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POUTRELLES EN BOIS.
La présente invention se rapporte à certaines constructions de poutrelles en bois formées d'une âme en planches croisées diagonalement et de lattes de bois formant ailes ou de bandes ou de barres d'encadrement fixées aux bords de l'àme par clouage.
, Suivant une construction bien connue, les lattes formant les ailes sont en bois de conzuction codinein massif qu'on peut se procurer normalement en longueurs relativement réduites. Lorsqu'on utilise des clous ordinaires et qu'on place ces clous de façon assez rapprochée, ce qui est souvent nécessaire pour des poutrelles très chargées du type précité, on court le risque que les rangées de clous fendent les lattes et entraînent une réduction considérable de la résistance de la poutrelle. Ce risque est partiouliérement dü au fait que, dans les poutrelles de grande longueur,les lattes formant les ailes doivent être rallongées en joignant d'autres segments de lattes par clouage en utilisant des pièces de joint placées à l'extérieur du joint.
Dans ce cas, on doit recourir à un clouage particulièrement serré et utiliser des clous ou pointes longs et généralement lourds.
Le but principal de la présente invention est d'éliminer cet inconvénient en procurant un moyen de fabriquer des poutrelles solides de grandes dimensions, de façon très simple, tout en évitant en même temps les joints à recouvrement peu esthétiques dans les lattes d'aile. L'invention se rapporte à un type de poutrelle dans lequel chaque aile est constituée de deux ou plusieurs couches de planches (par exemple de 1 pouce (25 mm) d'épaisseur environ), collées ensemble suivant des plans verticaux et dans lequel ces ailes sont disposées par paires de part et d'autre d'une âme constituée d'au moins deux couches de planches diegonalement croises.
Suivant une caractéristique de l'invention, les ailes sont fixées à l'âme par des clous tréfilés dont le diamètre ou le côté est réduit relativement à la longueur des clous par rapport aux clous actuellement utilisés dans le même but. De
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préférence, l'épaisseur des¯clous ne dépasse pas l/30e ou, dans des cas extrêmes, 1/25e de leur longueur. Le diamètre .maximum d'un clou est par exemple 0,25 pouce à 0,30 pouce (6 à 8 mm env.).
Les planches de chaque couche de planches des ailes sont join- tes longitudinalement par des joints colles ohliques, à crochet ou analogues. Ces joints sont disposés dans le sens longitudinal des ailes relativement aux joints des couches voisines de planches pour que tous les joints d'une même aile soient répartis avec une uniformité approximative dans le sens longi- tudinal de l'aile. Les clous servant à attacher les ailes à l'âme de la pou- trelle sont aussi répartis uniformément dans le sens longitudinal dé l'aile.
De cette façon, les clous transmettent la charge d'une couche à l'autre et constituent également un facteur de sécurité supplémentaire pour les couches individuelles de planches formant les ailes si le collage entre ces couches ou entre les joints ne remplissait pas sa fonction. Finalement, les clous servent également à transmettre toutes les forces qui se créent entre les ailes et l'âme et entre les planches de l'âme.
Lorsqu'on utilise du bois de construction d'une résistance à la fission limitée, les poutrelles dont les ailes sont clouées suivant l' invention n'ont pratiquement aucune tendance à se fendre même lorsque les clous sont relativement rapprochés dans les ailes. Elles peuvent donc être chargées de manière à mettre pleinement à profit*la résistance du bois uti- lisé. Ceci est dû à la coopération de plusieurs circonstances.
En premier lieu, les ailes proprement dites acquièrent en elles-mêmes une résistance considérable à la fission lorsqu'on colle ensemble plusieurs couches diffé- rentes de planches l'une à l'autre, parce que les fibres des différentes couches de planches ne sont jamais complètement parallèles mais se recroi- sent mutuellement sous un certain angle de façon que les fibres d'une couche "bloquent" les fibres de l'autre. Les ailes acquièrent ainsi une résistance considérablement plus grande et une tendance à la fission moins marquée que les bois de construction ordinaires. En second lieu, les planches formant l'âme et formant un angle avec l'aile contribuent à augmenter la résistance des ailes à la fission.
Les parties de l'âme se trouvant entre les paires opposées d'ailes ne sont toutefois pas bloquées de la même manière que les ailes en combinant plusieurs couches. La fission des planches de l'àme peut cependant être empêchée, suivant l'invention, en disposant soigneuse- ment les planches des panneaux disposées en diagonale l'une contre l'autre sans aucun espace entre les différentes planches, et enclouant à travers l'aile d'un côté de l'âme puis à travers les deux panneaux de planches dia- gonales et finalement dans l'aile de l'autre coté de l'âme.
Les ailes s'é- tendant dans le sens longitudinal de la poutrelle,qui sont collées ensem- ble par des couches verticales de planches bloquent de cette manière les planches des panneaux disposées en diagonale placées l'une contre l'autre et s'opposent ainsi à la fission des planches de l'âme.
L'emploi de clous relativement minces par rapport à leur lon- gueur pour les ailes assure également une augmentation remarquable de la résistance à la fission des sections de bois clouées de part en part ou, vice-versa, les planches peuvent être clouées de façon beaucoup plus rap- prochée. Cette possibilité procure à son tour une augmentation correspondan- te de la capacité de support et de la résistance de la poutrelle.
Dans les clous tréfilés ordinaires de section ronde, la dimen- sion transversale augmente généralement avec la longueur du clou et cette di- mension transversale est si grande dans les longueurs de clous convenant pour clouer les ailes que les clous ont tendance, spécialement dans des bois durs et résistants, à fendre le bois lorsque les clous sont très rapprochés.
