EP0985071A1 - Ossature de batiment - Google Patents

Abstract

Les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) de l'ossature ont une section transversale en L, en T ou en croix, suivant qu'ils servent d'appui à deux, trois ou quatre extrémités de poutres (7, 8). Des poutres principales (7) disposées suivant des alignements parallèles entre eux, et des poutres transversales (8) disposées transversalement à ces alignements prennent appui par chacune de leurs extrémités sur une aile de poteau (2, 3, 4, 5, 6) et sont horizontalement orientées suivant la direction de ces ailes (2, 6). La face inférieure des poutres transversales (8) se trouve à un niveau intermédiaire entre les faces inférieure et supérieure des poutres principales (7). Des moyens d'assemblage relient les poutres (7, 8) et les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) en chaque noeud de l'ossature, en assurant la continuité des poutres aboutées et des poteaux superposés, pour les efforts de traction et de compression. Les éléments de plancher (2) prennent appui sur les poutres principales (7).

Description

Ossature de bâtiment.

La présente invention concerne une ossature de bâtiment formée par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé.

On connaît par EP-A-0 012 736 une unité de construction en acier, préfabriquée en usine, en substance en forme de prisme droit (généralement un parallélépipède rectangle) . Chaque unité de construction comporte un élément de plancher et un élément de plafond consistant chacun en un caisson ouvert vers le bas, formé d'un cadre et d'une paroi horizontale raccordée au bord supérieur du cadre. Les éléments de plancher et de plafond sont reliés entre eux au moyen de montants ayant une section en forme de V. Les cadres et les montants, réalisés à partir de larges plats d'acier, sont assemblés entre eux par boulonnage. Les bâtiments sont alors réalisés par juxtaposition et superposition de telles unités de construction.

Les ossatures de bâtiments décrites dans BE-A-884.971 ont, dans l'ensemble, une structure assez semblable à celles réalisées suivant EP-A-0 012 736, mais elles sont réalisées au moyen d'éléments préfabriqués en béton armé.

Les techniques décrites dans EP-A-0 012 736 et BE-A-884.971 présentent plusieurs caractéristiques intéressantes et avantageuses. Parmi ces caractéristiques il y a notamment la facilité de l'installation de gaines techniques. En effet, des ouvertures sont ménagées dans les parois horizontales inférieure et supérieure (plancher et plafond) , dans les angles formés par les montants en V. Les espaces délimités par les ailes du "V" des montants et fermés par des panneaux s 'appliquant sur les extrémités des ailes des montants forment ainsi des gaines techniques verticales dites "gaines d'encoignure" et permettent l'installation, l'inspection et la modification aisées des canalisations techniques verticales. Les ossatures de bâtiments réalisées suivant ces techniques connues présentent cependant certains inconvénients qui limitent quelquefois leur utilisation.

C'est ainsi notamment qu'une ossature selon EP-A-0 012 736 est, comme toute ossature métallique, difficile à protéger contre le feu. Une ossature métallique risque, en effet, de se déformer en cas d'incendie et d'ainsi mettre en péril la stabilité du bâtiment.

Les ossatures de bâtiments selon BE-A-884.971 offrent évidemment une bonne résistance au feu, mais présentent toutefois quelques inconvénients. En effet, les parois horizontales de ces ossatures sont formées de caissons monolithiques en béton armé. Comme les dimensions de ces parois sont de préférence assez grandes, ces caissons sont lourds et encombrants et leur transport peut dès lors poser des problèmes, du moins dans certains pays ou régions. En outre, l'épaisseur des ailes des montants en V et l'épaisseur des poutres qui forment le cadre desdits caissons est nécessairement plus grande que ce que permet la construction en acier. Ceci réduit gravement, dès lors la section des gaines d'encoignures pouvant être réalisées dans les angles formés par les ailes des montants. La section de ces gaines d'encoignure peut de ce fait être insuffisante pour qu'on y fasse passer, par exemple, une ou plusieurs canalisations de diamètre relativement grand, telles que des chutes de W.C.

Parmi les autres inconvénients des ossatures réalisées selon ces techniques connues, on peut encore citer la difficulté de réaliser un contreventement satisfaisant. La présente invention a pour but de fournir une ossature de bâtiment construite par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé peu diversifiés, de formes simples et faciles à fabriquer en série. Par rapport aux techniques antérieures citées ci-dessus, l'invention vise notamment à fournir une technique de réalisation d'ossatures de bâtiments qui procure une plus grande flexibilité architecturale et qui permet notamment d'augmenter la distance entre les poteaux et de réduire le nombre de poteaux et de poutres formant l'ossature, tout en utilisant des éléments préfabriqués qui sont plus faciles à transporter et manutentionner. L'invention a également pour but de fournir une telle ossature de bâtiment dans laquelle il est aisé de réaliser, à proximité des poteaux de l'ossature, des gaines techniques verticales passant par les étages successifs du bâtiment en longeant ces poteaux. Un autre but de l'invention est de fournir une telle ossature donnant au bâtiment une très bonne stabilité, sans contreventements additionnels, grâce à la raideur des noeuds de l'ossature.

La présente invention a pour objet une ossature de bâtiment à étages, formée par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé, comprenant des poteaux, des poutres dont les extrémités prennent appui sur les poteaux et des éléments de plancher prenant appui sur des poutres, les poteaux situés aux étages successifs étant disposés à la verticale les uns des autres.

Dans cette ossature, les poteaux ont une section transversale en substance en forme de L, en forme de T ou en forme de croix et ont donc, respectivement, deux, trois ou quatre ailes, suivant qu'ils servent d'appui, respectivement, à deux, à trois ou à quatre extrémités de poutres .

Les poutres de l'ossature comportent des poutres principales disposées, à chaque niveau du bâtiment, suivant des alignements parallèles entre eux, et des poutres transversales disposées, à chaque niveau du bâtiment, transversalement entre les alignements de poutres principales .

