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Title:
DEVICE FOR STABILISING BEAMS IN A BUILDING STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/015915
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for stabilising beams in a building structure comprising main beams (1) bearing secondary beams (2) extending transversely to said main beams (1). The invention is characterised in that it comprises, at the intersection of the beams (1, 2), at least a rigid bar (11) integral by one of its ends with said beams and coupled by the other end with said beams by a linking element (15) flexible in a plane parallel to the plane of the beam coupled with said linking element (15) and rigid in a plane perpendicular to said plane of said beam.

Inventors:
SOKOL LEOPOLD
Application Number:
PCT/FR1999/002175
Publication Date:
March 23, 2000
Filing Date:
September 13, 1999
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Assignee:
PAB (FR)
International Classes:
E04B1/24; E04B5/10; E04B5/14; E04B7/02; (IPC1-7): E04B1/24; E04B5/10; E04B5/14; E04B7/02
Foreign References:
EP0669431A11995-08-30
LU46864A11964-11-03
US3063103A1962-11-13
US5038529A1991-08-13
GB446556A1936-05-01
Other References:
See also references of EP 1114225A1
Attorney, Agent or Firm:
Moncheny, Michel (place d'Estienne d'Orves Paris Cedex 09, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de stabilisation des poutres d'une structure de bâtiments comportant des poutres principales (1) portant des poutres secondaires (2) s'étendant transver salement auxdites poutres principales (1), caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de l'intersection des poutres principales (1) et secondaires (2), au moins une barre ri gide (11) solidaire par 1'une (lla) de ses extrémités de 1'une desdites poutres (1,2) et reliée par 1'autre (llb) de ses extrémités à 1'autre desdites poutres au moyen d'un ele ment de liaison (15) flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre reliée audit élément de liaison (15) et rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de cette poutre.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracte rise en ce qu'il comprend deux barres rigides (11) disposées de part et d'autre de la poutre principale (1) et solidaires chacune par 1'une (lla) de leurs extremites de la poutre se condaire (2) et reliées par 1'autre (llb) de leurs extremi tes à la poutre principale (1) par ledit élément de liaison (15).
3. Dispositif selon la revendication 1, caracte rise en ce qu'il comprend deux barres (11) disposées de part et d'autre de la poutre principale (1) et solidaires chacune par 1'une de leurs extrémités de la poutre principale (1) et reliées par 1'autre de leurs extrémités à la poutre secon daire (2) par ledit élément de liaison (15).
4. Dispositif selon 1'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisé en ce que la barre rigide (11) est parallèle au plan longitudinal de la poutre principale (1) correspondante.
5. Dispositif selon 1'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisé en ce que la barre rigide (11) est formée par un profile présentant une section droite en forme de U ou de L ou de T.
6. Dispositif selon 1'une quelconque des reven dications 1 a 3, caracterise en ce que 1'element de liaison (15) est forme par une portion de profile comportant une âme centrale (16) et deux bords tombes opposes (17,18).
7. Dispositif selon la revendication 2, caracte rise en ce que 1'element de liaison (15) est forme par une portion de profile comportant une âme centrale (19) et deux bords tombes (20,21) orientes dans la même direction, 1'ame (19) étant fixée audessous de la poutre principale (1) cor respondante et chaque bord tombe (20,21) étant fixe à une extrémité (llb) d'une barre rigide (11).
8. Dispositif selon 1'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisé en ce que 1'element de liaison (15) est forme par un câble (22).
9. Dispositif selon 1'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisé en ce que 1'element de liaison (15) est forme par une lame plane.
Description:
"Ds_positif de stabilisation des poutres d'une structure de batiment". la presente invention a pour objet un dispositif de stabilisation de poutres d'une structure de batiments.

Certains bâtiments comme par exemple les bâti- ments industriels ou tertiaires comportent une structure me- tallique formée par des poutres principales parallèles les unes par rapport aux autres et portant des poutres secondai- res parallèles les unes aux autres et s'étendant transversa- lement auxdites poutres principales.

