<Desc/Clms Page number 1>
Dans presque toutes les formes de travail de cons- .traction, aussi bien que dans l'industrie établie, il est fréquemment nécessaire de procurer des structures tempo- raires sous forme d'échafaudage pour supporter des charges des dispositifs de levage,tels que des mâts ou des der- ricks, des ponts pour véhicules, ou des transporteurs à courroies.
Une exigence essentielle de telles structures tem- poraires est qu'elles puissent être érigées et démontées sans découpage et gaspillage de matières. Une manière dont ceci peut être réalisé est de relier$avec dès broches, des éléments de longueur appropriée pour former des cadres or- dinaires triangulés, qui, par leur nature, peuvent être étendus dans n'importe quelle direction, pour obtenir des formes structurelles connues, par exemple des fermes, des portiques, ou'des formes similaires, et deux cadres orid- naires similaires peuvent être ajustés l'un derrière, l'au-
<Desc/Clms Page number 2>
tre, et entretoisés ensemble latéralement, pour donner de la rigidité latérale.
La présente invention comprend un système de cons- truction possédant, en combinaison, un jeu d'éléments structurels, de longueurs adaptées pour s'ajuster ensem- ble, en vue de former une structure triangulée, chaque élément possédant plusieurs oreilles parallèles en forme de plaques, à chaque extrémité, percées pour recevoir des broches de liaison, l'écartement entre les oreilles étant différent d'un élément à l'autre, de façon que les oreil- les d'un élément s'ajustent entre les oreilles des autres.
Dans une forme, les longueurs des organes structurels ont entre elles des rapports tels qu'ils forment des triangles rectangles, par-exemple suivant les proportions de 3, 4 et 5 pour les trois côtés, mais ils peuvent avoir une lon- gueur telle qu'ils forment des triangles équilatéraux, ou isocèles, si on le préfère.
Les éléments eux-mêmes peuvent sans inconvénient être construits aveé des paires d'éléments de fers U sou- dés soit dos à dos (pour former un organe de section I) , ou aile contre aile, (pour former un organe en caisson).
En fabriquant chaque élément avec une plaque soudée dans la base du fer U, à une extrémité, pour constituer une oreille, et avec une plaque pour une oreille à l'autre extrémité soudée à l'âme, après qu'elle a été entaillée, et en proportionnant de façon appropriée les fers U, les plaques et les entailles, il est possible d'obtenir des poutres en I, et des éléments en caisson, à partir des mê- mes éléments, de façon que si certains sont faits en caisson et d'autres en poutres I, tous les ajustages d'o- reilles requis aux joints viennent correctement dé façon automatique. '
Ce qui suit est une description à titre d'exemple, d'une système de construction, suivant l'invention en sne
<Desc/Clms Page number 3>
reportant aux dessins annexés, dans lesquels :
'
La figure 1 est une vue en élévation d'un élément structurel de ce système.
La figure2 est une vue en plan du même.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne 3/3 de la figure 1, mais à une plus grande échelle, et en regardant dans la direction des flèches.
La figure 4 est une coupe horizontale suivant la ligne 4/4 de la figure 1, en regardant dans la direction des flèches.
La figure 5¯est une vue en plan d'un second élé- ment s,tructurel.
La figure 6 est une coupe suivant les lignes 6/6 de la figure 5, en regardant dans la direction des flè- ches. fil-Dure 7 est un détail d'un boulon de liaison.
La figure 8 est un écrou pour le même.
La figure 9 montre en plan une forme d'entretoise- ment diagonal.
-. La figure 10 est un détail, en perspective, d'une pièce de la figure 9 à une échelle plus grande.
La figure 11 est une perspective "explosée" d'un joint typique, montrant comment .les pièces viennent en- semble.
La figure 12 est une vue perspective d'un type simple de poutre construite avec les pièces montrées dans les figures 1 à 11.
La figure 13 est une 'vue perspective d'une partie de structure plus complexe, et la figure 14 est une perspective d'une partie d'une colonne, ou d'une potence, construite.
L'élément de base, dans l'exemple indiqué, est un fer U métallique 11, à lèvres, montré en coupe dans la figure 3 ( dans laquelle deux tels fers U apparaissent
<Desc/Clms Page number 4>
dos à dos). Le fer-U possède des ailes 12, avec des lèvres 13,. retournées vers l'intérieur, le long des bords des ai- les, et il peut être de toute dimension convenable-, mais de préférence, de proportions approximativement comme in- :Par exemple, diqué./dans un cas particulier, la profondeur est de 3.1/32" et la largeur totale des ailes de 1.35/64"
2' addition fractionnelle de 1.1/2" à la dimension a pour but de procurer un jeu, lors de l'assemblage des uni- tés.
