OA20367A - Panneau en profilés hexagonaux creux utilisé pour la construction de planchers et autres structures - Google Patents

Abstract

L'invention est un panneau en polymères de profilés hexagonaux ou un assemblage et 5 un enchevêtrement de profilés en forme d'hexagones creux agencées les unes aux autres et solidement liées selon un mode d'emboitement et de liaison vice-écrou et soudure. Elle est utilisée pour réaliser les dalles en bétons sans utilisation d'étaies. Sa capacité portante pouvant atteindre au minium 3 000 mbar/m2 . L'invention se compose de quatre systèmes ou blocs emboîtables (2A, 2B, 2C, 2D) 10 composés de plusieurs types de profilés (2', 2", 2"') solidement liés entre eux. Le panneau selon l'invention se déploie en emboîtant les blocs mâles (2B) et femelles (2C) entre deux blocs d'encrage (2A et 2D) fixés sur les murs porteurs ou sur les poteaux. Les profilés peuvent être modulés pour réaliser un panneau porteur pouvant servir de tablier pour un pont, une passerelle ou un châssis de véhicule ou encore un plafond décoratif.

Description

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Panneau en profilés hexagonaux creux utilisé pour la construction de planchers et autres structures

L’invention concerne un outil structural en métal ou autre matériau, destiné au domaine du bâtiment et des travaux publics pour la réalisation de dalles ou planchers en béton et de plateformes porteuses de charge ou décoratives.

Le panneau conforme à l’invention est un polymère de métal ou autre matériau, constitué d’un assemblage et d’un enchevêtrement de profilés en forme d’hexagone creux, analogue à un motif ou un monomère. Ces profilés sont agencés les unes aux autres et solidement liés pour constituer un réseau en forme de plateau creux, plan, rigide et solide, capable de porter dans certains cas, des charges statiques et dynamiques énormes.

Les planchers ou dalles sont des structure généralement en béton armé mises en œuvre dans le processus de réalisation d’ouvrages en génie civile ou en bâtiment et travaux publics.

La dalle ou plancher désigne les structures porteuses horizontales d’un édifice. Ces porteurs horizontaux supportent leur propre poids ainsi que celui des revêtements, des murs, des cloisons ainsi que des charges d’exploitation. Ils peuvent être réalisés à partir de divers matériaux dont le béton. Différents types de planchers en béton sont possibles selon l'usage de la construction.

Les planchers ont pour fonction de transmettre les charges entre autres aux murs et poteaux. Ils permettent de séparer plusieurs niveaux et servent de supports rigides pour les revêtements de sol (parquet, carrelage, etc.). De plus, les planchers en béton ont des fonctions isolantes : isolation phonique, isolation thermique.

On distingue 5 types de planchers en béton : la dalle pleine, la prédalle, le plancher à poutrelles, la dalle alvéolaire et le plancher collaborant.

- la dalle pleine : une dalle pleine est une plaque porteuse en béton armé coulé sur place, d’épaisseur allant de 12 à 20 cm qui repose sur des appuis : murs ou poutres. Son épaisseur est en général égale au 25ème de la portée. L’encastrement sur les appuis doit être des 2/3 de l‘épaisseur du mur ;

- la prédalle : c’est une dalle mince crantée composée d’armatures en acier. La prédalle constitue la partie inférieure du plancher et sert de coffrage pour la dalle pleine et assure

[21 une partie de la résistance mécanique du plancher fin. Préfabriquée en usine, elle a une taille standard de 5 à 12 cm d’épaisseur et de largeur standard d'environ 2,50m. La prédalle est le plus souvent utilisée pour la construction de bâtiments collectifs en raison de la rapidité de sa mise en œuvre et des moyens importants du système de levage. Elle bénéficie d’une portée pouvant atteindre 10 m;

- le plancher à poutrelles : le plancher à poutrelles préfabriquées est utilisé le plus souvent pour les constructions d’habitations individuelles. On distingue deux types de planchers à poutrelles : le plancher à poutrelles en béton armé et le plancher à poutrelle précontraint bénéficiant d’une portée plus importante. Il est capable de se déformer puis de reprendre sa position originelle grâce aux aciers disposés à l'intérieur ;

- la dalle alvéolée : c’est une dalle préfabriquée en béton précontraint et comportant des alvéoles, autrement dit un béton ayant subi de fortes compressions. Cette procédure permet alors de le rendre plus résistant aux multiples tractions qu’il sera amené à supporter. La dalle alvéolée est par ailleurs bien plus légère qu’une dalle pleine et elle permet la construction de planchers de grande portée. Ce dispositif facile à poser, assure également des constructions peu encombrantes et ne nécessite pas la mise en place d’un système d’étaiement ;