A titre d'exemple, les clous tréfilés ordinaires ronds d'une longueur de 6 pouces (15 cm) ont une dimension transversale de 0,26 pouce (6,5 mm) et les clous ronds tréfilés ordinaires de 8 pouces (20 cm) de longueur ont une dimension transversale de 0,33 pouce (s,5 mm), tandis que pour les poutrel- les clouées suivant l'invention, la dimension transversale la mieux appro-
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priée pour des clous de 6 pouces n'est que de 0,20 pouce (5 mm) environ et la dimension transversale correspondante pour des clous de 8 pouces est
0,24 pouce (6 mm) environ. On a trouvé que cette dernière dimension trans- versale ne doit pas être sensiblement augmentée même si on utilise des clous encore plus longs que 8 pouces.
Si les ailes dé la poutrelle sont re- liées à l'âme à l'aide de tels clous minces relativement à leur longueur, le risque de fission est réduit et la capacité de support augmente dans une mesure considérable. On a trouvé en outre qu'en utilisant des clous d'un seul et même nombre par unité de poids, et par conséquent des clous d'un même prix, la capacité de support de l'ensemble cloué augmente, sans tenir compte du risque de fission à mesure que la dimension transversale du clou diminue. Le clouage suivant l'invention avec des clous particuliè- rement minces relativement à leur longueur procure donc des avantages cer- tains à différents points de vue.
Un but de l'invention est également d'apporter de nouvelles améliorations de la résistance à la fission des parties de la poutrelle clouées de part en part en effectuant le clouage d'une manière déterminée.
Dans cette forme de l'invention, le clouage entre les ailes et l'âme est effectué en rangées longitudinales dont le nombre peut être augmenté avec la largeur des ailes. Les clous d'une rangée déterminée sont placés alter- nativement de part et d'autre de la ligte théorique définissant la rangée, à une petite distance de cette ligne dans le sens transversal de l'aile et les clous d'une rangée sur deux sont déplacés d'une distance correspondant approximativement â la moitié de l'espace entre les rangées dans le sens longitudinal de l'aile par rapport aux clous des rangées adjacentes.
Cet arrangement procure divers avantages. D'une part, le placement géométriquement simple, et bien défini des clous facilite une construction et une fabrication rationnelles de la poutrelle et d'autre part, les clous ne peuvent former de rangées favorisant la fission dans une direction quelconque.
Finalement, dans un clouage suivant cette disposition, les clous des ages ne peuvent se placer en rangées obliques coïncidant avec les joints entre les planches de l'âme, quel que soit l'ordre de grandeur de l'écartement des clous. C'est là un facteur très important parce que sans cela un grand nombre de clous pourraient pénétrer dans le joint entre deux planches voisines de l'âme et être plus ou moins inutiles, entraînant ainsi une réduction de la résistance de la poutrelle.
Un autre but de l'invention est d'effectuer le clouage à l'aide de clous tréfilés dits rainurés, en une matière d'une résistance relativement élevée. On a trouvé que les clous de ce type ont une tendance plus faible à fendre le bois que les clous ordinaires de section transversale carrée ayant les mêmes dimensions d'une arête à l'autre. Ceci se vérifie également dans une mesure encore plus forte pour les clous tréfilés ronds de la même capacité de support. Les rainures déterminent aussi un renforcement des clous aux quatre angles et procurent ainsi une plus grande rigidité pour une même consommation de matière.
Les mêmes remarques s'appliquent à l'emploi d'une matière de grande résistance, On peut obtenir une résistance particulièrement élevée des poutrelles suivant l'invention si les clous utilisés ont de faibles dimensions d'une arête à l'autre mais sont aussi rigides et aussi résistants que possible aux déformations lorsqu'ils sont soumis à des charges s'exerçant perpendiculairement-au sens longitudinal du clou.
Sous ce rapport, un clou rainuré en métal dur est particulièrement avantageux.
Quelques formes de l'invention sont représentées dans les dessins annexés où
Fig. 1 est une vue en élévation d'une partie d'une poutrelle suivant l'invention.
Fig. 2 est une coupe de la poutrelle suivant la ligne II-II de la fig. l, et
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Fig. 3 est une coupe longitudinale de la poutrelle suivant la ligne III-III de la fig. 1.
Fig. 4 montre une répartition favorable des clous dans les ailes de la poutrelle de la fig. 1, et
Fig. 5 montre à titre de comparaison comment on a réalisé jusqu'à présent un type de joint d'aile de façon connue, avec des pièces de joint extérieures.
Fig. 6 montre en élévation une poutrelle dont le profil est brisé ou en forme d'angle, constituée de deux sections droites individuel- les.de poutrelle(' représentées en détail et séparément sur la fig. 7.
Fig. 8 montre à plus grande échelle un joint d,'angle de parties de poutrelle après assemblage et
Fig. 9 est une vue d'une des parties de la poutrelle suivant la ligne IX-IX de la fig.7.
Fig. 10 est une vue analogue de l'autre partie de la poutrelle suivant la ligne X-X de la fig. 7.
Fig. 11 est une vue de côté d'une partie de poutrelle construite suivant l'invention et comportant des pièces spéciales pour raidir l'âme.
Fig. 12 montre la même poutrelle en coupe transversale suivant la ligne XII-XII de la fig. 11.
Fig. 13 est une vue en élévation et Fig. 14 une coupe suivant la ligne XIV-XIV de la fig. 13, d'une autre forme d'exécutipn de la poutrelle.
Fig. 15 montre un exemple de joint connu et Fig. 16 un joint suivant l'invention, entre deux poutrelles individuellement droites,assemblées pour obtenir une poutrelle combinée ayant une grande résistance à la flexion et dont le sommet se trouve à l'endroit du joint.
Fig. 17 montre à plus grande échelle, vue de côté, une pièce de joint pour cette construction de poutrelle et Fig. 18 est une vue de côté de l'ensemble du joint à la même échelle.
Fig. 19 est une vue en plan du joint et
Fig. 20 est une coupe du joint de la fig. 18 suivant la ligne XX-XX.
Fig. 21 est une forme d'exécution montrant un emploi modifié de l'angle de poutrelle suivant l'invention.
Fig. 22 illustre schématiquement un outil qui peut être utilisé pour le clouage.
Fig. 23 est une vue de côté d'un ensemble de pannes suivant 1' invention.
