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ASSEMBLAGE POUR CHARPENTES TRIDIMENSIONNELLES
ET ELEMENTS POUR UN TEL ASSEMBLAGE
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La presente invention est relative ä un assemblage de barres et de noeuds destine ä former une charpente tridimensionnelle ou résille constituée d'au moins deux nappes paralleles entre elles de mailles formées chacune de noeuds et de barres reliant ces noeuds entre eux, les noeuds de ces nappes paralleles etant relies entre eux par des barres inclinées par rapport aux nappes.
L'invention concerne aussi une charpente obtenue ä partir de l'assemblage précite, ainsi que des parties de noeuds et des noeuds de l'assemblage précité.
On connalt des charpentes tridimensionnelles ou résilles constituées d'au moins deux nappes paralleles entre elles de mailles formees chacune de noeuds et de barres reliant ces noeuds entre eux, les noeuds de ces nappes paralleles etant reliés entre eux par des barres inclinées par rapport aux nappes.
On utilise dans ces charpentes connues des noeuds de forme sphérique constitués de deux parties hemispheriques, chaque partie presentant plusieurs trous taraudes destinés ä rendre des barres inclines solidaires des nappes de mailles paralleles, par vissage. Chaque partie hémisphérique presente une face plane destinee ä etre fixée ä la face plane d'une autre partie du meme noeud. Dans les noeuds sont également prévus des logements pour les extremities des barres des nappes de mailles.
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On connait egalement une charpente tridimensionnelle dans laquelle sont prévus des noeuds de forme spherique presentant une multiplicité de trous taraudes destines ä en solidariser les barres d'une même nappe de mailles, mais egalement des barres inclinées destinées ä relier des nappes adjacentes. Les barres doivent etre munies ä chacune de leurs extrémités d'un filetage destiné permettre leur fixation aux noeuds par vissage.
On connait également une charpente tridimensionnelle dont les noeuds sont constitues de plusieurs plats, ä savoir un plat ä âme horizontale destiné ä la fixation de barres horizontales, et des plats ä âme verticale destinés à la fixation de barres diagonales ou inclinées. Tous ces plats sont solidaires l'un de l'autre. Les differents plats sont perces de plusieurs trous destines ä la fixation des différentes barres.
L'utilisation de ces noeuds connus dans des charpentes tridimensionnelles ou résilles presente divers inconvénients : - la construction de charpentes entières ou partielles en usine nécessite un transport couteux vers le chantier, ä cause de l'encombrement de ces charpentes, - la construction de charpentes sur un chantier est plus coûteuse que celle faite en usine, puisqu'elle nécessite une preparation minutieuse des barres et noeuds destinés a former la charpente et l'envoi sur le chantier de la main-d'oeuvre necessaire ä la construction de ladite charpente.
Ces inconvénients accroissent le prix de revient des charpentes tridimensionnelles.
La présente invention vise une construction rapide d'une charpente tridimensionnelle, en deployant sur chantier un assemblage compact de barres et de noeuds reassembles en usine.
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Ainsi, l'assemblage suivant l'invention du type décrit dans le premier paragraphe du présent mémoire permet : - d'éviter la préparation et l'emballage minutieux des barres et noeuds destines ä former la charpente ; - d'envoyer sur le chantier un nombre restreint d'ou- vriers, ces derniers ne necessitant aucune qualifica- tion speciale puisqu'un simple outil est necessaire pour rigidifier la structure ; - de transporter rapidement et facilement un assemblage destiné à former des charpentes de grandes dimensions, ceci grâce à la forme compacte de l'assemblage ;
- d'etre plus indépendant des conditions atmosphériques, puisque l'assemblage peut être réalisé en usine, c'est-à-dire dans un local couvert, et la construction de la charpente par déploiement pouvant etre réalisée en un temps minimum.
L'assemblage suivant l'invention, du type decrit dans le premier paragraphe du present mémoire, est essentiellement caractérisé en ce que les barres sont toutes articulées à chacune de leurs extrémités ä un noeud constitué de deux parties pouvant etre rendues solidaires l'une de l'autre.
les barres constituant des nappes de mailles étant reliées ä une partie des noeuds, tandis que les barres constituant des barres inclinees reliant entre elles les nappes paralleles de mailles sont reliées a la deuxième partie des noeuds, les deux parties d'au moins environ la moitié du nombre de noeuds des nappes de mailles etant desolidarisées, de telle sorte que, dans l'assemblage de barres et de noeuds, les barres sont juxtaposées et s'étendent toutes dans une direction sensiblement parallèle, de manière ä permettre l'obtention d'une charpente par déploiement dudit assemblage.