- le plancher collaborant : il est également appelé « plancher mixte » et associe l’acier et le béton. Il est constitué de bacs acier en tôle mince nervurés utilisés en guise de coffrage, d’armatures et d’une dalle en béton coulée sur place. L’acier et le béton collaborent pour offrir une résistance et une capacité portante élevée. Il se distingue alors par sa grande capacité portante, sa rapidité de mise en œuvre, sa résistance à la compression et son coût moindre. En raison de sa légèreté, le plancher collaborant ne nécessite pas la mise en place de solives ou de poutrelles ou d'armatures supplémentaires pour supporter son poids.

La présente invention se rapporte beaucoup plus à la mise en œuvre de la dalle pleine, et des dalles à poutrelles.

La mise en œuvre ou la réalisation de ces cinq types de planchers ou dalles se fait en plusieurs étapes incluant en partie ou entièrement selon le cas : la pose des poutrelles, l’étalement, la pause de hourdis, la pause de treillis soudés et le coulage de la dalle de répartition ou le coulage du béton.

PI

En somme, la réalisation des planchers en dalle pleine fait intervenir de nombreux accessoires : étaies métallique ou en bois de fortune, planches de contreplaqué et de bois utilisables une seule fois, ourdis qui sont autant d’éléments qui, non seulement augmentent le coût de l’opération mais aussi alourdissent sa mise en œuvre sans garantir la qualité de l’œuvre.

Même si l’utilisation ou la construction du plancher collaborant, de la prédalle et de la dalle alvéolée permettent de s’affranchir de ces accessoires, il ne faut pas perdre de vue qu’il s’agit de structures préfabriquées sur mesure par des usines peu courantes et dont la manutention exige l’intervention d’un engin de levage. Ce qui est supportable par les grands chantiers de bâtiment et travaux publiques et onéreux pour les particuliers.

Le but de la présente invention est de mettre en œuvre un outil de construction rapide, sécurisé et non fongible de plancher à moindre coût, sans étaies, ni planches en bois et facile d’emploi, de manutention et d’entretien.

Conformément à l’invention, cet objectif est atteint avec le panneau en polymères de profilés hexagonaux. Il s'agit d’un système constitué d’un assemblage et d’un enchevêtrement de profilés en forme d’hexagones creux. Ces profilés sont agencés les uns aux autres et solidement liés selon un mode d’emboitement et de liaison vice-écrou et soudure pour constituer un réseau en forme de plateau creux, rigide et solide, pouvant avoir une capacité portante considérable.

L’invention se compose de quatre systèmes ou blocs emboîtables constitués de profilés hexagonaux ou hexatubes mâles, femelles et neutres, eux même emboîtés et soudés par endroit. Les blocs emboîtables sont de quatre types : il s’agit de blocs femelles, de blocs mâles, de blocs de rive et de blocs d’encrage.

Dans un mode de réalisation les blocs sont structurés de la façon suivante : un bloc femelle se compose de trois rangées d’hexatubes en acier de même épaisseur telle qu’une rangée centrale de cinq hexatubes neutres est intercalée entre deux rangées latérales de six hexatubes contenant l’une, trois hexatubes mâles et trois hexatubes neutres alternés et l’autre, trois hexatubes femelles et trois hexatubes neutres alternés, avec leurs cavités et griffes ou crampons tournées vers l’extérieur. Un bloc mâle présente la même configuration mais avec une rangée centrale de sept hexatubes neutres. Chaque bloc déploie ainsi une surface d’environ 83,08 cm sur 41,5 cm.

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Un bloc de rive se compose de deux rangées de six hexatubes d’épaisseurs différentes ; soit une rangée de six hexatubes femelles de 40 cm d’épaisseur et une rangée de six hexatubes de 80 cm d’épaisseur. Et un bloc d’encrage est réalisé selon la même configuration avec les hexatubes de 80 cm d’épaisseur équipés alternativement de trois clés de rive.

Dans chaque bloc ou système de pièces hexagonales, les hexatubes en acier galvanisé sont reliés entre eux sur tous les bords ; bords supérieurs et inférieurs et bords latéraux.

