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Au cours de ces dernières années, on a employé de plus en plus des armatures de soutien pour toitures se présentant par exemple sous la forme de câbles en fils d'a- cier, disposés dtune manière appropriée. Cet emploi s'est répandu en partie, en raison du bon marché et de la simplic: té de telles constructions, en partie parce que de telles constructions sont beaucoup plus simples que des toits mas- sifs. Les matériaux de couverture que l'on emploie dans ce @ cas sur le réseau en d'acier sont en soi très minces et très légers. Ils sont constitués, par exemple, par de la toile ou par des panneaux minces de ciment d'amiante, de siporex, par des tôles en aluminium ou par de la tôle gal- vanisée.
Toutefois, dans un certain nombre de construc- tions de toitures, déjà exécutées, comportant un dispositif de soutien, en porte-à-faux, en câbles en fils d'acier, on a employé des matériaux plus lourds, par exemple une couche de béton. On sait déjà comment former, de différentes ma- nières, des constructions en câbles métalliques pour toits en porte-à-faux et cleà, par exemple, de telle manière que les câbles métalliques forment entre eux un angle droit ou non droit, un ou plusieurs dispositifs d'assemblage formés par de tels réseaux étant disposés à des hauteurs différen- tes les uns par rapport, aux autres ou bien/encore de telle ma- nière que les dispositifs porteurs aient la forme d'un pont suspendu, le toit correspondant dans ce cas à la partie de la construction qui constitue ordinairement,
dans le pont suspendu, le tablier fixe. On connaît aussi'un certain nom- bre de variantes des systèmes porteurs indiqués ici ; variantes ont fait, elles aussi, leurs preuves dans la pra- tique.
Pour les constructions de toitures mentionnées
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ci-dessus, on distingue deux modes de réalisation pour tenir compte du comportement desdites constructions vis-à- vis des efforts exercés par le vent et, en particulier, vis-à-vis d'une force exercée par le vent dans le sens as- cendant : d'une part, la construction lourde, en béton par exemple qui, grâce à son poids propre relativement grand, absorbe l'effort exercé par le vent et, d'autre part, la construction légère qui peut résister aux efforts du vent grâce à des câbles métalliques dirigés vers le bas et rete- nant ladite construction.
Toutes les constructions légères de toitures con- nues et essayées jusqu'à présent ont l'inconvénient de se déplacer, même si le vent est relativement faible. L'in- fluence nuisible de ce déplacement sur l'étanchéité de la toiture ainsi que sur les autres parties de la construction est bien connue. Un exemple d'une telle construction de toiture, suspendue, avec câbles métalliques pré-tendus comporte, entre les deux câbles primaires, des câbles-étais verticaux, ce qui donne des quadrilatères déplaçables. Il s'ensuit que la construction se déplace sous l'action des efforts exercés par le vent.
Il convient d'adopter pour les constructions de toitures de ce genre les dispositions suivantes. On peut les monter entre des poteaux porteurs isolés en béton ou d'un genre analogue, se trouvant en dehord du corps du bâ- timent ou bien il faut que le corps du bâtiment lui-même absorbe les efforts de traction qui prennent naissance.
A ces efforts de traction, le corps du bâtiment pourra ré- sister, soit parce qu'on aura monté, dans certaines parties de la paroi dudit corps, une poutre suffisamment robuste à l'extrémité supérieure de laquelle aura été faite la fixa- tion des câbles, soit parce qu'on aura donné au corps du
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bâtiment une forme symétrique par exemple, une forme elliptique, capable d'absorber les efforts qui se produi- sent. Il convient alors d'équiper le corps du bâtiment avec un anneau en béton ou en acier, à une hauteur appro- priée, tout autour des murs du bâtiment.
