EP1149213B1 - Dalle de construction, assemblage de telles dalles et utilisation pour realiser des structures pouvant supporter des charges importantes - Google Patents

Dalle de construction, assemblage de telles dalles et utilisation pour realiser des structures pouvant supporter des charges importantes Download PDF

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EP1149213B1
EP1149213B1 EP00901682A EP00901682A EP1149213B1 EP 1149213 B1 EP1149213 B1 EP 1149213B1 EP 00901682 A EP00901682 A EP 00901682A EP 00901682 A EP00901682 A EP 00901682A EP 1149213 B1 EP1149213 B1 EP 1149213B1
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EP
European Patent Office
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planks
slab
load
panel
boards
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP00901682A
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German (de)
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Inventor
Jean-Luc Sandoz
Jean-Bernard Oth
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C B T Concept Bois Technologie SA
Original Assignee
C B T Concept Bois Technologie SA
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Filing date
Publication date
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
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    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/12—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with wooden beams
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    • E04—BUILDING
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    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/12—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of solid wood
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
    • E04B2005/232—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated with special provisions for connecting wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations to the concrete slab
    • E04B2005/237—Separate connecting elements

Definitions

  • the invention relates to the field of construction, taken in its sense broad, and more specifically the field of construction of various works carried out partly made of wood.
  • the present invention is particularly suitable for carrying out horizontal structures, it could also be used when making vertical walls.
  • the invention is particularly suitable for carrying out works which are, if necessary, removable, especially in the context of temporary constructions.
  • the load per unit area, supported by each beam (3) corresponds to the load distributed on the supporting panel (4) on a width equal to one between axis (e), or distance between beams.
  • a first problem which the invention proposes to solve is that of the production of structures which are, if necessary, easily removable, by example in the context of temporary constructions, to take into account ecological constraints requiring reuse of the materials used in a such a frame.
  • one of the objectives of the invention is to make it possible to carry out structures that can be dismantled or not, at a lower cost than the production of beams by glue-laminate technique.
  • one of the objectives of the invention is therefore to achieve such structures using standard parts, such as 200mm planks of width (h), planks which can be of various length and making it possible to carry out structures, long-range (from 6 to 12 meters), resistant to loads important, very long, and this from elementary planks that can be between 2.5 and 5 meters in length only, or for classic industrial lengths of 2 and 4 or 5 meters.
  • standard parts such as 200mm planks of width (h), planks which can be of various length and making it possible to carry out structures, long-range (from 6 to 12 meters), resistant to loads important, very long, and this from elementary planks that can be between 2.5 and 5 meters in length only, or for classic industrial lengths of 2 and 4 or 5 meters.
  • offset plank structures can be used to make structures capable of supporting mobile loads, for example structures serving traffic lane, in particular for public works or delivery vehicles used for the construction of buildings intended to be mounted on a slab or platform which would be made from wood.
  • a new type construction slab intended to be mounted on a load-bearing structure and capable of support a large load, fixed or mobile, comprising, in a way comparable to the teachings of DE- 195.37.298 above, a basic structure consisting of a plurality of parallel boards, of rectangular section, which are assembled together by nailing or screwing.
  • the boards of rectangular section have their axis longitudinal parallel to the plane of the slab, and are alternately offset by one report and this, perpendicular to the plane of said slab.
  • the slab according to the invention is characterized in that the basic structure is covered, on at least the entire surface intended to receive the load, with a panel continuous, extending over the entire width of said base structure, fixed at least against the upper surface of the boards of this basic structure, and which allows to distribute the load exerted on said continuous panel on several boards close to those against which is exerted directly the load, this distribution being done according to an axis perpendicular to said boards, parallel to the direction of screwing or nailing of boards between them, the boards being alternately offset by a distance between half and two thirds of their width.
  • planks of the basic structure are alternately offset by a distance between half and two thirds of their width (h), which translates, in terms of flexural strength by an increase of 150 to 200%.
  • a second panel can be placed under the planks to further reinforce the slab.
  • the construction slab according to the invention behaves as the association of a beam constituted by the assembly of the boards, and at least minus a top panel on which the loads can be directly applied.
  • the assembly of boards nailed and / or screwed together makes it possible to obtain a beam of width equal to its span, or in other words, a beam extending over the entire width of the slab it supports.
  • the offset between two consecutive boards of this structure allows multiply by 1.5 to 2, the bending resistance compared to a beam which would have a height equal to the width (h) of only one of the planks and make it much less deformable by reducing slenderness, a characteristic which is result of the ratio of the span length to the thickness of the slab.
  • the configuration given to the plank structure is particularly advantageous in terms of flexural strength and deformability. According to another point of view, such a configuration makes it possible to obtain a resistance mechanical with a saving of material.
  • the distribution panel associated with the basic structure will be preferably consisting of a wooden panel, preferably of the “micro-blade” type crossed ", has a strong axis in the direction of the fibers and a weak axis in the direction of two or three folds crossed, said panel being screwed onto the basic structure with its axis strong perpendicular to the axis of the boards of said structured.
