Structure porteuse pour la construction de salles polyvalentes, telles que des gymnases, des salles de tennis, des ateliers-relais, des usines...

Description

[0001] La présente invention concerne une structure porteuse pour la construction de salles polyvalentes, telles que des gymnases, des salles de tennis, des ateliers-relais, des usines...

[0002] Une poutre composite connue est constituée par deux membrures en bois reliées par une âme en tôle métallique ondulée dont les bords dentés sont enfoncés à force dans lesdites membrures.

[0003] Une telle poutre est décrite en particulier par le brevet suisse n° 651347, le brevet australien n° 527716 et la demande de brevet allemand n° 2556301.

[0004] Cette poutre composite connue permet, pour un poids réduit, de parvenir à une résistance à la flexion relativement élevée et telle que de grandes portées peuvent déjà être atteintes. Elle est donc remarquable notamment pour la construction de structures légères et économiques, grâce auxquelles il est possible de couvrir des surfaces au sol importantes exemptes de poteaux.

[0005] Cependant, une telle poutre composite présente une raideur insuffisante et une tendance marquée au déversement, de sorte qu'il est nécessaire de la combiner à d'autres éléments porteurs s'opposant en partie à sa déformation. Il peut s'agir de caissons, de traverses, de croisillons ou autres.

[0006] Or, les documents constitués en particulier par le brevet australien n° 495802, le brevet US n° 3341995, le brevet allemand n° 907121 montrent une poutre en bois massive et rigide, coopérant avec un tirant sous-jacent qui s'étend parallèlement à celle-ci sur une grande partie de sa longueur. Ce tirant améliore la résistance à la flexion mais n'est pas prévu pour raidir une poutre souple, ni pour la stabiliser au déversement.

[0007] La présente invention a pour but de concevoir une structure porteuse dont la portée peut être plus grande que celle de cette poutre composite connue et qui, malgré cela, supporte des charges relativement élevées en se déformant moins par l'accroissement de la raideur.

[0008] Dans ce but et conformément à l'invention, la structure porteuse comprend au moins une telle poutre élémentaire et un élément tendeur sous-jacent s'étendant sous la ou les membrures inférieures et parallèlement à celles-ci, entre deux jambages descendants intermédiaires faisant corps avec ladite structure porteuse et reliés aux extrémités de cette structure par des tirants inclinés, la structure étant fabriquée pour présenter au repos une légère flèche vers le haut, son élément sous-jacent étant tendu après montage pour accroître la flèche initiale et ladite structure étant ensuite chargée pour générer une précontrainte, puis déchargée pour revenir sensiblement à sa flèche initiale.

[0009] La précontrainte ainsi générée permet d'accroître la raideur de la structure, sa portée maximale et la charge admissible.

[0010] Suivant une première forme de réalisation particulièrement avantageuse, la structure porteuse comprend deux poutres élémentaires dont les membrures supérieures et inférieures s'étendant sur toute la longueur de la structure sont juxtaposées et réunies notamment par les moyens de fixation des deux jambages descendants intermédiaires et ceux des extrémités des tirants inclinés.

[0011] Dans cette première forme de réalisation,la structure peut présenter une très grande longueur pour un faible poids. Cependant, cette longueur est limitée, de l'ordre de 18 m au maximum, en raison des difficultés insurmontables qui seraient rencontrées au-delà de ladite longueur pour le transport par les voies de communication terrestres entre le lieu de fabrication et le chantier de construction.

[0012] La présente invention vise également à accroître la longueur de la structure de façon considérable, en n'ayant pas plus de difficulté de transport et de mise en oeuvre sur le chantier qu'avec la structure précitée.

[0013] Dans ce but subsidiaire et conformément à l'invention, la structure est en au moins deux morceaux comprenant chacun trois poutres élémentaires dont la poutre médiane dépasse les deux poutres latérales, ces trois poutres étant réunies notamment, à leur extrémité libre commune, par le moyen de fixation des tirants inclinés faisant corps avec le jambage correspondant et, à leur extrémité opposée, par le moyen de fixation de ce jambage disposé à cheval sur le bout des poutres latérales; la structure comporte également deux poutres latérales intermédiaires destinées à être raboutées avec les poutres latérales desdits morceaux lorsque les poutres médianes de ceux-ci sont elles-mêmes raboutées, toutes ces poutres raboutées se recouvrant et étant réunies entre elles notamment par le moyen de fixation des jambages des deux morceaux; la structure est montée en usine avec les deux morceaux, les deux poutres latérales intermédiaires et l'élément tendeur sous-jacent, puis tendue, chargée et déchargée de façon que la précontrainte soit opérée, enfin les composants précités de la structure sont démontés, transportés et remontés sur le chantier, ladite structure se retrouvant précontrainte.

[0014] Dans ce cadre et suivant une deuxième forme de réalisation, les poutres médianes des deux morceaux qui dépassent des poutres latérales de la moitié de leur longueur sont raboutées entre elles lorsque les poutres latérales indépendantes le sont avec celles desdits morceaux, un moyen de fixation supplémentaire réunissant au milieu de la structure les poutres médianes des morceaux entre elles et avec les poutres latérales indépendantes.