Dans la présente invention, la structure metal- lique peut être constituée par une toiture, un plancher ou encore les parois verticales des bâtiments.

Les poutres principales sont le plus souvent constituées par exemple par des profiles présentant une section droite en forme de I et les poutres secondaires ap- pelées pannes ou solives dans le cas de planchers ou de toi- tures ou encore lisses pour des parois verticales sont cons- tituees par exemple par des profiles présentant une section droite en forme de Z, de C ou de I.

Les poutres secondaires sont reliées aux poutres principales par un dispositif de stabilisation qui comporte au niveau des intersections des poutres principales et se- condaires une ou deux barres inclinées appelées bracons.

Chaque bracon est relie par 1'une de ses extre- mites à la poutre secondaire et par l'autre desdites extre- mites a la poutre principale par des organes appropries comme par exemple des boulons et, selon le type de struc- ture, on utilise au niveau des intersections, deux bracons rigides ou un bracon rigide ou encore deux bracons souples.

Les bracons rigides sont constitues par des tronçons de profiles ayant une section transversale par exemple en forme de U ou de L et les bracons souples sont constitues par des lames planes.

D'une manière générale, les bracons travaillent en traction ou en traction-compression, en exerçant sur les poutres secondaires des forces de réaction aussi bien en etat de service c'est à dire lorsque la poutre principale

est stable qu'en état ultime c'est a dire lorsque la poutre principale est instable.

Mais, les dispositifs de stabilisation utilises jusqu'a présent ont des inconvénients qui sont dus principa- lement a une mauvaise évaluation des efforts engendres dans les bracons ce qui peut conduire à des sinistres plus ou moins graves et notamment a une rupture des liaisons entre les bracons et les poutres et/ou des déformations excessives dans les poutres, voire un effondrement des bracons ou de ces poutres.

En effet, la Demanderesse a déterminé que pour une poutre secondaire continue ayant une portée de 10 me- tres, 1'ordre de grandeur des efforts engendres dans les dispositifs de stabilisation des poutres, sous les charges d'exploitation, est le suivant : Bracons riaides doubles : Charge dirigée vers l'intérieur et l'extérieur : Réactions dans les deux bracons : 4000 daN Bracons ricrides simples : Charge dirigée vers l'intérieur et ltextérieur : Réactions dans les bracons : 1700 daN Bracons souples doubles : Charge dirigée vers l'extérieur : Réactions dans les bracons : 2500 daN Dans le cas de deux'bracons rigides, des efforts parasites notables sont engendres dans les poutres secondai- res et principales et dans le cas d'un seul bracon rigide, ces efforts parasites dans les poutres secondaires sont re- duits par rapport au système avec deux bracons rigides.

Par contre, les efforts parasites dans la poutre principale se trouvent sensiblement augmentes dus a la "poussée au vide"exercee par les bracons.

Dans le cas de deux bracons souples, sous une charge descendante, les efforts parasites sont évités dans

les poutres secondaires et principales grâce à l'instabilité des bracons conduisant ainsi à leur relachement.

Par contre, a cause de ce relachement, en état ultime, c'est à dire lors d'une instabilité de la poutre principale, leur efficacité se trouve amoindrie et diffici- lement vérifiable par le calcul.

Sous une charge ascendante, c'est a dire un sou- levement par le vent, tous les inconvénients des bracons ri- gides se retrouvent.

L'invention a pour but d'éviter ces inconve- nients en proposant un dispositif de stabilisation qui n'en- gendre aucun effort parasite dans les poutres secondaires et qui permet de par sa conception, d'obtenir un systeme par- faitement calculable.