  • the distribution panel can consist of a layer or plate of concrete that can be poured into the basic structure consisting of offset boards.
  • metal rods can be integrated inside the layer of concrete to increase the shear strength as well as the quality of the wood-concrete composite section.
  • the slab according to the invention comprises, ensures a distribution, on several consecutive side boards and close to those against which the load is directly exerted, this distribution being made along an axis perpendicular to the boards, therefore parallel to the direction of screwing or nailing of boards between them.
  • a waterproofing layer such as asphalt, can possibly be poured on the surface of the distribution panel.
  • the distribution panel In the case where the distribution panel is made of poured concrete, it penetrates into the spaces formed between two boards offset at the same level, which improves the bond of the concrete material to the wood, to give a compound inertia, with the concrete in compression and wood in tension.
  • each slab has a cutout capable of allowing its arrangement with the beams of the supporting structure.
  • a gasket is made at the connection between each panel.
  • treatments chemicals can be applied on the surface.
  • the invention relates to a building slab intended in particular to be used for the realization of platforms mounted on stilts, but also for the realization of floors, walls or facades of buildings.
  • these different piles (10) have support elements (12) intended to receive beams (13) formed in the example illustrated by metal profiles.
  • the set of piles (10), different beams (12, 13) constitute what is hereinafter called “supporting structure”.
  • the invention relates to the various slabs (15) which are placed on the metal beams (or wooden beams) (13), which are intended to support the large load to be installed.
  • This load can be fixed, in the case of buildings or even mobile, if this platform serves as traffic lanes, and in particular for public works and delivery used for the construction of these buildings.
  • this slab (15) consists on the one hand, a structure (16) consisting of an assembly of different boards (17) of wood, and secondly, a distribution plate (18) secured to the structure (16) of boards with screws or nails allowing inertia if necessary compound, this principle can also be applied on the underside.
  • the slab (15) comprises therefore a structure (16) consisting of an assembly of boards (17) of dimensions standards.
  • the various boards (17) constituting this assembly (16) are arranged with their longitudinal axis parallel to the plane (20) of the slab (15).
  • the boards (17) are joined together by their width (h). According to one important feature, the boards (22, 23) are alternately offset the relative to each other, and in a direction (Z) perpendicular to the plane (20) of the slab (15).
  • plank structure has a height (H) greater than the width (h) of a single board (17), which gives this structure the behavior equivalent to that of a beam much thicker than that of a standard board, this thickness being obtained by shifting the boards.
  • the different boards (22, 23) are offset one by compared to others from a distance between half and two thirds of their width (h).
  • the complete structure therefore has a thickness (H) of between 1.5 and 1.7 of the width (h) of a board (17).
  • the composite beam of thickness (H) constituted by the structure (16) exhibits bending strength properties twice that of that would have a beam of the same width, but of thickness (h) equal to that of a unitary board (17).
  • each board (22) is screwed or nailed with the two adjacent boards (23, 24).
  • the density assembly means (26) can be chosen optimally, and to distribute the point load (eg truck wheel) on several side boards.
  • the slab (15) illustrated in Figure 4 has, above the structure (16) of characteristic boards, a distribution panel (30), which can be made of wood in which case it will preferably be based on a “microlame” type panel having a strong axis in the direction of the fibers and a weak axis in the direction of two or three crossed folds, this panel being screwed with its strong axis perpendicular to the axis of the boards.
  • a distribution panel (30) which can be made of wood in which case it will preferably be based on a “microlame” type panel having a strong axis in the direction of the fibers and a weak axis in the direction of two or three crossed folds, this panel being screwed with its strong axis perpendicular to the axis of the boards.
  • This panel (30) distributes the loads exerted along an axis perpendicular to the boards (17), therefore parallel to the direction of screwing or nailing boards on several neighboring boards (23, 25).
  • such a panel provides an effect slab, laying in both directions of the plane.
  • Such a construction method with a panel made up of a microblade cross allows, as shown in Figure 6, to disperse the point charge across the width of the boards.
  • a truck wheel (R) transmits a load over an area of 40 x 40 cm 2 .
  • the thickness of the panel and its length which can be up to 12 meters, or even more, it is possible to optimize the slab behavior.
  • the truck load can be spread over 1.50 m.
  • 4 times more boards work on resistance compared to a unreinforced beam mode.
  • the cutting forces of the truck wheel are absorbed by the panel and no longer by the screws or nails connecting the boards elementary between them, which eliminates all risks of rutting.
  • the screw allowing a tensile force on its axis, the reduction in the number of screws is offset by the friction of the boards level of the contiguous surface.
  • the screws give a kind of prestress perpendicular to the boards which improves the slab effect on the direction perpendicular to said boards.
  • a structure having very good characteristics can be obtained by using 20 screws per m 2 , with a diameter of 6 mm, length 220 mm while the application of the usual standards would require the use of 40 screws.
  • the panel distribution (4) located above the structure (16) of a wooden board can consist of a layer of reinforcing concrete, which can advantageously, but not necessarily, be as illustrated in Figure 5 poured directly onto the structure (16) of wooden planks.
