Module tridimensionnel combinable en "T" modifié pour la préfabrication industrielle de bâtiments L'invention a pour objet un module tridimension-
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industrielle de bâtiments.
Actuellement, dans le domaine de la construction industrialisée, les recherches portent principalement sur la mise au point de systèmes de préfabrication, qui permettent une plus grande rationalisation de la construction et une productivité accrue, et partant une réduction notable du coût de la construction.
En pratique, pour obtenir des rendements industriels élevés, il est nécessaire de réaliser les divers éléments préfabriqués dans des usines spécialisées, ces éléments étant ensuite assemblés sur le chantier; on parvient ainsi à réaliser des constructions d'un coût particulièrement avantageux par rapport aux autres techniques de préfabrication ou aux méthodes traditionnelles
Pour parvenir à une solution qui soit en séné temps économique, simple et aisée à adapter à tous les plans, il faut cependant parvenir à résoudre différents problèmes, souvent complexes.
Parmi ces problèmes, quelques-uns semblent
plus difficiles à résoudre que d'autres.
Le premier de ces problèmes concerne le choix
et la conformation d'un très petit nombre d'éléments standardisés, qui permettent de réaliser des bâtiments composés différemment du point de vue de la distribution des volumes intérieurs et extérieurs.
Le second de ces problèmes, étroitement lié au premier, est la production de tels éléments dans des usines bien équipées, et selon des techniques de produc- tion industrielle en grande série; en outre, un autre
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de production, de par leur conformation, possèdent des
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doivent être amenés jusqu'aux zones d'utilisation à l'aide de véhicules, dont la charge et l'encombrement sont limités.
Les opérations de transport exposent en outre
les éléments de construction à diverses contraintes,
plus ou moins importantes suivant l'état des routes. La demanderesse s'était donc fixée comme but de développer une structure modulaire préfabriquée, combinable avec d'autres éléments identiques et(ou) d'autres éléments complémentaires dérivés de cette structure et convenant pour la construction de bâtiments à un ou plusieurs éta- ges, avec des plans à distribution suffisamment libre
pour ne pas gêner ou limiter excessivement l'expression créatrice de l'auteur des plans.
Les structures modulaires et éléments dérivés
de celles-ci doivent en outre pouvoir être fabriqués
à l'échelle industrielle pour en limiter le prix de
revient.
Un autre but non négligeable de la demanderesse' était la création d'éléments de construction, pouvant être placés à l'aide d'une installation de coffrage unique.
Conformément à l'invention, ces objets sont réa-
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modifié pour la préfabrication industrielle de bâtiments,
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asymétrique, composé d'une plaque verticale (nervure principale) soutenant de façon stable et fixe une semelle horizontale qui présente sur la face supérieure des saillies-nervures sur une partie ou sur la totalité de sa surface; cet élément fondamental est développé principalement dans le sens longitudinal; il est caractérisé en outre par le fait que tous les éléments nécessaires et suffisants pour la construction de bâtiments suivant les plans les plus divers en dérivent par suppression de parties, soit de la semelle horizontale, soit de la plaque verticale; sur cette semelle et sur les têtes des autres éléments sont prévues des zones de coulée sur place de béton armé, constituant un cordon de liaison entre les divers éléments et permettant d'obtenir un ensemble stable.