L'armature de construction suivant l'invention, se compose de câbles primaires, supérieurs et inférieurs, et de câbles tendeurs ou câbles-étais, disposés entre les câbles primaires. Elle est conçue principalement pour les constructions légères de toiture. Elle présente avant tout, outre l'avantage de la simplicité, aussi bien dans l'étude du projet que dans l'exécution, l'avantage d'évi-. ter les "mouvements indésirables'dont il a été question ci-dessus. La construction faisant l'objet de l'inven- tion peut être comparée à un treillis traditionnel en acier. Dans une construction de ce genre, il y a comme on sait, quelques contrefiches, arbalétriers, etc... qui absorbent les efforts de compression et les efforts de traction.
Il en résulte par conséquent, pour les appuis soumis à une charge de compression, un effort de flambage que la construction suivant l'invention, du fait qu'elle est constituée par des câbles métalliques, n'est pas capable d'absorber sans qu'il soit fait appel à des mesures particulières.
L'armature de l'invention est caractérisée parce qu'elle est soumise à une pré-contrainte de trac- tion ayant une grandeur telle qu'elle ne soit pas compen- sée par la charge utile que la construction doit porter.
Les câbles tendeurs secondaires sont disposés d'une ma- nière telle que l'on obtienne, à partir de ceux-ci, des triangles ne pouvant pas être déplacés les uns par rap- port aux autres. Eventuellement, les câbles tendeurs
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ou les câbles primaires peuvent être remplacés, en to- talité ou en partie, par des contrefiches rigides.
L'invention concerne également un procédé de réalisation de ladite armature.
On peut obtenir la pré-tension en tendant les câbles primaires mais le procédé le plus simple consiste à opérer en tendant les câbles disposés entre les câbles primaires. On monte donc, à des hauteurs différentes, des câbles primaires ayant une longueur déterminée, puis on dispose aux emplacements 5 des blocs-supports suivant la figure 4. Cela fait, on introduit les câbles ten- deurs à travers le s blocs et on les tend jusqu tà ce que soit atteinte la force de tension déterminée par le cal- cul. Enfin, on verrouille les différents blocs verrouil- lables, de manière à empêcher tout glissement. Les câ- bles primaires reçoivent ainsi une tension beaucoup plus grande et ils prennent une forme mathématique déterminée.
Cette forme dépend de la disposition des points de fixa- tion et des supports ainsi que de la grandeur de la force de tension appliquée. L'avantage de ce procédé de pré-ten sion réside dans la grande simplicité de la construction et dans le fait que la grandeur de la force de pré-ten- sion est petite.
L'invention s'étend également aux caractéristi- ques résultant de la description ci-après et du dessin annexé ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à un exemple de réalisation représenté aux dessins dans lesquels :' - la figure 1 représente une vue en élévation longitudinale d'une construction suivant l'invention, se composant de deux câbles principaux et d'un câble secondaire qui est disposé de manière à former, avec les
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câbles principaux, une construction en treillis; - la figure la représente une construction en double treillis; - la figure 2 représente par une vue en plan une forme de réalisation du raidissement d'ensembles de soutien; - la figure 3 représente une autre forme de réalisation du raidissement; - la figure 4 représente un dispositif à roue à câble, avec son organe de blocage se présentant sous la forme d'un coin.
Il s'agit d'une représentation à grande échelle du dispositif qui est désigné par le re- père 5 sur la figure 1 ; - la figure 5 donne une vue, en élévation la- térale, du dispositif qui est représenté en coupe trans- versale sur la figure 4.
Dans la figure 1, les repères 1 et la désignent deux poteaux ou deux murs en béton, deux poutres en U ou deux poutres analogues, portant chacun deux câbles pri- maires, 2, 3 pré-tendus qui, à l'origine, sont parallè- les entre eux. Les lettres majuscules F1' F2' F3' F4 désignent les points de fixation des câbles 2,3 aux appuis 1, la. La fixation peut être exécutée à l'aide d'un assemblage à coin du type usuel, en haut, aux points indiqués F1 à F4' Les câbles 2, 3 peuvent aussi, être amenés jusqu'au sol M et être alors fixés au sol d'une manière simple. Si les câbles 2,3 sont ancrés dans le sol M, il faut que le passage ménagé pour chaque câble dans les appuis,!, la soit arrondi afin que les câbles ne soient pas détériorés au moment où on les tend.