  • the concrete interferes in the spaces (42) existing between the offset boards (43, 44), which improves the properties of the slab in the direction transverse, concrete better distributing the point load.
  • a section system composed with concrete in compression and wood in traction can be obtained by interfacing connection connectors (200), (201) two materials (screws, lag screws or other), as shown in Figure 11.
  • the tiles according to the invention can constitute a platform in itself, or be assembled to make platforms for very large dimensions.
  • unitary slabs of 2 meters wide and up to about 40 m long, the length being limited by the transport.
  • the boards are nailed or screwed end to end tip by distributing the seals preferentially in the moment zones weak bending.
  • Plank lengths of 4 or 5 m allow for a slab on several static supports with a center distance of 6 m and for lower loads up to about 12 meters range.
  • two structures (50, 51) of boards assemblies are associated at the level of a beam (52) of the supporting structure.
  • the boards (54, 55) of the two supporting structures (50, 51) of each of the panels (56, 57) are cut at their lower edge (58, 59) so that the boards (60, 61) constituting the upper part of each of the assembled plank structures come to rest on the beam (52).
  • Screw or lag screw metal connectors (62, 63) are used to joining the two structures (50, 51) of planks to the beam.
  • the distribution plate (53) is unique for the two plank structures (50, 51) which are adjacent, but it could be replaced by two independent panels.
  • a pressure distributor element is constituted by a layer of concrete (70), and as illustrated in FIG. 8, it can be provided at level of the beam (72) of the supporting structure, of the joists (73, 74) on which rest the lateral ends (75, 76) of the structures (77, 78) of assembled boards. The forces are then transmitted to the main beam the inertia of which can be increased by binding the concrete material to this beam.
  • the upper part (81, 82) of the structures (77, 78) of planks is cut so that the concrete layer (70), poured directly over the plank structures (75, 76, 77, 78), forms a cone (83) bearing by its base on the top of the beam (72) of the structure carrier.
  • a connector (85) is advantageously provided, the end of which is fixed to the inside of the beam (72) of the supporting structure, and which sees its upper part embedded in the concrete layer (70). This ensures a good anchoring of the layer of concrete to perform a composite action of wood and concrete on the beam main (72).
  • FIG. 10 illustrates, for its part, a variant of a slab conforming to the invention in which additional spacers (202) are arranged between two elementary boards offset from the basic structure.
  • Such spacers can optionally be made of panels of particles and save planks.
  • the distribution panel is sized to take into account of these extra plank spaces.
  • construction slab according to the invention can be used not only to make horizontal platforms, slabs, but also to constitute walls or walls of buildings, as illustrated in Figures 12 and 13.
  • the wall (100) consists of slabs according to the invention, the structure of assembled boards (101) of which is located inner side of the wall, so as to be visible, while the outer part of the wall consists of a rigid plate (102) intended to distribute the forces over a plurality of boards (103) of the structure (101). This allows, to distribute the forces exerted by the wind, which we know can be particularly important.
  • This tray will also serve as a support layer for the finishes (plaster, painting, etc ).
  • the slab according to the invention has a distributor plate (110) which comes into contact with the outside half of the boards (111) of the structure (112) of assembled boards.
  • This panel can be advantageously spaced to allow natural ventilation boards in case of water infiltration.
  • an insulation layer (113) is provided on the inside of the wall of the wall. and is placed on the face (115) of the structure (112) of assembled boards, looking at the inside of the wall.
  • This insulation layer (113) is covered with a finishing layer (116) and optionally a barrier layer (117) preventing the passage of steam by insulation direction.

Description

Domaine Technique
L'invention se rattache au domaine de la construction, pris dans son sens large, et plus précisément le domaine de la construction d'ouvrages divers réalisés pour partie essentielle en bois.
Elle a trait plus particulièrement à la réalisation d'éléments structurels de grande dimension tels que dalles, plates-formes suspendues ou montées sur pilotis, pouvant supporter des charges importantes qui peuvent être soit fixes (bâtiment par exemple), soit mobiles, par exemple lorsque la structure sert de voie de circulation à un engin de travaux publics ou à un camion.
Si la présente invention est particulièrement adaptée pour réaliser des structures horizontales, elle pourrait également être utilisée lors de la réalisation de parois verticales.
Par ailleurs, selon une forme de réalisation, l'invention est particulièrement adaptée pour réaliser des ouvrages qui soient, si nécessaires, démontables, notamment dans le cadre de constructions provisoires.
Techniques antérieures
Il a été proposé depuis fort longtemps de réaliser des plates-formes montées sur pilotis.
En se reportant à la figure 1 annexée, pour réaliser de telles structures, on dispose des profilés métalliques (1) sur des piliers (2), eux-mêmes ancrés dans le sol.
Sur ces profilés métalliques (1), sont montées, à intervalles réguliers, des poutres en bois (3), sur lesquelles sont disposés des panneaux porteurs (4), généralement en bois ou dérivés.
Dans une telle structure, la charge par unité de surface, supportée par chaque poutre (3), correspond à la charge répartie sur le panneau porteur (4) sur une largeur égale à un entre axe (e), ou distance entre poutres.
