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On rappellera tout d'abord que dans le domaine
des travaux publics ou de la construction, la possibilite
d'utiliser des poutres de longue portée constitue un
avantage essentiel en ce qu'il permet, notamment, de
réaliser des planchers a grandes mailles.
La presente invention concerne, de façon
générale, la realisation des grandes portées telles que
celles que l'on rencontre dans ce qu'il est convenu
d'appeler les "grandes surfaces" et dans les halles
industrielles par la combinaison, d'une part, de poutres
de préférence en lamellé-collé, ou materiaux composites,
et à l'exclusion des matériaux metalliques ou en béton, de
longue portée constituant les cotes parallèles des mailles
avec des traverses classiques et, d'autre part, d'une
charpente metallique de support.
ne façon plus particulière, la presente
invention' concerne le système perfectionné d'appui et
d accrochage des poutres de longue portée en lamellé-colle
ou materiaux composites, sur des poteaux de support
métalliques, système agencé de façon a permettre de
transférer la reaction verticale du poids de la poutre en
un effort d'arc boutement dans le poteau correspondant et
créer ainsi, dans la poutre, un effort horizontal de
contrainte longitudinale qui a pour résultat d augmenter
la portée possible de ladite poutre~
Le système perfectionné conforme à l'invention
se caractérise en ce que chaque poteau est muni d-au moins
une jambe d arc-boutement articulee à son extremité
inferieure sur un axe d'articulation solidaire du poteau
correspondant et dont l'extrémite supérieure est munie
d'une cornière de réception sur laquelle ~ient porter un
embout de coin solidaire de l`extremite d'une poutre de
longue portee, par l`intermediaire de pièces de contact
dont est muni ledit embout~ grâce a quoi la réaction
verticale du poids de la poutre est transféree en un
effort d'arc boutement dans l'axe de la jambe
lZ8ZS~Z
correspondante, lequel effort cree un effort horizontal de
contrainte longitudinale dans la poutre correspondante de
longue portee.
Suivant des caractéristiques préférentielles:
- chacun des poteaux courants sur la longueur de
la construction comporte deux jambes d'arc boutement,
disposées et articulees symetriquement par rapport à l'axe
longitudinal de symétrie du poteau et destinées a
recevoir, chacune, l'embout d'une poutre de longue portée,
grâce à quoi les deux efforts d'arc boutement dans les
deux jambes s équilibrent ;
- chacun des poteaux de rive ne comporte qu'une
seule jambe d'arc boutement destinee a recevoir l'embout
de la poutre de longue portée d extremité de la
construction, la deuxième jambre d'arc boutement étant
remplacee par une jambe de force de contreventement
équilibrant l'effort d'arc boutement appliqué sur le
poteau par la jambe d'arc boutement.
D'autres caractéristiques, avantages de la
présente invention ressortiront de la description qui en
est donnee ci-apres, en référence aux dessins annexes
représentant schematiquement et à titre d'exemple
preférentiel, une forme de réalisation possible de ladite
invention.
Sur ces dessins :
La figure 1 est un schema permettant d exposer
de fa~on particulièrement simple le principe de base de
l'invention ;
3n La figure 2 est une vue de detail ~ beaucoup
plus grande échelle représentan~., en elévation, la partie
superieure d un poteau coUrant à deux jambes d'arc
boutement recevant les extrémites de deux poutres de
longue portée ;
La figure 3 est une vue du dessus de 1 ensemble
précité :
1~82S72
La figure 4 est une vue de détail à plus grande
echelle représentant, en élévation, le dispositif
d'accrochage et de pivotement de la base d'un des bras
d'arc boutement sur un poteau courant tel que celui des
figures 2 et 3 ;
La figure 5 est une vue de détail du dispositif
d'accrochage et de pivotement de la figure ~, represente
en plan avec arrachement partiel et coupe horizontale
faite suivant la ligne V-V de ladite figure 4 ;
La figure 6 est une coupe transversale du bras
d'arc boutement proprement dit, faite suivant la ligne
VI-VI de la figure 4;
La figure 7 est une vue en elevation de
l'extremite supérieure du bras d'arc boutement des figures
~, 5 et 6, montrant la manière dont elle est aménagée pour
recevoir l'extrémité d'une poutre de longue portee ;
La figure 8 est une vue du dessus de l'extremite
dudit bras representé sur la figure 7 ;
et la figure 9 est une vue de détail
representant, en élévation, la manière dont sont aménages
chacun cles poteaux de rive pour compenser la pression
latérale exercée par la poutre de longue portée sur le
poteau en question.
En se réferant tout cl'abord au schema de
Z5 principe de l'invention de la figure 1, on rappellera que
l'invention concerne de facon genérale la realisation de
grandes portees par la combinaison ;
- d'une part, de poutres de longue portée~
telles que 1A, 1B, 1C ~.. en lamelle-colle ou materiaux
~0 composites, et à l'exclusion de materiaux metalliques ou
en béton, constituant les cotes parallèles longitudinaux
des mailles ;
- d'autre part, d'une charpente metallique de
support constituee de poteaux tels que 2A, Z~ ZC ... à
section en H.
