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Perfectionnements aux poutres, maîtresses-poutres, fermes et autres constructions en charpentes métalliques.
Cette invention se rapporte à des poutres, maîtresses- poutres, fermes et autres constructions en charpentes métalliques analogues du genre comportant une série de membrures ou semelles longitudinales esdacées latéralement et habituellement parallèles, interconnectées par des membranes ou âmes transversales, ces membrures longitudinales et transversales étant constituées par des tiges ou des méplats métalliques. L'invention concerne par- ticulièrement, bien que non exclusivement, des poutres, solives, ou longerons pour la construction de planchers et/ou de plafonds où les espaces entre les solives adjacentes ou autres pièces ana- logues, sont remplis par du béton, habituellement en se servant
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de carreaux, blocs de remplissage ou voussettes.
Lorsqu'''une poutre ou une solive doit être mise en place, par exemple pour supporter un plancher ou un plafond ou en faire partie intégrante, il n'est pas toujours possible de préparer la poutre entière exactement aux dimensions requises avant son transport à pied découvre..Ainsi, ce ne sont pas seulementdes conditions d'exactitude des dimensions, mais encore des difficultés de transport qui rendent préférablede constituer la poutre au moyen de pièces séparées, que l'on assemble sur place aux dimensions voulues.
Toutefois, en assem- blant les barres ou les plats par soudure des joints entre les membrures longitudinales et transversales, on risque tou- jours de couper le métal, partiellement ou complètement; ce Qui laiss un point faible caché, qu'il devient en outre im- possible de déceler dans la suite si l'on effectue entre les poutres ou solives un remplissage de béton qui recouvre définitivement les joints. La présente invention a par consé- quent pour but principal de créer un procédé perfectionne d'assemblage des éléments métalliques entre eux de manière à éviter les difficultés ci-dessus mentionnées.
Suivant l'invention,, on effectue le joint entre une membrure longitudinale ou semelle et une ou plusieurs membrures transversales d'une charpente ou construction métallique du genre ci-dessus spécifié en posant ure partie de la membrure transversale le long de la membrure longitudinale 2 côté de celle- ci, en faisant -casser une bague métallique au-dessus des pièces longitudinales et transversales;
, et en chassant un coin dans l'assemblage de façonà caler les pièces à l'intérieur de la bague. Le coin peut être chassé dans une direction parallèle en substanceà l'axe de la bague, ou à travers la bague dans
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une direction transversale en substance à cet axe.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 montre un mode d'exécution du joint;
Fig. 2 représente le coin en élévation en bout ;
Fig. 3 montre la disposition de la Fig. 1 vue de gauche à droite ;
Fig. 4 est une vue schématique d'une poutre comportant des joints suivant l'invention;
Figs. 5,.6 et 7 sont des vues semblables à celles des Figs. 1 à 3, mais représentant l'un des joints de la.
Fig. 4;
Fig. 8 montre des solives espacées longitudinalement pour l'exécution d'un plancher et d'un plafond ;
Fig. 9 montre en élévation de côté l'assemblage initial des solives;
Fig. 10 est une,coupe verticale suivant la ligne X-X de la Fig. 9 à travers une partie du plancher et du plafond ;
Fig. 11 est une vue semblable à celle de la Fig. 10 mais d'une variante;
Fig. 12 est une coupe représentant une variante du joint, également suivant l'invention ;
Fig. 13 est une vue partielle en éléva.tion de côté d'une varia.nte du raccordement entre les semelles d'une construc- tion suivant l'invention, et
Fig. 14 est une coupe suivant la ligne XIV-XIV de la Fig. 13, mais à une plus grande échelle.
Sur la Fig. l, l'extrémité d'une membrure transversale A qui doit être raccordée à une membrure longitudinale B est repliée perpendiculairement (ou en formant un angle obtus, suivant que la membrure transversale A doit être placée perpen- diculairement ou obliquement par rapport à la membrure B),
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et cette extrémité recouptée lll de la membrure transversale l est disposée le long de la membrure longitudinale B et contre celle-ci. On fait glisser une bague métallique C sur les membrures longitudinale et transversale à l'endroit où elles sont placées côte à côte, et on chasse un coin D (Fig.2) dans la. ba.gue C de manière à caler les membrures longitudinale et transversale A et B à l'intérieur de celle-ci.