Le repère 4 désigne un câble secondaire qui agit comme câ- ble tendeur ou comme câble-étai et qui, en règle généra-
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le est de plus petit diamètre que les autres câbles 2, 3. Dans la construction suivant l'invention, le câ- ble secondaire 4 est prévu et agit pour former le treil.- lis.
Il part d'un point de fixation qui peut, être un point de fixation commun au câble 4 et au câble 2 ou au câble 4 et au câble 3, puis il passe d'une manière inin- terrompue d'un point de fixation 5 à un autre point de fixation 5, ces points de fixation se présentant chacun sous la forme d'une roue pour câble (voir figure 4). Le repère 6 désigne un point fixe, où le câ@@e 4 peut être ancré soit au câble primaire 2, soit au câble primaire 4. C'est la disposition que l'on adopte quand la portée entre l'appui 1 et l'appui la est grande ; disposition peut être avantageuse.
Sur la figure la, les repères 2 et 4. désignent les câbles porteurs primaires qui sont les mêmes que ceux qui sont représentés sur la figure 1. Les repères 4 et 4a désignent un treillis double se composant de deu parties qui sont disposées, par exemple, symétriquement.
Ce treillis peut être constitué par des câbles et (ou) par des barres rigides. Le repère 5 désigne les empla- cements où, dans le cas où l'on emploie des câbles, ces derniers passent à travers des blocs-supports.
Sur la figure 2, les repères 1 et la désignent les appuis qui portent les ensembles de soutien termi- nés, suivant la figure 1. On doit se représenter que le câble porteur 2 et le câble formant le treillis (voir figure 1) ont été supprimés dans le cas om le raidisse- ment (ou étaiement) a lieu dans le câble porteur infé- rieur. Le repère 3 désigne alors, parmi les deux câbles porteurs pré-tendus, le câble inférieur.
Pour obtenir un bon raidissement (étaiement) s'opposant au déplace-
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ment de la construction, il convient que les milieux C des câbles porteurs inférieurs 3 soient réunis, de ma- nière à demeurer immobiles, par un câble de raidissement L qui peut être ancré dans le sol à l'aide d'une fonda- tion et d'un dispositif de fixation, ou bien ancré aux coins opposés extrêmes des appuis 1 et la, par des câ- bles L1 et L2.
Dans la figure 3, les repères 1, la, dési- gnent les murs ou les poteaux qui portent les ensembles de soutien quand le montage de ces derniers est achevé.
Les repères 2 et 3 désignent respectivement, dans chaque ensemble, le câble porteur supérieur et le câble porteur inférieur. Le repère 4 désigne le câble tendeur qui for me le treillis. Les repères F1 et F3 désignent des points de fixation pour les câbles 2. Les repères A, B et C et A1' B1 et C1 désignent six ensembles de soutien qui sont fixés entre les appuis 1, la. Les ensembles de soutien A, B et C sont disposés obliquement suivant une direction, tandis que les ensembles de soutien A1' B1' et C1 sont disposés obliquement suivant la direction opposée, les inclinaisons des deux groupes d'ensemble ayant la même valeur absolue.
De cette manière on ob- tient un raidissement de tout le système vis-à-vis des efforts s'exerçant en direction verticale et en directior horizontale et en outre les forces s'exerçant à l'inté- rieur du système d'équilibrant en raison de la symétrie de la constitution de ce dernier. Pour les deux ensem- bles de soutien extrêmes, qui sont désignés par le re- père 2, il convient d'employer des ensembles disposés verticalement.