Fig. 24 montre le même ensemble vu de dessus.
Sur les figs. 1 à 3, 1 et 2 désignent les planches constituant l'âme de la poutrelle et qui sont disposées en deux couches croisées diagonalement. Lorsqu,;on construit et qu'on cloue la poutrelle, ces planches sont disposées bord à bord sans aucun espace intermédiaire pour éviter de fendre l'âme. Les ailes 3,4 et 5,6 repsectivement, sont formées chacune d' au moins deux couches de planches superposées,par exemple a, b, c, collées l'une à l'autre et fixées aux bords supérieur et inférieur de l'âme de la poutrelle. Chacune de ces superpositions est formée à son tour d'un certain nombre de planches jointes longitudinalement.
Fig. 3 montre des joints obliques 6s en forme de crochets pour les planches superposées a, b, c, de 1' aile 60 On remarquera que sur la fige 3, la longueur des joints en forme de
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crochets est à plus petite échelle que la largeur des planches.
L'extrémité de la poutrelle est munie de préférence de bandes ou de lattes verticales. Ces bandes ainsi que les ailes horizontales sont attachées à l'âme par des clous 9,10 enfonces alternativement d'un côté et de l'autre de la poutrelle de façonà ce qu'ils pénètrent entièrement dans l'aile la plus proche (par exemple l'aile 5) dans les deux couches
1,2 des panneaux en diagonale de l'âme et en partie dans l'autre aile (par exemple l'aile 6). Sur la fige 1, les clous qui sont enfoncés par 1' avant de la poutrelle sont indiqués par un point ".", et les clous qui sont enfoncés par l'arrière de la poutrelle sont indiqués par le signe naît.
La fig. 4 montre sous forme de schéma une disposition favora- ble des clous dans les ailes. Les rangées "théoriques" sont indiquées par
E, F, G et H. L'écartement des clous enfoncés du même côté de l'aile est désigné par t. On peut voir sur la' fige 4 que les clous sont décalés de la DïSTANCE de part et d'autre de la ligne théorique et dans le sens transversal de l'aile. La distance entre des.rangées adjacentes est dési- gnée par r et on peut voir que le décalage entre les clous dans le sens lon- 'gitudinal. de l'aile relativement aux clous des rangées adjacentes vaut environ r.
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Les dispositions suivant l'invention permettent de fabriquer des poutrelles qui, avec de nombreux types de bois, par exemple avec du sapin de Douglas., du pin jaune, etc. ne pourraient être obtenues autrement, tout au moins si l'on désire utiliser pleinement.la résistance du bois des ailes.
Certains avantages de l'invention ressortent d'une comparaison avec la fig. 5 qui illustre une structure connue pour réunir des bandes ou lattes ordinaires massives pour former des ailes de grande longueur transmettant les efforts.
Sur la fig. 5, 21, 22 indiquent les deux couches de panneaux formées de planches diagonales dans l'âme de la poutrelle à laquelle on joint des ailes 23, 24 en bois de construction massif. Les ailes 23, 24 sont join- tes de façon connue par des joints transversaux 23s, 24s. Des pièces de joint extérieures 25, 26 disposées à l'extérieur de ces joints sont unies aux extrémités des poutrelles à joindre par des clous 27, 28 et transmettent en même temps les forces que les joints 23s et 248 ne peuvent absorber.
On remarquera qu'en principe, les joints 23s, 24s peuvent être exécutés par collage en oblique comme dans la poutrelle des figs. 1 à 3, mais en pratique cette forme de joint n'offre pas la même résistance ou la même solidité que sur les figs. 1 à 3.
L'épaisseur des ailes de la poutrelle est la même sur la fig. 5 que sur la fige 3, mais la poutrelle de 'la fig. 5 exige des clous beaucoup plus longs et également beaucoup plus lourds que celle de la fige 3. La longueur plus grande des clous de la fig. 5 et l'augmentation correspondante de leur section transversale augmentent considérablement le poids et le prix des clous nécessaireset également la tendance à la fission des éléments joints, et réduit par conséquent leur résistance. On remarquera aussi que les joints de la fig. 3 ont un aspect beaucoup plusagréable que ceux de la fig. 5.
Lorsqu'on utilise un bois de construction spécialement dur ou cassant, la résistance à la fission sous l'effet d'un clouage serré peut, suivant une autre caractéristique de l'invention être'augmente sensiblement par des dispositions spéciales. C'est ainsi que suivant une forme de cons- truction,les ailes sont exécutées en bois dur ou de qualité supérieure gé- néralement caractérisé par une grande résistance, et sont tout d'abord garanties contre la fission en collant ensemble comme décrit ci-dessus
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plusieurs couches de bandes dont les grains sont partiellement croisés.
Les planches formant l'âme, d'autre part peuvent être en bois de qualité inférieure moins dur et moins résistante en mettant à profit les bonnes propriétés de clouage des planches de l'âme. En fait, les forces qui s'appliquent aux planches de l'âmes qui ont simplement pour rôle de transmettre les forces transversales (forces de cisaillement) dans une poutrelle du type décrit, sont sensiblement moins importantes que les forces axiales et de flexion qui s'exercent sur les ailes. En règle générale, ces forces représentent au maximum de un tiers à la moitié des forces appliquées aux ailes et ce sont ces dernières qui déterminent les dimensions à donner à la poutrelle.
Plusieurs avantages peuvent être obtenus en utilisant une combinaison d'un bois de construction de :qualité inférieure mais plus tendre et plus tenace pour l'âme de la poutrelle, avec un bois de qualité supérieure ou un bois dur ayant davantage tendance à se fendre dans les ailes. Ces avantages sont, entre autres, un prix de revient inférieur de la poutrelle assemblée, un risque moins grand de la fission de l'âme de la poutrelle et également une poutrelle un peu plus légère, et sont obtenus sans que la résistance aux flexions de la poutrelle assemblée soit réduite, puisque celle-ci est déterminée avant tout par le bois de qualité supérieure des ailes.