A une extrémité 14 du fer U, les ailes sont décou- pées sur une courte distance., et une -oreille plaque 15 est soudée à la face intérieure de la languette 16 laissée dans l'âme (voir figure 4). Cette oreille est un peu plus longue que la languette, et de la même largeur, de façon qu'elle peut se prolonger à courte distance vers l'arrière, à l'intérieur du fer U proprement dit., comme indiqué en 17, où elle est soudée comme indiqué en 18, à l'intérieur des ailes 12.
A l'autre extrémité 19 du fer U, les. ailes sont découpées de façon similaire, mais la languette 20 a reçu un décalage parallèle, procuré par le métal de l'âme du fer U, d'une quantité égale à un quart de la lar- geur des ailes 12; par après,,'une .oreille -plaque 22 de la même épaisseur et de la, même largeur que l'oreille 15 à l'autre extrémité, est soudée sur la face intérieure de la languette décalée , et cette plaque se prolonge de même dans le corps du fer U, sur une courte distance où il est soudé en 23, à l'intérieur des ailes. Des trous 24, à une extrémité du fer U, -et 25, à l'autre extrémité, et d'un diamètre approximativement égal à un tiers de la profon- deur du fer U, sont forés à une courte distance des extré- mités des oreilles.
Une modification dans la longueur de cette pièce constituante est obtenue en changeant la longuer du fer U entre les languettes terminales. L'épaisseur des oreilles 15 et 22, prise ensemble avec l'épaisseur des
<Desc/Clms Page number 5>
languettes 16 et 20, est, comme l'importance du décalage, d'un quart de la largeur de l'aile 12.
Des pièces constituantes comme décrites ci-dessus peuvent être soudées ensemble en paires d'égale longueur pour former deux types d'éléments, l'un, montré dans les figures 2 et 3, dans lequel les fers U sont soudés dos à dos pour former une section en I, l'autre, montré dans les figures 5 et 6, dans lequel les lèvres d'aile 13 sont sou- dées pour former une section en caisson, des extrémités similaires (15 ou 22) étant placées ensemble dans les deux cas.
Si les extrémités en languettes (par exemple 15) de la section en I et de la section en caisson reçoivent des marques distinctives A et D respectivement, et. si les extrémités décalées sont marquées B et C respectivement pour les sections en I.et en c.aisson, alors l'extrémité A peut être insérée dans l'intervalle entre les deux lan- guettes d'extrémité B, de même, B dans C et C dans D.
Ainsi, deux, trois ou quatre éléments peuvent être reliés ensemble en faisant passer un boulon (26, figure 7) à travers les trous dans les languettes respectives, et en serrant avec un écrou (27, figure 8) pourvu que les orga- nes soient choisis de façon qu'il y ait seulement une extrémité de chaque marque à la jonction. Si quatre orga- nes sont ainsi reliés les languettes forment un solide joint à recouvrement; là où deux ou trois éléments seule- ment sont présents (comme aux extrémités des poutres) des rondelles de la même épaisseur que les languettes peuvent être insérées comme épaisseurs, ce qui permet d'obtenir toujours un joint bien serré, avec la même longueur de boulon. Les boulons 26 ont des sections 28 tronconiques, près de leurs extrémités, avec une extrémité filetée 29 plus petite.
Les écrous 27 sont alésés, comme en 30, pour permettre aux parties convergentes 28 d'y pénétrer. Si de'
<Desc/Clms Page number 6>
éléments sont faits en caisson en longueurs de 4 pieds, et en I, en longueurs de 3 et 5 pieds, les longueurs de
5 pieds forint las diagonales d'une poutre, qui aura 3 pieds de hauteur, avec des panneaux de 4- pieds. Dans toute poutre ainsi construite, les membrures supérieures et inférieures doivent être semblables, et les diagonales et les montants, de section opposée à celles des membrures.
Dans des cas isolés, ou cinq éléments sont présents à un joint, cornue au panneau central d'une poutre, où l'entretoisement diagonal change de sens, un organe addi- tionnel appelé "caisson ouvert" est utilisé. Celui-ci comprend deux parties constituantes en fer U, avec.les languettes.aux deux extrémités normales, c'est-à-dire- qu'aucune des languettes n'est décalée. Ces deux consti- tuants sont soudes-ensemble, avec leurs ailes se faisant face, mais .tenues écartées par des plaques couvre-joints, de façon que le jeu entre les languettes à chaque extrémi- té soit égal à la profondeur du fer U employé, et permette ainsi à la languette de s'ajuster au-dessus de l'extrémité .D des membrures supérieures et inférieures de la poutre.