L'invention a donc pour objet un dispositif de stabilisation des poutres d'une structure de bâtiments com- portant des poutres principales portant des poutres secon- daires s'étendant transversalement auxdites poutres princi- pales, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de l'in- tersection des poutres principales et secondaires, au moins une barre. rigide solidaire par 1'une de ses extrémités de 1'une desdites poutres et reliée par l'autre de ses extremi- tes à 1'autre. desdites poutres au moyen d'un élément de liaison flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre reliée audit élément de liaison et rigide dans un plan per- pendiculaire audit plan de cette poutre.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: -le dispositif comprend deux barres rigides disposées de part et d'autre de la poutre principale et so- lidaires chacune par 1'une de leurs extrémités de la poutre secondaire et reliées par 1'autre de leurs extrémités a la poutre principale par ledit élément de liaison, -le dispositif comprend deux barres rigides disposées de part et d'autre de la poutre principale et so- lidaires chacune par l'une de leurs extrémités de la poutre principale et reliées par 1'autre de leurs extrémités a la poutre secondaire par ledit élément de liaison,

-chaque barre rigide est parallèle au plan lon- gitudinal de la poutre principale correspondante, -la barre rigide est formée par un profile pre- sentant une section droite en forme de U ou de L ou de T, -1'element de liaison est forme par une portion de profile comportant une âme centrale et deux bords tombes opposes, -1'element de liaison est forme par une portion de profile comportant une âme centrale et deux bords tombes orientes dans la même direction, l'âme étant fixée au- dessous de la poutre principale correspondante et chaque bord tombe étant fixe a une extrémité d'une barre rigide, -1'element de liaison est forme par un cable, -11616ment de liaison est formee par une lame plane.

D'autres caracteristiques et, avantages de 1'in- vention apparaitront au cours de la description qui va sui- vre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en refe- rence aux dessins annexes, sur lesquels : -la Fig. 1 est une vue schématique en perspec- tive d'une partie d'une structure d'un bâtiment comme par exemple un plancher équipé d'un dispositif de stabilisation conforme à 1'invention, -la Fig. 2 est une vue schématique en elevation d'un premier mode de réalisation du dispositif de stabilisa- tion conforme à 1'invention, -la Fig. 3 est une vue en perspective d'un ele- ment de liaison du dispositif de stabilisation représenté à la Fig. 2, -la Fig. 4 est une vue schématique en elevation d'un second mode de réalisation du dispositif de stabilisa- tion conforme à 1'invention, -la Fig. 5 est une vue en perspective d'un ele- ment de liaison du dispositif de stabilisation représenté à la Fig. 4,

-la Fig. 6 est une vue schématique en elevation d'un troisième mode-de réalisation du dispositif de stabili- sation conforme a 1'invention.

Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une structure métallique d'un batiment comme par exemple un plancher et qui est forme par des poutres principales 1 pa- ralleles les unes par rapport aux autres et portant à inter- valles réguliers des poutres secondaires 2 parallèles les unes aux autres et s'étendant transversalement auxdites pou- tres principales 1.

Les poutres principales 1 sont, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, constituées par des profiles présentant une section droite en forme de I et les poutres secondaires 2 appelées pannes ou solives dans le cas de planchers ou de toitures ou encore lisses pour des parois verticales sont constituées par des profiles presen- tant une section droite en forme de Z.

Les poutres 1 et 2 peuvent présenter d'autres formes que celles représentées sur les figures.

Par ailleurs, dans un but de simplification, les poutres secondaires 2 ont été représentées sur les figures d'un seul tenant. Elles peuvent être formées de plusieurs éléments lies par emboitement ou places bout à bout et re- lies entre eux par des eclisses.

Les poutres secondaires 2 sont reliées aux pou- tres principales 1 par un dispositif de stabilisation desi- gne dans son ensemble par la référence 10 et qui comprend d'une manière générale, au niveau de 1'intersection des pou- tres principales 1 et secondaires 2, au moins une barre ri- gide 11 solidaire par 1'une lla de ses extrémités de 1'une desdites poutres et reliée par 1'autre llb de ses extrémités à 1'autre desdites poutres au moyen d'un élément de liaison 15 flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre re- liée audit élément de liaison 15 et rigide dans un plan per- pendiculaire audit plan de cette poutre.

Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, le dispositif de stabilisation comprend deux

barres rigides 11 disposées de part et d'autre de la poutre principale 1 et solidaires chacune par 1'une lla de leurs extrémités de la poutre secondaire 2 correspondante et re- liees par l'autre llb de leurs extrémités à la poutre prin- cipale 1 par ledit élément de liaison 15.