Les poutres principales et les poutres transversales prennent appui par chacune de leurs extrémités sur une aile de poteau et sont horizontalement orientées suivant la direction de ces ailes. La disposition et les dimensions des poutres qui prennent appui sur les poteaux d'un même niveau du bâtiment sont telles que la face inférieure des poutres transversales se trouve à un niveau intermédiaire entre la face inférieure et la face supérieure des poutres principales. Des moyens d'assemblage relient rigidement entre eux les poutres et les poteaux se rejoignant en chaque noeud de l'ossature, cette liaison étant telle qu'elle assure la continuité tant des poutres aboutées que des poteaux superposés, pour les efforts de traction et de compression.

Les éléments de plancher prennent appui sur les poutres principales. Des ouvertures sont ménagées dans les éléments de plancher, près d'au moins certains poteaux dans les angles formés par les ailes de ces poteaux, permettant ainsi la réalisation de gaines techniques verticales passant d'étage en étage, dans les encoignures formées par ces ailes .

En général, l'ossature de bâtiment suivant l'invention se présente, en plan, comme un canevas à maillage rectangulaire formé de plusieurs lignes droites parallèles entre elles, coupées perpendiculairement par d'autres lignes parallèles entre elles. Les poteaux sont situés aux intersections de ces lignes, les poutres et les ailes des poteaux étant disposées suivant les lignes de ce maillage.

Un rectangle de ce maillage peut éventuellement être couvert complètement par un élément de plancher. En général, un rectangle de maillage est cependant couvert par deux ou plusieurs éléments de plancher juxtaposés, de manière à éviter l'utilisation d'éléments de plancher dont la fabrication, le transport et la manutention seraient désavantageux ou difficiles à cause de leurs dimensions.

On pourrait éventuellement réaliser des ossatures pour lesquelles ce maillage ne serait pas rectangulaire (mais oblique) . Cela compliquerait cependant quelque peu la préfabrication des éléments de l'ossature. Suivant une forme d'exécution particulière, la disposition et les dimensions des poutres qui prennent appui sur les poteaux d'un même niveau du bâtiment sont telles que la face supérieure des poutres transversales est située à un niveau plus haut que la face supérieure des poutres principales, la disposition et les dimensions des poutres (principales et transversales) et des éléments de plancher étant telles que la face supérieure des éléments de plancher est située sensiblement au même niveau que la face supérieure des poutres transversales .

Suivant une forme d'exécution avantageuse, la hauteur des poutres principales est plus grande que la hauteur des poutres transversales .

Suivant une forme d'exécution particulière, une ou plusieurs des ailes des poteaux présentent près du croisement des ailes, une zone de plus faible épaisseur que celle du reste de ces ailes. Cette configuration particulière des poteaux présente certains avantages qui seront décrits avec le commentaire des dessins annexés . La liaison rigide des poutres et des poteaux en chaque noeud de l'ossature peut être obtenue suivant plusieurs modes de réalisation.

Suivant un premier mode de réalisation, chaque extrémité de poutre aboutissant à un noeud de l'ossature prend appui directement sur une aile de poteau. L'extrémité supérieure de chaque poteau est conformée de telle manière que la face supérieure de chaque aile de poteau qui supporte l'extrémité d'une poutre transversale est située au-dessus du niveau de la face supérieure de chaque aile de poteau qui supporte l'extrémité d'une poutre principale. Les poutres principales et les poutres transversales comportent, lors de leurs préfabrication et de leur mise en place dans l'ossature, une partie d'armature "en attente", non noyée dans le béton, à chacune de leurs extrémités. Ces parties d'armature en attente des extrémités de poutres qui se rejoignent en chaque noeud de l'ossature sont solidarisées entre elles par une coulée de béton dans l'espace compris entre les extrémités des poutres, assurant ainsi la jonction rigide des poutres entre elles. L'extrémité inférieure de chaque poteau supérieur d'un noeud d'ossature est conformée de telle manière qu'il prend appui par chacune de ses ailes sur la face supérieure d'un tronçon d'extrémité d'une poutre aboutissant à ce noeud. On comprendra, en particulier, que lorsque la face supérieure des poutres horizontales aboutissant à un noeud est située à un niveau plus haut que la face supérieure des poutres principales, la face inférieure de chaque aile de poteau qui prend appui sur une poutre transversale est, de manière analogue, située au-dessus du niveau de la face inférieure de chaque aile qui prend appui sur une poutre principale. On remarquera qu'avec ce mode de réalisation, des parties de poutres sont intercalées entre la face supérieure du poteau inférieur et la face inférieure du poteau supérieur. Les poteaux superposés en chaque noeud de l'ossature, ainsi que les poutres aboutissant à ce même noeud sont raccordés entre eux au moyen de barres de connexion verticales qui sont contenues dans la partie inférieure du poteau supérieur, qui passent par des trous ménagés aux endroits appropriés dans les poutres et qui sont contenues dans la partie supérieure du poteau inférieur. Ces barres de connexion sont scellées dans ces poteaux et dans ces trous verticaux.

Suivant un autre mode de réalisation, les moyens d'assemblage qui relient rigidement entre eux les poutres et les poteaux en chaque noeud de l'ossature comportent des plaques métalliques qui prolongent les poutres et les poteaux en béton armé à chacune de leurs extrémités. Chaque extrémité de poutre est prolongée par une plaque métallique verticale qui est solidarisée avec l'armature métallique noyée dans le béton de cette poutre et qui est orientée en substance suivant l'axe de la poutre. Chaque extrémité de poteau est prolongée, à chacune de ses ailes, par une plaque métallique verticale qui est solidarisée avec l'armature métallique noyée dans le béton dudit poteau et qui est orientée en substance dans un plan qui comprend l'axe du poteau et l'axe de l'aile qui la porte. Toutes ces plaques métalliques sont telles que, à chaque noeud de l'ossature, les plaques portées par les extrémités de poutres aboutissant à ce noeud, peuvent être fixées chacune, par boulonnage, à une plaque portée par l'extrémité supérieure du poteau qui porte ces poutres et à une plaque portée par l'extrémité inférieure du poteau placé immédiatement au- dessus.