De la sorte, pour assurer une tenue suffisante, il est nécessaire de choisir les poutres (3) dont les dimensions sont suffisamment importantes pour supporter la charge qui peut, soit être fixe, soit éventuellement être mobile.
A titre d'exemple, pour une poutre classique de 4 mètres de portée (L) et de 1 mètre d'entraxe chargée avec 350 kg par mètre carré, auxquels s'additionne le poids équivalent à la charge transmise par la roue d'un camion, ou autre charge ponctuelle, soit 7500 kg posés au milieu de la portée, il est nécessaire d'utiliser des poutres pleines ayant une section au minimum de 200 par 500 mm. Une telle poutre est donc, obligatoirement réalisée à partir d'une structure lamellé-collé qui ne peut donc pas être démontée.
Un premier problème que se propose de résoudre l'invention, est celui de la réalisation de structures qui soient, si nécessaire, aisément démontables, par exemple dans le cadre de constructions provisoires, pour tenir compte de contraintes écologiques demandant une réutilisation des matériaux utilisés dans un tel cadre.
Par ailleurs, l'un des objectifs de l'invention est de permettre de réaliser des structures démontables ou non, à moindre coût, que la réalisation de poutres par la technique du lamellé-collé.
Par suite, l'un des objectifs de l'invention est donc de réaliser de telles structures en utilisant des pièces standards, telles que des planches de 200 mm de largeur (h), planches pouvant être de longueur diverses et permettant de réaliser des structures, de grande portée (de 6 à 12 mètres), résistantes à des charges importantes, de grande longueur, et ce à partir de planches élémentaires pouvant avoir une longueur comprise entre 2,5 et 5 mètres seulement, ou pour des longueurs industrielles classiques de 2 et 4 ou 5 mètres.
Dans le domaine de la construction, pour la réalisation de maisons par exemple, il a été proposé, comme cela ressort du DE-19537298, de réaliser des structures en bois constituées de planches parallèles afin de réaliser, par exemple, des toitures ou des planchers recevant des charges bien réparties. Selon les enseignements de ce document, les planches parallèles constituant la structure en bois, sont assemblées entre elles par clouage, présentent leur axe longitudinal parallèle au plan passant par les bords extérieurs auxdites planches, ces dernières étant alternativement décalées les unes par rapport aux autres perpendiculairement à ce plan.
On connaít également d'après le document DE- 610.710 une structure comportant un noyau central constitué de planches élémentaires accolées, dont certaines débordent latéralement et sur lesquelles peut être positionné un panneau.
Si de telles solutions peuvent être utilisées pour recevoir les charges bien réparties, en revanche, elles ne sont pas adaptées pour supporter des charges élevées exerçant des contraintes sur des zones localisées. Par ailleurs, il est totalement exclu que de telles structures en planches décalées puissent être utilisées pour réaliser des ouvrages pouvant supporter des charges mobiles, par exemple des ouvrages servant de voie de circulation, notamment pour des engins de travaux publics ou de livraison servant à la construction de bâtiments destinés à être montés sur une dalle ou plate-forme qui serait réalisée à partir de bois.
Exposé de l'invention
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente demande, un nouveau type de dalle de construction, destinée à être montée sur une structure porteuse et pouvant supporter une charge importante, fixe ou mobile, comportant, d'une manière comparable aux enseignements du DE- 195.37.298 précité, une structure de base constituée d'une pluralité de planches parallèles, de section rectangulaire, qui sont assemblées entre elles par clouage ou vissage.
Dans une telle structure, les planches de section rectangulaire présentent leur axe longitudinal parallèle au plan de la dalle, et sont alternativement décalées les unes par rapport et ce, perpendiculairement au plan de ladite dalle.
La dalle conforme à l'invention se caractérise en ce que la structure de base est recouverte, sur au moins toute la surface destinée à recevoir la charge, d'un panneau continu, s'étendant sur toute la largeur de ladite structure de base, fixé au moins contre la surface supérieure des planches de cette structure de base, et qui permet de répartir la charge exercée sur ledit panneau continu sur plusieurs planches voisines de celles contre lesquelles s'exerce directement la charge, cette répartition se faisant selon un axe perpendiculaire auxdites planches, parallèle à la direction de vissage ou clouage des planches entre elles, les planches étant alternativement décalées d'une distance comprise entre la moitié et les deux tiers de leur largeur.
Les planches de la structure de base sont alternativement décalées d'une distance comprise entre la moitié et les deux tiers de leur largeur (h), ce qui se traduit, en termes de résistance à la flexion par une augmentation de 150 à 200 %.
Selon une forme de réalisation, un deuxième panneau peut être disposé sous les planches pour renforcer encore davantage la dalle.
Autrement dit, la dalle de construction conforme à l'invention, se comporte comme l'association d'une poutre constituée par l'assemblage des planches, et d'au moins un panneau supérieur sur lequel les charges peuvent être directement appliquées.
Plus précisément, l'assemblage des planches clouées et/ou vissées entre elles permet d'obtenir une poutre de largeur égale à sa portée, ou autrement dit, une poutre s'étendant sur toute la largeur de la dalle qu'elle supporte.