[0015] Suivant une troisième forme de réalisation, les poutres latérales indépendantes constituent un troisième morceau avec une poutre médiane de longueur sensiblement égale au tiers de celle d'un morceau extrême, des moyens de fixation des trois poutres étant prévus à cheval sur les bouts de la poutre médiane pour assurer la fixation d'ensemble lorsque les poutres médianes des trois morceaux sont raboutées en même temps que les poutres latérales.

[0016] Quelle que soit la forme de réalisation mise en oeuvre, chaque jambage est une pièce métallique profilée dont l'extrémité haute fait corps avec une semelle en U emboîtée sur les deux membrures inférieures des poutres élémentaires et reliée aux membrures supérieures par des organes de fixation, tandis que l'extrémité basse de la pièce métallique comporte un arrêtoir traversé par une tige qui forme l'élément sous-jacent précité et dont l'extrémité saillante filetée correspondante est vissée dans un écrou pour former en coopérant avec l'arrêtoir un tendeur, cette extrémité basse de ladite pièce métallique faisant corps avec une aile sensiblement horizontale sur laquelle est fixé au moins un tirant.

[0017] Chaque jambage est relié, par deux tirants inclinés s'étendant sur les côtés des poutres élémentaires, à un étrier coiffant l'extrémité la plus proche de celles-ci et constituant une butée d'ancrage pour les membrures lors de la mise en précontrainte.

[0018] Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

[0019] Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexé.

[0020] Sur ce dessin:

― la figure 1 est une élévation montrant une première forme de réalisation de la structure porteuse selon l'invention,

― la figure 2 est une vue partielle agrandie du détail désigné par la flèche F sur la figure 1,

― la figure 3 est une coupe transversale prise suivant la ligne III-III de la figure 2,

― la figure 4 est une vue de dessus prise en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2,

― la figure 5 est une vue partielle agrandie du détail désigné par la flèche G sur la figure 1,

― la figure 6 est une vue en bout prise suivant la ligne VI-VI de la figure 5,

― la figure 7 est un schéma illustrant, pour sa précontrainte, le chargement de la première forme de réalisation de la structure porteuse selon la figure 1,

― la figure 8 est un schéma de dessus illustrant une deuxième forme de rélisation de la structure,

― la figure 9 est un plan de dessus, profilés supérieurs enlevés, et la figure 10 une élévation montrant, en vues synoptiques et avec arrachements, cette deuxième forme de réalisation en cours de montage,

― la figure 11 est une vue analogue à la figure 9 représentant la structure montée,

― la figure 12 est une élévation partielle prise, à plus grande échelle, suivant la flèche F de la figure 11,

― la figure 13 est une coupe prise suivant la ligne XIII-XIII de la figure 5,

― la figure 14 est une élévation partielle prise à plus grande échelle, suivant la flèche G de la figure 11,

― la figure 15 est une coupe prise suivant la ligne XV-XV de la figure 14,

― la figure 16 est un plan de dessus pris suivant la ligne XVI-XVI de la figure 7,

― la figure 17 est un schéma illustrant le chargement de la deuxième forme de réalisation de la structure porteuse selon la figure 8 pour sa précontrainte,

― la figure 18 est un schéma analogue à celui de la figure 8, concernant une troisième forme de réalisation de la structure.

[0021] Suivant la première forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 6, la structure porteuse 1 comporte deux poutres élémentaires 2 et 3. Chaque poutre élémentaire 2 (ou 3) est constituée par une membrure supérieure 4 (ou 7) et une membrure inférieure 5 (ou 8) reliées entre elles par une âme 6 (ou 9) en tôle métallique ondulée dont les bords dentés sont enfoncés à force dans lesdites membrures. Ces poutres élémentaires sont commercialisées sous la dénomination "Nail Web".

[0022] Ces poutres élémentaires 2 et 3 sont juxtaposées de façon que leurs membrures supérieures 4 et 7 soient jointives chant contre chant et qu'il en soit de même pour leurs membrures inférieures 5 et 8.

[0023] Elles sont réunies par deux jambages descendants intermédiaires 10 et 11, ainsi que par deux étriers extrêmes 12 et 13.

[0024] Chacun des jambages 10 et 11 comporte une pièce métallique constituée par une semelle supérieure 14, un montant 15 et une aile inférieure 16, tous ces éléments 14 à 16 faisant corps entre eux, par soudure par exemple.

[0025] La semelle 14 est un profilé en U (figure 3) s'emboîtant sur les membrures inférieures 5 et 8 juxtaposées des poutres 2 et 3; l'âme de cette semelle 14, les membrures inférieures 5 et 8, les membrures supérieures 4 et 7 et des traverses méplates 17 sont traversées de part et d'autre des âmes 6 et 9 par des tiges filetées 18 coopérant avec des écrous 19 pour la fixation d'ensemble.

[0026] Le montant 15 est un profilé en V (figure 4) dont les ailes latérales sont reliées par un méplat 20 pour former un caisson-arrêtoir inférieur rigide. Les arrêtoirs 20 des deux jambages 10 et 11 sont reliés par une tige 21 qui les traverse. La tige 21 s'étend sous les poutres élémentaires 2 et 3, parallèlement à celles-ci. Cette tige sous-jacente est filetée à ses deux extrémités pour coopérer, après avoir traversé les méplats 20, avec des écrous 22. Ladite tige ainsi équipée et montée constitue un élément tendeur sous-jacent.