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée de
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de quelques autres éléments qui en dérivent, de quelques éléments complémentaires et quelques combinaisons.types; la description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels:
-. la figure 1 illustre un module de base dérivé <EMI ID=7.1> - la figure 2 montre, en trait fin, le module <EMI ID=8.1>
plaque verticale dépassant d'un côté la semelle;
- la figure 3 illustre un exemple de combinaison <EMI ID=9.1>
- la figure 4 montre, en trait fin, l'élément <EMI ID=10.1>
plaque verticale dépassant la semelle des deux côtés;
- la figure 5 montre un élément fb;
- la figure 6 illustre un exemple de combinaison <EMI ID=11.1>
- la figure 7 montre, en trait fin, l'élément <EMI ID=12.1>
avec semelle partiellement développée; <EMI ID=13.1>
- la figure 9 montre, en trait fin, l'élément <EMI ID=14.1>
de paroi; <EMI ID=15.1>
isolé et assemblé à la semelle d'un autre élément;
- les figures 12, 13, 14 et 15 illustrent <EMI ID=16.1>
suppression (soustraction) de parties dans la plaque verticale;
' - la figure 16 illustre la formation d'un angle
<EMI ID=17.1> - la figure 17 illustre la formation d'un <EMI ID=18.1>
- la figure 18 illustre une réalisation type obtenue par l'utilisation de divers éléments;
( les figures 19 à 40 ci-après, représentent d'autres éléments dérivés et des méthodes d'assemblage; dans la description, la numérotation part de 100);
- les figures 19, 20 et 21 montrent d'autres va- <EMI ID=19.1>
- la figure 22 illustre l'assemblage d'un élément de base'[pound] avec un élément appelé "paroi-poutre ", avec un canal de tête à bords inégaux;
- la figure 23 est la section intermédiaire de l'assemblage de la figure 22;
- la figure 24 est la section d'une paroipoutre avec canal à bords égaux, assemblée à un module de base f;
- la figure 25 est une vue en perspective d'une variante de cette même paroi-poutre;
- la figure 26 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un cordon de raidissage;
- les figures 27, 28, 29 et 30 sont des vues en perspective de l'assemblage d'éléments f et de paroispoutres;
- la figure 31 illustre un autre élément-[pound]; - les figures 32 et 33 sont deux vues latérales <EMI ID=20.1>
poutres et de plaques planes;
- la figure 34 est une vue en perspective d'un <EMI ID=21.1>
de coulée localisées ou continues;
- la figure 35 est une vue en perspective d'un autre exemple de combinaison d'éléments préfabriqués suivant l'invention;
- la figure 36 montre un autre élément dérivé <EMI ID=22.1>
- la figure 37 est une vue latérale de deux <EMI ID=23.1>
ments à plusieurs étages;
- les figures 38, 39, 40 et 41 sont des vues d'une première méthode d'assemblage de tête des semelles <EMI ID=24.1>
- les figures 42 et 43 illustrent une deuxième méthode d'assemblage des semelles des éléments I, et
- la figure 44 illustre la réalisation de plusieurs éléments différents à l'aide d'un coffrage unique de grande longueur.
Sur les figures, la notation de référence 1
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de certaines parties, soit de la plaque horizontale,
soit de la plaque verticale, tous les éléments nécessaires et suffisants pour la réalisation de bâtiments à un ou plusieurs étages; quelques-uns d'entre-eux sont décrits plus en détail.
Cet élément, d'une importance particulière,
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tous les autres éléments; il est par conséquent possible, comme on le verra plus loin, de réaliser la production avec un seul coffrage de coulée à développement longitudinal, avec une technique industrielle analogue à celle qui est utilisée pour la production de poutres.
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le et donc composé d'une plaque verticale 3 et d'une semelle 4 formée de deux ailes asymétriques 5 et 6. L'aile 5, d'une dimension transversale inférieure, possède une nervure marginale 7, dont la hauteur est égale à l'épaisseur finale obtenue par une coulée sur place.
La caractéristique fondamentale de cet élément
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longueur b (cf. fig. 2).
Sur la partie 8 qui dépasse peut être posée
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longueur b sera égale ou inférieure à la longueur de l'aile qui y est posée.
La figure 3 montre un exemple de cette façon de composer une structure: la vue en plan montre deux <EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
a La figure 4 montre en trait fin l'élément <EMI ID=33.1>
par suppression de deux portions de la semelle.
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est d'avoir une plaque verticale 12 qui dépasse des deux côtés de la semelle 13, formant ainsi deux appendices d'appui d'une longueur convenable, sur lesquels seront posées, comme on le voit entre autres sur la <EMI ID=35.1>
par exemple.
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on obtient par suppression d'une portion de semelle
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ayant les caractéristiques suivantes: sur une certaine longueur, la semelle a deux ailes contiguës 16 et 17, alors que, sur la longueur restante b', l'aile d'ouverture maximum manque, et l'interruption est faite en un point intermédiaire de la plaque verticale, obtenant ainsi un gradin 18 sur lequel sera posée la semelle d'un autre élément.
Si l'on augmente la longueur b' jusqu'à rejoindre la longueur totale de la semelle, c'est-à-dire si l'ouverture de l'aile majeure de la semelle tend à zéro,
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Comme on le voit clairement sur la figure 10, on obtient une paroi autoportante de fermeture, qui présente, dans sa partie supérieure, un gradin continu 20 qui s'étend sur toute la longueur et sur lequel peut être posée la semelle 21 d'un autre élément.