Le décalage ménagé entre deux planches consécutives de cette structure permet de multiplier par 1,5 à 2, la résistance en flexion par rapport à une poutre qui aurait une hauteur égale à la largeur (h) d'une seule des planches de constitution et de la rendre beaucoup moins déformable par réduction de l'élancement, caractéristique qui est le résultat du rapport de la longueur de portée sur l'épaisseur de la dalle.
Autrement dit, la configuration donnée à la structure de planches est particulièrement avantageuse en termes de résistance à la flexion et de déformabilité. Selon un autre point de vue, une telle configuration permet d'obtenir une résistance mécanique avec une économie de matière.
En outre, grâce à l'assemblage des différentes planches entre elles par clouage ou de préférence par vissage, il peut être possible de démonter complètement une telle structure lorsque celle-ci n'est plus utilisée, ce qui permet ainsi de réutiliser ou de recycler les planches après démontage.
Dans un tel cas, le panneau répartiteur associé à la structure de base sera de préférence constitué par un panneau en bois, de préférence de type « microlames croisées », présente un axe fort dans le sens des fibres et un axe faible dans le sens de deux ou trois plis croisés, ledit panneau étant vissé sur la structure de base avec son axe fort perpendiculaire à l'axe des planches de ladite structuré.
Lorsque l'on ne souhaite pas favoriser le démontage, selon une variante conforme à l'invention, le panneau répartiteur peut être constitué par une couche ou plaque de béton pouvant être coulé dans la structure de base constituée de planches décalées.
Dans un tel cas, des tiges métalliques peuvent être intégrées à l'intérieur de la couche de béton afin d'augmenter la résistance au cisaillement ainsi que la qualité de la section composée bois-béton.
Grâce au panneau répartiteur que comporte la dalle conforme à l'invention, on assure une répartition, sur plusieurs planches consécutives latérales et voisines de celles contre lesquelles s'exerce directement la charge, cette répartition se faisant selon un axe perpendiculaire aux planches, donc parallèles à la direction de vissage ou clouage des planches entre elles.
En pratique, une couche d'étanchéité, telle que de l'asphalte, peut éventuellement être coulée à la surface du panneau répartiteur.
Dans le cas où le panneau répartiteur est constitué par du béton coulé, celui-ci pénètre dans les espaces formés entre deux planches décalées au même niveau, ce qui améliore la liaison du matériau béton au bois, pour donner une inertie composée, avec le béton en compression et le bois en traction.
Dans d'autres variantes de réalisation, il peut être envisagé de combler cet espace entre deux planches décalées au même niveau avec un matériau isolant acoustique ou bien encore isolant thermique.
Il est également possible d'utiliser l'espace entre les planches pour faire courir des gaines techniques, des canalisations ou des fils électriques.
Par ailleurs, pour satisfaire aux contraintes de transport, il est possible de réaliser des plates-formes de grandes dimensions en utilisant des dalles élémentaires conformes à l'invention, assemblées les unes avec les autres, et mises en place sur une structure porteuse.
Dans ce cas, chaque dalle présente une découpe apte à permettre son agencement avec les poutres de la structure porteuse.
Lorsque plusieurs dalles sont ainsi assemblées entre elles, de préférence, un joint d'étanchéité est réalisé au niveau du raccord entre chaque panneau.
Par ailleurs, pour augmenter la durabilité du panneau, des traitements chimiques peuvent être appliqués en surface.
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées, dans lesquelles :
  • La figure 1 est une vue en perspective sommaire d'une structure de plate-forme réalisée selon l'Art antérieur.
  • La figure 2 est une vue générale en perspective sommaire d'une structure de plate-forme réalisée conformément à l'invention.
  • La figure 3 est une vue en perspective sommaire d'une dalle réalisée conformément à l'invention, posée sur deux poutres de support (acier ou bois).
  • La figure 4 est une vue en coupe partielle d'une dalle réalisée conformément à l'invention, comportant un panneau de répartition en bois ou en béton.
  • La figure 5 est une vue en coupe partielle d'une dalle réalisée conformément à l'invention, dans laquelle le panneau répartiteur est réalisé par une couche en béton coulée sur la structure.
  • La figure 6 illustre, de manière schématique, la manière dont est réalisé le transfert d'efforts latéralement grâce à la présence du panneau de répartition d'une dalle réalisée conformément à l'invention.
  • La figure 7 est une vue en coupe de la zone de jonction de deux dalles conformes à l'invention, permettant de réaliser une plate-forme de grande dimension.
  • La figure 8 est une variante de réalisation de la zone de la jonction, lorsque le plateau de répartition est par exemple réalisé en béton.
  • La figure 9 est une vue en coupe partielle d'une manière de réaliser la jonction de deux dalles conformes à l'invention.
  • La figure 10 illustre de manière schématique une variante d'une dalle conforme à l'invention comportant des entretoises entre deux planches consécutives.
  • La figure 11 illustre une variante d'une dalle dont la plaque de répartition est constituée par une couche de béton comportant une armature en acier.
