EP0053534B1 - Structure en treillis, en particulier mât-support d'antenne - Google Patents

Structure en treillis, en particulier mât-support d'antenne Download PDF

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EP0053534B1
EP0053534B1 EP81401806A EP81401806A EP0053534B1 EP 0053534 B1 EP0053534 B1 EP 0053534B1 EP 81401806 A EP81401806 A EP 81401806A EP 81401806 A EP81401806 A EP 81401806A EP 0053534 B1 EP0053534 B1 EP 0053534B1
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panel
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EP81401806A
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Yves Foissac
Frédéric Ngo Bui Hung
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LABORATOIRE D'ETUDES ET DE RECHERCHES CHIMIQUES LERC
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LABORATOIRE D'ETUDES ET DE RECHERCHES CHIMIQUES LERC
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    • E04H12/02—Structures made of specified materials
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    • E04H12/18—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures movable or with movable sections, e.g. rotatable or telescopic
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    • Y10T403/34—Branched
    • Y10T403/341—Three or more radiating members
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/44—Three or more members connected at single locus
    • Y10T403/443—All encompassed

Definitions

  • the present invention relates to a trellis structure advantageously made of reinforced resin which can be used in particular as a mast for supporting high power antennas at significant heights, of several tens of meters.
  • reinforced resin antenna masts are known compared to metal masts.
  • the reinforced resin is non-magnetic and insulating and therefore does not create any electromagnetic disturbance. Its low density facilitates transport and handling. Its corrosion resistance allows very long lifetimes.
  • the invention relates to a trellis structure, usable as a mast and which, made of reinforced resin, has a mechanical resistance comparable to that of metallic structures.
  • US-A-3 100 555 discloses a tubular lattice structure, constituted by a plurality of continuous cylindrical uprights, assembled by braces constituted by members enveloping these uprights and fixed to them, provided with sockets receiving the ends of bracing struts.
  • the invention aims to provide a structure of the type indicated above, but the assembly of which can be prepared in the factory and carried out in a simple manner at the place of use.
  • the structure is divided into successive adjacent sections and that, in each section, the entire bracing is a rigid and independent module, like those described in DE-U-1 626 712, but comprising a plurality spacers engaged in sockets integral with the sleeves in which the uprights are threaded and which, on each side, constitute the ends of this module.
  • bracing panels of the same section of the structure are assembled together in advance via said sleeves to form a module, the continuous series of adjacent modules being finally traversed by the frames and assembled therewith appropriately.
  • each panel is constituted by four spacers, in the form of cylindrical bars, assembled in the same plane by a crosspiece comprising for this purpose four cross sockets.
  • each sleeve open inside of it, their axes compete with each other and with the axis of the sleeve.
  • this sleeve is limited, towards the neighboring module, by a plane perpendicular to its axis passing through the point of intersection of these axes.
  • the diameter of the sleeve being larger than that of the sockets, it is possible for mounting the modules on a template to engage each of the spacers in its socket by passing through the sleeve and then advancing it to the crosspiece, this which avoids the difficulty of assembling a panel by engaging both the ends of the spacers in the sleeves for housing the sleeves and the spider and then gradually reducing the size of the geometric figure thus produced.
  • the structure (beam or mast) may be of any length in one piece or formed of sections assembled by end-to-end connection of the sections of members, this assembly and the modes of use of the structures are not part of the invention.
  • this mast is held in its erected position by a set of shrouds, not shown.
  • the mast 1 is formed, in the example shown, of three identical structures A, B, C fixed end to end.
  • Each structure can have three parallel members 2 arranged ( Figure 3) along the edges of a regular prism of triangular section.
  • the members 2 are connected two by two by cross-shaped bracing panels 3. As shown in FIG. 2, this panel comprises four identical spacers 4 fixed by one end in the sockets 9 of a spider 5. The spacers 4 are engaged and fixed by their other end in the sockets 6 formed projecting from the sleeves 7 , threaded and fixed on the uprights 2.
  • the sockets 6 are inclined at 45 ° relative to the axis of the sleeve 7 to correspond to the angles of the branches of the spider 5.
  • each corner sleeve element 7 then comprises two sockets 6 situated in planes at 60 ° around the axis of the member.
  • the sockets 6 integral with the same sleeve 7 open inside thereof, which allows to engage each spacer 4 from the inside of the sleeve 7, in its socket 6 until bringing it into the corresponding socket 9 of the spider 5.
  • each point 0 becomes a point node of articulation of the lattice structure.
  • the set of three panels of the same floor and the associated sleeves constitutes a bracing module, composed in this case of six sleeves 7, three cross-pieces 5 and twelve spacers 4.
  • the bracing modules are joined, the sleeves 7 belonging to successive modules having their end faces 8 in contact. After which the members 2 are engaged in the sleeves 7 of the modules and fixed therein in an appropriate manner.
  • Membranes, spacers and sleeves may be of any material provided that they are suitable for assembly by gluing, welding, keying, etc.
  • all of these elements - frames, spacers, cross-pieces and sleeves - are made of fiber-reinforced resin, which allows for resistant bonding.
  • the members and the spacers are tubes which can be obtained by "pultrusion", that is to say by extrusion combined with a traction exerted on the end of the tube during manufacture.
  • they can be filled with a cellular material 10 forming an electrical insulator such as a polyurethane.
  • the cross-pieces 5 and the sleeves 7 can be made of non-rigid thermoplastic material, loaded with glass fibers and injection molded. In this way, each of these elements can play in the structure the role of a joint within the meaning of the theory of articulated trusses; the embedding moments can be considered negligible and the knots being punctual, the spacers and the free portions of the members are stressed in tension or in compression.
  • the sections once assembled in the factory are dismantled for transport, which therefore poses no problems.
  • the invention applies to support masts, in particular for antennas, to provisional or definitive framework elements and other applications which must combine lightness and great range.