Les éléments décrits jusqu'à présent sont obtenus par suppression de parties de la plaque horizontale de
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trent quatre exemples d'éléments obtenus par suppression de parties de la plaque verticale.
On peut ainsi réaliser des ouvertures 22 aux extrémités des éléments, des niches de fenêtres 23 intermédiaires dans la plaque verticale, des ouvertures sur toute la hauteur 24 ou sur une hauteur réduite 25, qui constitueront les passages entre les espaces intérieurs nécessaires à la disposition des locaux.
La figure 16, par contre, illustre la formation d'un angle de bâtiment, utilisant un élément rb 26 et un élément ra 27.
Les plaques 28 et 29, qui dépassent des éléments 26 et 27 qui forment l'angle, constituent les appuis pour la continuation de la structure sans limites
de développement.
Sur la figure 17, au contraire, l'angle est formé en utilisant un élément de base f 30 avec un élé-
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A titre d'exemple, la figure 18 illustre une
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32 et 33 disposés parallèlement, dont les semelles sont justaposées, de façon à créer un local large; ils sont
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A une extrémité, la structure est fermée par un
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c'est-à-dire une paroi.
On peut constater les multiples possibilités d'adaptation des éléments et la possibilité de composer librement des plans, étant donné que les dimensions en longueur des plaques verticales et en largeur des semelles peuvent être choisies dans tous les cas, compte tenu seulement des limites imposées pour le transport.
S'ajoutant à la gamme des éléments dérivables
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essentiellement constitué par une plaque verticale 101, assemblée à deux ailes horizontales 102 et 103 de largeurs différentes. En particulier, l'aile 102 a des dimensions transversales réduites et présente une saillie longitudinale 104 le long du bord libre.
Une deuxième saillie longitudinale 105, parallèle à la première et placée pratiquement en correspon-
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destiné à constituer le siège d'une armure continue, d'éventuels câbles de précontrainte et d'un cordon coulé, qui sera décrit plus loin.
La figure 20 montre un élément qui présente quelques variantes par rapport à celui qui a été décrit précédemment.
En effet, les deux ailes 102 et 103 ne présentent aucune saillie sur la face supérieure; dans ce cas, les saillies pourront être réalisées sur place selon les nécessités, ou pourront par exemple être constituées par des éléments en U renversé, ayant le double avantage de former extérieurement des coffrages perdus pour armatures et intérieurement des canaux pour le passage des différentes installations de service.
La base de la plaque principale 101 a présente dans ce cas deux appuis parallèles 107, séparés par un canal 108. Celui-ci peut servir pour superposer des éléments'[pound] et permet de les placer facilement et correctement..
La figure 21 montre une autre variante du module <EMI ID=47.1>
saillies-nervures 109 sur une partie ou sur la totalité
de leur surface.
Ces saillies-nervures 109 forment également plusieurs canaux 110 pouvant servir de siège pour les armatures ou pour le passage des installations de service.
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plus basse, 112, et l'autre plus haute, 113, qui forment entre elles un canal longitudinal 114.
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la plus basse 112 et y prend appui, comme le montre en coupe la figure 23.
Le canal longitudinal 114 contiendra une arma_-ture et une coulée (cordon) d'assemblage de la structure.
Si l'on veut placer l'aile 103 (figure 24), la
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dimensions égales qui présenteront un siège longitudinal de
<EMI ID=53.1> La figure 25 représente une autre variante de la paroi-poutre: dans ce cas, le canal 114d se prolonge sur une longueur 115 égale à la plus petite aile de l'élément r, auquel elle doit être assemblée.
De cette façon, prévoyant une ouverture latérale 116, il est possible de faire coïncider le cordon marginal avec l'élément r.
La figure 26 illustre la préparation d'une coulée d'assemblage avec une paroi-poutre du type illustré à la figure 24.
La paroi-poutre 117 est assemblée à un élément
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latérale 120; on place ensuite une armature métallique 121 qui sera noyée par la suite dans une coulée d'assemblage
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thodes d'assemblage de deux éléments de base, réalisées
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Dans le premier cas, l'aile 124 surmonte complètement la paroi 125 et, pour réaliser la coulée d'assemblage, des ouvertures du type 126 sont prévues en correspondance du canal 127 de la.paroi 125. Des dispositions analogues sont illustrées aux figures
29 et 30.