Il y a lieu de remarquer sous ce rapport que les planches de l'âme des poutrelles décrites doivent supporter des forces relativement faibles, transversales aux bords supérieur et inférieur de la poutrelle, et se distinguent nettement sous ce rapport des poutrelles dites "stratifiées et collées" dans lesquelles les efforts s'exerçant sur toute la section de la poutrelle augmentent de façon continue depuis la section centrale vers les bords.
L'âme peut également être exécutée en planches de différents types de bois ayant toutefois la même épaisseur. Des planches de bois de grande résistance, ayant particulièrement une forte résistance à la pression locale des clous sont placées dans les parties de l'âme de la poutrelle (généralement au voisinage des points d'appui des poutrelles) où les forces transversales sont plus élevées, tandis que le reste de l'âme de la poutrelle est exécuté en bois de construction de résistance moindre. Une combinaison de ce type permet d'augmenter encore la résistance et de réduire le prix du bois nécessaire pour la poutrelle et permet également d'obtenir un effet de contraste intéressant, par exemple entre des bois de construction différents.
A titre d'exemple de formes de réalisation avantageuses suivant l'invention, on peut mentionner des poutrelles dont les ailes sont en sapin de Douglas de grande résistance et dont les âmes sont en sapin de Douglas de résistance moindre, ainsi que de poutrelles dont les ailes sont en sapin de Douglas et l'âme en sapin ordinaire ou encore des poutrelles dont les ailes sont en sapin de Douglas, l'âme en sapin de Douglas au voisinage des points d'appui de la poutrelle et l'âme en sapin ordinaire dans d'autres parties. Evidemment les poutrelles peuvent être également faites entièrement du même genre de bois de construction et aussi d'autres types de bois de construction que les types de bois précités, par exemple de sapin du Canada, de pin jaune et d'autres bois susceptibles d'être cloués.
Dans l'âmej de la poutrelle suivant l'invention, on peut utiliser de courtes planches (ayant par exemple de 4 à 8 pieds (1 à 2 m) de longueur) qu'on peut obtenir souvent comme sous-produit de classe inférieure dans la fabrication de bois de construction ordinaires. De cette manière, une partie essentielle du bois nécessaire pour la construction de'la poutrelle peut être obtenue à un prix extrêmement bas, résultat auquel on ne peut arriver généralement avec d'autres types de constructions en bois de la classe décrite.
L'invention permet également d'exécuter un agencement pour relier deux poutrelles du type en question, de façon résistante à la- flexion., les poutrelles formant un angle l'une avec l'autre. Ces "angles" résistant aux
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flexions sont utilisés dans de nombreux types de constructions comme les constructions de châssisles arches, les poutrelles à profils brisés, etc.. Il est également possible suivant l'invention, de produire à l'usine d'une façon simple et pou coûteuse, des structures de grandes dimensions de ce genre, bien qu'elles soient trop volumineuses pour être transportées à l'état complètement assemblé.
Suivant l'invention, on peut les transpor- ter à l'état d'éléments séparés, droits et facilement transportables, qui peuvent être assemblés sur les lieux de la construction en angles possé- dant une bonne résistance aux forces de flexion, nécessaire pour la stabi- lité des éléments de support. Un avantage remarquable de l'invention est que le joint en forme d'angle entre deux ailes de poutrelle peut s'effectuer sur les lieux de la construction uniquement par clouage. Les joints résis- tant aux flexions obtenus suivant l'invention peuvent avoir la même résis- tance aux forces de flexion que les deux sections de poutrelle individuel- les qui ont été reliées et ceci sans que les dimensions des joints d'angle soient plus importantes que celles des deux sections de poutrelle.
Une construction de ce type est illustrée sur les fige. 6 à 10 qui montrent deux poutrelles I et II qui doivent être reliées d'une manière offrant une grande résistance aux forces de flexion. Dans cette construction, une poutrelle I comprend à une extrémité une plaque rigide résistant aux forces de flexion dans toutes lesdirections du plan de la poutrelle et ayant la forme d'un quadrilatère S. Cette partie rigide est formée par la partie de l'âme à double panneaux de planches disposées en diagonale 51, 52 de la poutrelle I située à l'intérieur du quadrilatère et par les parties des ailes 53, 54 de la poutrelle I qui se trouvent à l'intérieur du quadrilatère et finalement par une ou plusieurs traverses spéciales 55 et, si on le désire, 56, disposées entre les ailes 53, 54 et s'étendant dans la même direction que les ailes de la seconde poutrelle II.
La poutrelle II de son côté comprend des brides en saillie libre 59a, 60a formant une fourche, qui sont montées sur les lieux de la construction de façon à embrasser les traverses 56 et/ou 55 de part et d'autre de la poutrelle I. Les brides 59a, 60a de la poutrelle II sont alors reliées à la traverse 55 ou aux traverses 55, 56 de la poutrelle I en même temps que les panneaux en diagonale de cette dernière poutrelle. Simultanément, les traverses pour la poutrelle I sont également reliées à l'âme des panneaux en diagonale de la même poutrelle par clouage à travers les ailes, les traverses et l'âme de la poutrelle. Ce clouage s'effectue avec des clous dont la dimen sion transversale est réduite et représente normalement 1/30e ou au maximum 1/25e de la longueur du clou., comme indiqué plus haut.
Suivant les figs. 6 à 10, la poutrelle I comprend donc une âme de planches 51, 52 disposées en diagonale pour former un panneau et des ailes 53, 54 jointes à l'âme par clouage, et s'étendant sur toute la longueur de l'âme. La traverse 55 ou les traverses 55, 56 sont également reliées à l'âme. La traverse 55 doit avoir la même épaisseur que les ailes 53, 54, tandis que la traverse 56 peut être plus mince ou peut être supprimée pour être remplacée entièrement par l'aile 59 de la poutrelle II. La traverse 55 ou les traverses 55,56 représentées sur la,fig. 7 ne sont fixées sur la section de la poutrelle I que par quelques clous de retenue lorsque les sections de poutrelle sont fabriquées en usine.