Une caractéristique de ce système d'éléments, qui est de grande importance, est que les languettes à chaque ex-trémité de chaque type d'éléments, c'est-à-dire qu'il ait une section en I ou bien en ciasson, sont symétriques par rapport à l'axe neutre de l'élément; ainsi, si des or- . ganes sont montés correctement, il est impossible de char- ger aucun organe excentriquement. On devrait également no- ter qu'un frottement considérable est provoqué dans chaque joint, en raison de l' "interfoliation" des languettes, car chacune présente quatre faces par élément; quand elles sont serrées fermement par le boulon, à la liaison,, un ef- fet considérable d' "encastrement" est imparti à chaque organe dans le plan de la poutre.
Pour la même raison, une grande rigidité est communiquée aux joints dans un plan normal à la poutre, qui est favorable en ce qu'elle main
<Desc/Clms Page number 7>
ient la membrure comprimée droite sous la charge.
Une forme de poutre qui peut être construite con-' ormément à l'invention est montrée dans la figure 12, ans laquelle des éléments en caisson 112 formant les mem- :rares supérieure et inférieure sont maintenues à distance ar des montants 111 et des diagonales 211, qui ont des ections en I. C'est-à-dire que les organes 111 et 211 sont imilaires, comme structure,aux figures 1 et 2, tandis que es membrures 112 sont similaires, comme structure, aux igures 5 et 6.
Les poutres.peuvent être doublées en plaçant deux outres côte à côte, sur toute leur longueur, et en uti-' isant des boulons de longueur double aux liaisons. Qeci st indiqué en 112 dans la figure 13. Celle-ci montre éga- .ement comment on peut régler deux poutres similaires, ui sont maintenues à distance l'une de l'autre par des ntretoises 114'et 115 à certains intervalles. Dans les .essins, figures 1 à 6, des trous 32 indiqués dans-les ,iles 12, sont ménagés pour recevoir des boulons des en- ;retoises. La construction des organes 114 et 115 est ndiquée dans les figures 10 et 11.
Chaque élément de -'entretoisement a un trou de'boulon 116à chaque extré- lité, et ils sont réunis ensemble par un boulon 117 là où lls se croisent dans le centre. Comme le montre clairement La figure 10, l'organe 114 possède une aile moins profon- de que l'organe 115, et pa.sse à travers une fente 118 dans l'aile dressée de l'organe 115.
Ceci permet aux organes d'entretoisement de se traverser mutuellement sans retour- ner leurs ailes, et sans les mettre ensemble dos à dos, et permet aux ailes de s'étendre jusqu'aux trous de bou- lons 116. Si les cornières étaient mises ensemble, dos à dos, l'aile verticale de l'une d'entr'elles devrait être découpée près du trou de boulon, pour lui permettre de s'ajuster aux trous 32 dans les éléments de la poutre, et
<Desc/Clms Page number 8>
ceci aurait comme résultat un affaiblissement de l'organe d'entretoisement d'une importance indésirable. Le jeu dans la fente 118 est suffisant pour permettre à la cornière de l'entretoise d'être modifiée quelque peu, de façon à assu- rer sa correspondance entre les extrémités des entretoises . et l'espacement des trous 32.
La manière dont les joints viennent ensemble est indiquée clairement dans la figure 11, qui est une vue perspective des parties d'un joint tel que celui marqué 120 dans la figure 12. Corme on peut le voir, la partie inférieure de l'entretoise diagonale 211 est similaire aux pièces à l'extrémité A des figures 1 et 2, tandis que l'extrémité 'inférieure de l'organe 111 vertical est simi- laire à l'extrémité B des figures 1 et 2, avec les oreil- les 22 espacées l'une de l'autre suffisamment pour s'ajus- ter au-dessùs des oreilles 15 de l'élément 211. L'extrémi- té de l'un des éléments 112 est similaire à l'extrémité C de l'élément indiqué -dans la figure 5, tandis que l'extré- mité de l'autre élément 112 est similaire à l'extrémité D.
La position de l'une des entretoises 1.15 et du boulon 121, qui lui est destiné, avec son écrou 122, est également in- diquée dans la figure 11. De célle-ci, il apparaît claire- ment comment même une poutre multiple complexe, telle cel- le indiquée dans la figure 13, peut être construiteo L'ex- trémité de cette poutre repose sur un madrier porteur 123, auquel elle est attachée par des plaques métalliques, pos- sédant des oreilles verticales 124, dans lesquelles les cornières du bas des diverses poutres sont attachées. Qua- tre doubles poutres sont fournies suivant la figure 13, qui sont réparties en deux groupes de deux, espacées l'une de l'autre par des entretoises diagonales 114 et 115, espace- ment renforcé par d'autres croisillons 214 et 215.
Les croisillons 214 et 215 diffèrent de ceux indiqués dans les
<Desc/Clms Page number 9>
figures 9 et 10 simplement en ce qu'ils sont plus longs.