Dans ce système, le coin D s'étend en substance parallèlement à l'axe de la, bague C et est creuse longitudinalement en Dl de manière à correspondre à la
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forme des merzbrures longitudinale et transversale A, B ou à. s'adapter 8. ces neJ1Ibrures dans la bague C. Par exemple les mem- brures longitudinale et transversale B et A peuvent présenter la section transversale d'une tige ou d'un fil métallique et les
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di-miensiors ordinairement adoptées pour les armatures m6tallinlles dans les constructions en béton armé, les cannelures D' ménagées dans le coin ayant des courbures correspondant généralement au profil externe de ces tiges ou fils métalliques.
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Lorsque l'invention est appliquée à l'a::;seI:1blaGe d'une poutre comportant deux membrures longitudinales ou longerons B1,
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E2 (Fig. 4.) raccordes entre eux par une série de membrures trans- versables ou des a.-Les dont certaines A2 sont periendiculaires aux longerons 1]1, 32 tandis s aue d'autres A3 sont inclinées par 1'2;)port à ceux-ci, chaque joint comportera j par exemple deux t .F:es..1té 11i':ue3 Pl (Fins, 5 et 7) constituant une -:118:'bru1'e longibudinale ou longeron j l'extr6,.Üté Al (l'lLne rre:Jjrure trans- vo1's"'2.o 1\2 repliée :;er'JerldiclJ1é::irer;wnt au corps de cet1 dernière (cette membrure trar.sver;,él1e s' (tondéTt eryerdiculairF¯:erat r la '11er[:br1))"'0 longitudinale Bel) et l'G=ttré''lltC r'UY7C:
é:1J.tTé' '7c;:1v'ure ,..ircm:;cers81e A3 rel)li{e, pfr exemple à 120 par rapport au corps de celle-ci, cette dernière membrure transversale s'étendant
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suivant un angle de 120 par rapport à la membrure longitudinale Bl.'Le coin D2 présentera alors de préférence une forme d'étoile, c'est-à-dire quatre cannelures D3 comme c'est re- présenté sur la Fig. 6, de-telle sorte que les quatre nervures D4 du coin entre les cannelures D2 sont disposées entre les quatre tiges A2, A3, Bl à l'intérieur de la bague enveloppante
C dans laquelle les tiges sont fermement calées par le coin D2.
On constatera, toutefois, que les cannelures du coin D2 constituent une précaution supplémentaire dont on peut se dispenser, plus particulièrement lorsque le nombre de tiges à l'intérieur.de la bague est pair et que la disposition des . tiges autour du coin est par conséquent symétrique. Ainsi lorsque la disposition comporte quatre tiges à l'intérieur de la bague (par exemple deux tiges constituant la membrure longitudinale et deux tiges formées par les extrémités de deux membrures transversales respectivement) un coin de section cir- culaire chassé axialement dans le système et à l'intérieur des quatre tiges assure un joint suffisamment rigide.
Une poutre complète comprendra au moins deux membrures longitudinales ( comportant chacune une ou plusieurs tiges métalliques) espacées latéralement l'une de l'autre et raccor- dées entre elles par des tiges ou membrures transversales doht les extrémités sont reliées aux deux membrures longitudinales respectivement, de la manière ci-dessus décrite. Toutefois, on comprendra qu'une poutre en faisson peut être assemblée faci- lement d'une manière similaire, dhaque bague entourant deux ou plusieurs tiges ou membrures transversales se raccordant à deux ou plusieurs membrures longitudinales.
Qu'il s'agisse d'une poutre simple, d'une série de poutres interconnectées ou d'une poutre en ca.isson., le tout peut être'assemblé dans les dimensions
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requises à pied d'oeuvre au moyen des matériaux habituellement employés pour les armatures, ces matériaux étant aisément trans- portables et pouvant êfre découpés facilement dans les lon- gueurs voulues. En outre, on supprime entièrement les soudures et les risques d'affaiblissement.
