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"Nouvelle construction de toitures extra-légères, translucides, autoportantes et éléments préfabriqués à cette fin".
Cette invention concerne la technique de la con- struction des toitures autoportantes formées par la juxta position et la solidarisation mutuelles d'éléments à la fois extrêmement légers, translucides et autoportants.
L'invention a également pour objets des éléments de toiture préfabriqués, d'une morphologie toute nouvelle,
Le but essentiel de l'invention est de faire une application aussi judicieuse que possible de matériaux modernes et plus spécialement de matières plastiques stratifiées ou armées en tenant compte des' caractères particuliers de ce matériau par rapport aux matériaux traditionnels,
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On a déjà préconise d'utiliser de tels matériaux dans la technique de la toiture. Toutefois, on s'est généralement limité soit à des éléments particuliers tels que lanterneaux et coupoles, soit encore à l'exécution d'éléments de toiture de portée relativement réduite.
Dans ce dernier cas, on a également, d'une manière gén,érale, reproduit les caractéristiques essentielles des lanterneaux et coupoles traditionnels.
Dès lors, l'objet do l'invention est une aonstruc- tion de toiture à partir d'éléments d'une conception novvellcen vue de réaliser des toitures autoportantes capables de présenter des portées surprenantes tout en maintenant des épaisseurs très réduites.
Un autre objet de l'invention consiste également à réaliser de tels éléments légers autoportanta et de faible épaisseur mais présentant des flèches relativement très réduites eu égard aux portées exceptionnellement grandes et,, ce, sans préjudice pour la bonne résistance de la toiture aux sollicitations usuelles, plus spécialement des éléments climatiques.
Un autre but de l'invention, par la mise en oeuvre de tels éléments à grande portée et à flèche relativement réduite consiste à palier à l'inconvénient des lanter- neaux et coupoles traditionnels dont, obligatoirement, la hauteur croît d'une manière rapidement rédhibitoire avec l'accroissement de la portée.
Ce défaut est inhérent à la technique môme du lanterneau et de la coupole,
Un autre objet de l'invention encore consiste à pouvoir réaliser des toitures autoportantes à grande por- tée, très légères et de fable épaisseur, à partir d'élé= ments d'une forme apparemment complexe, qui sont néanmoins d'une fabrication industrielle relativement simple,, n'im-
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. pliquant aucun équipement coûteux, ne présentant aucune sujétion quant à l'orientation de la structure fibreuse et permettant le placement d'armatures de traction, exac- tement dans la zone de force desdits éléments.
Un autre objet encore-de l'invention concerne le fait que, malgré une forme apparemment complexe et une longueur respectivement une portée relativement importante, les éléments sont conçus de manière à rendre les problèmes de transport, de manutention et de mise en oeuvre relativement très simples et confortables.
Un autre objet encore de l'invention se trouve dans le fait que lesdits éléments autoportants sont conçus d'une telle manière que l'écoulement des eaux soit assuré systématiquement et vers des endroits opportuns prédéf inis.
De plus, lesdits éléments autorisent le placement, aux endroits les plus efficaces, de bouches de ventilation ou autres entrées ou sorties d'air, notamment en vue d'instal-' lations de conditionnement de tout genre.'
Les éléments de toitures autoportantes et extra- 16gères selon l'invention sont réalisés en mince épaisseur de matière plastique renforcée ou stratifiée;
ils ont la forme d'une coquille présentant une section droite ouverte, de dimensions progressivement variables d'un bout à l'au- tre de l'élément,
En d'autres termes, ce dernier peut être considéré comme étant l'enveloppement d'un alignement le long d'une urrace courbe de génératrices transversales, de dimen- sions progressivement variables* Plus particulièrement, lesdites génératrices sont formées par des courbes ouvertes dont les deux extrémités sont échelonnées le long des traces courbes d'intersection entre ladite surface courbe et deux plans verticaux parallèles ou convergents.
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La surface courbe pourra, selon,les cas, présenter toutes formes pour autant qu'elle soit symétrique par rapport au milieu d'un élément de touture, La forme préférée - et d'ailleurs la plus simple à réaliser et répondant.strictement à cette condition - est la forme cylindrique. La courbe ouverte formant génératrice est elle-même essentiellement variable. Elle pourra être déterminée par 1'* homme de l'Art sans apporter aucune modification à l'invention elle-même.. Ce choix peut être déterminé par des conditions de résistance, des problèmes de moulage et de démoulage, des considérations esthétiques, etc...
D'une manière générale cependant, on appliquera avec grande satisfaction la forme parabolique ou des for- mes dérivées de celle-ci.
Le rayon de courbure de la surface courbe formant la surface directrice de l'élément de toiture sera déter- miné par les conditions de stabilité. Il sera générale- ment fonction de la portée des éléments de toiture ainsi que des caractéristiques de la courbe de base des généra- trices.