Selon une particularité de l'assemblage suivant
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l'invention, il comporte des moyens pour solidariser les parties désolidarisées des noeuds après le deploiement dudit assemblage.
Selon une autre particularité des noeuds suivant l'invention, les parties des noeuds ont la forme d'une croix ä branches perpendiculaires entre elles, les branches d'une partie des noeuds étant décalées de 45 par rapport aux branches de l'autre partie des noeuds.
La présente invention est également relative ä une charpente tridimensionnelle ou résille obtenue par déploiement de l'assemblage de barres et de noeuds suivant l'invention.
Enfin, l'invention concerne aussi une partie de noeud et un noeud destiné ä etre utilisé dans un assemblage ou une charpente tridimensionnelle suivant l'invention.
D'autres particularites et details de l'invention ressortiront de la description suivante dans laquelle il est fait reference aux dessins ci-annexes.
Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une charpente tridimensionnelle ; - les figures 2 ä 5 sont des vues en perspective mon- trant un assemblage de barres et de noeuds en cours de déploiement pour former la charpente représentée à la figure 1 ; - les figures 6 et 7 sont, ä plus grande echelle, des vues en perspective d'un noeud d'un assemblage suivant l'invention, la figure 7 montrant un moyen de soli- darisation des parties d'un noeud ; - les figures 8 et 9 montrent en perspective d'autres moyens de solidarisation des parties d'un noeud suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les memes notations
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de reference désignent des elements identiques.
La figure 1 représente une charpente tridimensionnelle ou résille obtenue ä partir d'un assemblage 1 de barres 2 et de noeuds 3. Cette charpente comprend deux nappes 4, 5 parallèles entre elles de mailles 6, 7, ces dernières étant formées chacune de quatre noeuds 3 et de quatre barres 2 ayant sensiblement la meme longueur. Les noeuds 3 de ces nappes paralleles 4, 5 sont relies entre eux par des barres 8 inclinées par rapport aux nappes 4, 5. Ces barres inclinées 8 ont toutes une meine longueur, cette longueur pouvant etre egale à celle des barres 2 des nappes 4, 5. Chaque maille 6, 7 constitue la base d'une pyramide dont le sommet est formé par un noeud d'une maille d'une nappe adjacente.
Les barres sont solidaires, a chacune de leurs extrémités, d'un noeud 3 constitué de deux parties 9, 10 pouvant etre solidarisees l'une ä l'autre. Les barres 2 qui constituent les nappes 4, 5 de mailles 6, 7 sont
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reliees b une partie 10 des noeuds 3, tandis que les barres inclinées 8 sont reliées ä la deuxieme partie 9 des noeuds.
Lorsque les parties 9, 10 d'environ la moitie des noeuds 3 de chacune des nappes 4, 5 de mailles 6, 7 sont séparées l'une de l'autre, l'assemblage 1 constitué de barres 2 et de noeuds 3 peut se présenter sous la forme d'une juxtaposition de barres 2 sensiblement paralleles les unes aux autres formant en quelque sorte un faisceau ou une botte compacte (voir figure 2).
Dans la forme de réalisation de la charpente repré- sentes ä la figure 1, les parties 9, 10 des noeuds 3 sont identiques et sont munies de quatre dispositifs permettant une liaison ä pivotement des barres qui y sont reliees. Les parties 9 et 10 d'un noeud 3 sont decalees de 450 l'une (9) par rapport ä l'autre (10).
Les figures 2 ä 5 montrent schématiquement le de-
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ploiement d'un assemblage 1 suivant l'invention.
A la figure 2, l'assemblage 1 se presente sous la forme d'une botte ou faisceau compact 11 de barres 2, juxtaposées, facile ä transporter vu son faible encombrement.
Lorsqu'on soumet ladite botte 11 ä une traction dans le sens des flèches X et Y, l'assemblage 1 se déploie. Ainsi, les noeuds 3 situes sensiblement a un meme niveau, c'est-a-dire les noeuds 12, 13, 14, 15, s'éloignent les uns des autres et les noeuds 3 situes aux niveaux extrêmes, c'est-à-dire les noeuds 12, se déplacent respectivement vers les noeuds intermédiaires 13, Z) (voir figure 3).