Bien qu'une poutre ou une solive pareille à celle décrite ci-dessus puisse supporter une charge considérable;, l'invention concerne principalement l'assemblage des solives et autres pièces semblables dans la construction des planchers et plafonds.A cet effet., comme le montrent les Figs. 8 à 10, une série de paires de membrures longitudinales El, E2 sont espacées latéralement l'une de l'autre et raccordées entre elles par des membrures transversales F, F1, comme c'est décrit ci-dessus.
Lorsque les extrémités des membrures longitu- dinales inférieures E2, espacées de la quantité voulue, re- posent sur les parois de support ou autre appui G, les extré- mités E3 des membrures longitudinales supérieures El sont interconnectées par des tiges ou des tirants transversaux horizontaux H qui maintiennent les poutres dans la position verticale désirée. Si on le désire les membrures longitudinales inférieures E2 peuvent en même temps être fixées aux appuis pcr des plaques d'ancrage, des fers blats ou des tiges H1.
Une série de carreaux creux, de blocs de remplissage ou de voussettes J sont alors suspendus aux membrures longitudinales inférieures E2 par des goupilles Jl introduites à traversdes oreilles J2 ménagées sur les carreaux J, les goupillas J1 passant au-dessus des membrures longitudinales E2. Les carreaux suspendus J constituent la base du plafond, ces carreaux étant légèrement espacés l'un de l'autre en J3 et présentant de pré- férence une surface rugueuse pour pouvoir retenir le plâtre K
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du plafond appliqué d'en dessous.
On remplit alors d'en haut toute la construction de béton L de manière que les pièces métalliques El, E2, F et Fl, les joints C entre ces pièces et les goupilles Jl auxquelles les carreaux J sont suspendus soient entièrement noyés dans le béton L.
Ainsi, la charpente métallique ou les poutres ne jouent pas seulement le rôle de support initial sur lequel le plancher L et le plafond K sont établis, mais, lorsque le remplissage de béton L a été effectué, elles agissent encore comme pièces d'armature de ce dernier. En outre, la charpente pour supporter le plancher pendant l'assemblage peut elle-même être découpée dans les dimensions voulues @¯pied d'oeuvre ce qui a pour effet non seulement d'augmenter l'exactitude des dimensions mais encore de simplifier le transport et, en même temps, d'économiser les matériaux, étant donné que l'armature métallique ne remplit pas seulement cette fonction mais sert aussi de support initial à la poutre ou la solive pour l'éta- blissement du plancher et du plafond.
En outre, comme on évite les soudures, les risques de points faibles cachés dans les joints sont supprimés, les joints exécutés suivant l'invention étant finalement bloqués du fait quls sont noyés dans le rem- plissage de béton.
Lorsqu'on désire former des cavités dans le plancher ou le plafond, comme c'est décrit ci-dessus, par exemple, dans le but de réduire le poids, on peut poser une série de blocs de remplissage M en forme de U (Fig. Il) sur les carreaux ou blocs de remplissage suspendus J avant que le béton L ne soit coulé. Chaque bloc M en forme de U est placé de manière que les branches Ml de l'U reposent sur les oreilles J2 ménagées sur le carreau ou bloc suspendu correspondant J, de telle sorte
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qu'une ca.vité N est formée entre chaque carreau suspendu J et le bloc de remplissage M en forme de U qui lui est conjugué.
On coule alors le béton L sur les blocs ou carreaux M en forme de U.
On comprendre qu'au lieu de chasser le coin à l'inté- rieur de la bague dans une direction pour ainsi dire parallèle à l'axe de celle-ci-, on peut le chasser à travers une ouverture dans cette bague de manière qu'il s'étende transversalement par rapport à cet axe. Dans une pareille disposition, qui est représentée sur la Fig. 12, la, bague P présente une forne générale elliptique et une ouverture Rl est .ménagée dans un ou chacun de ses grands côtés. Le coin R est alors chasse à travers les ouvertures R1 et entre les tiges Bl A2 A3 situées à l'intérieur de la bague P, de telle sorte que ces tiges sont calées dans celle-ci par le coin R.
Bien qu'un joint sui- vant l'invention supprime effectivement la. nécessité de faire des soudures, on comprendra que des soudures peuvent si on le désire être effectuées sur des éléments soumis à la com- pression. En outre, bien que dans la construction deplancher plus spécialement décrite ci-dessus les carreaux ou blocs de remplissage sont suspendus aux membrures longitudinales inférieures, ces blocs peuvent être portés par les membrures longitudinales supérieures.