Quant à la toiture proprement dite, elle est réali- sée d'une manière extrêmement simple malgré l'apparente complexité de ses éléments constitutifs. En effet, ces derniers sont originalement pourvus'de bandes marginales continues au droit de leurs deux bords longitudinaux, ces bandes metéri=alisant. en quelque sorte, ladite surface directrice de l'élément de toiture.
Il suffira, dès lors, de placer côte à côte de tels éléments de toiture en superposant lesdites bandes longi tudinales adjacentes et à les solidariser énergiquement l'une à l'autre, par exemple par'collage.
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Etant donné la grande légèreté de 'ces éléments de , toiture, leur mise en oeuvre quasi instantanée et l'ex- trême facilité avec laquelle ils peuvent être mutuelle- ment solidarisés, on introduit dans la technique de la toiture des facilités et une économie toute nouvelles.
Ces résultats sont d'autant plus appréciables que, dans l'économie industrielle actuelle, les ateliers et locaux d'utilité, de dimensions relativement vastes, sont de plus en plus-construits en vue de pouvoir subir ulté- rieurement tout genre 'de modifications et transferts, d'où résulte qu'il est important que le coût au mètre carré .'ouvert 'soit réduit au maximum. De même, il est important, d'accélérer le rythme de la construction et surtout de réduire la quantité de main-d'oeuvre spéciali- sée nécessaire. Il est également important de pouvoir expédier, en tout endroit, les matériaux nécessaires à' - l'érection rapide de vastes locaux, toutes choses sensi- blement facilitées par la présente invention.
Les éléments de toiture basés sur ces caractérisituqes nouvelles peuvent évidemment se présenter sous des formes et'dans des dimensions infiniment variables. Egalement, les génératrices transversales de section progressivement croissante, respectivement décroissante, peuvent être échelonnées le long d'une surface courbe directrice, soit convexe, soit concave,
C'est donc à simple titre d'exemple et dans le seul but d'essayer de mieux faire ressortir l'objet de l'in- . vention qu'une forme d'exécution est décrite en détail ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels; la figure 1.représente en vue en plan une parti de toiture selon l'invention; la figure 2 représente, en vue perspective, un élé-
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ment de toiture de la réalisation schématisée à la figure 1;
' la figure 3 représente en coupe longitudinale l'élément de toiture selori la'figure 2;, la figure 4 représente des coupes successives le long des lignes IV-IV de la figure 3 ; la figure 5 représente, en vue perspective, une (variante d'exécution de l'élément de, toiture de la figure 2 ; la figure 6 représente en coupe longitudinale l'élément de toiture selon la figure 5; la figure 1 représente des coupes successives le long des lignes VVI-VII de la figure 6; les figures 8 et 9 représentent en vue en plan deux variantes de toiture selon l'invention;
les figures 10 et 11 représentent en vue perspective deux élément destinés à être 'placés jointifs dans l'exé- cution de la figure 8; la figure '12 représente en coupe longitudinale l'élément- de toiture selon'la figure 10;
la figure 13 représente des coupes successives le long des lignes XIII-XIII de la figure 12,
Comme schématisé aux figures 1, 8 et 9, une toiture selon l'invention est réalisée par un certain nombre d'éléments 1 disposés jointivement, solidarisés l'un à l'autre et reposant, par leurs deux extrémités, sur des supports 2-3 tels que poutres, murs ou autres, ' Dans l'exemple des figures 2, 3 et 4, les éléments de toiture 1 sont.réalisés par une coquille définie par l'enveloppement 4 de génératrices 2 échelonnées le long d'une surface courbe directrice 6., lesdites génératrices étant de section progressivement croissante,
puis pro-
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gressivement décroissante et ces génératrices étant constituées par des courbes ouvertes dont les deux bouts sont disposés le long des lignes courbes d'intersection 7-8 et entre ladite surface directrice 6. et deux plans verticaux parallèles.
Dans l'exécution représentée aux figures 2, 3 et 4, la surface courbe directrice 6 est une surface cylindri- que de rayon R; les génératrices sont,d'allure circulaire mais pourraient évidemment présenter toute autre forme
Dans ledit exemple des figures 2, 3 et 4, lesdites génératrices 2 -et par conséquent leur enveloppement 4 sont disposées sur la partie convexe de ladite surface directrice 6.
Dans l'exemple des figures 5, 6 et 7, on retrouve exactement les mêmes éléments que dans l'exemple précé- dent, mais les génératrices 2 - et par conséquent aussi l'enveloppementconstituant l'élément de toiture proprement dit - sont disposées sur la partie concave de ladite courbe directrice 6.
Dans l'un et l'autre cas, l'enveloppement '4 est prolongé des quatre côtés par un rebord, respectivement 9-10-11-12 ces quatre rebords se situant dans ladite surface directrice .
