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L'invention est relative aux pièces de charpente (c'est à dire à des pièces travaillant essentiellement à la flexion sous l'effet d'une charge de direction substantiellement constante) du genre des poutres pannes, etc... constituées en matière ligneuse, et elle concerne plus spécialement (parce que c'est dans ce cas que son application semble de- voir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces pièces de charpente, celles constituées en contre-plaqué. L'invention concerne également les structures comportant de telles pièces de charpente.
Elle a pour but, surtout, de rendre les dites pièces de charpen- te telles qu'elles répondent mieux que jusqu'à ce jour aux divers deside- rata de la pratique.
Elle consiste, principalement, à constituer les pièces de char- pente du genre en question par un corps creux prismatique et de section transversale substantiellement triangulaire, obtenu par assemblage d'éléments minces du genre des feuilles de contre-plaqué, ce corps creux tournant une de ses faces dans la direction d'où vient la charge princi- pale agissant sur ladite pièce de charpente.
Elle comprend, mise à part cette disposition principale, certai- nes autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps (mais qui pourraient, le cas échéant, être utilisées isolément) et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui pour lequel on l'applique aux poutres en contre-plaqué), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nou- veaux, les pièces de charpente du genre en question comportant applica- tion de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments, appareils, monta- ges et outils spéciaux propres à leur établissement et les ensembles ou installations, notamment les toitures et plafonds, comprenant de sembla- bles pièces de charpente.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, les- quels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. 1, de ce dessin, montre, en vue perspective, une poutre établie conformément à l'invention et coupée par un plan transversal.
La fig. 2 montre en vue perspective un mode de réalisation de l'extrémité d'une telle poutre.
La fig. 3 montre en coupe verticale une toiture réalisée con- formément à l'invention avec de telles poutres.
La fig. 4 montre, également en coupe verticale, une portion de toiture réalisée avec d'autres poutres établies conformément à l'inven- tion.
La fig. 5 montre en coupe verticale une toiture à double pente constituée avec des poutres semblablement établies.
La fig. 6 montre en vue latérale un ensemble de deux semblables poutres assemblées entre elles.
Et la fig. 7, enfin, montre en coupe transversale une variante d'un détail d'une poutre également conforme à l'invention.
Selon l'invention et plus spécialement selon celui de ces modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses di-
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-verses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préfé- rence, se proposant d'établir une pièce de charpente du genre d'une pou- tre, c'est-à-dire travaillant essentiellement à la flexion sous l'effet d'une charge de direction substantiellement constante, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
Pour la clarté de l'exposé, on désignera dans la suite sous le vocable "poutre" toute pièce de charpente du genre d'une poutre propre- ment dite, telle que panne, chevron, etc... travaillant ainsi qu'il vient d'être indiqué.
Ceci posé, on constitue une poutre creuse dont la section droite est, en substance, triangulaire et l'allure générale prismatique, à l'aide d'éléments minces et résistants du genre des feuilles de contre-plaqué, ce par assemblage desdits éléments les uns aux autres, chaque assemblage d'un élément avec son voisin étant effectué le long d'un bord longitudinal d'au moins l'un d'entre eux.
C'est ainsi que, dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, pour constituer une poutre 1, l'on vient assembler deux à deux les bords longitudinaux de feuilles 2 de contre-plaqué sur des éléments de liaison 3, par exemple en bois massif, de façon telle que le pourtour latéral du corps sans fond d'allure prismatique obtenu se referme, la section transversale dudit corps présentant une forme sensiblement trian- gulaire.
Bien qu'une telle section puisse avoir la forme d'un triangle quelconque, dont même l'un ou plusieurs des sommets pourraient être tronqués, il est avantageux de la rendre voisine d'un triangle isocèle, ou, mieux encore, équilatéral, la fabrication de la poutre n'exigeant alors qu'une seule sorte de feuilles 2 et d'éléments de liaison 3.
On oriente les feuilles de contre-plaqué de façon qu'elles pré- sentent leur plus grande résistance dans le sens de la longueur de la poutre.
Les éléments de liaison 3, qui sont de préférence prismatiques et continus sur toute la longueur de la poutre, peuvent être constitués en toute matière telle que l'on puisse fixer sur elle les feuilles 2 par collage, vissage ou tout autre moyen.
Dans un cas particulier ayant donné toute satisfaction, où les feuilles de contre-plaqué presentaient une épaisseur de 10 mm., on a uti- lisé des éléments de liaison en bois massif en forme de prismes dont la section était un triangle équilatéral de 50 mm. de côté, la longueur des côtés du triangle formant la section de la poutre étant de 1,200 m.
Un mode efficace de fixation consiste à utiliser simultanément le collage et le pointage, les pointes ayant pour but d'assurer le con- tact et d'exercer la pression.nécessaire entre les pièces à coller.
Il est bon de noter que de tels éléments de liaison 3 suffisent pour assurer une bonne rigidité à la poutre creuse et que tous autres éléments de raidissement sont en général superflus.
Pour la réalisation de poutres de grande longueur, on pourra être amené à coller bout à bout des feuilles de contre-plaqué, par exemple par le procédé dit en "enture". On parvient ainsi à réaliser des poutres de plusieurs dizaines de mètres de longueur et de section droite triangulaire telle que les côtés du triangle mesurent plus d'un mètre.
Pour faire travailler dans les meilleures conditions la matière ligneuse constitutive de la poutre creuse à section triangulaire, il y a
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lieu de disposer ladite poutre de telle manière qu'elle tourne l'une de ses faces planes dans la direction d'où viennent les efforts principaux agissant sur ladite poutre. C'est ainsi que, pour une poutre horizontale travaillant à la flexion sous l'effet d'une charge agissant verticalement de haut en bas, on disposera l'une des faces de la poutre horizontalement à sa partie supérieure.