  • Les figures 12 et 13 sont des vues en coupe partielle de dalles conformes à l'invention, utilisées pour former des parois verticales de bâtiments.
    • Manière de réaliser l'invention
    Comme déjà dit, l'invention concerne une dalle de construction destinée notamment à être utilisée pour la réalisation de plates-formes montées sur pilotis, mais également pour la réalisation de planchers, de murs ou de façades de bâtiments.
    Ainsi, pour réaliser une structure sur pilotis, on utilise comme illustré schématiquement à la figure 2, un ensemble de pieux (10) fermement ancrés dans le sol ou, lorsqu'il s'agit de plates-formes "offshore", ancrés dans le sous-sol marin ou lacustre.
    A leur extrémité supérieure (11), ces différents pieux (10) présentent à des éléments de support (12) destinés à recevoir des poutres (13) constituées dans l'exemple illustré par des profilés métalliques.
    L'ensemble des pieux (10), des différentes poutres (12, 13) constituent ce qui est appelé par la suite "structure porteuse".
    L'invention concerne les différentes dalles (15) qui sont mises en place sur les poutres métalliques (ou poutres bois) (13), et qui sont destinées à supporter la charge importante qui sera installée.
    Cette charge peut être fixe, s'il s'agit de bâtiments ou bien encore mobile, si cette plate-forme sert de voies de circulation, et notamment pour les engins de travaux publics et de livraison servant à la construction de ces bâtiments.
    La dalle (15) caractéristique de l'invention de la figure 2, est visible de façon détaillée à la figure 3.
    Ainsi, conformément à l'invention, cette dalle (15) est constituée d'une part, d'une structure (16) constituée d'un assemblage de différentes planches (17) de bois, et d'autre part, d'un plateau de répartition (18) solidarisé à la structure (16) de planches par des vis ou des clous permettant si besoin d'arriver à une inertie composée, ce principe peut également s'appliquer en face inférieure.
    Selon une caractéristique importante de l'invention, la dalle (15) comprend donc une structure (16) constituée d'un assemblage de planches (17) de dimensions standards.
    Cet assemblage est illustré en coupe à la figure 4.
    Ainsi, les différentes planches (17) constituant cet assemblage (16) sont disposées avec leur axe longitudinal parallèle au plan (20) de la dalle (15).
    Les planches (17) sont assemblées entre elles par leur largeur (h). Selon une caractéristique importante, les planches (22, 23) sont alternativement décalées les unes par rapport aux autres, et selon une direction (Z) perpendiculaire au plan (20) de la dalle (15).
    Autrement dit, la structure de planche présente une hauteur (H) supérieure à la largeur (h) d'une planche unique (17), ce qui confère à cette structure le comportement équivalent à celui d'une poutre d'épaisseur très supérieure à celle d'une planche standard, cette épaisseur étant obtenue par décalage des planches.
    En pratique, les différentes planches (22, 23) sont décalées les unes par rapport aux autres d'une distance comprise entre la moitié et les deux tiers de leur largeur (h).
    La structure complète présente donc une épaisseur (H) comprise entre 1,5 et 1,7 de la largeur (h) d'une planche (17).
    Comme la résistance en flexion d'une poutre est proportionnelle au cube de son épaisseur, la poutre composite d'épaisseur (H) constituée par la structure (16) présente des propriétés de résistance à la flexion deux fois supérieures à celles qu'aurait une poutre de même largeur, mais d'épaisseur (h) égale à celle d'une planche unitaire (17).
    Les différentes planches (22, 23) sont assemblées entre elles par vissage ou clouage, comme par exemple illustré à la figure 4. Dans ce cas, chaque planche (22) est vissée ou clouée avec les deux planches voisines (23, 24).
    Bien évidemment, en fonction des capacités de flexion souhaitées, la densité de moyens d'assemblage (26) peut être choisie de façon optimale, et pour répartir la charge ponctuelle (par exemple roue de camion) sur plusieurs planches latérales.
    La dalle (15) illustrée à la figure 4 présente, au-dessus de la structure (16) de planches caractéristiques, un panneau (30) de répartition, qui peut être réalisé en bois auquel cas il sera de préférence à base d'un panneau de type « microlames » présentant un axe fort dans le sens des fibres et un axe faible dans le sens de deux ou trois plis croisés, ce panneau étant vissé avec son axe fort perpendiculaire à l'axe des planches.
    Ce panneau (30) permet de répartir les charges exercées selon un axe perpendiculaire aux planches (17), donc parallèle à la direction de vissage ou clouage des planches sur plusieurs planches voisines (23, 25).
    Ainsi que cela ressort de la figure 6, un tel panneau permet d'obtenir un effet de dalle, portant dans les deux directions du plan.
    Un tel mode de construction avec un panneau constitué d'un microlame croisé permet, comme cela ressort de la figure 6, de disperser la charge ponctuelle sur la largeur des planches.
    Lesdites planches ne travaillent plus seulement en mode poutre, mais le panneau, réduisant l'anisotropie de la construction, permet donc d'avoir une résistance dans les deux directions.
    Par exemple, une roue de camion (R) transmet une charge sur une surface de 40 x 40 cm2.