La solidarisation des plaques métalliques avec l'ossature métallique des poutres qui les portent peut être obtenue suivant plusieurs variantes de réalisation.

Suivant une variante de réalisation, la plaque métallique verticale qui prolonge chaque extrémité de poutre est solidarisée par soudage avec l'armature métallique de cette poutre, une portion de cette armature étant soudée à une portion d'une plaque métallique, cette portion étant noyée dans le béton de ladite poutre. Suivant une autre variante de réalisation, ladite plaque métallique verticale qui prolonge chaque extrémité de poutre est solidarisée avec l'armature métallique de cette poutre par soudage à un sabot constitué d'une plaque métallique elle-même soudée à l'extrémité de l'armature, perpendiculairement à l'axe de la poutre. Ce sabot est donc en applique contre l'extrémité en béton de la poutre.

La solidarisation des plaques métalliques avec l'armature métallique des poteaux qui les portent peut être obtenue de manière analogue à ce qui est exposé ci-dessus concernant les poutres.

Suivant une variante de réalisation, chacune des plaques métalliques verticales qui prolongent chaque extrémité de poteau est solidarisée par soudage avec l'armature métallique de ce poteau, une portion de cette armature étant soudée à une portion d'une plaque métallique, cette portion soudée étant noyée dans le béton du poteau. Suivant une autre variante de réalisation, les plaques métalliques verticales qui prolongent chaque extrémité de poteau sont solidarisées avec l'armature métallique de ce poteau par soudage à un sabot constitué d'une plaque métallique horizontale elle-même soudée à l'extrémité de l'armature, perpendiculairement à l'axe du poteau. Ce sabot est donc en applique contre l'extrémité en béton du poteau.

Pour le raccordement des éléments d'ossature entre eux au moyen de barres de connexion, il est généralement fait usage d'une matière de scellement qui peut consister en du mortier sans retrait. On peut cependant utiliser d'autres matières de scellement inorganiques ou organiques (comme, par exemple, des matières de scellement à base de résines polymérisables thermorésistantes) .

L'invention a également pour objet un bâtiment à étages qui comporte une ossature telle que définie ci-dessus .

D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif d'exemples de réalisation, référence étant faite aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective cavalière, avec arrachement partiel, d'une partie d'ossature de bâtiment, suivant un premier exemple de réalisation, vue obliquement par au-dessus,- la Fig. 2 est une vue schématique en plan de la partie d'ossature montrée à la Fig. 1; les Figs . 3 et 4 sont des vues en coupe verticale, respectivement suivant les lignes III-III et IV- IV de la Fig. 2, montrant à échelle agrandie des détails de la structure; la Fig. 5 est une vue en perspective cavalière, à plus grande échelle, avec arrachements et en éclaté, montrant les extrémités des poutres et des poteaux à section en forme de croix qui peuvent être assemblés en un noeud d'ossature, ces éléments étant vus obliquement par au-dessus ,- les Figs . 6, 7, 8 et 9 sont des vues analogues à la Fig. 5, montrant les phases successives de la réalisation du noeud d'ossature,- la Fig. 9 montre en outre des éléments de plancher (montrés avec arrachements) reposant sur les poutres principales; la Fig. 10 est une vue du même noeud d'ossature que celui qui est montré à la Fig. 9, mais montré obliquement par dessous,- sur cette Fig. 10 sont montrés, en outre, des éléments de dalle flottante (montrés avec arrachements) reposant sur les élément de plancher,- les Figs. 11 et 12 sont des vues analogues aux Figs. 5 et 8, mais montrent un noeud d'ossature à la jonction de deux poutres principales, d'une poutre transversale et de deux poteaux à section en forme de T; les Figs. 13 et 14 sont des vues analogues aux Figs. 11 et 12, mais montrent un noeud d'ossature à la jonction d'une poutre principale, de deux poutres transversales et de deux poteaux à section en forme de T; les Figs. 15 et 16 sont des vues analogues aux Figs. 13 et 14 mais montrent un noeud d'ossature à la jonction d'une poutre principale, d'une poutre transversale et de deux poteaux à section en forme de L; la Fig. 17 est une vue en plan, à plus grande échelle, montrant les extrémités de deux poutres principales et de deux poutres transversales qui se rejoignent en un noeud d'ossature tel que montré à la Fig. 7; cette Fig. 17 montre en particulier la forme et la disposition des armatures "en attente" portées par ces extrémités de poutres ,- la Fig. 18 est une vue analogue à la Fig. 8 mais montre une variante de réalisation de l'ossature,- la Fig. 19 est une vue en coupe verticale suivant la ligne XIX-XIX de la Fig. 18; les Figs. 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 et 27 sont des vues respectivement analogues aux Figs. 5, 7, 8, 9, 11, 12, 15 et 16 mais montrent la réalisation des noeuds de l'ossature suivant l'invention, suivant un autre exemple de réalisation, les extrémités des poteaux et poutres se rejoignant en chaque noeud de l'ossature étant reliées entre elles, en assemblant entre elles, par boulonnage, des plaques métalliques portées par ces extrémités de poteaux et poutres; les Figs. 28, 29 et 30 sont des vues schématiques en plan (analogues à la Fig. 2) montrant trois autres exemples de parties d'ossatures suivant l'invention,- la Fig. 31 est une section suivant un plan horizontal d'un poteau à quatre ailes (section en forme de croix) ,- cette figure montre également des panneaux rapportés qui ferment les encoignures formées par les ailes du poteau, formant ainsi des gaines techniques verticales dans lesquelles passent des canalisations verticales; les Figs. 32 et 33 sont des sections analogues à la Fig. 31 mais illustrent des variantes d'exécution des poteaux.

L'ossature de bâtiment 1 montrée aux Figs. 1 à 17 est composée de poteaux 2, 3, 4, 5, 6, de poutres principales 7, de poutres transversales 8 et d'éléments de plancher 9. Ces éléments en béton armé sont préfabriqués en usine, ce qui permet d'atteindre une grande précision pour ce qui concerne leurs dimensions.