Dans la disposition différente représentée sur les Figs. 13 et 14, les tiges SI, S2et S3 constituant les membrures supérieures et inférieures sont raccordées entre elles par des montants sous forme de pièces travaillant à. la compression T soudées aux bagues V. Comme le montre la Fig. 14, l'espace vacant à l'intérieur de chaque bague V par suite de l'omission des -niµces A2 ou F est rempli-par des pièces de remplissage W
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de manière à assurer la symétrie dans chaque bague. Chaque assemblage comportant une pièce de compression T et ses deux bagues V peut ainsi être préfabriqué sous forme de noeud séparé pour faciliter le montage de la charpente sur place.
Dans cette construction, de même que dans celles dé- crites ci-dessus, le coin cannelé X peut être chassé soit lon- gitudinalement comme c'est représenté sur la Fig. 14 soit transversalement comme le montre la Fig. 12 de manière à caler les membrures de poutre S1, S2 et la diagonale S4 fermement dans la bague V. Lorsque deux membrures seulement telles que les membrures de poutre S3 sur la Fig. 13 s'étendent à travers une bague un coin cannelé unique destiné à coopérer avec les deux membrures de poutre peut être introduit comme c'est indiqué en Y sur la Fig. 13.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour assembler une membrure longitudinale à sa membrure transversale conjuguée dans une charpente métallique, du genre comportant une série de membrures longi- tudinales espacées latéralement et interconnectées par des mem- brures transversales, caractérisé en ce qu'une partie de la membrure transversale est posée le long et' à. côté,de la mem- brure longitudinale et qu'une bague métallique est engagée sur les membrures longitudinale et transversale à l'endroit où elles se trouvent côte à côte, un coin étant alors chassé dans l'as- semblage à l'intérieur de la bague de manière à y caler les éléments.
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Improvements to beams, main beams, trusses and other metal frame constructions.
This invention relates to beams, main beams, trusses and other similar metal frame constructions of the kind comprising a series of laterally and usually parallel esdace longitudinal members or flanges, interconnected by transverse membranes or webs, these longitudinal and transverse members being constituted by metal rods or flats. The invention relates particularly, although not exclusively, to beams, joists, or stringers for the construction of floors and / or ceilings where the spaces between adjacent joists or other similar parts are filled with concrete, usually using
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of tiles, infill blocks or arches.
When a beam or joist needs to be placed, for example to support or form an integral part of a floor or ceiling, it is not always possible to prepare the entire beam to exactly the required dimensions before its transport to foot discovers .. Thus, it is not only conditions of exactitude of the dimensions, but also difficulties of transport which make it preferable to constitute the beam by means of separate parts, which one assembles on site to the desired dimensions.
However, by assembling the bars or the plates by welding the joints between the longitudinal and transverse members, there is always a risk of cutting the metal, partially or completely; This leaves a hidden weak point, which furthermore becomes impossible to detect later if a concrete infill is made between the beams or joists, which covers the joints definitively. The main object of the present invention is therefore to create an improved method of assembling the metallic elements together so as to avoid the above-mentioned difficulties.
According to the invention, the joint is made between a longitudinal member or flange and one or more transverse members of a frame or metal construction of the type specified above by placing a part of the transverse member along the longitudinal member 2 next to it, by breaking a metal ring above the longitudinal and transverse pieces;
, and driving a wedge into the assembly so as to wedge the parts inside the ring. The wedge may be driven out in a direction substantially parallel to the axis of the ring, or through the ring in
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a direction substantially transverse to this axis.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 shows an embodiment of the seal;
Fig. 2 shows the corner in end elevation;
Fig. 3 shows the arrangement of FIG. 1 view from left to right;
Fig. 4 is a schematic view of a beam comprising joints according to the invention;
Figs. 5, .6 and 7 are views similar to those of Figs. 1 to 3, but representing one of the joints of the.