    Si l'on réalisait une structure de type poutre, seulement les planches constituant 40 cm travailleraient.
    En conséquence, en répétant la charge sur cette surface, on arriverait rapidement à un orniérage des planches impliquées dans les 40 cm.
    Conformément à l'invention, ainsi que cela ressort de la figure 6, en calculant l'épaisseur du panneau et sa longueur, qui peut aller jusqu'à 12 mètres, voire même plus, il est possible d'optimiser le comportement dalle.
    Ainsi, avec un panneau de répartition dont l'épaisseur est égale à environ 15 % de la largeur des planches, la charge du camion peut être étalée sur 1,50 m. En conséquence, 4 fois plus de planches travaillent à la résistance par rapport à un mode poutre non renforcée. Par suite, les efforts tranchants de la roue du camion sont absorbés par le panneau et non plus par les vis ou clous reliant les planches élémentaires entre elles, ce qui élimine tous risques d'orniérage.
    Avec le même renforcement par panneau microlames croisées, il a été constaté qu'en utilisant une structure de base ayant des planches décalées, que l'on obtenait une meilleure répartition par rapport à un système dans lequel les planches élémentaires seraient au même niveau.
    Ceci peut s'expliquer par la mise en traction du panneau sous la charge ponctuelle par déformation d'une planche sur deux, à savoir celles de la partie supérieure.
    En revanche, sur un système à planches au même niveau, le panneau serait seulement comprimé et sa mise en traction ne serait obtenue qu'après déformation de toutes les planches.
    Dans la structure conforme à l'invention comportant des planches décalées et un plateau de répartition, il est possible de sous-dimensionner volontairement les vis de fixation des planches entre elles, permettant à la planche supérieure de s'écraser davantage, donc d'augmenter la traction dans le panneau, donc la diffusion de la charge.
    Un tel sous-dimensionnement ne doit cependant pas être exagéré car, sinon la section composée perd son efficacité et les planches supérieures et inférieures pourraient glisser les unes par rapport aux autres à cause des efforts de cisaillement longitudinal.
    A titre indicatif, lorsque l'on utilise des vis pour relier les planches élémentaires entre elles, l'optimum se situe avec un taux de vissage égal à environ 50 % par rapport aux normes usuelles.
    Concernant le cisaillement, la vis permettant un effort de traction sur son axe, la réduction du nombre de vis est compensée par le frottement des planches au niveau de la surface jointive. Les vis donnent une sorte de précontrainte perpendiculaire aux planches qui améliore l'effet dalle sur la direction perpendiculaire auxdites planches.
    Avec la présence de ces vis et cette précontrainte induite par ces dernières, le comportement au cisaillement est donc optimal et l'efficacité de la section composée est proche de 100 %.
    A titre d'exemple, dans une forme de réalisation telle qu'illustrée à la figure 6, on peut obtenir une structure ayant de très bonnes caractéristiques en utilisant 20 vis par m2, de diamètre 6 mm, longueur 220 mm alors que l'application des normes usuelles demanderait d'utiliser 40 vis.
    En pratique, on a obtenu de bonnes résistances aux efforts, typiquement à une charge de 350 kilos/m2, à laquelle s'ajoute le poids déversé par une roue de véhicule correspondant à 7500 kilos, en utilisant des planches élémentaires de section rectangulaire de 175 x 38 mm, assemblées par des vis ou des clous de 4 mm de diamètre et de 100 mm de long, l'ensemble étant recouvert d'un panneau de type « microlames » à 9 plis, les 3ème et 7ème plis étant croisés par rapport aux autres plis, ledit panneau ayant une épaisseur de 27 mm, soit donc 15 % de 175 mm.
    Dans une autre forme de réalisation, telle qu'illustrée à la figure 5, le panneau de répartition (4) situé au dessus de la structure (16) d'une planche de bois, peut être constitué par une couche de béton de renforcement, qui peut avantageusement, mais pas obligatoirement, être comme illustré à la figure 5 coulé directement sur la structure (16) de planches en bois.
    Dans ce cas, le béton vient s'immiscer dans les espaces (42) existants entre les planches décalées (43, 44), ce qui améliore les propriétés de la dalle dans le sens transversal, le béton répartissant mieux la charge ponctuelle.
    Un système de section composé avec le béton en compression et le bois en traction, peut être obtenu en interfaçant des connecteurs de liaison (200),(201) des deux matériaux (vis, tire-fond ou autre), tel que schématisé à la figure 11.
    En pratique, pour résister aux mêmes charges que pour l'exemple précédent, dans lequel le panneau répartiteur était constitué par une structure microlame, on utilisera avantageusement un béton de granulométrie fine et une densité classique de l'ordre de 2,4.
    Comme déjà dit, les dalles conformes à l'invention peuvent constituer une plate-forme en elle-même, ou être assemblées pour réaliser des plates-formes de très grandes dimensions.
    On préférera cette seconde solution si l'on souhaite transporter les différents éléments d'un site de fabrication au site d'installation, pour pouvoir utiliser des moyens de transport ordinaires.