128Z~
On a vu, par ailleurs que l'invention concerne
plus particulièrement le système perfectionné d'appui et
d'accrochage des poutres 1A, 18, 1C ... sur les poteaux
correspondants 2A, 2B, 2C ... .
Comme on le voit sur la figure 1, chaque système
d appui comporte un double moyeu d'appui, a savoir : 3A1,
3A2 pour le poteau 2A et la poutre 1A, 3Bl, 3B2 pour le
poteau 2B et les poutres 1B et 1A; 3C1, 3C2 pour le poteau
2C et les poutres lC et 18 ; et ainsi de suite jusqu-au
dernier poteau de rive (non represente) qui se trouve à
l'autre extrémite des poutres en alignement.
On va maintenant expliciter, en se référant aux
figures 2 à 9, comment chaque système est agencé de façon
à permettre de transférer la réaction verticale du poids
de la poutre en un effort d arc boutement sur le poteau
correspondant et de creer ainsi, dans ladite poutre, un
effort horizontal de contrainte longitudinale qui a pour
résultat d'augmenter la portee maximum possible d'une
poutre de ce type.
En se reférant tout d-abord et plus
particulièrement au cas du système d-appui double 3B1, 32
pour le poteau 2B et les poutres lA et 10 qui sont
représentés sur les figures 2 à B, on voit que le système
est constitue, symetriquement par rapport à l axe
longitudinal de symetrie XX du poteau, en l occurrence 26,
de deux jambes d arc boutement identiques 41~ ~2
articulées a leur extrémite inférieure, sur un axe 51~ 52
goupille sur le poteau 2B, sans qu'il y ait ni frottement,
ni moment, et sur lequel on reviendra en detail plus loin.
Ces jambes sont par ailleurs munies, ~ leur extremlte
superieure, de cornieres de support 61~ 62.
D'autre part, des cornières d'embout 71~ 72 sont
fixées par exemple par collage, boulonnage ou rivetage,
sur le coin inferieur des poutres correspondantes 1~, 1A,
ces cornieres comportant des pièces de contact 31' ~2 avec
les cornieres correspondantes 61~ 62.
Avant d'aller plus avant dans la description
detaillee des jambes d'arc boutement, on voit
immediatement que, pour chacune de CQS jambes, la réaction
verticale RV du poids de la poutre lB ou 1A est transferée
s en un effet d arc boutement Rp dans la jambe
correspondante, ce qui cree, dans la poutre 1B ou 1A, un
effort horizontal de contrainte longitudinale RH qui a
pour résultat d'augmenter la portee possible de ladite
poutre.
Il est important de noter que, grace à la
conception du système d'appui, 1Q9 efforts exerces ont des
points de passage oblige, à savoir l'axe d'articulation
51' 52 pour la poussee Rp sur la jambe d'appui 41' 42' et
les pièces de contact 81 et ~2 pour la réaction verticale
Rv, pratiquement de 30 T pour des portees de 24 m, et la
butee horizontale assurant la contrainte longitudinale M =
RH.e dans~ la poutre, e etant la distance PCT entre le
point de passage obligé de la contrainte horizontale RH et
la fibre neutre de la poutre 1B.
nn va maintenant décrire en detail comment peut
etre avantageusement aménagée chacune des jambes d arc
boutement 41~ 42 de la figure 2, en se réferant
spécialement aux figures 4 à 8.
Ces jambes devant impérativement être conçues
pour résister au flambage, on realisera chacune d'elle
(voir figure 6) par soudage longitudinal 9 de deux
profilés asymetriques à section en U 1OA, 106. Ces
profilés comportent à leur extrémite inferieure, taille en
pointe asymetrique (voir figure 4) un ori~ice 11A, 116
permettant le pivotement de l'ensemble de la jambe sur
l'axe de support 51~ goupille dans des orifices 12A, 12B
pratiqués dans les ailes du poteau 20 à section en H.
Afin d épanouir les contraintes localisées sont
fixées, tant sur les faces de la jambe que sur les faces
des ailes du poteau concernees, des plaques de
renforcement anti-flambage, comme par exemple les plaques
~i`7X
latérales 13A et 13~ sur la jambe proprement dite et les
plaques 14A et 1~8 sur 1QS ailes du poteau.
On a vu precédemment. en décrivant la figure 2,
que la poutre 10 vient porter par son extrémité sur
l'extremité supérieure de la jambe 41 correspondante et
que le système d'appui est conçu, conformément a
invention, de façon que les efforts appliques Rv, RH et
Rp aient des points de passage obligé pour que le calcul
et le controle des efforts soient aussi faciles et exacts
que possible.
Sur les figures 7 et ~, est representée a grande
échelle la forme de realisation préferentielle de
l'invention.
Dans ce cas, l'extrémité de la poutre 1~ est
munie d un embout 71 en forme de cornière dont chacune des
ailes est munie d'un cylindre ou demi-cylindre 81 de
contact qu~i vient porter sur l'elément correspondant 61 de
la cornière de support soudée à l'extrémité superieure de
la jambe d'arc boutement ~1- On voit immédiatement que,
dans ce cas, les efforts verticaux et horizontaux RV et RH
ainsi que leur point d'application sont parfaitement
détermines et controlables, dès que la poutre 1~ est
déposée (voir figure 1) sur les jambes d arc boutement 331
et 3C2 des poteaux 23 et 2C.