Tels que montrés à la Fig. 1, les poteaux 2 et 3, situés aux angles du bâtiment ont une section transversale en forme de L, l'angle droit formé par les deux ailes de chaque poteau 2, 3 est tourné vers l'intérieur du bâtiment. Les autres poteaux 4, 5 situés le long du pourtour du bâtiment ont une section transversale en forme de T, l'aile de chaque poteau 4, 5 qui forme la branche inférieure du T étant dirigée vers l'intérieur du bâtiment. Les poteaux 6 qui sont éloignés du pourtour du bâtiment ont une section transversale en forme de croix. Comme le montre la Fig. 2, l'ossature de bâtiment 1 montrée à la Fig. 1 se présente en plan comme un canevas à maillage rectangulaire formé de trois lignes droites parallèles entre elles, coupées perpendiculairement par d'autres lignes droites parallèles entre elles. Les poteaux 2, 3, 4, 5, 6 sont situés aux intersections de ces lignes. Les poutres 7, 8 et les ailes des poteaux 2, 3, 4, 5, 6 sur lesquelles elles reposent sont disposées suivant les lignes de ce maillage. Les poutres 7 dites "poutres principales" sont disposées suivant lesdites trois lignes parallèles, les poutres 8, dites "poutres transversales" étant disposées suivant les lignes perpendiculaires à ces trois lignes.

Les poutres principales 7 et transversales 8 prennent appui par chacune de leurs extrémités sur une aile de poteau. La largeur des poutres 7, 8 est de préférence égale à la largeur des ailes de poteau sur lesquelles elles reposent. La hauteur des poutres principales 7 est plus grande que celle des poutres transversales 8. On remarquera par ailleurs (voir en particulier les Figs. 3 à 16) que la disposition des poutres 7, 8 qui prennent appui sur les poteaux 2, 3, 4, 5, 6 d'un même niveau du bâtiment est telle que la face inférieure des poutres transversales 8 se trouve à un niveau intermédiaire entre la face inférieure et la face supérieure des poutres principales 7; de plus, la face supérieure de ces mêmes poutres transversales 8 est située à un niveau plus haut que la face supérieure des poutres principales 7.

Les poteaux 2, 3, 4, 5, 6 situés aux étages successifs sont disposés à la verticale les uns des autres. Les poteaux et poutres qui se rejoignent en chaque noeud de l'ossature 1 sont rigidement reliés entre eux par des moyens de solidarisation qui sont montrés aux Figs. 4 à 17.

Les éléments de plancher 9 prennent appui par deux bords opposés sur des poutres principales 7. Ils sont juxtaposés de manière à former une dalle continue. Des ouvertures 10 sont ménagées dans les éléments de plancher 9, près des poteaux 2, 3, 4, 5, 6, dans les angles formés par les ailes de ces poteaux 2, 3, 4, 5, 6, permettant ainsi la réalisation de gaines techniques verticales passant d'étage en étage, dans les encoignures formées par ces ailes .

Par ailleurs, des ouvertures 11 ménagées dans les poutres 7, 8 permettent le passage de canalisations horizontales dans le bâtiment. Ces canalisations horizontales pourront être masquées par des faux plafonds 12 situés sensiblement au niveau de la face inférieure des poutres transversales 8, comme on peut le voir à la Fig. 4.

Les Figs. 5, 6, 7, 8, 9, 10 montrent un noeud d'ossature à la jonction de deux poteaux 6 présentant une section en forme de croix et la manière dont les éléments qui se rejoignent en ce noeud sont raccordés entre eux.

On peut notamment voir sur ces figures que les ailes du poteau 6 inférieur qui servent d'appui aux poutres transversales 8 comportent un prolongement 13 vers le haut par rapport au reste du poteau 6. Après la mise en place des poutres 7, 8 sur le sommet du poteau 6 inférieur, la face inférieure des poutres transversales 8 se trouve à un niveau intermédiaire entre la face inférieure et la face supérieure des poutres principales 7. Comme, en outre, la face supérieure de ces poutres transversales 8 se trouve à un niveau plus haut que la face supérieure des poutres principales 7, l'extrémité inférieure du poteau 6 supérieur est conformé en conséquence, les ailes du poteau 6 supérieur comportant un prolongement 14 vers le bas par rapport au reste du poteau 6, en sorte que chaque aile du poteau 6 supérieur prend appui sur une poutre principale 7 ou sur une poutre transversale 8.

Après la mise en place des extrémités de deux poutres principales 7 et de deux poutres transversales 8 sur le sommet d'un poteau 6 (comme montré à la Fig. 7) ces quatre poutres sont rigidement réunies entre elles. A cette fin, des armatures "en attente" dépassent du béton aux extrémités des poutres 7, 8. A chaque extrémité d'une poutre transversale 8, deux armatures 15 dépassent du béton, l'une dans la zone supérieure et l'autre dans la zone inférieure de la poutre 8; chacune de ces deux armatures 15 présente une forme d'étrier et est disposée suivant un plan légèrement en oblique par rapport à l'horizontale.

Les armatures "en attente" 16 portées par les extrémités des poutres principales 7 sont similaires aux armatures 15, mais comportent chacune une barre d'armature supplémentaire située entre les branches latérales de l'étrier; l'extrémité de cette barre d'armature supplémentaire est soudée à la barre transversale de cet étrier .

La Fig. 17 montre, dans une vue en plan, la disposition des armatures 15 et 16 lorsque les extrémités de poutres 7, 8 sont mises en place sur le sommet d'un poteau 6. Pour permettre la mise en place correcte des poutres principales 7, il importe que les armatures 16 en attente portées par les deux poutres 7 puissent passer l'une au-dessus de l'autre. A cette fin, les armatures "en attente" portées par l'une des poutres principales 7 sont légèrement inclinées vers le haut, tandis que les armatures 16 "en attente" portées par l'autre poutre principale 7 sont légèrement inclinées vers le bas. Les mêmes dispositions sont évidemment prises pour les armatures 15 "en attente" portées par les extrémités des poutres transversales 8.