Les sections de panneaux en diagonale de la poutrelle I comprises à 1 intérieur du quadrilatère 53, 55, 54, 56 sont parallèles,, de préférence, aux' deux diagonales du quadrilatère. Pour la partie restante de la poutrelle I, la direction des planches diagonales peut être modifiée si on le désire par des planches obliques séparées de façon à ce que les deux couches de planches en diagonale s'inclinent de façon égale sur la direction longitudinale moyenne de la poutrelle.
La poutrelle II comprend également une âme formée de planches diagonales 57, 58 avec des ailes 59, 60 et de préférence avec une latte ou
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une bande 61 terminant l'âme en diagonale 57, 58. Cette dernière âme se termine suivant la ligne a-a sur la fig. 6 correspondant à l'autre bord de 1-'aile 54 dans la poutrelle I de la structure assemblée. Les ailes 59 et 60 se prolongent par leurs extrémités extérieures en brides 59a, 60a (fig. 7) formant une fourche. Les longueurs de ces brides sont choisies pour que la fourche se place sur les traverses 56 et 55 de la poutrelle I et atteigne le bord extérieur de l'aile extérieure 53 de cette poutrelle.
Il faut également considérer que sous ce rapport, la distance libre mutuelle (dans la direction transversale de la poutrelle) entre les ailes de la même paire d'ailes, 60a par exemple,doit être adaptée (par une forme appropriée des ailes, fig. 9) pour qu'aucun jeu ne soit laissé entre les parties en contact des deux poutrelles, lorsque les fourches 59a, 60a de la poutrelle II sont placées sur les traverses 55, 56 de la poutrelle I.
Lorsque les poutrelles I et II ont été ainsi placées l'une contre 1-'autre, des clous (dont la dimension transversale est réduite relativement à la longueur du clou, comme pour le clouage des ailes) sont enfoncés à travers les fourches 59a, 60a et dans les traverses 55, 56 et passant par les parties intermédiaires des âmes en diagonale 51, 52. En règle générale, les parties des ailes 54 at 61 représentées sur la fig. 8 doivent être également reliées entre elles pour transmettre les forces de cisaillement transversal, ce qu'on peut effectuer en fixant une plaque de contreplaqué épais ou un panneau double en diagonale aux parties 54 et 61 à l'aide de clous.
Si le clouage entre les fourches de la poutrelle II et les traverses de la poutrelle I est effectué approximativement à la même densité que le clouage entre les. ailes et l'âme, on a trouvé que la disposition qui vient d'être décrite entre deux sections de poutrelle formant un angle est capable de transmettre les moments de flexion et les forces normales correspondant à la pleine utilisation de la résistance des sections de poutrelle en dehors du joint d'angle.
L'invention a également pour but de permettre la fabrication de poutrelles particulièrement hautes ou fortement chargées ayant des âmes composées de deux couches de planches disposées en diagonale, en utilisant des planches minces (par exemple 1 pouce (25 mm)) sans que l'âme de la poutrelle ait tendance à flamber latéralement. Dans ce but, on dispose de part et d'autre de l'âme de la poutrelle des paires de lattes ou de bandes relativement faibles comparées aux ailes. Ces bandes s'étendent parallèlement ou perpendiculairement aux ailes. Les bandes qui sont parallèles aux ailes. sont placées de façon à diviser la hauteur libre de l'âme entre les bords intérieurs des ailes en deux ou trois hauteurs partielles.
On enfonce alors des clous des deux côtés de la poutrelle à travers ces bandes puis à travers l'âme de la poutrelle et finalement dans une partie de la bande opposée. Les bandes opposées de la même paire sont ainsi ancrées l'une à 1' autre de façon à résister aux forces qui leur sont appliquées,parce qu' elles sont réunies par des clous enfoncés de part et d'autre de l'âme de la poutrelle. Il est toutefois à conseiller d'éviter que les clous pénètrent jusqu'à la surface extérieure de la seconde bande. De cette manière, chaque paire de bandes opposées acquiert une rigidité et une résistance plusieurs fois supérieures à la rigidité et à la résistance d'une latte ou d'une bande individuelle.
En même temps, les paires de bandes ainsi associées, relient entre elles les deux couches du panneau formé de planches en diagonale.
Dans ces deux couches, les planches d'une couche sont normalement exposées â des tensions sur toute leur longueur et ont ainsi automatiquement tendance à rester droites tandis que les planches de l'autre couche sont exposées à des forces de compression qui tendent à les faire flamber latéralemento On a trouvé que le fait de joindre les planches soumises aux forces de compression aux planches soumises aux tensions par ou à l'aide des paires associées de bandes décrites ci-dessus,\) augmente fortement la résistance au flambage des panneaux de planches diagonales.
Suivant une variante de l'invention, les lattes ou les bandes
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clouées ensemble par paires sont disposées perpendiculairement aux ailes de la poutrelle plutôt que parallèlement. On les place alors entre les bords intérieurs des ailes de la. poutrelle, séparées l'une de l'autre d' une distance inférieure 4,la hauteur libre ou à la profondeur de l'âme de la poutrelle (c'est-â-dire la hauteur entre les bords intérieurs des ailes de la poutrelle). Suivant une autre variante une série de paires de bandes ou de lattes perpendiculaires aux ailes alterne avec des paires de bandes ou de lattes disposées sur certaines sections des poutrelles parallèlement aux ailes.
Le premier type d'agencement est préférable lorsque la. force transversale appliquée à la poutrelle est relativement élevée et le second lorsque cette force est plus réduite.
Quelques formes d'exécution de l'invention sont représentées sur les figs. Il à 14. La poutrelle représentée sur les figs. 11 et 12 comprend une âme formée de planches 61, 61b placées en diagonale et des ailes 62, 63. Sous l'effet des forces transversales s'exerçant sur la poutrelle, les planches 61a peuvent être sous compression et les planches
61b sous tension dans une certaine partie de la poutrelle. Des lattes 64a,
64b sont placées de part et d'autre de l'âme, Elles sont reliées par paires à travers l'âme par des clous 65 du genre indiqué plus haut.