Fig. 4;
Fig. 8 shows joists spaced longitudinally for the construction of a floor and a ceiling;
Fig. 9 shows in side elevation the initial assembly of the joists;
Fig. 10 is a vertical section taken along the line X-X of FIG. 9 through part of the floor and ceiling;
Fig. 11 is a view similar to that of FIG. 10 but of a variant;
Fig. 12 is a section showing a variant of the seal, also according to the invention;
Fig. 13 is a partial side elevation view of a variation of the connection between the flanges of a construction according to the invention, and
Fig. 14 is a section taken along the line XIV-XIV of FIG. 13, but on a larger scale.
In Fig. l, the end of a transverse chord A which is to be connected to a longitudinal chord B is bent perpendicularly (or by forming an obtuse angle, depending on whether the transverse chord A is to be placed perpendicular or obliquely to the chord B),
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and this recut end III of the transverse chord l is disposed along the longitudinal chord B and against it. A metal ring C is slid over the longitudinal and transverse members where they are placed side by side, and a wedge D (Fig. 2) is driven out in the. ba.gue C so as to wedge the longitudinal and transverse members A and B inside it.
In this system, the wedge D extends substantially parallel to the axis of the ring C and is longitudinally hollow at Dl so as to correspond to the
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form of longitudinal and transverse merzbrures A, B or à. 8. these neJ1Ibrures in the ring C. For example the longitudinal and transverse members B and A may have the cross section of a rod or a metal wire and the
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di-miensiors ordinarily adopted for metal reinforcements in reinforced concrete constructions, the grooves D 'formed in the corner having curvatures generally corresponding to the external profile of these metal rods or wires.
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When the invention is applied to a ::; seI: 1blaGe of a beam comprising two longitudinal members or longitudinal members B1,
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E2 (Fig. 4.) connected to each other by a series of transverse members or a.-Les, some of which A2 are perpendicular to the side members 1] 1, 32 while others A3 are inclined by 1'2; ) port to these, each joint will include j for example two t .F: es..1té 11i ': ue3 Pl (Fins, 5 and 7) constituting a -: 118:' bru1'e longibudinale or spar j l ' extr6, .Üté Al (the lLne rre: Jjrure trans- vo1's "'2.o 1 \ 2 folded:; er'JerldiclJ1é :: irer; wnt to the body of the latter (this member trar.sver;, el1e s' (mondéTt eryerdiculairF¯: erat r la '11er [: br1)) "' 0 longitudinal Bel) and l'G = ttré''lltC r'UY7C:
é: 1J.tTé '' 7c;: 1v'ure, .. ircm:; cers81e A3 rel) li {e, pfr example at 120 relative to the body thereof, the latter transverse member extending
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at an angle of 120 with respect to the longitudinal member B1. The corner D2 will then preferably have a star shape, that is to say four splines D3 as shown in FIG. 6, so that the four ribs D4 of the corner between the ribs D2 are arranged between the four rods A2, A3, Bl inside the enveloping ring
C in which the rods are firmly wedged by the corner D2.
It will be noted, however, that the grooves of the corner D2 constitute an additional precaution which can be dispensed with, more particularly when the number of rods inside the ring is even and the arrangement of. rods around the corner is therefore symmetrical. Thus when the arrangement comprises four rods inside the ring (for example two rods constituting the longitudinal member and two rods formed by the ends of two transverse members respectively) a wedge of circular section driven axially in the system and at the interior of the four rods ensures a sufficiently rigid seal.
A complete beam will include at least two longitudinal members (each comprising one or more metal rods) spaced laterally from one another and connected to each other by transverse rods or members whose ends are connected to the two longitudinal members respectively, in the manner described above. However, it will be understood that a box beam can be easily assembled in a similar manner, with each ring surrounding two or more rods or cross members connecting to two or more longitudinal members.
Whether it is a single beam, a series of interconnected beams or a cast beam, it can all be assembled in dimensions.
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required on the job by means of the materials usually employed for reinforcements, these materials being easily transportable and can be easily cut to the desired lengths. In addition, welding and the risk of weakening are completely eliminated.
Although a beam or joist like the one described above can withstand a considerable load ;, the invention is primarily concerned with the assembly of joists and other similar parts in the construction of floors and ceilings., Such as shown in Figs. 8 to 10, a series of pairs of longitudinal members El, E2 are laterally spaced from one another and connected to each other by transverse members F, F1, as described above.