Après la mise en place des extrémités de deux poutres principales 7 et de deux poutres transversales 8 sur le sommet d'un poteau 6, du béton est coulé dans l'espace compris entre les extrémités des poutres 7, 8 comme montré à la Fig. 8. Les armatures 15, 16 portées par les extrémités de ces poutres sont ainsi noyées dans le béton ce qui assure une liaison rigide des poutres 7, 8 entre elles. Cette liaison réalise notamment la continuité entre deux poutres 7, 8 aboutées dans un même alignement, tant pour les efforts de traction que de compression.

Grâce au décalage de niveau entre la face inférieure des poutres principales 7 et la face inférieure des poutres transversales 8, et également entre le niveau de la face supérieure des poutres principales 7 et la face supérieure des poutres transversales 8, les armatures 15 inférieures des poutres transversales 8 se trouvent à un niveau intermédiaire entre les armatures 16 inférieures et supérieures des poutres principales 7 et bien espacées de ces armatures 16; les armatures 15 supérieures des poutres transversales 8 se trouvent, elles, au-dessus des armatures 16 supérieures des poutres principales 7 et bien espacées de ces armatures 16 supérieures .

Après avoir solidarisé entre elles par une coulée de béton les poutres principales 7 et transversales 8 se rejoignant en chaque noeud de l'ossature, des éléments de plancher 9 sont mis en place comme montré à la Fig. 8. On notera que la disposition et les dimensions des poutres principales 7, des poutres transversales 8 et des éléments de plancher 9 sont telles que la face supérieure des éléments de plancher 9 est située sensiblement au même niveau que la face supérieure des poutres transversales 8.

Après la mise en place des éléments de plancher

9, des barres de connexions 17 sont introduites dans des fourreaux verticaux 18 scellés dans la partie supérieure des ailes du poteau 6 inférieur en passant par des trous verticaux 19 ménagés aux endroits appropriés dans les poutres 7, 8.

Le poteau 6 supérieur est alors mis en place en prenant soin de faire entrer la partie supérieure des barres de connexions 17 dans des fourreaux verticaux (non montrés aux Figures) scellés dans la partie inférieure des ailes du poteau 6 supérieur.

Les barres de connexions 17 sont scellées, de manière connue en soi, dans les trous 19 et dans les fourreaux contenus dans les extrémités des poteaux 6. Pour le scellement en place de ces barres de connexions 17 on peut faire usage de mortier fluide sans retrait ou d'autres matières de scellement appropriées telles que des résines polymérisables thermorésistantes. Grâce à cette liaison au moyen des barres de connexion 17, on assure la continuité entre les poteaux 6 superposés, tant pour les efforts de traction que de compression .

Après la mise en place des éléments de plancher 9 , on peut éventuellement poser sur les planchers ainsi réalisés, des dalles flottantes 20 (voir Figs. 3, 4, 10) . La fabrication et la mise en place de ces dalles flottantes 20 sont avantageusement réalisées suivant la technique décrite dans EP-A-0 750 709. Les Figs . 11 à 16 montrent la structure et la réalisation de noeuds d'ossature à la jonction de deux poteaux 4 ou 5 à section en forme de T ou à la jonction de deux poteaux 2 à section en forme de L . On comprendra aisément la structure et la réalisation de ces noeuds d'ossature par analogie avec ce qui est dit ci-dessus au sujet des noeuds d'ossature à la jonction de deux poteaux 6 à section en forme de croix.

Les Figs. 18 et 19 montrent une variante de réalisation d'ossatures similaires à celles montrées aux Figs. 1 à 17.

Suivant cette variante, la partie supérieure 21 de l'armature des poutres principales 7 est laissée "en attente" lors de la préfabrication de ces poutres. Lors de la mise en place des éléments de plancher 9, ceux-ci prennent appui par leurs bords sur la partie déjà bétonnée de ces poutres 7. Des barres d'armature additionnelles horizontales 22 sont mises en place perpendiculairement à la direction de la poutre 7 dans des ouvertures 23 ménagées dans les éléments de plancher 9. Du béton est ensuite coulé dans l'espace compris entre les éléments de plancher 9 se faisant face, noyant ainsi la partie supérieure 21 des armatures des poutres principales 7 et les barres d'armature additionnelles 22. De cette manière les éléments de plancher 9 sont rigidement réunis entre eux et à la poutre principale 7. En outre, la face supérieure de la poutre 7 ainsi réalisée est située plus haut (c'est-à-dire au niveau de la face supérieure des éléments de plancher 9) qu'avec la technique montrée aux Figs . 3 à 16. Pour une même hauteur totale de la poutre principale 7, sa face inférieure sera donc également située plus haut, ce qui réduit d'autant l'encombrement vers le bas de cette poutre 7.

On remarquera que dans chaque noeud d'ossature montré aux Figs. 1 à 19, des extrémités de poutres 7, 8 sont intercalées entre la face supérieure de chaque poteau 2, 3, 4, 5, 6 inférieur et la face inférieure du poteau 2, 3, 4, 5, 6 supérieur correspondant.

Les Figs. 20 à 27 montrent des noeuds d'ossature suivant l'invention, formés suivant un autre mode de réalisation.

Les Figs. 20 à 23 montrent en particulier un noeud d'ossature à la jonction de deux poteaux 6 présentant une section en forme de croix et la manière dont les éléments qui se rejoignent en ce noeud sont raccordés entre eux suivant ce mode de réalisation.

Dans ce cas, chaque extrémité de poutre principale 7 est prolongée par une plaque métallique verticale 24 qui est solidarisée avec l'armature métallique de cette poutre 7, en étant soudée à un sabot métallique 25 qui est lui-même soudé à l'extrémité de l'armature (non visible sur les figures), perpendiculairement à l'axe de la poutre 7. Ce sabot 25 est donc en applique contre l'extrémité en béton de la poutre 7.