La figure 4 donne une représentation, à plus grande échelle, du dispositif qui est désigné par le re-
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père 5 sur la figure 1. Le repère 2 ou le repère 3 dési- gne le câble porteur supérieur ou le câble porteur infé- rieur suivant que le dispositif à roue à câble est monté sur l'un ou l'autre de ces câbles. Le repère 4 désigne le câble formant le treillis, câbl. dont le diamètre est, en règle générale plus petit que le diamètre des câbles porteurs. Le repère 7 désigne un étrier en forme d'U, qui reçoit dans sa partie cintrée l'un ou l'autre des câbles 2 ou 3 . Un coin 8 peut bloquer entre evx les câ- bles 2 (ou 3) et 4 de telle manière qu'ils ne puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre.
Le repère 9 dé- signe un axe, le repère 10 désigne deux-'crous et les re- pères 11 désignent deux douilles qui sont montées sur l'axe 9. L'axe 9 porte une roue à câble dans la gorge 13 dé laquelle est guidé le câble 4.
Dans la figure 5, le repère 7 désigne l'étrier en forme d'U. Les repères 2 et 3 désignent les câbles primaires. Le repère 8 désigne un coin. Le repère 4 désigne le câble, d'un diamètre plus faible que celui des câbles porteurs, qui forme le treillis. Le repère 9 désigne un axe, qui porte la roue à câble 12, représen- tée en trait interrompu.
Pour exécuter la construction suivant l'inven- tion, on procède de la manière suivante.
Pour chaque ensemble suivant la figure 1,'il est prévu deux appuis qui sont 'disposés à une distance ap. propriée l'un de l'autre. Ces appuis sont complètement isolés du corps du bâtiment lui-même ou bien ils sont montés dans ce dernier. Ils peuvent être prévus, par exemple, sous la forme d'une poutre. Les appuis absor- bent les efforts de traction qui se produisent. Si le corps du bâtiment présente la forme d'une ellipse, il
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peut, en raison de la symétrie de sa constitution, ab- sorber les efforts de traction qui se produisent. Toute- fois, on peut disposer à la partie supérieure du corps de bâtiment elliptique et tout autour du mur de ce der- nier, une ceinture en béton armé ou bien une ceinture constituée par des éléments de charpente en acier, as- semblés.
A partir de deux appuis opposés ou à partir de deux endroits opposés du corps du bâtiment, on tend au moins deux câbles porteurs. Ces câbles sont au début parallèles entre eux. On les raidit et on les fixe, soit au corps même du bâtiment, aux parties supérieures des appuis en cause, soit au sol en se servant d'un as- semblage à coin disposé à cet endroit. En régle généra- le, on dispose les câble porteurs pré-tendus de manière que le câble supérieur se trouve, verticalement, au-des- sus du premier, mais cela ne constitue en aucune maniè- re une condition indispensable.
Pour obtenir la construction en treillis, entre ces deux câbles porteurs, on munit ces derniers, avant de les fixerd"un nombre approprié de blocs-supports avec galets, suivant la figure 4. On introduit alors au-dessus du galet de chacun de ces blocs un câble 4 in- interrompu qui forme le treillis; on y introduit ce câ- ble dans les différents blocs en passant successivement d'un bloc supérieur à un bloc inférieur et inversement, jusqu'à ce que le câble ait passé à travers tous les blocs. Si la portée entre appuis est petite, on peut fixer le-câble tendeur 4 à un appui à l'une de ses extré- mités et fixer l'autre extrémité du câble à un treuil qu'il suffit alors de manoeuvrer.
La flèche des deux câbles pré-tendus est maximum en leur milieu et elle va en diminuant progressivement vers les points de fixation
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F1 et F4 des câbles porteurs. Théoriquement, s'il y avait un nombre infini de blocs-supports suivant la fi- gure 4 et si le câble 4 assurait une tension parfaitement symétrique des deux câbles porteurs 2 et 3, ces derniers prendraient chacun la forme d'une chaînette. On obtien- drait donc, avec une construction en treillis symétrique, une forme concave et une forme convexe correspondante, pour les deux câbles porteurs.