When the ends of the lower longitudinal chords E2, spaced apart by the desired quantity, rest on the support walls or other support G, the ends E3 of the upper longitudinal chords El are interconnected by horizontal rods or cross ties H which keep the beams in the desired vertical position. If desired, the lower longitudinal chords E2 can at the same time be fixed to the pcr supports of the anchor plates, bladed bars or H1 rods.
A series of hollow squares, filling blocks or J archs are then suspended from the lower longitudinal chords E2 by pins Jl introduced through J2 ears made on the J tiles, the pins J1 passing above the longitudinal chords E2. The suspended tiles J form the base of the ceiling, these tiles being slightly spaced from each other at J3 and preferably having a rough surface to be able to retain the plaster K
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of the ceiling applied from below.
The entire construction is then filled with concrete L so that the metal parts El, E2, F and Fl, the joints C between these parts and the pins Jl from which the tiles J are suspended are entirely embedded in the concrete L .
Thus, the metal frame or beams not only play the role of the initial support on which the floor L and the ceiling K are established, but, when the concrete filling L has been carried out, they still act as reinforcing pieces of this last. In addition, the frame to support the floor during assembly can itself be cut to the desired dimensions @ ¯ foot of work which has the effect not only of increasing the accuracy of the dimensions but also of simplifying transport. and, at the same time, to save materials, since the metal reinforcement not only fulfills this function but also serves as the initial support for the beam or joist for the establishment of the floor and ceiling.
In addition, since the welds are avoided, the risks of weak points hidden in the joints are eliminated, the joints made according to the invention being finally blocked because they are embedded in the concrete infill.
When it is desired to form cavities in the floor or ceiling, as described above, for example, in order to reduce the weight, a series of U-shaped M filler blocks can be laid (Fig. . II) on suspended tiles or fill blocks J before concrete L is poured. Each U-shaped block M is placed so that the branches M1 of the U rest on the ears J2 formed on the corresponding tile or suspended block J, so
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that a cavity N is formed between each suspended tile J and the U-shaped filling block M which is conjugated to it.
The concrete L is then poured onto the U-shaped blocks or tiles M.
It will be understood that instead of driving out the wedge inside the ring in a direction so to speak parallel to the axis thereof, it can be driven out through an opening in this ring so that 'it extends transversely with respect to this axis. In such an arrangement, which is shown in FIG. 12, the ring P has a general elliptical shape and an opening Rl is .ménagée in one or each of its long sides. The wedge R is then driven out through the openings R1 and between the rods B1 A2 A3 located inside the ring P, so that these rods are wedged therein by the wedge R.
Although a seal following the invention effectively eliminates the. need to make welds, it will be understood that welds can if desired be carried out on elements subjected to compression. Further, although in the floor construction more specifically described above the tiles or filler blocks are suspended from the lower longitudinal chords, these blocks can be carried by the upper longitudinal chords.
In the different arrangement shown in Figs. 13 and 14, the rods SI, S2et S3 constituting the upper and lower chords are connected together by uprights in the form of parts working at. compression T welded to the rings V. As shown in Fig. 14, the space vacant inside each V-ring as a result of omitting -nips A2 or F is filled-by fillers W
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so as to ensure symmetry in each ring. Each assembly comprising a compression piece T and its two V rings can thus be prefabricated in the form of a separate node to facilitate assembly of the frame on site.
In this construction, as in those described above, the fluted wedge X can be driven out either lengthwise as shown in FIG. 14 or transversely as shown in FIG. 12 so as to wedge the beam chords S1, S2 and the diagonal S4 firmly in the ring V. When only two chords such as the beam chords S3 in Fig. 13 extend through a ring a single fluted wedge intended to cooperate with the two beam chords can be introduced as indicated at Y in FIG. 13.
CLAIMS
1.- A method of assembling a longitudinal member to its mating transverse member in a metal frame, of the type comprising a series of longitudinal members spaced laterally and interconnected by transverse members, characterized in that a part of the member transverse is laid along and 'to. side, of the longitudinal member and that a metal ring is engaged on the longitudinal and transverse members where they lie side by side, a wedge then being driven into the assembly within the ring so as to wedge the elements there.