De manière analogue, chaque extrémité de poutre transversale 8 est prolongée par une plaque métallique verticale 26 qui est solidarisée avec l'armature métallique de cette poutre 8, en étant soudée à un sabot métallique 27 qui est lui-même soudé à l'extrémité de l'armature, perpendiculairement à l'axe de la poutre 8.

De manière analogue, chaque extrémité de poteau 6 est prolongée, à chacune de ses ailes, par une plaque métallique verticale 28 qui est solidarisée avec l'armature métallique de ce poteau 6, par soudage à un sabot métallique 29 qui est lui-même soudé à l'extrémité de l'armature, perpendiculairement à l'axe du poteau 6.

Chaque extrémité d'un poteau 6 est donc prolongée par quatre plaques métalliques verticales 28. Chacune de ces plaques 28 est orientée en substance dans un plan qui comprend l'axe du poteau 6 et l'axe de l'aile qui la porte.

De manière similaire, chaque plaque métallique

24, 26 qui prolonge une extrémité de poutre 7, 8, est orientée en substance suivant l'axe de la poutre 7, 8 qui la porte. Une telle plaque métallique 24, 26 n'est cependant pas disposée exactement suivant le plan vertical longitudinal médian de la poutre 7, 8 qui la porte, mais sa position est décalée latéralement d'une distance qui correspond à l'épaisseur d'une telle plaque métallique. Grâce à cette disposition, l'axe de chaque poutre 7, 8 sera dirigé exactement vers l'axe du poteau 6 qui la porte.

Toutes ces plaques métalliques 24, 26, 28 sont percées de trous pour boulons 30. Les dimensions et la disposition de ces plaques 24, 26, 28 et la disposition des trous pour boulons 30 sont telles que les plaques 24, 26 portées par les extrémités des poutres 7, 8 peuvent être fixées chacune, par boulonnage, à une plaque 28 portée par l'extrémité supérieure du poteau 6 qui porte ces poutres et à une plaque 28 portée par l'extrémité inférieure du poteau 6 placé immédiatement au-dessus.

Lorsque le noeud d'ossature est ainsi formé, la face inférieure des poutres transversales 8 se trouve à un niveau intermédiaire entre la face inférieure et la face supérieure des poutres principales 7, et la face supérieure des poutres transversales 8 se trouve à un niveau au-dessus de la face supérieure des poutres principales 7. Après mise en place des éléments de plancher 9 sur les poutres principales 7, la face supérieure de ces éléments de plancher 9 est située sensiblement au même niveau que la face supérieure des poutres transversales 8. Les Figs. 24 à 27 montrent la structure et la réalisation de noeuds d'ossature à la jonction de deux poteaux 4 à section en forme de T ou à la jonction de deux poteaux 2 à section en forme de L . On comprendra aisément la structure et la réalisation de ces noeuds d'ossature par analogie avec ce qui est dit ci-dessus au sujet des noeuds d'ossature à la jonction de deux poteaux 6 à section en forme de croix, comme montré aux Figs. 20 à 23.

Le mode de réalisation d'ossatures de bâtiments montré aux Figs. 20 à 27 offre de nombreux avantages et notamment les avantages bien connus qui sont dus à la facilité d'organisation de ce qu'il est convenu d'appeler le "chantier sec". On comprendra aussi aisément qu'avec une telle technique de construction, les travaux de modification ou d'agrandissement d'un bâtiment sont grandement facilités. II est également facile et très avantageux de pouvoir facilement démonter et réutiliser les éléments d'ossature des bâtiments que l'on souhaite démonter.

Les Figs. 28, 29 et 30 sont des vues schématiques en plan (analogues à la Fig. 2) montrant trois autres exemples de parties d'ossatures suivant l'invention.

La Fig. 28 montre que deux parties de l'ossature d'un bâtiment peuvent être horizontalement décalées l'une par rapport à l'autre. Les alignements de poutres principales 7 d'une partie de l'ossature sont, en effet, horizontalement décalés par rapport aux alignements de poutres principales 7 de l'autre partie de l'ossature.

On comprendra que, de manière similaire, on peut obtenir un décalage vertical de l'ossature d'une partie de bâtiment par rapport à l'autre. La Fig. 29 est une vue schématique en plan d'une partie de l'ossature d'un bâtiment (tel que, par exemple un immeuble de bureaux) dans lequel on a prévu deux couloirs parallèles entre eux. On remarquera que dans cette ossature, tous les poteaux sont des poteaux 4, 5 à section en forme de T, à l'exception de poteaux 2, 3 à section en forme de L aux angles du bâtiment (non montrés sur la Fig. 29) . Dans l'ossature montrée à la Fig. 29, l'utilisation de poteaux 4, 5 à section en forme de T à l'intérieur du bâtiment facilite la répartition des câbles et conduites provenant des gaines techniques verticales logées dans les encoignures des poteaux 4, 5, vers les locaux situés de part et d'autres des couloirs .

La Fig. 30 montre schématiquement les ossatures d'une série de maisons unifamiliales juxtaposées. On notera que dans ce cas tous les poteaux de l'ossature sont des poteaux 5 à section en forme de T et des poteaux 2, 3 à section en forme de L.

Les ossatures montrées schématiquement aux Figs. 2, 28, 29 et 30 ne sont évidemment que quelques exemples parmi les variantes multiples que permet la technique suivant l'invention.

Par la combinaison des différentes possibilités qu'offre cette technique, on peut construire des bâtiments extrêmement diversifiés tant pour ce qui concerne leur configuration intérieure que pour ce qui concerne la forme de leurs façades qui peuvent éventuellement présenter des angles saillants et rentrants.

La Fig. 31 est une section, suivant un plan horizontal, d'un poteau 6 à quatre ailes. Dans les encoignures formées par les ailes de ce poteau 6, sont installées des gaines techniques verticales dans lesquelles passent des canalisations 31.

Une telle gaine technique peut être fermée par un panneau rapporté 32 qui raccorde en ligne droite deux ailes voisines du poteau 6. Un panneau rapporté 33 permet de fermer une gaine technique de plus grande section, tandis qu'un panneau rapporté 34 permet de fermer une gaine technique de plus petite section.