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Description

  • La présente invention concerne une structure en treillis avantageusement réalisée en résine armée utilisable notamment comme mât pour supporter des antennes de grande puissance à des hauteurs importantes, de plusieurs dizaines de mètres.
  • On connaît les avantages des mâts d'antennes en résine armée par rapport aux mâts métalliques. La résine armée est amagnétique et isolante et ne crée donc aucune perturbation électromagnétique. Sa faible densité facilite le transport et la manutention. Sa résistance à la corrosion autorise de très longues durées de vie.
  • Mais lorsque le dispositif à supporter, par exemple une antenne, montée au sommet du mât, représente une charge très importante, de l'ordre de plusieurs tonnes, et que le mât doit avoir une hauteur de plusieurs dizaines de mètres, la résistance mécanique des mâts en résine armée classiques, formés d'éléments cylindriques emboîtés bout à bout, est évidemment insuffisante.
  • L'invention vise une structure en treillis, utilisable comme mât et qui, réalisée en résine armée, présente une résistance mécanique comparable à celle des structures métalliques.
  • On connaît, par US-A-3 100 555, une structure tubulaire en treillis, constituée par une pluralité de montants cylindriques continus, assemblés par des contreventements constitués par des organes enveloppant ces montants et fixés à ceux-ci, munis de douilles recevant les extrémités d'entretoises de contreventement.
  • L'invention vise à fournir une structure du type indiqué ci-dessus, mais dont le montage peut être préparé en usine et effectué de façon simple sur le lieu d'utilisation.
  • A cet effet, elle prévoit que la structure est partagée en sections successives adjacentes et que, dans chaque section, l'ensemble du contreventement est un module rigide et indépendant, comme ceux décrits dans DE-U-1 626 712, mais comprenant une pluralité d'entretoises engagées dans des douilles solidaires des manchons dans lesquels sont enfilés les montants et qui, de chaque côté, constituent les extrémités de ce module.
  • Les panneaux de contreventement d'une même section de la structure (ou du même étage pour un mât) sont d'avance assemblés entre eux par l'intermédiaire desdits manchons pour constituer un module, la suite continue des modules adjacents étant finalement traversée par les membrures et assemblée avec celles-ci de manière appropriée.
  • Dans une forme avantageuse de réalisation, chaque panneau est constitué par quatre entretoises, en forme de barreaux cylindriques, assemblées dans le même plan par un croisillon comportant à cette fin quatre douilles en croix.
  • De plus, les douilles de chaque manchon débouchent à l'intérieur de celui-ci, leurs axes concourent entre eux et avec l'axe du manchon. Enfin de préférence, ce manchon est limité, vers le module voisin, par un plan perpendiculaire à son axe passant par le point de concours de ces axes.
  • Ainsi, le diamètre du manchon étant plus grand que celui des douilles, il est possible pour le montage des modules sur un gabarit d'engager chacune des entretoises dans sa douille en passant par le manchon puis de la faire progresser jusqu'au croisillon, ce qui évite la difficulté de réaliser l'assemblage d'un panneau en engageant à la fois les deux extrémités des entretoises dans les douilles de logement des manchons et du croisillon puis en réduisant progressivement la dimension de la figure géométrique ainsi réalisée.
  • En outre lorsque deux manchons appartenant à deux modules voisins sont accolés, tous les axes des entretoises appartenant à ces deux manchons concourent en un même point sur l'axe de la membrure, point constituant un noeud d'articulation de la structure en treillis.
  • La structure (poutre ou mât) peut être de longueur quelconque d'une seule pièce ou formée de tronçons assemblés par raccordement bout à bout des tronçons de membrures, cet assemblage ainsi que les modes d'utilisation des structures ne font pas partie de l'invention.
  • L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation, faite en référence aux dessins annexés.
    • La figure 1 montre une structure selon l'invention, en l'espèce un mât d'antenne formé de plusieurs tronçons.
    • La figure 2 représente à plus grande échelle une partie de structure, une seule des faces étant représentée.
