ; la tournée de spectacle étant donnée de ville en ville, ces chapiteaux sont installés, utilisés et démontés dans chaque lieu de ^passaae du spectacle.

[0004] On connait éqalement des hanaards démontables qui sont utilisés principalement par l'armée et en cas de manoeuvres ou d'installation de camos provisoires. Ces hanaars doivent être facilement démontables. facilement installables et de plus occuper un volume réduit lors de leur transnort.

[0005] On connait un tel tvpe de bâtiment ou de construction provisoire qénéralement constitué par des panneaux assemblés les uns aux autres pour former les côtés et le plancher, la toiture étant généralement constituée par une ossature métalliaue composée d'une pluralité de tubes assemblés rigidement sur place.

[0006] Dans un autre type de construction démontable, on installe au sol une ossature métalliaue en forme de chapiteau que l'on recouvre par une toile résistante: cette disposition est couramment utilisée par les gens du ciroue et du spectacle.

[0007] On connait éaalement un dispositif communément appelé "bulle" consistant en une enceinte sohériaue dont la paroi extérieure est aonflable. cette enceinte étant ensuite amarrée sur le sol.

[0008] Le princinal inconvénient de ces dispositifs connus réside dans le fait qu'ils nécessitent un temps de montaqe important et reauièrent un personnel imnortant pour leur installation.

[0009] Un autre inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait qu'ils occupent un volume important lors de leur transport et. nécessitent un repérage, un ordre de montaqe des différentes pièces oui les composent, de même qu'un outillaqe spécialisé de montage.

[0010] Un autre inconvénient de ces dispositifs connus réside par le fait que les moyens de fixation présentent une usure prématurée due aux différents montages et démontaqes et de ce fait amoindrit la fiabilité de la construction.

[0011] Le but de la présente invention est de proposer une charpente structurelle pré-assemblée réalisable en matière plastique ou synthétique ou encore en bois, notamment mais non exclusivement destinée à la réalisation de structrures de bàtiments, de toitures ou de coupoles palliant à ces différents inconvénients en facilitant notamment sa mise en place et son montage.

[0012] Un autre but de la présente invention est de proposer une charpente structurelle pré-assemblée facilement déolovable et reoliable minimisant le temos nécessaire pour sa mise en oeuvre et facilitant son transport.

[0013] Un autre but de la présente invention est de proposer une charpente structurelle pré-assemblée oui soit stable en position d'utilisation et qui présente un bon rapport résistance mécaniaue-ooids de matière.

[0014] Un autre but de la présente invention est de proposer une charpente structurelle pré-assemblée qui puisse être disposée traditionnellement horizontalement au-dessus d'une structure de bâtiment, mais nui puisse autoriser éaalement la réalisation de construction structurelle en forme de dalle plate ou plissée, d'arcade, de dôme ou de couoole ou une combinaison de volumes divers pouvant être posé à même le sol.

[0015] D'autres buts et avantaqes de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas nour but de la limiter.

[0016] La charpente structurelle pré-assemblée, notamment mais non exclusivement destinée à la réalisation de bangars démontables ou de bâtiments temporaires comme structure principale ou toiture, comnosée essentiellement de barres, notamment métalliques. ou en matière svnthétiaue. ou en bois ou autres, est caractérisée par le fait qu'elle comporte des movens de fixation et d'articulation des différentes barres entre elles pour aue la charpente soit stable en position d'utilisation déployée et qu'elle puisse être repliée en cas de non-utilisation.

[0017] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins parmi lesauels:

- la fiqure 1 représente en perspective, un élément de base de la charpente structurelle réalisée selon un mode préférentiel de la présente invention,

- la fiqure 2 représente schématiauement en vue de dessus une charpente structurelle réalisée selon la présente invention.

- la fiaure 3 montre un détail de l'assemblaae de la charpente structurelle représentée à la fiqure 2.

- la fiqure 4 représente une vue de côté d'une travée de la charpente structurelle représentée à la fiqure 2,

- la fiaure 5 représente une variante de réalisation de la figure 4.

- la fiaure 6 représente un détail de la charpente structurelle représentée à la fiqure 2_.

- la fiaure 7 représente une vue de face montrant une première utilisation de la charoente structurelle réalisée selon un mode préférentiel de l'invention.

- la fiaure 8 représente une vue de face montrant un second mode d'utilisation de la charpente structurelle réalisée selon l'invention,

- les figures 9a et 9b montrent des détails de la réalisation de la charpente structurelle représentée à la figure B.