Dans un mode de réalisation, un hexatube ou profilé, pièce constitutive d’un bloc mâle ou femelle est en forme d’hexagone régulier de 3 mm d’épaisseur, de 40 cm de hauteur et de 8 cm de côté, qui peut être incrusté de deux couronnes : une en dessous et une autre au-dessus et d’une pièce cubique pleine ayant 3 cm d’arête. Chaque couronne peut être munie soit de cavités, soit de griffes filetées ou crampons, alignées sur le même côté. Ainsi, un hexatube mâle peut porter un crampon effleurant d’environ 2 cm de long avec 1 cm de diamètre dans sa partie supérieure et un boulon vissable dans sa partie inférieure. Un hexatube femelle peut porter deux cavités circulaires de 1,2 cm de diamètre, la cavité inférieure étant munie d’un écrou. Quant à l’hexatube neutre, il porte des couronnes dépourvues de griffes et de cavités circulaires.

Pour déployer un panneau de polymère d’hexatubes conforme à l’invention, d’abord les blocs d’encrage sont fixés sur les murs porteurs ou sur les poteaux de façon opposée et bien alignés, ensuite les blocs mâles et femelles sont successivement emboîtés les uns aux autres, d’un bloc d’encrage à l’autre. Un bloc d’encrage est solidement fixé au mur, au chaînage ou au poteau via les trois clés de niveau qui l’équipent.

Dans un mode de réalisation, les hexatubes ou profilés sont liés entre eux par soudure et les blocs sont emboîtés tels des pièces de puzzle puis vissés entre eux. On obtient ainsi un panneau porteur ou non selon le type de matériau utilisé, horizontal et stable.

Le panneau ainsi réalisé possède, grâce à son système d’emboitement et de liaison, une double capacité portante horizontale et verticale colossale qui peut atteindre au moins 3 000 mbar/m², lui permettant de supporter d’énormes contraintes sans étaies et de réaliser en toute sécurité et avec un gain de temps appréciable des planchers horizontaux et lisses.

Dans un autre mode de réalisation, les dimensions des pièces hexagonales ainsi que la nature du matériau peuvent être modulées afin de réaliser un panneau porteur pouvant servir de tablier pour un pont, une passerelle ou un châssis de véhicule ou encore un plafond décoratif.

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Le panneau porteur en polymères de pièces hexagonales creuses conforme à l’invention possède plusieurs avantages : il est non fongible et facile d’entretien et d’utilisation. Il améliore la sécurité et l’efficacité des travaux sur les chantiers du bâtiment et du génie civil ainsi que les travaux des arts et de l’artisanat, il permet aussi de lutter contre la déforestation et donne aux utilisateurs de faire des économies substantielles à long terme.

Les caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante qui se rapporte à un exemple de réalisation non limitatif présenté par les figures 1, 2, 3 et 4 des planches 1 et 2.

La figure 1 est une vue synoptique du déploiement de l’invention, la figure 2 représente les quatre blocs emboîtables d’hexatubes, la figure 3 représente le mode de réalisation d’un tube hexagonal ou profilé en acier ou hexatube, quant à la figure 4, elle représente les différentes façades de la clé de niveau permettant la fixation de l’invention à un mur porteur à un poteau ou au chaînage.

Dans un mode de réalisation, le panneau porteur (figure 1) conforme à l’invention est fait de plusieurs profilés en forme d’hexagones, en acier galvanisé et laqué (2’, 2” et 2’”). C’est un système métallique constitué d’un assemblage et d’un enchevêtrement de profilés d’acier, en forme d’hexagones et creux. Ces pièces sont liées les unes aux autres par un mode d’emboîtement et de liaison vice-écrou et soudure pour donner un réseau en forme de tissu métallique creux, plan, rigide et solide, ayant une capacité portante minimale de 3 000 mbar/m².

Le panneau porteur selon l’invention se compose de quatre systèmes d’hexatubes ou blocs d’hexatubes emboîtables constitués de profilés hexagonaux en d’acier ou hexatubes d’acier mâles, femelles et neutres (2’, 2” et 2”’), eux même emboîtés et soudés par endroit ; il s’agit d’un bloc femelle (2C), d’un bloc mâle (2B), d’un blocs de rive (2A) et d’un bloc d’encrage (2D).

Dans un mode de réalisation, les blocs sont structurés de la façon suivante : un bloc femelle (2C) se compose de trois rangées d’hexatubes en acier de même épaisseur telle qu’une rangée centrale de cinq hexatubes neutres (2’”) est intercalée entre deux rangées latérales de six hexatubes contenant l’une, trois hexatubes mâles (2’) et trois hexatubes neutres (2’’’) alternés et l’autre, trois hexatubes femelles (2”) et trois hexatubes neutres (2’”) alternés, avec leurs cavités (4) et griffes ou crampons (3) tournées vers l’extérieur. Un bloc mâle (2B) présente la même configuration mais avec une rangée centrale de sept hexatubes neutres (2’).