Z5 La contrainte horizontale ainsi créee dans la
poutre 10 permet, comme on l'a vu precédemment d'augmenter
la portee maximum possible de ladite poutre.
Par ailleurs, on voit que s'operera dans le
temps le rattrapage automatique du ~ieillissement du
materiau constituant la poutre, à savoir de preference le
lamellé-collé ou les materiaux composites tels que
polyester tisse, tubes, fibres, etc..., à l'exclusion du
métal et du beton.
Il est apparent que serait possible une
articulation jambe-embout dans laquelle l embout sur
lequel viendrait se poser la poutre serait articulé sur la
1~825~7;2
jambe d`arc boutement, mais que cette solution
presenterait a priori des difficultés de montage et de
mise en oeuvre incontestables.
Par ailleurs, on pourrait concevoir que l embout
71 ne comporte qu'un seul cylindre de contact a grand
rayon reposant sur les deux ailes de la cornière 61 de la
jambe d'arc boutement, mais, là encore, cette solution
presenterait des difficultés de fixation du cylindre
unique sur l'embout et de contrôle des distances d'appui
des efforts tant verticaux RV qu'horizontaux RH.
Il est incontestable que la solution
préferentielle décrite précédemment est nettement
supérieure en ce que les points de passage obligé desdits
efforts sont parfaitement definis par les cylindres de
contact 81 de l'embout 71 reposant sur les cornieres 61 du
bras 41'
~ Etant donné, comme on vient de le voir, que les
poutres 1B et 1A sont simplement posees par leur embout
d extrémité 71' 72 sur les jambes d arc boutement 41' 42
le poteau 2B est prolongé vers le haut et est muni en tete
(voir figures 2 et 3) de deux poutres anti-déversement
15A, 15P qui sont rivetées en leur centre sur les ailes du
poteau 2P a section en H, et viennent enserrer
latéralement les tetes des poutres 1B et 1A p}acées dans
le prolongement 1 une de l'autre.
Par ailleurs, ces memes poutres peuvent être
réunies par des plaques telles que 16A, 16B et servir de
support a des équipements, comme par exemple de
climatisation, chauffage ou autres~
:30 L'angle ~ que doit faire la jambe d'arc
boutement 41 par rapport a l'axe de symétrie ~ertlcal XX
du poteau 2~ est determiné en fonction des données
caractéristiques des eléments constitutifs ~poutres,
poteaux, hauteur minimum sous pla~ond, etc...) de la
construction longue portée à rêaliser~
~ ~a25~
La thorie mathematique voudrait que le centre de
gravite de la poutre longue portee lB, le centre géometrique
de l'embout 71 dont est munie ladite poutre, ainsi que le
centre géometrique de l'articulation 51 sur le poteau 2B
soient disposes sur un même arc de cercle.
Dans la pratique, l'angle 0 doit être compris
entre 30 et 60 et de préference, car beaucoup plus simple,
d'un point de vue pratique de construction, égal a 45.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,
les poteaux de rive, comme par exemple le poteau 2A des
figures 1 et 9 pour lesquels l'effet horizontal de
contrainte RH qui se produit dans la partie lA et qui est
transfére en un effet d'arc boutement Rp sur le poteau 2A
n'est pas équilibre par l'action symétriquement inverse
d'une autre poutre comme cela est par exemple le cas dans le
cas du poteau 2B, doit être impérativement compensé ici par
une jambe de force de contreventement 3A2 qui est rivetée à
son extrémité supérieure sur les ailes du poteau 2A et est
disposee dans le prolongement de la jambe d'arc boutement
3Al pour venir prendre appui par son extrémite inférieure
sur le sol comme cela apparaît distinctement sur la figure
1. L'ensemble se trouve ainsi parfaitement équilibré.
De façon générale l'invention propose un système
perfectionné permettant d'assurer l'appui et l'accrochage de
poutres de longue portée en lamellé-collé ou materiaux
composites sur des poteaux de support métalliques
comportant, sur chague poteau, au moins une jambe d'arc
boutement articulée en son extrémité lnferieure audit poteau
et par laquelle une extrémité d'une poutre de longue portée
est soutenue par le poteau, des pièces de contact disposées
sur la poutre ou à l'extrémité superieure de la jambe d'arc-
boutement, et des éléments d'appui disposés à l'extrémitê
supérieure de la jambe d'arc-boutement ou sur la poutre sur
lesquels viennent porter les pièces de contact, la
~8Z~7Z
g
disposition de ces pièces de contact et de ces élements
d'appui etant telle que le poids de la poutre produit une
force longitud~ale de compression selon l'axe de la jambe,
laquelle produit une force longitudinale de compression sur
S la poutre.
Bien entendu, la presente invention ne se limite
nullement au mode de realisation decrit et représente, mais
englobe bien au contraire toutes variantes à la portee de
l'homme de l'art.
10