    • La figure 3 est une coupe transversale suivant le plan III-III de la figure 2.
    • La figure 4 est l'élévation d'un manchon destiné à une structure quadrangulaire.
    • La figure 1 montre un mât 1 destiné à supporter à son sommet un dispositif tel qu'une antenne d'émission ou de réception radioélectrique, non représentée.
  • De manière connue, ce mât est maintenu dans sa position érigée par un ensemble de haubans, non représentés.
  • Le mât 1 est formé, dans l'exemple représenté, de trois structures identiques A, B, C fixées bout à bout. Chaque structure peut comporter trois membrures parallèles 2 disposées (figure 3) suivant les arêtes d'un prisme régulier de section triangulaire.
  • Les membrures 2 sont reliées deux à deux par des panneaux de contreventement 3 en forme de croix. Comme montré sur la figure 2, ce panneau comprend quatre entretoises identiques 4 fixées par une extrémité dans les douilles 9 d'un croisillon 5. Les entretoises 4 sont engagées et fixées par leur autre extrémité dans les douilles 6 formées en saillie sur les manchons 7, enfilés et fixés sur les montants 2. Dans le présent exemple, les douilles 6 sont inclinées à 45° par rapport à l'axe du manchon 7 pour correspondre aux angles des branches du croisillon 5.
  • Sur la figure 3, trois panneaux de contreventement identiques relient en triangle les trois membrures 2 ; chaque élément manchon d'angle 7 comprend alors deux douilles 6 situées dans des plans à 60° autour de l'axe de la membrure. Comme on peut le voir sur la figure 4, les douilles 6 solidaires d'un même manchon 7 débouchent à l'intérieur de celui-ci, ce qui permet d'engager chaque entretoise 4 par l'intérieur du manchon 7, dans sa douille 6 jusquà l'amener dans la douille 9 correspondante du croisillon 5.
  • De plus les axes, X du manchon et Y de chacune des douilles 6, concourent au même point 0 par lequel passe le plan 8 qui limite chaque manchon en direction du manchon voisin. Ainsi le passage de l'entretoise 4 à travers le manchon est-il bien dégagé ; de plus lorsque les manchons 7 appartenant à des modules sont accolés de façon que leurs plans 8 soient confondus, chaque point 0 devient un noeud ponctuel d'articulation de la structure en treillis.
  • Dans la réalisation selon la figure 3, l'ensemble de trois panneaux du même étage et des manchons associés constitue un module de contreventement, composé en l'espèce de six manchons 7, trois croisillons 5 et douze entretoises 4.
  • Pour le montage, les modules de contreventement sont accolés, les manchons 7 appartenant à des modules successifs ayant leurs faces d'extrémité 8 en contact. Après quoi les membrures 2 sont engagées dans les manchons 7 des modules et fixées dans ceux-ci de manière appropriée.
  • Membrures, entretoises et manchons peuvent être en matières quelconques pourvu qu'elles se prêtent à l'assemblage par collage, soudure, clavetage, etc.
  • De préférence, tous ces éléments - membrures, entretoises, croisillons et manchons - sont en résine armée de fibres, ce qui permet des assemblages résistants par collage.
  • Les membrures et les entretoises sont des tubes pouvant être obtenus par « pultrusion •, c'est-à-dire par extrusion combinée avec une traction exercée sur l'extrémité du tube en cours de fabrication. Dans le cas des antennes, ils peuvent être remplis d'une matière alvéolaire 10 formant isolant électrique telle qu'un polyuré- thane.
  • Les croisillons 5 et les manchons 7 peuvent être en matière thermoplastique non rigide, chargée de fibres de verre et moulée par injection. De la sorte, chacun de ces éléments peut jouer dans la structure le rôle d'une articulation au sens de la théorie des treillis articulés ; les moments d'encastrement peuvent être considérés comme négligeables et les noeuds étant ponctuels, les entretoises et les portions libres des membrures sont sollicitées en traction ou en compression.
  • Lorsque la structure est formée de tronçons, leur assemblage est nécessairement effectué sur le lieu d'utilisation, mais il est préparé en usine.
  • Les tronçons une fois assemblés en usine sont démontés pour le transport, qui ne pose donc pas de problèmes. L'invention s'applique aux mâts- supports notamment pour les antennes, aux éléments de charpente provisoire ou définitive et autres applications devant associer légèreté et grande portée.