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Un bloc de rive (2A) se composent de deux rangées de six hexatubes d’épaisseurs différentes ; soit une rangée de six hexatubes femelles de 40 cm d’épaisseur (2”) et une rangée de six hexatubes de 80 cm d’épaisseur (2””). Et un bloc d’encrage (2D) est réalisé selon la même configuration avec les hexatubes de 80 cm d’épaisseur équipés alternativement de trois clés de niveau (figure 4-A-B-C).

Dans un mode de réalisation, un hexatube d’acier constitutif d’un bloc mâle ou femelle est obtenu à partir d’une feuille d’acier galvanisé de 40 cm de large et de 3 mm d’épaisseur, repliée 5 fois sur elle-même chaque 8 cm pour donner un hexagone régulier d’acier galvanisé de 3 mm d’épaisseur, de 40 cm de hauteur et de 8 cm de côté (2’, 2” et 2’”). L’hexatube ou profilé d’acier ainsi réalisé sera incrusté en guise de blindage, de deux couronnes (1 et 7) ; une en dessous et une autre au-dessus et chaque couronne incrustée d’un cube métallique plein (9) ayant 3 cm d’arête et servant de socle à la griffe. Chaque couronne est également munie soit de deux cavités (4), soit de deux griffes filetées ou crampons (3), lesquelles sont alignées sur le même côté du tube d’acier hexagonal. Ainsi :

- un hexatube mâle (2’) porte deux griffes filetées ou crampon (3) effleurant d’environ 2 cm et ayant 1 cm de diamètre, durement soudé au tube cubique d’acier plein (9). Le crampon inférieur étant vissable. L’hexatube mâle est donc percé de deux cavités laissant effleurer les griffes filetées (3) ;

- un hexatube femelle (2) porte deux cavités circulaires (4) de 1,2 cm de diamètre, la cavité inférieure étant munie d’un écrou ;

- un hexatube neutre (2’’’), porte quant à lui des couronnes dépourvues de griffes et de cavités circulaires.

Dans un mode de réalisation, la couronne (1 et 7) est une pièce qui se compose de deux parties avec une double soudure interne et externe pour accroître sa résistance :

- une partie inférieure en hexagone d’acier plat de 3 cm de hauteur et de 3 mm d’épaisseur, obtenu par repli sur elle-même d’une feuille métallique en acier de 3 cm de largeur selon une mesure de côté qui s’incruste parfaitement dans le tube hexagonal d’acier de 8 cm de côté (2’, 2” et 2’’’);

- une partie supérieure également en acier plat préférentiellement découpée en forme d’hexagone creux pour recouvrir la partie inférieure comme un couvercle pour donner au profilé une force de cornière hexagonale.

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Les hexatubes de 80 cm (2””) constituant les blocs de rive et d’encrage sont conçus selon le même procédé. Seulement, trois hexatubes de 80 cm d’épaisseur (2””) du bloc d’encrage (2D) sont équipés d’un système de fixation constitué par une clé de niveau (4-A, 4-B, 4-C) qui se compose de plusieurs éléments enveloppées dans une plaque support (10) : un manche de verrouillage (13), possédant à chacune de ses extrémités une rondelle (11), est actionnée, et appuie sur une rotule (15) pour commander un piston (14) solidaire d’un tube enveloppé (16) en acier carré, intercalé entre 4 semelles cavité (12). Ce dispositif permet de bloquer ou de débloquer ce bloc fixé sur un support (mur porteur, poteau, chaînage).

Pour déployer un panneau en pièces d’hexatubes ou de profilé d’acier conforme à l’invention (figure 1), deux blocs d’encrage (2D) sont d’abord fixés sur les murs porteurs ou sur les poteaux de façon opposée et bien alignés, ensuite les blocs mâles (2B) et femelles (2C) qui développent chacun une surface d’environ 83,04 cm x 41,5 cm, sont successivement emboîtés les uns aux autres, d’un bloc d’encrage (2D) à l’autre. Un bloc d’encrage (2D) est solidement fixé au mur, au chaînage ou au poteau via les trois clés de niveau (figure 4A) qui l’équipent.