A la figure 4, l'assemblage 1 de barres et de noeuds est partiellement déployé.
A la figure 5, l'assemblage est presque totalement deploye et il ne reste plus qu'ä utiliser des moyens 16 pour solidariser les parties 9, non assemblées des noeuds, de maniere ä rigidifier l'assemblage l, en formant ainsi une charpente tridimensionnelle ou resille.
La figure 6 est une vue a plus grande Schelle d'un noeud d'un assemblage suivant l'invention.
Ce noeud 3 est constitué de deux parties 9, ayant la forme d'une croix ä branches 17, perpendiculaires entre elles. Les branches 17, partie 9 des noeuds sont décalées de 450 rapport aux branches 17, de l'autre partie 10 du noeud.
Les extrémités 19 des barres 2, sont reliees ä pivotement ä une branche 17, partie 9, d'un noeud.
Chaque noeud 3 est muni, entre ses deux parties 9, d'une pièce intercalaire 20 destinée ä permettre ä la fois le pivotement des barres 2 reliées ä la première partie 10 du noeud 3 et le pivotement de barres 8 reliées ä la deuxième partie 9 dudit noeud 3.
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Dans une forme de realisation particulière, la piece intercalaire 20 est solidaire d'une des parties 9, 10 d'un noeud. La variation de la hauteur de cette piece intercalaire 20 sert ä rendre concourants les axes des barres inclinees 8 et des barres horizontales 2.
La figure 7 montre en perspective et en vue eclatee un noeud d'un assemblage suivant l'invention.
Ce noeud 3 est identique ä celui représenté à 1a figure 6.
Les branches f7, 18 présentent, au voisinage de leurs extrémités, un trou 21 destine ä livrer passage b un pivot 22 de forme sensiblement cylindrique. Ce pivot 22 présente, à une extrémité 23, une base circulaire 24 et, ä l'autre extrémité 25, une gorge périphérique 26 destinée ä recevoir une bague de retenue 27 ou une clavette. Ce pivot 22 est avantageusement situé dans un plan parallele aux nappes 4, 5 de mailles 6, 7.
Les barres 2, 8 qui peuvent avoir une section transversale quelconque et, en particulier, une section polygonale, carree ou ronde, peuvent être pleines ou creuses. Ces barres 2,8 présentent, a chacune de leurs extrémités 28, une partie tubulaire 29 ouverte. Cette partie tubulaire 29 présente au moins une encoche 30, de maniere ä permettre le pivotement desdites barres 2, 8 autour de leurs pivots 22. La partie tubulaire 29 presente également deux trous 31 coaxiaux destinés à livrer passage au pivot 22. La partie tubulaire 29 peut etre fixee ä une barre 2, 8 par emboutissage ou par tout autre moyen mecanique de fixation.
Lorsqu'un pivot 22 est introduit ä la fois dans les trous 31 de la partie tubulaire 29 et dans le trou 21 d'une branche 17, 18 d'une partie 9, 10 d'un noeud 3, la bague de retenue 27 introduite dans la gorge 26 et la base circulaire 24 permettent de solidariser les branches 17, 18 du noeud 3 aux barres 2, 8, tout en permettant
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à ces barres 2, 8 de pivoter par rapport ä ces branches 17, 18. Un tel pivotement est possible grâce aux encoches 30.
Les parties 9, 10 des noeuds présentent, ä l'intersection de leurs branches, un alésage 32 qui est, de préférence, taraudé, cet alésage 32 se terminant au voisinage de ses deux extremities par une partie cylindrique 33 non taraudée.
La piece intercalaire 20 qui a, de préférence, une section transversale circulaire, presente un alesage central 34 qui est avantageusement taraude. Cette pièce intercalaire 20 est munie, sur ses deux faces paralleles 35, d'une saillie cylindrique 36 presentant également un alésage central coaxial ä l'alésage 34. Cette saillie 36 a une forme qui épouse la forme des parties cylindriques 33 de l'alésage 32 des parties 9, 10 des noeuds, de sorte que la piece intercalaire 20 peut s'embolter partiellement dans les parties 9, 10 des noeuds 3.