Le résultat est un pont qui peut être pourvu d'un plancher en bois 125. Il est évident que les poutres peuvent être construites suivant diverses variantes; colonnes ou pou- tres cantilever, et autres structures mécaniques telles que potences de levage ou autres constructions similaires.
Les poutres peuvent être arquées en prévoyant des éléments à utiliser comme diagonales (supposées être ten- dues) qui sont légèrement plus courtes que les dimensions théoriques.
Il n'est pas essentiel que les poutres soient com- plètement construites suivant le type "Pratt" de poutres indique dans la figure 12. Un type de poutre "Warren" peut être construit si on le désire, dans lequel tous les éléments sont de la même longueur, et forment des trian- gles équilatéraux. De même, si les membrures telles que
112 sont -prévues, qui sont plus courtes à la partie infé- - rieure de la poutre que celles de la partie supérieure, une poutre en arc peut être construite. Celle-ci serait normalement .du type "Warren".
La figure 14 montre une partie d'un élément qui peut être une colonne ou une potence de levage, ou un ap- pareil similaire, et qui est construit d'une manière dif- férente, sans aucun montant vertical 111, et sans diagona- le 211, tels qu'ils sont indiqués dans la figure 12. Dans le ,cas de la figure 14, quatre montants de coins sont construits à l'aide d'une série d'éléments en double U , soit de section en I, comme dans la figure 3, ou en cais- son co:e dans la figure 6, joints bout à bout, et ceux- ci sont espacés l'un de l'autre par un entretoisement dia- gonal similaire à celui des figures.9 et 10, sur les qua- tre cotés.
<Desc/Clms Page number 10>
aile (pour former un élément en caisson).
8/ Méthode, suivant les revendications 6 et 7, carac- térisée en ce que chaque fer U comprend une plaque soudée dans la base du fer U, à une extrémité, pour constituer une oreille, et une plaque, soudée dans le fer U à l'autre extrémité, mais dans un plan décalé par rapport au plan de l'oreille à la première extrémité dans le but décrit.
9/ Méthode, suivant la revendication 8, caractéri- sée en ce que les plaques qui sont soudées aux extrémités des éléments sont également soudées à des parties des élé- ments qui constituent des prolongements de la partie dorsa- le de chaque fer U, décalée si nécessaire pour s'ajuster contre les'plaques dans les plans décalés par rapport aux plans des oreilles aux autres extrémités des éléments.
10/ Méthode,.suivant les revendications 5 à 9, carac- térisée en .ce que les ailes des fers U sont percées de trous, pour recevoir des boulons pour les éléments d'en- tretoisement , il/ Méthode, suivant les revendications 5 à 10, ca- ractérisée en ce que les dos des fers U sont percés de trous pour recevoir des boulons pour les éléments d'entre- toisement.
12/ Méthode, suivant les revendications 10 et 11, caractérisée en ce que les éléments d'entretoisement con- sistent en des paires de cornières réunies en leur point- de croisement, en substance comme indiqué dans la figure, 10.
13/ Méthode de construction, pour construire des structures métalliques, en substance comme décrit en se reportant aux dessins annexés, et comme montré dans ceux-ci
<Desc/Clms Page number 11>
aile (pour former un élément en caisson).
8/ Méthode, suivant les revendications 6 et 7, carac- térisée en ce que chaque fer U comprend une plaque soudée dans la base du fer U, à une extrémité, pour constituer une oreille, et une plaque, soudée dans le fer U à l'autre extrémité, mais dans un plan décalé par rapport au plan de l'oreille à la première extrémité dans le but décrit.
9/. Méthode, suivant, la revendication 8, caractéri- sée en ce que les plaques qui sont, soudées aux extrémités des éléments sont également soudées à des parties des élé- ments qui constituent des prolongements de la partie dorsa- le de chaque fer U, décalée si nécessaire pour s'ajuster contre les plaques dans les pla.ns décalés par rapport aux plans des oreilles aux autres extrémités des; éléments.
10/ Méthode, suivant les revendications; 5 à 9, carac- térisée en ce que les ailes des fers U sont percées de trous, pour recevoir des boulons pour les éléments d'en- tretoisementi 11/ Méthode, suivant les revendications 5 à 10, ca- ractérisée en ce que les dos des fers U sont percés de trous pour recevoir des boulons pour les éléments d'entre- toisement.
12/ Méthode, suivant lesrevendications 10 et 11, caractérisée en ce que les éléments d'entretoisement con- sistent 'en des paires de cornières réunies en leur point. de croisement, en substance comme indiqué dans la figure 10.
13/ Méthode de construction, pour construire des structures métalliques, en substance comme décrit en sé reportant aux dessins annexés, et comme montré dans ceux-ci.