Les figs. 13 et 15 montrent une autre disposition de lattes servant à raidir Pâme. 61a, 61b désignent ici également l'âme de la pou- trelle et 62, 63 les ailes. Dans ce cas, l'aile à la partie gauche de la poutrelle sur la fig. 13 est renforcée ou raidie par des lattes verticales
66 accouplées par paires de part et d'autres de pâme par des clous 67 du genre décrit. La partie de droite de la poutrelle est munie de lattes 68 servant à raidir l'âme., du même type que sur la fig. 11.
On remarquera qu'il est également possible et souvent avantageux de combiner les lattes servant à raidir l'àme. du type représenté sur la fige 11 avec des lattes du type représenté à gauche sur la fig. 13, en utilisant le premier type dans des poutrelles soumises à des forces de cisaillement relativement réduites et le second dans des poutrelles exposées à des forces de cisaillement importantes.
L'invention a également pour but de permettre la jonction de courts éléments de poutrelle en poutrelles très longues -sur les lieux de la construction par simple clouage. Sous ce rapport, le principe consistant à joindre les ailes pour former des poutrelles longues, connu en soi, est habituellement appliqué suivant le procédé représenté sur la fig. 15, c' est-à-dire avec des pièces de joint superposées offrant la même résistance que les ailes 91 à joindre. Ce type de joint, d'un aspect assez grossier, ne permet pas d'obtenir une grande résistance, parce que les clous 92 longs et par conséquent lourds nécessaires pour ce joint ont tendance, lorsqu'ils sont rapprochés, à fendre le bois de construction des pièces de joint 91 et des ailes.94. Ceci se vérifie spécialement dans le cas de charges importantes.
Ces inconvénients sont éliminés suivant une forme de l'invention, relative à l'assemblage de deux poutrelles d'une façon résistante aux flexions, en reliant leurs ailes par des pièces de joint constituées par des planches collées ensemble ayant pratiquement la même épaisseur que les planches des ailes à joindre les pièces de joint étant reliées aux poutrelles correspondantes par des clous du genre décrit. Les planches sont également disposées de façon à être toujours reliées à une autre planche par collage, ce qui permet d'obtenir une grande résistance à la fission lorsqubn les cloue de part en part.
Une forme de réalisation de ce type est représentée sur les figs.
16 à 20 qui montrent comment on peut joindre deux poutrelles individuellement droites A et B pour obtenir une poutrelle offrant une bonne résistance aux forces de flexion ot formant un angle à l'endroit du joint. En joignant deux poutrelles de cette manière (ce qu'on peut effectuer sur les lieux de la construction) plusieurs avantages sont obtenus. Tout d'abord, le transport , de grandes poutrelles est grandement facilité puisqu'il suffit de transporter
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des sections de poutrelles A et B individuellement droites et relativement courtes.
En second lieu, ce systèma de joint permet également de produire des poutres de toit à pente relativement faible des deux côtés (la disposition représentée sur les figs. 6 à 10 convient mieux pour joindre des poutrelles suivant un angle plus aigu. )D'autre part, la nécessité de joindre des poutres de toit suivant les figs. 16 à 20 dans leurs sections médianes à l'endroit où les efforts sont les plus grands réclame naturellement une grande résistance de la part du joint.
La poutrelle A comprend une âme71 et des ailes 72, 73, et la poutrelle B une âme 74 et des ailes 75,76. Les ailes 72 et 75 sont jointes par des pièces de joint 77 et les ailes 73, 76 par des pièces de joint 78.--Les âmes des poutrelles 71, 74 sont jointes par des pièces de joint spéciales 79. Les figs. 17 et 18 montrent des détails de la pièce de joint 77 vue de coté et la fig. 19 montre la même pièce de joint vue de dessus,mais seulement pour une moitié de l'aile de la poutrelle (d'un coté de la ligne de symétrie de la poutrelle 80). Chacune des ailes 72 et 75 à joindre comprend par exemple trois couches de planches 72a, 72b, 72c et 75a, 75b, 75c respectivement.
La pièce de joint correspondante 77 comprend de même trois couches de planches 77a, 77b, 77c ayant chacune la même épaisseur que les couches de planches des ailes. La pièce de joint 77 peut comprendre en plus une autre couche de planches 77d. Celle-ci peut être considérablement moins épaisse que les autres couches de la pièce de joint. Toutes les couches a, b, c, d sont collées les unes aux au- tres et se bloquent mutuellement en offrant une grande résistance à la fission par clouage serré, à cause des fibres dissemblables contenues dans les couches. Lorsqu'il s'agit de joindre des ailes comportant un nombre plus petit ou plus grand de couches de planches que le nombre représenté sur les figs. 19 et 20, le nombre de couches de la pièce de joint 77 est réduit ou augmenté dans la même mesure que pour les ailes.
Dans la pièce de joint 77 sur la fig. 19, la couche 77a peut être considérée comme matière de joint pour les couches de planches 72a et 75a des ailes; la couche de la pièce de joint 77b peut être considérée comme matière de joint pour les couches 72b et 75b des ailes et les couches 77c, 77d peuvent être considérées comme matières de joint pour les couches 72c et 75c des ailes. La pièce de joint 77 est reliée aux ailes 72 et 75 par clouage, éventuellement en association avec un collage.
Les longueurs ef, fg, gh, sur la fig. 19 sont choisies pour qu'on puisse placer le nombre de clous nécessaire pour transmettre la force appliquée à la section d'aile 72a à la section d'aile 77a de la pièce de joint, en ménageant sur la distance fg un espace correspondant pour clouer le joint entre la couche d'aile 72b et la couche 77b de la pièce de joint, et ainsi de suite.