En effet, l'expérience montre, d'une part, qu'un solide devient fragile, c'est-à-dire facilement sujet à la rupture, lorsqu'il subit une déformation permanente et, d'autre part, que les déformations du bois de- meurent élastiques dans un domaine de contraintes qui est environ trois fois plus grand pour la traction que pour la compression :il est donc plus judicieux de faire travailler le bois à la traction qu'à la compres- sion,
Or la résistance des matériaux indique que, pour chaque section droite d'une poutre reposant sur deux appuis simples au même niveau, et soumise à une flexion simple, la droite qui sépare les points soumis à une traction de ceux soumis à une compression passe par le centre de gravité de la section, point qui est deux fois plus voisin de chaque côté d'un triangle que du sommet opposé audit côté.
Comme par ailleurs les contraintes subies par les divers points de la section sont proportionnelles à leurs distances à la droite sus- précisée, les plus fortes contraintes de compression appliquées à la ma- tière ligneuse (et correspondant aux points de la face horizontale supé- rieure, dans une poutre disposée comme indiqué ci-dessus) seront deux fois moins élevées que les plus fortes contraintes de traction appliquées à ladite matière (et correspondant aux points de l'arête inférieure pour la disposition envisagée), ce qui est, comme on l'a vu, particulièrement intéressant, vu les conditions de travail de ladite matière.
Si, pour tirer profit de cette disposition, on oriente vers le bas une arête de la poutre, il est bien évident que l'on peut modifier certaines de ses parties, telles que ses extrémités, de façon qu'elles présentent des surfaces inférieures d'appui convenables.
C'est ainsi que l'on peut entailler une extrémité d'une poutre creuse établie comme il a été précédemment indiqué, de.façon à y ménager une surface d'appui plane 4 (fig. 2). On referme alors, de préférence, les coupes pratiquées et autres ouvertures du corps creux avec des mor- ceaux 5 de contre-plaqué ou analogue.
On peut utiliser les poutres faisant l'objet de l'invention dans un grand nombre d'applications, mais leur utilisation est particulièrement avantageuse pour constituer des toitures.
C'est ainsi que l'on peut les placer côte à côte de façon que leurs faces supérieures soient jointives et coplanaires (fig. 3): pour achever la toiture ainsi réalisée, il suffit alors de recouvrir la surface plane supérieure obtenue par une couche d'étanchéité 6, ce qui est très commode en raison de l'excellent état de surface présenté par le contre- plaqué.
Une telle toiture procure une bonne isolation thermique entre l'ex- térieur et le local qu'elle recouvre, mais il est possible d'améliorer en- core cette isolation en reliant les arêtes inférieures des poutres à l'aide de feuilles en contre-plaqué ou autre matière formant plafond.
On peut encore, sans sortir du cadre de l'invention, constituer l'une des faces de la poutre avec des ailes largement débordantes,7 (fig.4).
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Dans le cas, représenté sur la fig. 4, où l'on dispose cette face à la partie supérieure de la poutre, il est possible de constituer une toi- ture économique exigeant relativement peu de contre-plaqué. L'assemblage des poutres entre elles est, de plus, très facile dans ce cas, car il suf- fit de fixer deux à deux les ailes 7 de ces poutres sur des pièces de liai- son 8, notamment par vissage de vis 9.
Ces pièces de liaison 8 peuvent ne pas être continues tout le long des ailes à assembler, l'intervalle qui sépare deux d'entre elles étant fonction de l'épaisseur desdites ailes.
On peut également utiliser les poutres faisant l'objet de l'in- vention pour constituer des toitures à double pente comme il a été indiqué sur la fig. 5, où toutes les pannes, faîtière 10, courantes 11 et sablières 12, sont constituées par des poutres creuses à section triangulaire dont une arête est orientée vers le haut.
Une toiture constituée de la sortie résiste particulièrement bien au vent mais comme les poutres qui la constituent ne travaillent pas con- stamment dans les conditions optima signalées plus haut, il sera bon de prévoir une plus grande marge de sécurité dans le calcul de leur dimension- nement .
La fig. 6 montre schématiquement une autre charpente réalisée avec des poutres creuses conformes à l'invention, et pouvant servir à une toiture à double pente, à un pont léger en V renversé, ou à toute autre construction.
Il est bon de noter que, pour diminuer les risques de fendille- ment des pièces de liaison 3 susvisées utilisées dans la constitution des poutres 1 faisant l'objet de l'invention, et notamment lorsque ces pièces sont constituées en bois massif, on recouvre avantageusement la surface libre desdites pièces (c'est-à-dire celle sur laquelle ne sont pas fixées les feuilles 2) d'une feuille 13 (fig. 7) en contre-plaqué ou matière ana- logue qui est par exemple adhérée sur cette surface par collage.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'une poutre dont la mise en oeuvre et les avanta- ges résultent suffisamment clairement de la description qui vient d'en être faite pour qu'il soit inutile d'insister à son sujet.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'applica- tion, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; en embrasse, au contraire, tou- tes les variantes, notamment:
- celles où la poutre formée ne serait pas rigoureusement pris- matique, mais comporterait au moins une face légèrement courbe, - celles où la section droite de cette poutre ne serait pas ri- goureusement un triangle, mais par exemple un trapèze dont la petite base serait de préférence disposée à la partie inférieure, - et celles où ladite poutre ne serait pas creuse, mais remplie, au moins partiellement, d'un matériau, par exemple cellulaire, (mousse synthétique, liège aggloméré ou naturel, bois de Balsa, ébonite mousse), maintenant et raidissant les parois de la poutre et éventuellement assu- rant une bonne isolation phonique ou autre, etc...
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