Un boulon 37 est utilisé comme moyen 16 pour solidariser les parties 9, 10 d'un noeud. Ce boulon 37 presente avantageusement une tete 38 qui peut s'emboîter dans la partie cylindrique 33 de l'alésage 32 d'une partie 9, 10 d'un noeud 3. Ce boulon peut ne présenter un filetage 39 que sur une partie de sa longueur.
Au lieu d'utiliser un boulon 37 pour la solidarisation des parties 9, 10 d'un noeud ainsi que sa piece intercalaire 20, il est possible d'utiliser des bouts de tige filetée 43 coaxiaux fixés sur lesdites faces paralleles 35 de la pièce intercalaire 20. Deux boulons 44 sont alors nécessaires pour la solidarisation des parties 9, 10 d'un noeud 3 (voir figure 8).
Enfin, dans une autre forme de réalisation du moyen 16 de solidarisation des parties 9, 10 d'un noeud 3, la piece intercalaire 20 est munie, sur ses faces paral- lelies 35, d'un ensemble de tiges 40 sensiblement paral-
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leles, ces tiges 40 portant, au voisinage de leur extrémité libre 41, une saillie 42. Cette saillie 42 est destinée ä prendre appui sur la face inférieure de la partie cylindrique 33 de l'alésage 32 des parties 9, 10 d'un noeud 3, de maniere ä solidariser la pièce intercalaire 20 des parties 9, 10 d'un noeud 3 (voir figure 9). L'utilisation de ce dernier type de moyen permet d'eviter l'emploi d'une clef pour solidariser les parties 9, 10 d'un noeud 3.
Les noeuds 3, les boulons 37, les pieces intercalaires 20 et les barres 2, 8 peuvent etre realises en un matériau quelconque, tel qu'acier, matière plastique, aluminium, bois, matière composite, alliage tel qu'aluminium-lithium, etc.
Les noeuds 3 peuvent etre constitués de trois parties lorsqu'ils sont utilises dans des charpentes tridimensionnelles comportant au moins trois nappes parallèles 4, 5 de mailles 6, 7.
Dans ce cas, une partie centrale du noeud est destinée ä relier les barres 2 constituant des nappes 4, 5 de mailles 6, 7, tandis que les deux parties extremes du noeud sont destinées ä relier des barres inclinées reliant les nappes entre elles-
11 est évident qu'au lieu d'utiliser un pivot 22 solidaire d'une branche 17, 18 d'une partie 9, 10 d'un noeud 3, il est possible d'utiliser une rotule constituée, d'une part, d'un élément sphérique solidaire des branches et, d'autre part, d'un evidement sphérique au voisinage des extremities des barres.
Comme on l'a vu plus haut, la charpente tridimensionnelle suivant l'invention est fabriquée en usine, en laissant les parties 9, 10 d'un certain nombre de noeuds désolidarisées l'une de l'autre, de façon que cette charpente soit rempliée en vue de son transport sous forme d'un faisceau compact peu encombrant. A l'en-
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droit de son montage, la charpente est alors simplement déployée, comme montré aux figures 2 ä 5, et seules les parties de noeuds désolidarisées l'une de l'autre doivent être solidarisées sur chantier.
Les charpentes tridimensionnelles suivant l'invention peuvent etre utilisées comme support de toitures, plafonds, ponts, podiums, estrades, tribunes, echafaudages, tours, auvents, stands pour foires, etc., par exemple dans des salles de spectacles, piscines, halls de sport, stades, etc. Elles peuvent être utilisées ä l'air libre ou en milieu submerge.
Gräce ä leur faible encombrement ä l'état replié et grâce ä la facilitE et la rapidité de déploiement et de solidarisation des divers éléments qui la composent, les charpentes tridimensionnelles suivant l'invention conviennent pour être transportées par des fusées ou navettes, ä des fins spatiales.
11 est evident que les barres 2, 8 peuvent etre constituees d'au moins deux tronçons s'emboîtant ou coulissant l'un dans l'autre ou de tronçons articules les uns aux autres.
De plus, gräce ä la piece intercalaire, les parties 9, 10 peuvent éventuellement pivoter l'une par rapport ä l'autre autour de l'axe de l'alésage 32 desdites parties du noeud 3, lors du déploiement de l'assemblage.