La pièce de joint suivant l'invention offre plusieurs avantages certains sur le joint à recouvrement représente sur la fig. 15. C'est ainsi que la longueur des clous nécessaires pour effectuer le joint et par conséquent leur poids, peuvent être considérablement réduits. Le prix des clous est ainsi réduit et le risque de fission diminué, ce qui augmente la résistance du jointe enfin, les pièces de joint suivant l'invention (figs. 17, 18) ont un aspect plus esthétique que les pièces de joint superposées représentées sur la fig. 15.
Des pièces de joint suivant l'invention peuvent être également utilisées pour joindre entre elles de courtes poutrelles afin d'obtenir des poutrelles droites continues de grande longueur. On peut ainsi produire des poutrelles de longueur pratiquement illimitée sans souci des difficultés de transport, en clouant sur les lieux de la construction de courtes poutrelles fabriquées en usine mais transportables. Dans ce cas, les pièces de joint ont une largeur uniforme et diffèrent en cela des pièces de joint à profil brisé représentées sur la fig. 17.
L'invention comprend également un agencement de liaison des âmes offrant une grande résistance aux forces de flexion lorsqu'on réunit deux
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poutrelles pour en former une seule. Suivant cet agencement, l'âme des deux poutrelles est munie à 1-'endroit du joint de lattes s'étendant dans le sens de la longueur du joint. Ces lattes sont unies à des lattes cor- respondantes de la poutrelle associée par des plaques de joint en contre- plaqué épais par exemple, ou par de doubles couches de planches mutuelle- ment collées temporairenent et croisées en diagonale. Ces plaques de joint sont fixées par clouage aux lattes précitées et aux âmes internes.
Une forme de réalisation de ce type est représentée sur les figs. 18 et 20. Chaque âme de poutrelle 71 et 74 des poutrelles dont on doit joindre les âmes comprend deux couches de planches 71a, 71b et 74a, 74b respectivement, disposées en diagonale. Près du joint, chaque âme se termine par des lattes 81a, 81b et.82a, 82b respectivement, provisoire- ment fixées 1-'une à l'autre et aux âmes correspondantes par des clous es- pacés 83, 84 du type décrit. Ces lattes sont clouées avant l'opération de jonction, par exemple lors de la fabrication des poutrelles à l'usine.
On utilise pour le joint des plaques qui peuvent être en con- treplaqué épaisou de préférence constituées de deux couches de planches diagonales 85a, 86a et 85b, 86b respectivement, provisoirement collées ensemble. Les plaques de joint sont reliées au point d'assemblage aux lat- tes 81 et 82 des deux poutrelles par clouage. Ce clouage est exécuté avec des clous du type décrit. Le collage entre les deux couches de planches diagonales des plaques de joint ne peut résister longtemps parce que les fibres des couches relativement épaisses de planches se croisent à angle droit ou presque à angle droit. Ce collage n'est donc que provisoire.
Il a toutefois une importance parce que lorsque les plaques de joint sont soigneusement stockées jusqu'à ce qu'elles soient prêtes pour l'assemblage, le collage détermine l'accrochage des deux couches de planches lors'du clouage serré effectué pour assembler les poutrelles à l'aide de plaques.
Grâce à cet effet d'accrochage le clouage serré peut être exécuté sans aucun risque de fission des planches individuelles des plaques de joint.
Il est vrai que le collage perd sa résistance après un certain temps, mais la plaque de joint conserve cependant sa capacité de résistance à la fission. Ceci semble âtre dû au fait que le bois de la plaque s'adapte de façon plastique aux clous au bout d'un certain temps, màis cette adaptation ne peut s'effectuer au moment du clouage servant à l'assemblage.
La fig. 21 montre une forme de l'invention dans laquelle le quadrilatère S de la fig. 7 se trouve à l'endroit du joint entre une poutrelle en croisillons 90 et une poutrelle 91. Dans la poutrelle 90, l'âme est remplacée par des lattes diagonales séparées 92,93 reliées aux ailes de bois de la poutrelle. Le quadrilatère S est formé de deux couches de planches diagonales clouées comme sur les figs. 6 à 8. La poutrelle 91 peut comprendre ou ne pas comprendre de panneaux en diagonale entre ses ailes en bois.
Dans de nombreux cas, il n'est pas économique d'exécuter le clouage suivant l'invention à la main mais à l'aide d'un outil par exemple d'un outil de percussion actionné par l'air comprimé ou par un autre moyen.
Un outil spécial a été mis au point dans,ce but et est représenté schématiquement en coupe longitudinale sur la fig. 22. C'est un outil de percussion 94 du type ordinaire comportant une broche cylindrique 95, commandée par de l'air comprimé de façon connue pour exécuter un mouvement de percussion. La broche 95 comporte une tête élargie ou bride 96 servant de butée pour un manchpn 97 en caoutchouc, en matière plastique ou en une autre matière élastique mais pas trop tendre.
Le manchon 97 est légèrement prolongé en 97a au-delà de l'extrémité libre 98 de. la broche 95 qui peut entrer en contact avec la tête du clou 99 de façon à introduire ce dernier dans les pièces de bois.100, par exemple les bandes d'aile de la poutrelle décrite, lorsqu'on applique de l'air comprimé à la broche 95. Une fonction du manchon de caoutchouc 97 est de guider la broche 95 et de l'empêcher de glisser de la tête du clou 99 pendant la percussion. Un autre effet remar-
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quable du manchon de caoutchouc 97 est dü à son prolongement 97a ayant par exemple une longueur de 10 mm. environ.
Lorsque l'outil entre en contact avec la tête du clou et que l'air comprimé est appliqué, le prolongement 97a est comprimé au moment où l'outil de percussion chasse la tête du clou dans le bois de sorte que ce manchon protège le bois autour de la tête du clou des dégâts qui pourraierz être causer par 'outils sans toutefois empêcher l'enfoncement de la tête au niveau de la surface du 'bois.
L'invention comprend également un montage avantageux d'une panne ou d'une sous-poutre pour toit à l'aide des clous du type décrit.