La Fig. 32 est une section analogue à celle de la Fig. 31 mais montre une variante d'exécution d'un poteau à section en forme de croix. Deux des ailes du poteau 35 présentent près du croisement des ailes, une zone de plus faible épaisseur que celle du reste de ces ailes. Ceci permet notamment de former une gaine technique verticale pour des canalisations 36 de petit diamètre, comme par exemple certaines canalisations électriques . Une telle gaine technique de faible section peut être fermée par un panneau rapporté 37.

La Fig. 33 est une section analogue à celle des Figs. 31 et 32, mais montre un poteau 38 à section en forme de croix dont chacune des quatre ailes présente près du croisement des ailes, une section de plus faible épaisseur que celle du reste de cette aile.

On remarquera que l'amincissement des ailes de poteau près du croisement des ailes permet également de réaliser des gaines techniques de plus grande section (qu'en l'absence de cet amincissement), lorsque ces gaines techniques sont fermées, par exemple, par des panneaux rapportés 32, 33 ou 34.

Les Figs. 31 à 33 montrent des poteaux à section en forme de croix mais on comprendra que les variantes d'exécution montrées s'appliquent également, par analogie, aux poteaux à section en forme de L ou en forme de T.

Les bâtiments comportant des ossatures suivant l'invention peuvent avoir les formes, dimensions et fonctions les plus variées. Plusieurs des avantages que procurent ces ossatures découlent non seulement de la forme particulière des poteaux 2, 3, 4, 5, 6 et de la rigidité des noeuds de l'ossature, mais également du décalage entre le niveau de la face inférieure des poutres principales 7 et le niveau de la face inférieure des poutres transversales 8.

Les poutres principales 7 sont généralement alignées le long de la façade du bâtiment et parallèlement à cette façade.

Comme la face inférieure des poutres principales

7 est située à un niveau assez bas, ces poutres 7 peuvent former le linteau des baies (des portes, portes-fenêtres et fenêtres) prévues dans les façades avant et arrière du bâtiment .

A l'intérieur du bâtiment, chaque alignement de poutres principales 7 est avantageusement situé à la verticale d'un alignement de cloisons intérieures. Comme ces poutres principales 7 descendent relativement bas, la hauteur de ces cloisons intérieures peut être réduite en conséquence, ce qui procure une facilité et une économie. En outre, ces poutres principales 7 font fonction de linteaux ou impostes pour les portes ou baies ouvertes prévues dans ces cloisons intérieures .

Les poutres transversales 8 ont un faible encombrement vers le bas. De ce fait, il n'est généralement pas nécessaire de masquer ces poutres transversales 8 par des faux plafonds.

Là où on le souhaite, des faux plafonds 12 pourront cependant être installés, de préférence sensiblement au niveau de la face inférieure des poutres transversales 8. De tels faux plafonds 12 permettent notamment de masquer des conduites passant dans l'espace entre le plafond et le faux plafond 12. La distance entre le plafond et le faux plafond 12 est assez faible, mais seuls des câbles électriques et des conduites d'assez faible section doivent passer dans cet espace. Les conduites de plus grande section, tels que les conduites d'air et les descentes de .C. peuvent, en effet, être logées dans les gaines verticales formées dans les encoignures des ailes des poteaux 2, 3, 4, 5, 6.

Pour une hauteur sous plafond donnée, la disposition des poutres 7, 8 dans l'ossature permet de réduire la hauteur totale du bâtiment . Par ailleurs, comme des éléments de plancher 9 reposent sur les poutres principales 7 situées le long de la façade, on peut prévoir que des alvéoles horizontaux soient ménagés, perpendiculairement à la façade, dans ces éléments de plancher 9. Dans ces alvéoles peuvent être montées des poutres supportant en porte à faux des balcons ou des bow-windows.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1.- Ossature de bâtiment à étages, formée par l'assemblage sur chantier d'éléments préfabriqués en béton armé, comprenant des poteaux, des poutres dont les extrémités prennent appui sur les poteaux et des éléments de plancher prenant appui sur des poutres, les poteaux situés aux étages successifs étant disposés à la verticale les uns des autres, caractérisée en ce que les poteaux (2, 3, 4, 5,

6) ont une section transversale en substance en forme de L, en forme de T ou en forme de croix et ont donc, respectivement, deux, trois ou quatre ailes, suivant qu'ils servent d'appui, respectivement, à deux, à trois ou à quatre extrémités de poutres, les poutres comportant des poutres principales (7) disposées, à chaque niveau du bâtiment, suivant des alignements parallèles entre eux, et des poutres transversales (8) disposées, à chaque niveau du bâtiment, transversalement entre les alignements des poutres principales (7) , les poutres principales (7) et les poutres transversales (8) prenant appui par chacune de leurs extrémités sur une aile de poteau (2, 3, 4, 5, 6) et étant horizontalement orientées suivant la direction de ces ailes, la disposition et les dimensions des poutres (7, 8) qui prennent appui sur les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) d'un même niveau du bâtiment étant telles que la face inférieure des poutres transversales (8) se trouve à un niveau intermédiaire entre la face inférieure et la face supérieure des poutres principales (7) , des moyens d'assemblage reliant rigidement entre eux les poutres (7, 8) et les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) se rejoignant en chaque noeud de l'ossature (1) , cette liaison étant telle qu'elle assure la continuité tant des poutres

(7, 8) aboutées que des poteaux (2, 3, 4, 5, 6) superposés pour les efforts de traction et de compression, les éléments de plancher (9) prenant appui sur les poutres principales (7), des ouvertures (10) étant ménagées dans les éléments de plancher (9), près d'au moins certains poteaux (2, 3, 4, 5, 6), dans les angles formés par les ailes de ces poteaux (2, 3, 4, 5, 6), permettant ainsi la réalisation de gaines techniques verticales passant d'étage en étage, dans les encoignures formées par ces ailes.