[0027] La distance D entre les jambages 10 et 11 représente, dans l'exemple illustré par le dessus, sensiblement 4/10 de la longueur L de la structure porteuse 1. Mais il est bien évident que les limites de cette distance peuvent être plus ou moins grandes et dépendent notamment de l'application à laquelle la structure porteuse est destinée et du chargement qui lui est appliqué. Ainsi, ces limites peuvent être comprises entre 0,4 et 0,9 L.

[0028] La hauteur h des jambages 10 et 11 représente, dans l'exemple illustré par le dessin, sensiblement 1/20 de la portée p de la structure porteuse 1. Mais il est bien évident que cette hauteur rapportée à la portée peut varier, étant entendu que, plus elle est grande, plus l'équipement sous-jacent 10, 11, 21 constitue une gêne encombrante pour l'environnement.

[0029] Par ailleurs, l'aile inférieure 16 du jambage 10 est reliée par deux tirants inclinés 23 s'étendant de part et d'autre de la structure porteuse 1, aux plaques latérales ou ailes 24 de l'étrier 12 (figures 2 à 6). Ces plaques latérales 24 font corps avec une plaque transversale 25 ou âme de l'étrier contre laquelle butent les extrémités des membrures 4, 5, 7 et 8. Tous ces éléments 6, 23, 24 et 25 font corps entre eux par tout moyen approprié, par soudure par exemple; l'étrier 12 ainsi monté constitue une butée d'ancrage des deux poutres élémentaires 2 et 3 pour leur mise en précontrainte. En outre, les plaques 24 peuvent être fixées sur les membrures 5 et 8, en particulier par des tiges filetées 29.

[0030] D'une manière analogue, l'aile inférieure 6 du jambage 11 est reliée par deux tirants inclinés 26 à l'étrier d'ancrage 13.

[0031] Ces tirants 23 et 26 aboutissent sensiblement à mi-hauteur des étriers 12 et 13 respectivement.

[0032] Une structure porteuse 1 ainsi constituée est avantageusement précontrainte, afin d'accroître sa charge utile et sa raideur pour une portée déterminée. En d'autres termes, la précontrainte permet d'accroîte la portée de la structure entre ses appuis extrêmes, dans les conditions habituelles d'utilisation.

[0033] A cet effet, les poutres élémentaires 2 et 3 sont fabriquées pour présenter, en intervenant sur le façonnage de leur âme et l'enfoncement de celle-ci dans leurs membrures, une légère flèche vers le haut au repos. Puis, deux poutres élémentaires étant assemblées côte à côte, leur tige sous-jacente 21 est tendue en vissant les écrous extrêmes 22.

[0034] Dans un exemple particulier, la structure porteuse 1 présente une longueur de 18 m, une hauteur de 420 mm et une largeur de 245 mm. Elle est constituée par deux poutres élémentaires 2 et 3 dont les membrures ont une section de 61  ×  122 mm et l'âme est en acier galvanisé d'épaisseur 0,5 mm avec des ondulations d'amplitude 95 mm et de flèche totale 19 mm. Les bords dentés de cette âme sont encastrés de 20 mm dans les membrures. Après façonnage et encastrement de l'âme, la structure porteuse présente une flèche vers le haut de 90 mm. La tige sous-jacente 21 est alors tendue pour que la flèche atteigne 130 mm.

[0035] La précontrainte consiste ensuite à poser la structure porteuse 1 sur appuis et à la charger pour qu'elle se déforme vers le bas et revienne après déchargement sensiblement à la flèche initiale.

[0036] Dans l'exemple précité, la structure 1 est posée symétriquement (figure 7) sur deux appuis 27 distants de d = 6 m, L étant égal comme cela est déjà indiqué à 18 m. Deux palonniers 28 représentant chacun une charge C = 2,112 t uniformément répartie sur une longueur l = 4 m sont déposés sur la structure 1 symétriquement par rapport aux appuis correspondants 27. La flèche est alors de 50 mm. Après soulèvement des palonniers, la flèche remonte à 98 mm. Lors d'un deuxième essai avec ces palonniers, la flèche est de 50 mm sous charge et de 98 mm à vide, ce qui montre que la précontrainte est stabilisée.

[0037] Bien entendu, les mêmes moyens peuvent être mis en oeuvre si la structure ne comporte qu'une seule poutre élémentaire ou si elle en comporte plus de deux. Par ailleurs, le nombre de tiges sous-tendues n'est pas limité à un, mais peut être supérieur.

[0038] Suivant la deuxième forme de réalisation de la structure illustrée par les figures 8 à 11, la structure 30 est constituée par deux morceaux symétriques 31 et 32.

[0039] Le morceau 31 comporte trois poutres élémentaires 33 à 35 (figures 9 à 16) dont les membrures supérieures en bois 36 à 38 sont reliées aux membrures inférieures en bois 39 à 41 par des âmes dentées 42 à 44 en tôle métallique ondulée. Les poutres latérales 33 et 35 ayant une longueur L, la médiane 34 présente une longueur 3/2 L et dépasse donc de ces poutres latérales de la moitié de leur longueur.