Claims (7)

1. Structure tubulaire en treillis, constituée par une pluralité de montants cylindriques continus (2), répartis suivant les arêtes d'un prisme, montants assemblés par des contreventements constitués par des organes (7) enveloppant ces montants et fixés à ceux-ci, munis de douilles (6) recevant les extrémités d'entretoises de contreventements (4), caractérisée par le fait que, la structure étant partagée en sections successives adjacentes, dans chaque section, l'ensemble du contreventement constitue un module rigide et indépendant comprenant une pluralité d'entretoises (4) engagées dans des douilles (6) solidaires de manchons (7) dans lequels sont enfilés les montants (2) et qui, de chaque côté, constituent les extrémités de ce module.
2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les manchons (7) d'extrémité des modules adjacents sont en contact..
3. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un module comprend, entre les deux manchons d'extrémité correspondant à deux montants voisins, un panneau formé de deux entretoises diagonales croisées, tandis que les douilles (6), recevant ces entretoises (4), débouchent à l'intérieur des manchons (7) et sont accessibles suivant leur axe par l'ouverture extérieure desdits manchons.
4. Structure selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les axes des douilles sont concourants avec l'axe du manchon.
5. Structure selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les manchons sont limités vers l'extérieur du module par des plans (8) perpendiculaires à l'axe (X') desdits manchons (7) et passant par le point de concours (0) des axes des douilles et des manchons.
6. Structure selon les revendications 3 et 4, caractérisée par le fait que les entretoises diagonales (4) d'un même panneau sont constituées chacune par deux tiges de longueur égale à une demi-diagonale, les quatre tiges étant assemblées dans le plan du panneau par un croisillon plan (5).
7. Procédé de fabrication d'une structure selon les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il consiste à assembler le nombre de modules correspondant à la longueur de structure désirée de façon que leurs modules soient alignés et juxtaposés puis à enfiler les montants cylindriques dans lesdits manchons.
EP81401806A 1980-12-01 1981-11-17 Structure en treillis, en particulier mât-support d'antenne Expired EP0053534B1 (fr)

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EP0053534A1 EP0053534A1 (fr) 1982-06-09
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