On obtient alors un panneau porteur (figure 1) doté d’une capacité portante considérable à la fois horizontale et verticale grâce à son système d’emboitement, de vissage et de soudure. On peut ainsi y poser un treillis métallique et des ourdis et mouler du béton, sans utilisation d’étais pour réaliser une dalle pleine.

Dans un autre mode de réalisation, les dimensions des tubes d’aciers hexagonaux sont modulées pour accroître ou réduire leur capacité portante afin de réaliser un panneau porteur pouvant servir de tablier pour un pont, une passerelle ou un châssis de véhicule ou encore un plafond décoratif ou un faux plafond.

Claims (13)

1 - Panneau destiné au domaine du bâtiment et des travaux publics pour la réalisation de dalles ou planchers en béton et de plateformes porteuses de charge ou décoratives, caractérisé en ce que ledit panneau est constitué de polymères de profilés hexagonaux creux, faits en acier ou autre matériau formant des blocs par soudure ou autre type de liaison, lesquels blocs sont assemblés par un système d’emboitement et de vissage pour constituer un réseau en forme de plateau creux, plan, rigide et solide, capable de posséder une capacité portante d’au moins 3000 mb/m².

2- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit panneau se compose de quatre systèmes ou blocs emboîtables que sont, le bloc mâle (2B), le bloc femelle (2C), le bloc de rive (2A) et le bloc d’encrage (2D).

3- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les blocs emboîtables sont constitués de profilés hexagonaux ou hexatubes mâles (2’), femelles (2”) et neutres (2’”), soudés sur tous les bords.

4- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’un bloc femelle (2C) se compose de trois rangées d’hexatubes ou profilés de même épaisseur telle qu’une rangée centrale de cinq hexatubes neutres (2’”) intercale deux rangées latérales de six hexatubes contenant l’une, trois hexatubes mâles (2’) et trois hexatubes neutres (2’”) alternés et l’autre trois hexatubes femelles (2”) et trois hexatubes neutres alternés (2’’’), ayant leurs cavités (4) et griffes ou crampons (3) tournées vers l’extérieur.

5- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendicationsl et 2, caractérisé en ce qu’un bloc mâle (2B) présente la même configuration qu’un bloc femelle (2C), mais possède une rangée centrale de sept hexatubes neutres (2’”).

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6- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’un bloc de rive (2A) se compose de deux rangées de six hexatubes d’épaisseurs différentes ; soit une rangée de six hexatubes femelles de 40 cm d’épaisseur (2) et une rangée de six hexatubes de 80 cm d’épaisseur (2’’’’).

7- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’un un bloc d’encrage (2D) se compose de deux rangées de six hexatubes d’épaisseurs différentes, soit une rangée de six hexatubes femelles de 40 cm d’épaisseur (2”) et une rangée de six hexatubes de 80 cm d’épaisseur (2’”’) équipés alternativement de trois clés de niveau (figure 4).

8- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un profilé ou hexatube est un hexagone régulier de 3 mm d’épaisseur, de 40 cm de hauteur et de 8 cm de côté, incrusté de deux couronnes (1 et 7), i une en dessous et une autre au-dessus et d’une pièce cubique pleine (9) ayant 3 cm d’arête, chaque couronne portant soit une cavités (4), soit des griffes filetées ou crampons (3), alignées sur le même côté.

9- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que, un hexatube mâle (2’) porte un crampon (3) effleurant d’environ 2 cm de long avec 1 cm de diamètre dans sa partie supérieure et un boulon vissable dans sa partie inférieure.

10- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un hexatube femelle (2”) porte deux cavités circulaires (4) de 1,2 cm de diamètre, la cavité inférieure étant muni d’un écrou.

11 - Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un hexatube neutre (2’”) porte des couronnes dépourvues de griffes et de cavités circulaires.

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12- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau se déploie en fixant d’abord les blocs d’encrage (2D) sur les murs porteurs ou sur les poteaux de façon opposée et bien alignés, grâce au clés de niveau (figure 4) et ensuite les blocs mâles (2B) et femelles (2C) sont 5 successivement emboîtés les uns aux autres d’un bloc d’encrage (2D) à l’autre en les vissant entre eux.

13- Panneau constitué de profilés en forme d’hexagone fortement liés entre eux selon toutes les revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions des pièces ίο hexagonales ainsi que la nature du matériau peuvent être modulées afin de réaliser un panneau pouvant servir de tablier pour un pont, une passerelle ou un châssis de véhicule ou encore un plafond décoratif.