[0040] A leur extrémité libre commune, les trois poutres 33 à 35 sont réunies par un étrier 12 dont la plaque transversale 25 bute contre cette extrémité et dont les plaques latérales 24 font corps avec des tirants inclinés 23. Dans l'exemple représenté, l'étrier 12 est fermé par une plaque supérieure 45 et une plaque inférieure 46 afin de constituer un boîtier coiffant ladite extrémité qui est rigidifiée au moyen de cales en bois 47 entretoisant les membrures 33 à 38 de part et d'autre des âmes ondulées 42 à 44.

[0041] A leur extrémité opposée, les poutres latérales 33 et 35 sont réunies entre elles et avec la poutre médiane 34 par un jambage 10. Ce jambage comporte une semelle supérieure 14, un montant 15 et une aile inférieure 16 faisant corps entre eux par soudure par exemple, l'aile 16 faisant corps également avec les tirants 23. La semelle 14 est un profilé en U s'emboîtant sous les membrures inférieures 39 à 41 et s'étendant à cheval à mi-longueur sur l'extrémité des membrures 39 et 41. Un autre profilé en U 48 est emboîté sur les membrures supérieures 36 à 38 et s'étend en regard de la semelle 14, c'est-à-dire à cheval à mi-longueur sur l'extrémité des membrures 36 et 38. Des cales 49 entretoisent les membrures 36 à 41 de part et d'autre des âmes ondulées 42 à 44 et des tiges filetées 18 coopérant avec des écrous 19 relient les membrures supérieures 36 à 41 aux membrures inférieures 42 à 44, ces cales et tiges étant disposées près de l'extrémité des profilés 14 et 48 coiffant toutes les membrures.

[0042] Le montant 15 est un profilé dont les ailes latérales sont reliées par un méplat 20 de façon que l'extrémité inférieure dudit montant forme un caisson-arrêtoir pour l'extrémité filetée correspondante d'une tige 21 coopérant avec un écrou 22, cette tige constituant un élément tendeur sous-jacent pour la structure 30.

[0043] Le morceau 32 comporte trois poutres élémentaires 50 à 52 (figures 9 à 11) ayant la même constitution que les poutres 33 à 35. Les poutres latérales 50 et 52 ayant une longueur L, la poutre médiane 51 présente une longueur 3/2 L et dépasse donc de ces poutres latérales de la moitié de leur longueur.

[0044] A leur extrémité libre commune, les trois poutres 50 à 52 sont réunies par un étrier-caisson 13 symétrique à l'étrier-caisson 12, mais identique à celui-ci quant à sa constitution.

[0045] A leur extrémité opposée, les poutres latérales 50 et 52 sont réunies entre elles et avec la poutre médiane 51, par un jambage 11 symétrique au jambage 10, mais identique à celui-ci quant à sa constitution.

[0046] Le caisson 13 est relié au jambage 11 par des tirants inclinés 26.

[0047] Outre les morceaux 31 et 32, la structure 30 comporte (figures 9 à 11) deux poutres latérales intermédiaires 53 et 54, l'élément tendeur sous-jacent 21 et un dispositif de fixation médian 55.

[0048] Les poutres latérales intermédiaires 53 et 54 sont identiques aux poutres latérales 33 et 35, 50 et 52 des morceaux 31, 32 respectivement. La poutre latérale intermédiaire 53 comporte deux membrures 56 et 57 reliées par une âme ondulée 58 et entretoisées près de leurs extrémités par des cales 59 (figure 10). La poutre latérale intermédiaire 54 comporte également deux membrures 60 et 61 reliées par une âme ondulée 52 et entretoisées près de leurs extrémités par des cales 63 (figure 12). Les poutres médianes 34 et 51 des morceaux 31 et 32 sont entretoisées près de leurs extrémités voisines, par des cales 64 (figure 10) et les poutres latérales intermédiaires 53 et 54 sont entretoisées, en leur milieu, par des cales 65 et 66.

[0049] Lors du rapprochement des morceaux 31 et 32, les poutres latérales intermédiaires 53 et 54 sont appliquées contre les poutres médianes 34 et 51 et leurs extrémités sont engagées entre les profilés en U 14 et 48 des jambages 10 et 11 jusqu'à ce que les poutres latérales intermédiaires 53 et 54 butent contre les poutres latérales 33 et 35 du morceau 31 et respectivement les poutres latérales 50 et 52 du morceau 32, tandis que les poutres médianes 34 et 51 de ces morceaux butent l'une contre l'autre.

[0050] A l'endroit de chacun des jambages 10 et 11, les écrous 19 sont serrés sur les tiges filetées 18 passant entre les cales 49 et d'autres écrous 67 sont serrés sur des tiges filetées 68 passant entre les cales 59 et 63.

[0051] Le dispositif de fixation médian 55 est alors mis en place. Il comprend un profilé en U supérieur 69 et un profilé en U inférieur 70 emboîtés sur les membrures des poutres 53, 34 et 51, 54 au droit des cales 65, 64, 66 et reliées par des tiges filetées 71 avec écrous 72.

[0052] La structure porteuse de cette deuxième forme de réalisation selon les figures 8 à 17 étant ainsi montée, il s'agit de la charger pour la précontraindre. Le chargement est réalisé comme pour la première forme de réalisation.