Les fige. 23 et 24 montrent une forme d'exécution de ce genre. Sur ces figs. 110, 111 désignent deux poutres ou fermes de toit construites par exemple suivant une des formes de réalisation décrites. A la partie sùpé- rieure de ces fermesles pannes supportant le toit (planches, tôle etc.) s'étendent transversalement à la direction longitudinale des fermes.
Dans de nombreux casles pannes actuellement utilisées ont la forme de poutrelles séparées en bois de construction massif ayant pratiquement la même longueur que l'espace entre les fermes, et sont librement soutenues par ces dernièresmais les pannes peuvent également être continues,par exemple si elles se recouvrent mutuellement sur les fermes. Toutefois$ cette dernière construction exige pour les pannes l'emploi de poutrelles ayant une plus grande longueur que l'espace entre les fermes et par conséquent les pannes demandent des longueurs de bois assez grandes. Il est souvent difficile d'obtenir du bois de longueur suffisante si l'espace entre les fermes est important, et en tout cas le prix de la construction augmente avec les longueurs de bois de construction.
Cet inconvénient est très sérieux parce que pour d'autres raisons il est désirable de disposer les fermes à une distance aussi grande que possible l'une de l'autre afin de réduire le nombre de fermes pour une surface de toit déterminée. D'autre part, des pannes ou solives continues ont pour avantage de répartir plus favorablement les moments de flexion et ont moins tendance à plier que des pannes librement supportées dont la portée est égale à l'espace entre les fermes.
Suivant l'inventions on utilise un agencement qui assure une répartition favorable des moments en même temps qu'une grande économie de matière inhérente à l'emploi de pannes continues sans exiger pourtant du bois de construction de grande longueurs et qui permet en outre de régler la surface transversale des pannes pour l'adapter aux moments de flexion.
Une combinaison de ces avantages assure une économie remarquable de matière relativement aux types ordinaires de pannes qui sont placées librement entre les 'fermes. L'économie du volume de matière est théoriquement voisine de 50% et le prix de revient par unité de volume est faible puisqu'il est possible d'utiliser des poutres relativement courtes.
Comme on peut le voir sur les fige. 23 et 24. ces avantages sont obtenue suivant l'invention en utilisant des pannes de bois 112 plus courtes que la distance entre les fermes ou poutres 110, 111. ces pannes courtes étant rallongées par une paire de doubles pièces de bois 113 114.
La pièce de bois simple 112 est disposée dans la partie centrale du champ entre les fermes de support 110111 et les doubles pièces de bois 113, 114 se placent sur les fermes de supporte Chaque paire de pièces de bois 113, 114 peut recevoir l'extrémité correspondante de la panne 112 à la manière d'une fourche entre les pièces de bois individuelles de chaque paires comme on peut le voir sur la fig. 24, de sorte que l'extrémité de l'élément 112 recouvre les extrémités des pièces 113,114.
A cette fins les pièces de bois de chaque paire sont écartées d'une distance correspondant à la largeur de l'élément intermédiaire 112.Si on le désiredes cales 115 peuvent être placées entre les pièces de bois 113, 114 et fixées à l'aide de clouso L'élément 112 est joint aux doubles pièces de bois 113, 114 par des clous 116 dont les dimensions doivent être choisies pour supporter les forces appliquées et donner au joint une résistance suffisante aux forces de flexion. Les joints clouas 116 seront placés de préférence à une distance suffisante des éléments de
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support 110 ou 111 pour que les moments de flexion à l'endroit du joint soient aussi réduits que possible.
Comme on peut-le voir en 116a, le clouage d'une panne 112 sur deux peut être effectue d'une façon plus simple pour résister uniquement aux forces de cisaillement. Les joints sont alors formés par articulation. On voit que cet agencement permet de régler la distance entre les joints 116, 116a et le support sur les fermes 110,111 et de régler la répartition des moments sur et entre les dits supports pour utiliser de manière extrêmement avantageuse la résistance des pièces de bois 132-114.
Si l'on constate une tendance à la fission à l'endroit des clous 116, 116a des plaques de tôle peuvent être intercalées entre les parties de bois qui se recouvrent et les clous peuvent être enfoncés à travers ces plaques et dans les parties en bois.
Les paires de pièces de bois 1139 114 peuvent être fixées aux fermes 110, 111 par des clous enfoncés en oblique par exemple.
Aux extrémités du toit, les bouts libres des pannes 112 peuvent reposer sur des supports appropriés, sans aucun prolongement 113, 114, si on le désirée
REVENDICATIONS.
1.- Poutrelle en boia caractérisée en ce qu'elle comprend une âme formée d'au moins deux couches de planches croisées diagonalement et des lattes de bois formant ailes solidement clouées sur les bords longitudinaux de l'éme, chaque aile comprenant deux ou plusieurs couches de planches des deux côtés de liâmes ces couches étant placées les unes sur les autres et collées les unes aux autres,!;
les lattes des ailes étant jointes à. l'éme au moyen de clous dont le diamètre ou la dimension transversale est réduit relativement à la longueur et ne dépasse de préférence pas 1/30e ou au maximum l/25e de la longueur du clou, le diamètre maximum ou la dimension transversale maximum étant de préférence comprise entre 0,25 pouce et 0,30 pouce environ (6 à 8 mm), les planches de chaque couche de planches dans les ailes étantlongitudinalement jointes par des joints collés, disposés dans le sens de la longueur des ailes relativement aux joints des couches adjacentes de planches de façon que tous les joints des ailes de la poutrelle se répartissent avec une uniformité approximative dans le sens de la longueur des ailes,
les clous servant à joindre les ailes à l'âme de la poutrelle étant également répartis avec une uniformité approximative dans le sens de la longueur des ailes afin que les clous, par transmission de la charge de proche en proche puissent (a) constituer un facteur de sécurité supplémentaire au cas où le collage d'une des planches ne remplirait pas sa fonction et (b) transmettre toutes les forces qui se créent entre les ailes et l'âme et entre les différentes planches de cette dernière.