Dans ce cas, chaque élément de liaison 15 est flexible dans un plan parallèle au plan longitudinal de la poutre principale 1 et rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de la poutre principale 1.

Les deux barres rigides 11 sont disposées en vis à vis 1'une de 1'autre c'est à dire du même cote de la pou- tre secondaire 2 ou décalées 1'une par rapport à 1'autre, c'est à dire de part et d'autre de ladite poutre secondaire 2.

Chaque barre rigide 11 s'étend parallèlement au plan de la poutre principale 1 correspondante et est formée par un profile présentant une section droite en forme de U ou de L ou de T.

Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, chaque barre rigide. 11 est formee par un profi- le présentant une section droite en forme de L.

Chaque élément de liaison 15 est conçu pour être flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre princi- pale 1 et être rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de la poutre principale 1.

Selon un premier mode de réalisation représenté sur les Figs. 2 et 3, l'élément de liaison 15 est forme par une portion de profile comportant une âme centrale 16 et deux bords tombes opposes, respectivement 17 et 18.

Le bord tombe 17 est fixe sur l'extrémité llb de la barre rigide 11 correspondante par au moins un organe approprie comme par exemple un boulon et le bord tombe 18 est fixe de préférence à la partie inférieure de l'âme de la poutre principale 1 à 1'aide d'au moins un organe appro- prie comme par exemple. un boulon.

Selon un second mode de réalisation représenté sur les Figs. 4 et 5,1'element de liaison 15 est forme par

une portion de profile comportant une âme centrale 19 et deux bords tombes, respectivement 20 et 21, orientes dans la meme direction.

Comme représenté à la Fig. 4,1'ame 19 de 1'ele- ment de liaison 15 est fixée au-dessous de la poutre princi- pale 1 correspondante par des organes de fixation, comme par exemple des boulons, et chaque bord tombe 20 et 21 est fixe à une extrémité llb d'une barre rigide 11 au moyen par exem- ple de boulons.

Selon un troisième mode de realisation repre- sente a la Fig. 6, chaque élément de liaison 15 est forme par un cable 22 dont une extrémité est fixée sur l'extrémité llb de la barre rigide 11 correspondante et dont 1'autre ex- trémité est fixée par exemple sur la semelle inférieure de la poutre principale 1.

Selon un autre mode de réalisation, les éléments de liaison 15 peuvent également être formes par une lame souple disposée horizontalement entre l'extrémité llb de la barre rigide 11 correspondante et la poutre principale 1.- Selon une variante, la dispositif de stabilisa- tion comprend deux barres rigides 11 disposées de part et d'autre de la poutre principale 1 et solidaires chacune par 1'une de leurs extrémités de la poutre principale 1 et re- liées par 1'autre de-leurs extrémités à la poutre secondaire 2 par 1'element de liaison 15.

Dans ce cas, chaque élément de liaison 15 est flexible dans un plan parallèle au plan de la poutre secon- daire 2 et rigide dans un plan perpendiculaire audit plan de la poutre secondaire 2.

Le dispositif de stabilisation conforme à 1'in- vention comprenant au moins une barre rigide et un élément de liaison fléchissant dans un plan parallèle au plan de la poutre principale et rigide dans un plan perpendiculaire à ce plan permet d'eviter les réactions verticales dans les poutres secondaires en état de service et ne transmet sur lesdites poutres secondaires qu'un moment d'encastrement uniquement en état ultime c'est à dire lors d'une instabili-

te des poutres principales alors que les efforts parasites dans les poutres secondaires avec les dispositifs a bracons utilises jusqu'a présent étaient importants.

De plus, le système ainsi réalisé est parfaite- ment calculable ce qui permet d'eviter les efforts parasites non maitrisés et ce qui permet de dimensionner en conse- quence les différents éléments en fonction des sollicita- tions de la structure du bâtiment.

D'une manière générale, le dispositif de stabi- lisation conforme à 1'invention s'applique aux structures de bâtiments comme par exemple les toitures, les planchers ou encore les parois verticales.