[0018] Selon la présente invention, la charpente structurelle 1, comme représentée sur lesdifférentes fiqures, est composée essentiellement de barres 2. Ces barres sont pré-assemblées et disnosées de telle manière Qu'elles forment une ossature sur laquelle viendra notamment reposer une couverture afin de réaliser un bâtiment nrovisoire ou encore une toiture. Selon les cas d'utilisation, les barres seront réalisées à partir de matériaux métalliaues tels au'en acier. en aluminium, ou synthétiques ou encore en bois ou autres.

[0019] Cette charpente structurelle 1 est modulaire et est constituée d'une pluralité de polyèdres 3 adiacents les uns aux autres oui sont formés par les barres. La fiaure 1 repésente en perspective un des polyèdres 3 de base formant l'ossature de la charpente 1.

[0020] Chaque polyèdre 3 est formé par deux pyramides. l'une dite supérieure 4 et l'autre dite inférieure 5. dont leurs bases 6 sont identiques et superposées. Les deux pyramides 4 et 5 présentent des arêtes latérales 7, issues respectivement des sommets 8 et 9. constitués par les barres métalliques 2.

[0021] Il est à remarquer que dans un mode préférentiel de la orésente invention, ces pyramides ont une base hexaqonale; néanmoins d'autres fiqures géométriques pourraient être envisaqées.

[0022] Selon la présente invention, la charpente structurelle 1 comporte des moyens de fixation et d'articulation des différentes barres 2 entre elles pour que la charpente soit stable en position d'utilisation déployée et qu'elle puisse être repliée en cas de non-utilisation. Les différents oolvèdres adiacents 3 sont reliés et articulés entre eux par ces dits moyens de fixation et d'articulation.

[0023] Selon un des modes de réalisation. pour que la charpente structurelle 1 en position déployée se présente sous la forme d'une structure en treillis horizontale, la lonaueur des arêtes latérales 7 sera sensiblement égale à la moitié de la lonqueur des barres 2, ceci afin de former deux pyramides de hauteur sensiblement identinue.

[0024] Chaaue base 6 appartiendra alors à un même olan horizontal rectiliqne. Une telle charpente structurelle pourra alors constituer une ossature traditionnelle horizontale de toiture ou encore de pont. terrasse, etc ...

[0025] Les fiqures 2 et 3 représentent la disposition des différents polvèdres 3 et montrent comment ils sont rendus adjacents. Pour éclaircir et faciliter la compréhension, la fiqure 2 ne représente que les arêtes 7 des pyramides supérieures 4 des différents oolvèdres 3 et la fiaure 3 représente la disposition relative des différentes bases 6 des pyramides 4 et 5 formant les polyèdres 3.

[0026] Comme le montre la fiaure 2, les différents sommets des différents polyèdres 3 sont alianés sur des axes 30 à 34 oui sont parallèles entre eux. Par contre, les différents sommets 8 sont placés en auinconce se décalant ainsi les uns des autres.

[0027] La fiaure 3 montre les arêtes fictives des bases 6 des différentes pvramides ainsi aue la position relative de ces bases entre elles, leurs places respectives étant dues à la disposition des sommets 8 tel que décrit précédemment. Il est à remarauer éaalement que lors d'une vue de dessus, les sommets supérieur 8 et inférieur 9 sont confondus dans un même axe.

[0028] Par ailleurs, selon l'invention, les moyens de fixation et d'articulation sont constitués par une articulation principale 10 et 11 respectivement placée à chaque sommet 8 et 9 des dites pvramides 4 et 5 et, par une articulation intermédiaire 12 olacée à chaaue point de concours respectif des arêtes latérales 7. Ainsi les barres structurelles 2 correspondantes s'articuleront à la manières des branches d'une paire de ciseaux.

[0029] De ce fait. on constitue une multitude de polyèdres 3 articulés, sur le principe du parapluie, et comme le montre la fiqure 1 lorsque l'on tend à rapprocher les sommets 8 et 9 dans le sens des flèches 13 et 14, les différents points d'articulation 12 formant la base 6 des pvramides s'écartent vers l'extérieur dans le sens des flèches 15 et 16 en augmentant également la surface de la base 6.

[0030] Il est à noter que les différentes articulations 10. 11, 12 sont des systèmes mécaniques traditionnels bien connus de l'Homme de l'Art et pourraient notamment être réalisés au moven d'anneaux.

[0031] L'association des différents polyèdres élémentaires 3 tels aue représentés à la fiaure 1 et tels que disposée. en figures 2 et. 3_. forme donc une ossature structurelle qui peut être plus ou moins dépliée ou repliée.

[0032] Chaaue poutre 2 est commune à deux pyramides constituant deux polvèdres 3 adiacents. En effet. prenons le cas des polyèdres repétés 17 et 18 sur la fiqure 3. une barre 2 relie le sommet 8 de la première pyramide formant la partie supérieure du premier oolvèdre 17 et le sommet 9 de la deuxième pyramide formant alors la partie inférieure du deuxième polyèdre 18. Cette barre comporte en outre à chaque extrémité une articulation principale 10 et 11 de même qu'une articulation intermédiaire 12 telles aue décrites précédemment.