<EMI ID=59.1> principale est subdivisée en deux parties 127 et 128
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Les figure 32 illustre l'assemblage de deux
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plaque plane 135.
Dans ce cas, les deux parois 133 et 134 qui
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on obtient ainsi des ouvertures du type 136. Dans le cas où ces ouvertures ne seraient pas'nécessaires, la struc-
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La paroi-poutre 137 (figure 34) peut servir aussi de division par rapport à un élément T 138; dans ce cas, on prévoit des ouvertures localisées 139 ou continues 140 pour permettre les coulées d'assemblage.
La figure 35 illustre la combinaison de deux <EMI ID=64.1>
poutres 143 et 144 qui soutiennent ces éléments.
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En plus de ces éléments de base, il en existe un autre qui comprend une aile supérieure horizontale 145 combinée avec une nervure verticale 146 qui dépasse de l'aile et permet d'y poser d'autres structures.
La figure 37 illustre la superposition de deux éléments !: les deux nervures principales, 147 pour l'élément inférieur et 148 pour le supérieur, sont alignées;
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délimitent un canal longitudinal 150, dans lequel l'on effectue une coulée d'assemblage armé 151 qui constitue
un cordon.
La nervure verticale 148 s'appuie sur toute sa longueur contre une saillie longitudinale 152 de l'aile horizontale 153 de l'élément! inférieur.
Pour relier les extrémités des ailes horizontales de deux éléments! juxtaposés, illustrés aux figures 38 à 41 et portant les références 154 et 155, il est prévu, dans une première forme de réalisation plusieurs sièges de coulée 156, creusés à même les ailes, délimités dans le bas par une cloison 157.
En juxtaposant les deux éléments 154 et 155, on forme deux Coffrages perdus, ayant un fond déjà préparé, d'où sortent des fers d'armature insérés dans les élé-
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Une coulée exécutée sur place reliera solidement les extrémités et assurera le prolongement et la stabilité nécessaires de la structure.
Dans un deuxième exemple d'assemblage, les éléments f 159 et 160 présentent, le long du bord, un gradin rabaissé 161 qui formera à l'assemblage un siège continu 162, duquel sortent des fers d'armature 163. Pour augmenter la stabilité de l'assemblage, on a prévu deux câbles de précontrainte 164 insérés dans une gaine et reliés entre eux dans la zone de coulée au moyen d'un manchon à double effet 165.
Quelque temps après la coulée, on peut procéder à la mise sous tension des câbles 164 des zones 165 d'où sortent les éléments 159 et 160.
Tous les éléments illustrés sont réalisés en béton, éventuellement avec des composés susceptibles de conférer des caractéristiques élevées d'isolement thermique et acoustique. Si possible, on emploie de préférence des mélangés allégés.
En plus des éléments décrits, il en existe un autre, qui n'est pas décrit mais qui en découle évidemment: il s'agit d'une plaque qui peut convenablement être
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sions intérieures des locaux.
En reprenant le concept de l'élément de base f et des éléments qui en dérivent, on remarque que tous ces éléments peuvent être produits dans un seul coffrage
(voir schéma indicatif à la figure 44) à développement longitudinal de grande longueur, avec des techniques industrielles analogues à celles qui sont employées pour fabriquer des poutres.
Les parties à "enlever " de l'élément de
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plement séparées pour obtenir des éléments complémentaires.
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obtenir une portion de plaque 38; on place ensuite un
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Evidemment ces exemples de dispositions qui sont appliqués pour la construction d'un étage, peuvent être répétés pour des bâtiments à plusieurs étages, où la disposition des éléments aux différents étages peut être identique ou non, suivant les plans et les locaux que l'on veut obtenir.
Ramener tous les éléments nécessaires et suffisants à la construction de bâtiments à un seul élément de base f permet d'industrialiser au maximum la production des éléments mêmes, et d'atteindre ainsi le but principal que l'inventeur s'était fixé.
Bien que les limites des dimensions et du choix des matériaux soient indéterminées en théorie, elles dépendent des problèmes de transport, qui doit être économique, aussi bien du point de vue des dimensions que
des poids.