[0053] Dans l'exemple représenté, la longueur L de la structure est de 36 m, la longueur L/3 des poutres 33 et 35, 53 et 54, 50 et 52 est de 12 m, la distance d des appuis 27 de la structure est de 11,20 m, chaque charge C est de 5,4 t uniformément répartie sur une longueur de l = 8 m.

[0054] Avant chargement, la flèche vers le haut de la structure montée est de 210 mm. Lorsque la tige sous-jacente 21 est tendue, la flèche croît et atteint 280 mm. Après chargement, la flèche décroît et devient égale à 90 mm. Après déchargement, la flèche remonte à 256 mm.

[0055] La précontrainte ainsi obtenue est stabilisée puisque, si l'on procède à un deuxième chargement, la flèche atteint à nouveau 90 mm et, après déchargement, revient à vide à 256 mm.

[0056] La structure est alors démontée et ses composants transportés jusqu'au chantier. Il s'agit des deux morceaux 31 et 32 de 18 m, des poutres intermédiaires 53 et 54 de 12 m, la tige 21 de 12 m et le dispositif de fixation médian 55.

[0057] Le transport peut évidemment s'effectuer sans difficulté majeure.

[0058] Sur le chantier, les composants sont remontés et la tige sous-jacente 21 tendue avec la même force. La structure présente alors au repos sa flèche de 256 mm et se retrouve précontrainte.

[0059] Bien entendu, la structure porteuse peut encore être plus longue et transportable en morceaux de longueurs limitées, tout en restant précontrainte après remontage sur le chantier.

[0060] Le schéma de la figure 18 illustrant la troisième forme de réalisation montre une telle structure allongée. Elle comporte trois morceaux constitués par les deux morceaux extrêmes 31 et 32 précités et par un troisième morceau 73. Ce troisième morceau intermédiaire 73, de même longueur que les morceaux extrêmes, comporte une poutre médiane 74 faisant corps avec deux poutres latérales 75 et 76. Ces poutres latérales 75 et 76 ont la longueur des poutres médianes 34 et 51 des morceaux 31 et 32, tandis que la poutre médiane 74 présente la longueur de la partie dépassante desdites poutres médianes 34 et 51. Lorsque la structure porteuse est assemblée, le morceau 73 est intercalé entre les morceaux 31 et 32, de façon que les poutres latérales 33, 75 et 50 se prolongent, les poutres médianes 34, 74 et 51 se prolongent et les poutres latérales 35, 76 et 52 se prolongent. La structure est alors composée de trois morceaux 31, 73 et 32 de 18 m et sa longueur totale est de 42 m. Dans cet état monté, les dispositifs de fixation, analogues à celui 55 de la deuxième forme de réalisation, sont mis en place à cheval sur les bouts de la poutre médiane 74 du morceaux intermédiaire 73, tandis que les dispositifs de fixation des jambages 10 et 11 sont mis en place à cheval sur les bouts des poutres médianes 34 et 51 des morceaux extrêmes 31 et 32.

Revendications

1. Structure porteuse pour la construction de salles polyvalentes, telles que des gymnases, des salles de tennis, des ateliers-relais, des usines..., comprenant au moins une poutre élémentaire (2, 3, 33 à 35; 50 à 52, 53, 54 ou 74 à 76) constituée par deux membrures en bois (4, 5; 7, 8) reliées par une âme en tôle métallique ondulée (9) dont les bords dentés sont enfoncés à force dans lesdites membrures,
caractérisée:

― en ce qu'elle comporte un élément tendeur sous-jacent (21) s'étendant sous la ou les membrures inférieures (5, 8, 39 à 41, 57, 61) de la poutre élémentaire et parallèlement à celles-ci, entre deux jambages descendants intermédiaires (10, 11), ces jambages faisant corps avec ladite structure porteuse et étant reliés aux extrémités (12, 13) de cette structure par des tirants inclinés (23, 26),

― et en ce que la structure est fabriquée pour présenter au repos une légère flèche vers le haut, son élément sous-jacent est tendu après montage pour accroître la flèche initiale et ladite structure est ensuite chargée pour générer une précontrainte, puis déchargée pour revenir sensiblement à sa flèche initiale, de sorte que la structure sous-tendue ainsi précontrainte se trouve raidie à la flexion et stabilisée au moins au déversement par rapport à la même structure non sous-tendue.

2. Structure porteuse selon la revendications 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux poutres élémentaires (2, 3) dont les membrures supérieures (4, 7) et inférieures (5, 8) s'étendant sur toute la longueur de la structure sont juxtaposées et réunies notamment par les moyens de fixation des deux jambages descendants intermédiaires (10, 11) et ceux des extrémités des tirants inclinés (23, 26).

3. Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour rendre possible son transport par les voies de communication:

― la structure est en au moins deux morceaux (31, 32) comprenant chacun trois poutres (33 à 35, 50 à 52) dont la poutre médiane (34, 51) dépasse les deux poutres latérales (33 et 35; 50 et 52), ces trois poutres étant réunies notamment, à leur extrémité libre commune, par le moyen de fixation (12, 13) des tirants inclinés (23, 26) faisant corps avec le jambage correspondant (10 11) et, à leur extrémité opposée, par le moyen de fixation (14, 48) de ce jambage disposé à cheval sur le bout des poutres latérales,

― la structure comporte également deux poutres latérales intermédiaires (53, 54; 75, 76) destinées à être raboutées avec les poutres latérales (33, 50, 35, 52) desdits morceaux (31, 32) lorsque les poutres médianes (34, 51) de ceux-ci sont elles-mêmes raboutées, toutes ces poutres raboutées se recouvrant et étant réunies entre elles, notamment par le moyen de fixation (14, 48) des jambages des deux morceaux,

― la structure est montée en usine avec les deux morceaux (34, 51), les deux poutres latérales intermédiaires (53, 54; 75, 76) et l'élément tendeur sous-jacent (21), puis tendue, chargée et déchargée de façon que la précontrainte soit opérée, enfin, les composants précités de la structure sont démontés, transportés et remontés sur le chantier, ladite structure se retrouvant précontrainte.

4. Structure porteuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les poutres médianes (34, 51) des deux morceaux (31, 32) qui dépassent des poutres latérales (33, 35, 50, 52) de la moitié de leur longueur sont raboutées entre elles lorsque les poutres latérales indépendantes (53, 54) le sont avec celles (33, 35, 50, 52) desdits morceaux, un moyen de fixation supplémentaire (55) réunissant au milieu de la structure les poutres médianes des morceaux, entre elles et avec les poutres latérales indépendantes.

5. Structure porteuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les poutres latérales indépendantes (75, 76) constituent un troisième morceau (73) avec une poutre médiane (74) de longueur sensiblement égale au tiers de celle d'un morceau extrême, des moyens de fixation des trois poutres étant prévus à cheval sur les bouts de la poutre médiane pour assurer la fixation d'ensemble lorsque les poutres médianes des trois morceaux sont raboutées en même temps que les poutres latérales.

6. Structure porteuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque jambage (10; 11) est une pièce métallique profilée dont l'extrémité haute fait corps avec une semelle en U (14) emboîtée sur les deux membrures inférieures (5, 8) des poutres élémentaires (2, 3) et reliée aux membrures supérieures (4, 7) par des organes de fixation (18), tandis que l'extrémité basse de la pièce métallique comporte un arrêtoir (20) traversé par une tige (21) qui forme l'élément sous-jacent précité et dont l'extrémité saillante filetée correspondante est vissée dans un écrou (22) pour former en coopérant avec l'arrêtoir un tendeur, cette extrémité basse de ladite pièce faisant corps avec une aile (16) sensiblement horizontale sur laquelle est fixé au moins un tirant (23).

7. Structure porteuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque jambage (10; 11) est relié, par deux tirants inclinés (23; 26) s'étendant sur les côtés des poutres élémentaires (2, 3), à un étrier (12; 13) coiffant l'extrémité la plus proche de celles-ci et constituant une butée d'ancrage pour les membrures lors de la mise en précontrainte.

8. Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur (h) des jambages (10, 11) est sensiblement égale au 1/20 de la portée (p) de la structure.

9. Structure porteuse selon la revendication 8, caractérisée en ce que les jambages (10, 11) sont disposés symétriquement par rapport au milieu de ladite structure et sont distants (d) les uns des autres sensiblement des 4/10 de la longueur (L) de la structure.

10. Structure porteuse selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que chaque tirant (23; 26) est fixé sur la plaque extrême (24) correspondante de la structure sensiblement à mi-hauteur de cette structure.

11. Structure porteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pour la précontrainte, elle est posée sur deux appuis (27) divisant sa longueur (L) en trois parties sensiblement égales et reçoit une charge (C) uniformément répartie de part et d'autre de chaque appui et s'étendant sur sensiblement 1/5 de la longueur de la structure.

Ansprüche

1. Tragstruktur für den Aufbau von Mehrzweckhallen, wie Turnhallen, Tennishallen, Werkstätten, Fabriken..., mit wenigstens einem Elementarbalken (2, 3; 33-35; 50-52, 53, 54 oder 74-76), gebildet aus zwei Gurtungen aus Holz (4, 5; 7, 8), die durch einen Steg aus gewelltem Metallblech (9) verbunden sind, dessen gezahnte Ränder unter Kraft in die Gurtungen eingesteckt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß sie ein darunterliegendes Spannelement (21) aufweist, das sich unter der oder den unteren Gurtungen (5, 8; 39-41, 57, 61) des Elementarbalkens und parallel zu diesem erstreckt, zwischen zwei abfallenden Zwischenschenkeln (10, 11), wobei die Schenkel einen Körper mit der Tragstruktur bilden und mit den Enden (12, 13) dieser Struktur mittels geneigten Klammern (23, 26) verbunden sind,

daß die Struktur hergestellt wird, um in Ruhestellung einen leichten Pfeil nach oben zu bilden, wobei ihr darunterliegendes Element nach der Montage gespannt wird, um den Ausgangspfeil zu vergrößern, und die Struktur danach belastet wird, um eine Vorspannung zu erzeugen, sodann entlastet, um im wesentlichen zu dem Ausgangspfeil zurückzukommen, derart, daß die so vorgespannte verspannte Struktur durchfederungsversteift ist, und wenigstens gegenüber Kippen bezüglich derselben nicht verspannten Struktur stabilisiert ist.

2. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Elementarbalken (2, 3) aufweist, deren obere (4, 7) und untere (5, 8) Gurtungen, die sich über die gesamte Länge der Struktur erstrecken, benachbart angeordnet und insbesondere durch Festlegungseinrichtung der beiden abfallenden Zwischenschenkel (10, 11) und jener der Enden der geneigten Klammen (23, 26) verbunden sind.

3. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, um ihr ihren Transport über die Verbindungswege möglich zu machen:

die Struktur aus wenigstens zwei Teilen (31, 32) gebildet ist, die jeweils drei Balken (33-35, 50-52) aufweisen, deren Mittelbalken (34, 51) über die beiden Seitenbalken (33 und 35; 50 und 52) hervorsteht, wobei die drei Balken insbesondere an ihrem freien gemeinsamen Ende mittels der Befestigungseinrichtung (12, 13) der geneigten Klammern (23, 26) zusammengehalten werden und an ihrem anderen Ende mittels der Festlegeeinrichtung (14, 48) dieser Schenkel rittlings auf dem Ende der seitlichen Balken gesetzt ist,

die Struktur ebenfalls zwei seitliche Zwischenbalken (53, 54; 75, 76) aufweist, die dazu bestimmt sind, an die seitlichen Balken (33, 50, 35, 52) der Stücke (31, 32) angesetzt zu werden, wem die Mittelbalken (34, 51) im wesentlichen selbst angesetzt sind, wobei alle dieser angesetzten Balken sich überdecken und untereinander verbunden sind, insbesondere durch die Festlegungseinrichtung (14, 48) der Schenkel und der beiden Teile,

die Struktur vermontiert wird, wobei die beiden Teile (34, 51) die beiden seitlichen Zwischenbalken (53, 54; 75, 76) und das darunterliegende Spannelement (21) montiert, sodann gespannt, belastet und entlastet werden, derart, daß die Vorspannung aufgebaut wird, schließlich die vorgenannten Komponenten der Struktur demontiert, transportiert und auf die Baustelle gebracht werden, wobei sich die Struktur in vorgespanntem Zustand befindet.

4. Tragstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelbalken (34, 51) der beiden Teile (31, 32), die über die seitlichen Balken (33, 35, 50, 52) um die Hälfte ihrer Länge hervorstehen, untereinander angesetzt sind, wenn die seitlichen unabhängigen Balken (53, 54) es mit jenen (33, 35, 50, 52) der Teile sind, wobei eine zusätzliche Befestigungseinrichtung (55) in der Mitte der Struktur die Mittelbalken der Teile untereinander und mit den unabhängigen Seitenbalken verbindet.

5. Tragstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängigen seitlichen Balken (75, 76) ein drittes Teil (73) mit einem Mittelbalken (74) bilden, von einer Länge, die im wesentlichen gleich dem Drittel jenes einen Endteils ist, wobei die Befestigungseinrichtungen der drei Balken rittlings an den Enden des Mittelbalkens vorgesehen werden, um die Festlegung der Anordnung sicherzustellen, wenn die Mittelbalken der drei Teile aneinandergesetzt sind, zur gleichen Zeit wie die seitlichen Teile.

6. Tragstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (10; 11) ein profiliertes Metallteil ist, dessen oberes Ende einen Körper bildet mit einer Sohle in U-Form (14), aufgesteckt auf die beiden unteren Gurtungen (5, 8) der Elementarbalken (2, 3) und verbunden mit oberen Gurtungen (4, 7) mittels Befestigungsorganen (18), während das untere Ende des metallischen Teils einen Anschlag (20) aufweist, der von einer Stange (21) durchsetzt wird, die ein darunterliegendes vorgenanntes Element bildet und dessen entsprechendes mit einem Gewinde versehenes vorspringendes Ende in eine Mutter (22) eingeschraubt ist, um mit dem Anschlag zusammenwirkend eine Spanneinrichtung zu bilden, wobei dieses untere Ende des genannten Teils einen Körper mit einem Schenkel (16) bildet, der im wesentlich horizontal verläuft, auf dem wenigstens eine Klammer (23) befestigt ist.

7. Tragstruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (10, 11) mittels zwei geneigten Klammern (23; 26), die sich an den beiden Seiten der Elementarbalken (2, 3) erstrecken, verbunden sind mit einem Bügel (12; 13), der das ihm nächstliegende Ende von jenen überdeckt und einen Ankerungsanschlag für die Gurtungen bei dem Unter-Spannung-Setzen bildet.

8. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Schenkel (10, 11) im wesentlichen gleich 1/20 der Tragweite (p) der Struktur ist.

9. Tragstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (10, 11) symmetrisch bezüglich der Mitte der genannten Struktur angeordnet sind und voneinander (d) im wesentlichen um 4/10 der Länge (L) der Struktur beabstandet sind.

10. Tragstruktur nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klammer (23; 26) auf die entsprechende Endplatte (24) der Struktur befestigt ist, im wesentlichen auf halber Höhe dieser Struktur.

11. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Vorspannen auf zwei Lager (27) gesetzt wird, die ire Länge (L) in drei im wesentlichen gleiche Teile aufteilt und eine beiderseits eines jeden Lagers gleichmäßig verteilte Last (C) aufnimmt und sich im wesentlichen auf 1/5 der Strukturlänge erstreckt.