[0033] Cette disposition est également illustrée à la figure 6 qui montre un détail de la charpente structurelle et notamment une vue suivant la flèche 19 de la fiaure 2. Chaaue sommet supérieur 8 d'un polyèdre 3 est relié à un sommet inférieur 9 d'un autre oolvèdre 3 adiacent par une barre 2_. on forme ainsi un plan dans leauel deux barres sont disposées en croix et articulées en 12 à leur point de concours à la manière de branches de ciseaux.

[0034] La fiqure représente dans un premier mode de réalisation autorisant un déploiement horizontal de la charpente la vue d'une travée de la structure représentée à la fiaure 2. Cette fiaure permet de montrer les différentes articulations 10, 11 et 12 placées sur les différentes poutres 2. Dans ce cas, il est rappelé que les différentes arêtes 7 sont égales entre elles. Ainsi, lorsqu'on déploie cette charpente, on obtient une structure en treillis horizontale apte à être placée au-dessus des murs de l'enceinte d'un bâtiment.

[0035] Par contre, la fiqure 5 montre un autre mode de réalisation dans lequel les poutres centrales intermédiaires repérées 20 sont légèrement inférieures à celles formant les polyèdres adjacents latéraux. Dans le cas de larqes charpentes, on peut juxtaposer de telles structures unitaires dans le sens de la longueur et/ou la largeur en alternant les barres centrales intermédiaires 20 avec les autres barres léqèrement plus grandes.

[0036] Les charpentes ainsi réalisées pourront alors se présenter sous une forme semi-cylindrioue notamment en arcade, coupole ou dôme ainsi que sous la forme de dalles plates ou plissées. De telles réalisations sont représentées à la fiqure 7 et à la figure 8.

[0037] Comme le montre la fiaure 7, cette charpente structurelle oeut être posée sur les murs d'enceinte d'un bâtiment ou peut être éaalement supportée par des pieux ou encore selon la courbure se fixer à même le sol. Il suffit ensuite de recouvrir la surface supérieure 21 de la charpente structurelle 1 par un matériau de couverture tel Qu'une toile notamment imperméable pour terminer le toit du bâtiment.

[0038] Ainsi comme le montrent olus précisément les figures 8 et 9. la charpente structurelle pré-assemblée 1 est constituée par un assemblage de plusieurs polyèdres 3 dont les arêtes 7 sont formées oar des barres de dimensions différentes. ordonnées et disposées relativement entre elles pour former une charpente en forme d'arcade. la dite charpente présentant alors une voûte suoérieure 23 et une voute suoérieure 24.

[0039] Chacune des voûtes 23 ou 24 est constituée à partir de barres 2 de deux lonqueurs différentes, les premières plus lonaues, repérées 25. sont aotes à former la voûte suoérieure 23 et les deuxièmes plus courtes, repérée 26, sont elles aptes à former la voûte inférieure 24. La fiaure 9a reorésente notamment la voûte supérieure 23 tandis que la fiaure 9b représente la voûte inférieure 24 de la charpente 1 représentée à la fiqure B.

[0040] Cette voûte supérieure 23 est entratoisée avec la voûte inférieure 24 par des croisillons en forme de ciseaux tel que notamment représenté à la fiqure 5. Chacun de ces ciseaux est formé par une barre dite plus longueet une barre dite plus courte.

[0041] Il est à noter que dans le cas représenté à la fiaure 8, la voûte supérieure 23 présente un rayon de courbure défini par R et est constitué par des barres 25 de longueur définie par L.

[0042] On remarquera alors une réalisation avantageuse obtenue lorsque le rayon de courbure R est éaal à deux fois la lonqueurs des barres L. Dans ce cas les barres plus lonaues 25 auront une lonqueur sensiblement voisine de 0.5 R.

[0043] Aussi pour réaliser la voûte inférieure 24. on utilisera des barres 26 dites plus courtes dont la longueur définie par 1 sera sensiblement éaale à 3/2 fois la lonaueur L des barres plus lonaues 25.

[0044] Ainsi, la charpente structurelle pré-assemblée 1, en forme d'arcade qui vient d'être décrite, présente trois dimensions différentes des arêtes 7 des polyèdres 3 la constituant. Pour ce. les articulations intermédiaires 12 des barres 2 seront avantageusement placées de facon à diviser chaque barre sensiblement dans un rapport de √3/2. Alors ces trois dimensions seront respectivement 0,536 L. 0.464 L et 0.402 L.

[0045] Naturellement, d'autres modes de réalisation de l'invention pourraient être envisagés.