2.- Ossature suivant la revendication l, caractérisée en ce que la disposition et les dimensions des poutres (7, 8) qui prennent appui sur les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) d'un même niveau du bâtiment sont telles que la face supérieure des poutres transversales (8) est située à un niveau plus haut que la face supérieure des poutres principales (7), la disposition et les dimensions des poutres (7, 8) et des éléments de plancher (9) étant telles que la face supérieure des éléments de plancher (9) est située sensiblement au même niveau que la face supérieure des poutres transversales (8) .

3.- Ossature suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la hauteur des poutres principales

(7) est plus grande que la hauteur des poutres transversales (8) . 4.- Ossature suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une ou plusieurs des ailes des poteaux (2, 3, 4, 5, 6) présentent près du croisement des ailes, une zone de plus faible épaisseur que celle du reste de ces ailes. 5.- Ossature suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, en chaque noeud de l'ossature (1), chaque extrémité de poutre

(7, 8) aboutissant à ce noeud prend appui directement sur une aile de poteau (2, 3, 4, 5, 6), l'extrémité supérieure de chaque poteau (2, 3, 4, 5, 6) étant conformée de telle manière que la face supérieure de chaque aile de poteau qui supporte l'extrémité d'une poutre transversale (8) est située au-dessus du niveau de la face supérieure de chaque aile de poteau qui supporte l'extrémité d'une poutre principale (7) , les poutres (7, 8) comportant, lors de leur préfabrication et de leur mise en place dans l'ossature (1) , une partie d'armature en attente (15, 16), non noyée dans le béton, à chacune de leurs extrémités, ces parties d'armature en attente (15, 16) des extrémités de poutres (7, 8) qui se rejoignent en chaque noeud de l'ossature (1) , étant solidarisées entre elles par une coulée de béton dans l'espace compris entre les extrémités des poutres (7, 8), assurant ainsi la jonction rigide des poutres (7, 8) entre elles , l'extrémité inférieure de chaque poteau supérieur

(2, 3, 4, 5, 6) d'un noeud d'ossature étant conformé de telle manière qu'il prend appui par chacune de ses ailes sur la face supérieure d'un tronçon d'extrémité d'une poutre (7, 8) aboutissant à ce noeud, les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) superposés en chaque noeud d'ossature, ainsi que les poutres (7, 8) aboutissant à ce même noeud, étant raccordés entre eux au moyen de barres de connexions (17) verticales, contenues dans la partie supérieure du poteau (2, 3, 4, 5, 6) inférieur, passant par des trous verticaux (19) ménagés aux endroits appropriés dans les poutres (7, 8) , contenues dans la partie inférieure du poteau (2, 3, 4, 5, 6) supérieur et scellées dans ces poteaux (2, 3, 4, 5, 6) et dans ces trous verticaux

(19) . 6.- Ossature suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits moyens d'assemblage comportent des plaques métalliques (24, 26, 28) qui prolongent les poutres (7, 8) et les poteaux (2, 3, 4, 5, 6) en béton armé, à chacune de leurs extrémités, chaque extrémité de poutre (7, 8) étant prolongée par une plaque métallique verticale (24, 26) qui est solidarisée avec l'armature métallique noyée dans la masse de béton de ladite poutre (7, 8) et qui est orientée en substance suivant l'axe de la poutre (7, 8) , chaque extrémité de poteau (2, 3, 4, 5, 6) étant prolongée, à chacune de ses ailes, par une plaque métallique verticale (28) qui est solidarisée avec l'armature métallique noyée dans le béton dudit poteau (2, 3, 4, 5, 6) et qui est orientée en substance dans un plan qui comprend l'axe du poteau (2, 3, 4, 5, 6) et l'axe de l'aile qui la porte, toutes ces plaques métalliques (24, 26, 28) étant percées de trous (30) pour boulons, les dimensions et la disposition de ces plaques (24, 26, 28) étant telles que, à chaque noeud de l'ossature, les plaques (24, 26) portées par les extrémités de poutres (7, 8) aboutissant à ce noeud, peuvent être fixées chacune, par boulonnage, à une plaque

(28) portée par l'extrémité supérieure du poteau (2, 3,

4,

5, 6) qui porte ces poutres (7, 8) et à une plaque (28) portée par l'extrémité inférieure du poteau (2, 3, 4, 5,

6) placé immédiatement au-dessus.

7.- Ossature suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la plaque métallique verticale (24, 26) qui prolonge chaque extrémité de poutre (7, 8) , est solidarisée par soudage avec l'armature métallique de cette poutre (7, 8), une portion de cette armature étant soudée à une portion d'une plaque métallique, cette portion soudée étant noyée dans le béton de ladite poutre (7, 8) .

8.- Ossature suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ladite plaque métallique verticale (24, 26) qui prolonge chaque extrémité de poutre (7, 8) , est solidarisée avec l'armature métallique de cette poutre (7, 8), par soudage à un sabot (25, 27) constitué d'une plaque métallique soudée à l'extrémité de l'armature, perpendiculairement à l'axe de la poutre (7, 8) .

9.- Ossature suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que chacune des plaques métalliques verticales (28) qui prolongent chaque extrémité de poteau (2, 3, 4, 5, 6) , est solidarisée par soudage avec l'armature métallique de ce poteau (2, 3, 4, 5, 6) , une portion de cette armature étant soudée à une portion d'une plaque métallique, cette portion soudée étant noyée dans le béton du poteau (2, 3, 4, 5, 6) .

10.- Ossature suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les plaques métalliques verticales (28) qui prolongent chaque extrémité de poteau (2, 3, 4, 5, 6) sont solidarisées avec l'armature métallique de ce poteau (2, 3, 4, 5, 6) par soudage à un sabot (29) constitué d'une plaque métallique horizontale soudée à l'extrémité de l'armature, perpendiculairement à l'axe du poteau (2, 3, 4, 5, 6).

11.- Bâtiment à étages, caractérisé en ce qu'il comporte une ossature suivant l'une quelconque des revendications précédentes .