Claims

1. Support structure for the construction of multi-purpose halls, such as gymnasiums, covered tennis courts, workshops, factories, etc., comprising at least one elementary beam (2, 3; 33 to 35; 50 to 52, 53, 54 or 74 to 76) consisting of two wooden booms (4, 5; 7, 8) connected by a web of corrugated sheet metal (9), the toothed edges of which are driven into the said booms, characterised in that it comprises a subjacent tensioning member (21) extending below the bottom boom or booms (5, 8; 39 to 41, 57, 61) of the elementary beam and parallel thereto, between two intermediate descending jambs (10, 11), these jambs being an integral part of the said support structure and being connected to the ends (12, 13) of this structure by inclined tensioning members (23, 26), and that the structure is designed in such a way that at rest it displays a slight upward deflection, its subjacent member is tensioned after assembly in order to increase the initial deflection and the said structure is then loaded in order to effect pretensioning, then is relieved of load in order to return substantially to its initial deflection, so that the tensioned structure prestressed in this manner is inflexible and displays stability at least to buckling compared to the same structure when non-tensioned.

2. Support structure according to claim 1, characterised in that it comprises at least two elementary beams (2, 3), the top booms (4, 7) and bottom booms (5, 8) of which, extending along the entire length of the structure, are juxtaposed and connected, inter alia, by the fixing means provided on the two intermediate descending jambs (10, 11) and by those provided on the ends of the inclined tensioning members (23, 26).

3. Support structure according to claim 1, characterised in that, for transportation purposes, the structure is made in at least two parts (31, 32) each comprising three beams (33 to 35, 50 to 52), the centre beam (34, 51) of which projects beyond the two lateral beams (33 and 35; 50 and 52), these three beams being connected, inter alia, at their common free end, by the fixing means (12, 13) provided on the inclined tensioning members (23, 26) being an integral part of the corresponding jamb (10, 11) and, at their opposing ends, by the fixing means (14, 48) provided on this jamb straddled across the ends of the lateral beams, the structure also comprises two intermediate lateral beams (53, 54; 75, 76) adapted to be joined end to end to the lateral beams (33, 50, 35, 52) of the said parts (31, 32) when the centre beams (34, 51) thereof are themselves joined end to end, all of these beams joined end to end overlapping one another and being interconnected, inter alia, by the fixing means (14, 48) provided on the jambs of the two parts, the structure is factory-assembled with the two parts (34, 51), the two intermediate lateral beams (53, 54; 75, 76) and the subjacent tensioning member (21), then is tensioned, loaded and relieved of load so as to effect pretensioning, and finally the aforesaid components of the structure are dismantled, transported and reassembled on site, the said structure then being prestressed.

4. Support structure according to claim 3, characterised in that the centre beams (34, 51) of the two parts (31, 32) which project beyond the lateral beams (33, 35, 50, 52) by half their length are joined together end to end when the independent lateral beams (53, 54) are joined end to end to those (33, 35, 50, 52) of the said parts, an additional fixing means (55) connecting the centre beams of the parts to the centre of the structure, to one another and to the independent lateral beams.

5. Support structure according to claim 3, characterised in that the independent lateral beams (75, 76) form a third part (73) with a centre beam (74) having a length substantially equal to a third of that of an end part, fixing means for the three beams being straddled across the ends of the centre beam in order to fix the assembly when the centre beams of the three parts are joined end to end at the same time as the lateral beams.

6. Support structure according to claim 2, characterised in that each jamb (10; 11) is a shaped metal component, the top end of which is an integral part of a U-shaped flange (14) interlocking with the two bottom booms (5, 8) of the elementary beams (2, 3) and connected to the top booms (4, 7) by fixing means (18), while the bottom end of the metal component comprises a stop (20) traversed by a rod (21) which forms the aforesaid subjacent member and the corresponding threaded projecting end of which is screwed into a nut (22) in order to form, cooperating with the stop, a tensioning member, this bottom end of the said component being an integral part of a substantially horizontal flange (16) to which at least one tensioning member (23) is fixed.

7. Support structure according to claim 6, characterised in that each jamb (10; 11) is connected, by means of two inclined tensioning members (23; 26) extending along the sides of the elementary beams (2, 3), to a stirrup (12; 13) covering the closest ends of the latter and forming an anchoring stop for the booms during tensioning.

8. Support structure according to claim 1, characterised in that the height (h) of the jambs (10, 11) is substantially equal to 1/20 of the bearing distance (p) of the structure.

9. Support structure according to claim 8, characterised in that the jambs (10, 11) are disposed symmetrically in relation to the centre of the said structure and are at a distance (d) from one another substantially equal to 4/10 of the length (L) of the structure.

10. Support structure according to claim 8 or claim 9, characterised in that each tensioning member (23; 26) is fixed to the corresponding end plate (24) of the structure substantially half-way up this structure.

11. Support structure according to claim 1, characterised in that, for pretensioning, it is placed on two supports (27) dividing its length (L) into three substantially equal parts and receives a load (C) distributed in a uniform manner on either side of each support and extending over substantially 1/5 of the length of the structure.

Dessins