[0046] Notamment, on pourrait mettre en oeuvre la présente invention avec des rapports de dimensions entre R et L différents tels Que R > 2 L, nar exemole R = 3 L ou R = 4 L ou aussi tels que R< 2 L.

[0047] D'autre part. on pourrait combiner et assembler différentes parties de charpente réalisées selon des rayons de coubure différents et ainsi créer des charpentes en forme de parabole ou même elliptique.

[0048] Dans les dispositions qui viennent d'être décrites précédemment. on réalise une charoente structurelle pré-assemblée 1 qui est stable en position d'utilisation déployée grâce aux différents enchevêtrements des barres 2 et oui peut être déoliée et repliée facilement grâce aux différentes articulations 10, 11 et 12.

[0049] Pour la mise en place d'une telle charpente, il suffit par exemple de supporter le centre de la charpente en un point central 22. tel que représenté aux figures 7 ou 8. au mnven d'une grue nar exemple et de déplier chaque côté de la charpente vers le mur de l'enceinte du bitiment ou vers le sol.

[0050] Grâce à l'utilisation de ce type de charpente, réalisée selon l'invention, on peut diminuer de facon très sensible le temps de montage de la structure; de plus, son installation s'en trouve facilitée. En outre, lors de sa non-utilisation, cette charpente peut être repliée en ne nécessitant qu'un volume réduit pour son stockage.

[0051] Naturellement. d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art. auraient ou être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.

Revendications

1. Charpente structurelle pré-assemblée (1), notamment destinée mais non exclusivement à la réalisation de hangars démontables ou de bâtiments temporaires ou permanente comme structure principale ou toiture, composée essentiellement de barres, notamment métalliques ou en matières synthétiques ou en bois ou autres (2), caractérisée par le fait qu'elle comporte des movens de fixation et d'articulation des différentes barres (2) entre elles pour que la charpente (1) soit stable en position d'utilisation déplovée et qu'elle puisse être repliée en cas de non-utilisation.

2. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la charpente (1) est modulaire et est constituée d'une multitude de oolvèdres (31 adjacents les uns aux autres, reliés et articulés entre eux par les dits moyens de fixation et d'articulation.

3. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 2, caractérisée par le fait que chaque polyèdre (3) est formé par deux pyramides (4) et (51 dont leurs bases (6) sont identioues et superposées. leurs arêtes latérales (71 étant constituées par les barres (2) formant l'ossature de la charpente (11.

4. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 3, caractérisée car le fait que chaque barre (2) est commune à deux pvramides constituant deux polyèdres adjacents (17) et (18), la première pyramide formant la partie supérieure du premier polyèdre (17), la deuxième pyramide formant alors la partie inférieure du deuxième polvèdre (18).

5. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 3. caractérisée par le fait nue les bases (61 de chaoue pyramide (4) ou (5) sont hexaaonales.

6. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 4, caractérisée par la lonqueur des arêtes latérales (7) est sensiblement égale à la moitié de celles des barres (2) pour que la hauteur des pvramides (4) ou (5) soit sensiblement identique afin d'autoriser un déploiement rectiligne horizontal de la charpente métallique (1).

7. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 4, caractérisée nar le fait qu'elle est constituée nar un assemblage de nlusieurs polyvèdres (3) dont les arêtes snnt formées nar des poutres métalliques (21 de dimensions différentes, ordonnées et disposées relativement entre elles pour réaliser une charpente en forme d'arcade, la dite charpente présentant une voûte supérieure (23) et une voûte inférieure (24).

8. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 7, caractérisée par le fait qu'elle est constituée à oartir de barres de deux lonqueurs différentes, les premières plus lonques (25) aptes à former la voûte supérieure (23). les deuxièmes plus courtes (26) aptes à former la voûte inférieure (24) et que la voûte supérieure (23) est entretoisée avec la voûte inférieure (24) par des croisillons en forme de ciseaux, chacun de ces ciseaux étant formé par une barre olus lonaue (25) et une ou plusieurs barres plus courtes (26).

9. Charpente structurelle pré-assemblée selon la revendication 7. caractérisée oar le fait que la voûte suoérieure (23) présentant un ravon de courbure défini par R, les barres (25) la constituant. appelées barres plus longues, présentent une longueur, définie par L, sensiblement voisine de R/N et les barres (26), dites plus courtes. constituant la voûte inférieure (24), présentent une longueur, définie oar 1. sensiblement égale à √3/2 L ou autre.

10. Charpente structurelle pré-assemblée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les movens de fixation et d'articulation sont constitués par une articulation principale (10) et (11), placée à chaque sommet (8) et (9) des dites ovramides (4) et (5), et une articulation intermédiaire (12) placée à chaque point de concours respectif des arêtes latérales (7).

Dessins