De tels éléments de toiture étant de préférence réalisés en une matière synthétique renforcée ou strati- fiée, généralement un polyester armé, lesdits rebords 2- 10-11-12 seront réalisés en même temps que ledit envelop- pecent 4, l'élément de toiture étant ainsi constitué en une seule pièce prête à être mise en oeuvre,
Pour effectuer celle-ci, il suffit de poser de tels éléments 1: au moins sur deux supports d'about 2-3 d'une telle manière que soient superposés les rebords longitudi- naux 9-10 der, éléments voisins.
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Les.rebords ainsi superposés peuvent/être solidarises par tout moyen adéquat, généralement par collage. Les rebords d'about, respectivement 11-12.. se placent alors dans le prolongement l'un de l'autre et peuvent être solidarisés au support sous-jacent,.également par tout moyen approprié, par exemple aussi par collage.
On pourra réaliser de plus grandes portées encore, respectivement atteindre de meilleures résistances, en réalisant les éléments de toiture qui viennent d'être dé- crits selon l'une des variantes des figures 8 et 9.
Cas exécutions sont caractérisées par la disposi- tion convergente des plans verticaux dont l'intersection avec la surface courbe directrice 6 détermine les aligne- mente des deux bouts libres des courbes ouvertes formant les génératrices définissant l'enveloppement 4 caractéri- sant les éléments de toiture selon l'invention.
Dans l'exemple de la figure 8, ces deux plans ver- ticaux sont symétriquement inclinés par rapport à l'axe longitudinal A-B de l'élément de toiture 1. Au contraire, dans l'exécution préférentielle de la figure 9, l'un des plans verticaux est parallèle audit axe longitudinal A-B tandis que le second plan vertical est incliné par rapport cet axe.
Cette,dernière exécution présente l'avantage de pouvoir automatiquement recouvrir une surface rectangu- laire sans faire appel à des éléments spéciaux,
Dans les figures 10 et 11, 'On a représenté, en vue perspective, un élément 1 applicable dans la toiture schématisée à la figure 9, On y retrouve tous les éléments de l'exécution des figures 1, 2, 3 et 4, cependant que les génératrices 2 sont progressivement décroissantes d'un bout à l'autre et sur toute la longueur de l'élément, en
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même temps que les deux lignes courbes 7-8 d'intersection ' entre la surface courbe directrice 6, et les plans verti- eaux convergents sont elles-mêmes convergentes.
Tous les éléments de toiture étant identiques, il est aisé de recouvrir normalement et entièrement une aire d'allure rectangulaire déterminée en plaçant de tels élément jointifs en position alternée, c'est-à-dire en juxtaposant, à un bout de grande largeur d'un élément, un bout de petite largeur de l'élément voisin, et ainsi de suite,
Dans une forme préférée de réalisation et tel que représenté notamment aux figures 10 et 11, la génératrice 5 de plus grandesdimensions, sera de préférence raccordée à la partie correspondante des rebords 9-10-11 par une surface 12 d'allure générale inclinéew
Cette surface forme une paroi qui pourra très avanta- geusement;
dans la toiture,servir de support pour des appareils de conditionnement d'air ou autre, pour présen- ter des ouvertures ou cheminées d'aération ou pour toutes autres dispositions accessoires propres à toute toiture.
Par le choix judicieux de la surface courbe direc- trice 6 on obtiendra que les éléments de toiture 1 en position alternée peuvent se disposer d'une manière parfaitement jointive, comme schématisé notamment à la figure 9,
Il en résulte que, malgré l'apparente complexité de ces éléments de toiture, leur mise en oeuvre est pratique-; ment aussi aisée, rapide et confortable que celle de sim- ples dalles.
Dans toutes ces exécutions, on pourra éventuellement( faire usage d'armatures dûment orientées en direction des lignes de renforcement. Ces armatures seront généralement
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réalisées par des éléments fibreux torsadés ou non, mais disposes d'une telle manière qu'ils soient dûment orientés.
Ces armatures peuvent âtre incluses dans l'armature tra- ditionnelle de stratification des résines renforcées tel- les que,-notamment, les polyesters armés. Ou bien encore ces armatures dirigées peuvent être complémentaires et judicieusement disposées, pendant la fabrication, dans les zones de force, Ces dernières sont elles-mêmes aisément déterminées au prorata de la forme géométrique ou non des coquilles, restant entendu que ces armatures seront généralement rectilignes et s'étendront sur toute ou une grande partie de la longueur des éléments, Par zones de force on entend les zones dans lesquelles se concentrent les résultantes des sollicitations normales des éléments de toiture et plus particulièrement encore les résultantes des efforts de.flexion.
L'homme de l'Art pourra aisément, dans chaque cas, déterminer ces zones de force.
L'invention concerne aussi bien le? éléments de toiture que le mode de recouvrement appliquant une ou plu- sieurs des caractéristiques.révélées par:la.présente et les toitures elles-mêmes. ,