Après l'achèvement du travail précédent, on serre les coins dans les blocs dis- posés sur les câbles porteurs 2 et 3 de sor@@qu'il ne peut plus se produire de @ @ement relatif entre les câ- bles 2 et 4 ou 3 et 4 tandis qu'après l'introduction des coins, tous les posins qui sont désignés sur la figure 1 par le repère 5 sont fixes. On obtient ainsi une cons- truction qui est constituée par des câbles pré-tendus et par un treillis disposé entre ces derniers. Cette construction possède, en direction verticale, un moment d'inertie important ou une bonne raideur, propriété que l'on peut utiliser lors du montage d'une construction de toiture en porte à faux.
Si la portée entre les poteaux porteurs ou les appuis analogues est relativement grande, il convient de diviser le câble 4 qui forme le treillis en deux parties qui pourront être, par exemple, de lon- gueurs égales et de fixer rigidement chaque demi-câble 4 au milieu du câble porteur inférieur, par exemple..On tend alors le câble 4 de deux côtés à la fois et cela d'une manière telle qu'on obtienne une symétrie complète dans les contours respectifs des deux câbles porteurs 2 et 3 après que chacun de ces derniers a pris la concavité désirée.
Il est nécessaire d'assurer un raidissement, en direction latérale, de cette construction de soutien, vis-à-vis des efforts exercés par les composantes hori-
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zontales des forces qui agissent . On y @arvient d'une manière simple et efficace, par exemple cornue l'indique la figure 3, c'est-à-dire en réunissant le milieu C, qui dans ce cas se trouve sur le câble porteur inférieur, avec le point correspondant du câble inférieur le plus voisin et en procédant ainsi, de proche en proche, pour tous les ensembles.
Cette liaison est assurée par un câble, dirigé perpendiculairement à tous les ensembles, câble dont les deux extrémités libres sont ancrées daris le sol soit au moyen d'un assemblage à coin, prévu à cet endroit, et d'une fondation correspondante, soit d'une autre manière, La figure 4 représente une autre forme de'réalisation du raidissement des ensembles; on emploie cette forme de réalisation quand il existe un nombre pair d'ensembles ou au moins deux ensembles. Dans ce cas, on place obliquement les différents ensembles munis d'un treillis, de telle sorte que les câbles porteurs 2 et 3 (figure 1) ne se trouvent pas verticalement l'un au des- sous de l'autre mais sont décalés l'un par rapport à l'autre, en protection horizontale.
Les ensembles qui sont désignés sur la figure 3 par les repères A, B et C sont alors dirigés obliquement suivant une direction tandis que les autres ensembles, désignés par les repères A1' B1 et C1 sont dirigés obliquement suivant la direc- tion opposée. De cette manière, les composantes des forces prenant naissance s'équilibrent et en même temps l'ensemble de la construction se trouve raidi non seule- ment en direction horizontale, mais aussi en direction verticale. Dans une construction suivant cette forme de réalisation, les deux ensembles extrêmes peuvent être disposés verticalement, c'est-à-dire peuvent être exécu- tés exactement de la manière qui est représentée sur la
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figure 1.
REVENDICATIONS
L'invention s'étend notamment aux caractéris- tiques ci-après et à leurs combinaisons possibles.
1 Armature de soutien notamment pour la construc- tion de toitures, armature constituée par deux câbles primaires suspendus librement et une série de câbles tendeurs allant, par exemple, en zig-zàg de l'un à l'au- tre des câbles primaires, arnature caractérisée parce que l'ensemble est soumis à une pré-contrainte de trac- tion ayant une grandeur telle, qu'elle ne soit pas com- pensée complètement par la charge utile que doit suppor- ter l'armature, ce qui supprime tout effort de compres- sion et de flambage inadmissible pour une construction en câble non rigides.
2 Les câbles tendeurs sont disposés de telle ma- nière qu'on obtienne 1 : 1. partir de ceux-ci, des triangles ne pouvant se déplacer les uns par rapport aux autres.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.