    Ainsi, en pratique, il s'avère avantageux d'utiliser des dalles unitaires de 2 mètres de large et jusqu'à environ 40 m de long, la longueur étant limitée par le transport. Pour obtenir cette dimension, les planches sont clouées ou vissées bout à bout en distribuant les joints préférentiellement dans les zones de moment de flexion faibles.
    Ainsi des longueurs de planches de 4 ou 5 m permettent de réaliser une dalle sur plusieurs appuis statiques d'un entraxe de 6 m et pour des charges moindres jusqu'à environ 12 mètres de portée.
    Les différentes dalles destinées à être associées pour former la plate-forme définitive sont montées sur la structure porteuse, comme illustrée aux figures 7 et 8.
    Ainsi, comme on le voit à la figure 7, deux structures (50, 51) de planches assemblées sont associées au niveau d'une poutre (52) de la structure porteuse.
    A cet effet, les planches (54, 55) des deux structures porteuses (50, 51) de chacun des panneaux (56, 57) sont découpées au niveau de leur arête inférieure (58, 59) de manière à ce que les planches (60, 61) constituant la partie supérieure de chacune des structures de planches assemblées viennent reposer sur la poutre (52).
    Des connecteurs métalliques de type vis ou tire-fond (62, 63) servent à la solidarisation des deux structures (50, 51) de planches à la poutre.
    Dans le cas de figure illustré à la figure 7, le plateau de répartition (53) est unique pour les deux structures (50, 51) de planches qui sont adjacentes, mais il pourrait être remplacé par deux panneaux indépendants.
    Dans le cas de figure où un élément répartiteur de pression est constitué par une couche de béton (70), et comme illustré à la figure 8, il peut être prévu au niveau de la poutre (72) de la structure porteuse, des lambourdes (73, 74) d'appui sur lesquelles viennent reposer les extrémités latérales (75, 76) des structures (77, 78) de planches assemblées. Les efforts sont alors transmis à la poutre principale dont l'inertie peut être augmentée en liant le matériau béton sur cette poutre.
    Dans le cas illustré à la figure 8, la partie haute (81, 82) des structures (77, 78) de planches est découpée de telle sorte que la couche de béton (70), coulée directement par dessus les structures (75, 76, 77, 78) de planches, forme un cône (83) prenant appui par sa base sur le sommet de la poutre (72) de la structure porteuse.
    On prévoit avantageusement un connecteur (85) dont l'extrémité est fixe à l'intérieur de la poutre (72) de la structure porteuse, et qui voit sa partie haute noyée dans la couche de béton (70). On assure par là même un bon ancrage de la couche de béton pour réaliser une action composée bois et béton sur la poutre principale (72).
    On a illustré à la figure 9, un mode de réalisation particulier au niveau de l'association de deux structures (90, 91) de planches assemblées. Dans ce cas, on peut prévoir au niveau des zones de contact de ces deux structures (90, 91), des cales supplémentaires (92, 93) maintenues par vissage et/ou clouage (95) et dont l'objectif essentiel est de compenser le décalage des planches et d'éviter ainsi de fléchir la planche unitaire. On réalise en quelque sorte une couture.
    La figure 10 illustre, quant à elle, une variante d'une dalle conforme à l'invention dans laquelle des entretoises additionnelles (202) sont disposées entre deux planches élémentaires décalées de la structure de base.
    De telles entretoises peuvent être réalisées éventuellement en panneaux de particules et permettent d'économiser des planches.
    Dans un tel cas, le panneau de répartition est dimensionné pour tenir compte de ces espaces supplémentaires de planches.
    Comme déjà dit, la dalle de construction conforme à l'invention peut être utilisée non seulement pour réaliser des plates-formes horizontales, dalles, mais également pour constituer des murs ou des parois de bâtiments, comme illustré aux figures 12 et 13.
    Ainsi, comme illustré à la figure 12, la paroi (100) est constituée de dalles conformes à l'invention dont la structure de planches assemblées (101) est située du côté intérieur du mur, de manière à être apparente, tandis que la partie externe du mur est constituée d'un plateau rigide (102) destiné à répartir les efforts sur une pluralité de planches (103) de la structure (101). Ceci permet ainsi, de répartir les efforts exercés par le vent, dont on sait qu'ils peuvent être particulièrement importants. Ce plateau servira aussi de couche support aux finitions (crépi, peinture, etc...).
    Dans la variante illustrée à la figure 13, la dalle conforme à l'invention comporte au regard de l'extérieur, un plateau répartiteur (110) qui vient au contact de la moitié des planches (111) de la structure (112) de planches assemblées. Ce panneau peut être avantageusement espacé pour permettre une ventilation naturelle des planches en cas d'infiltration d'eau.
    Du côté intérieur du mur de la paroi, une couche d'isolation (113) est prévue et, est mise en place sur la face (115) de la structure (112) de planches assemblées, qui regarde l'intérieur du mur.
    Cette couche d'isolation (113) est recouverte d'une couche (116) de finition et éventuellement d'une couche barrière (117) empêchant le passage de la vapeur en direction de l'isolant.
    Il ressort de ce qui précède que la structure de dalle de construction conforme à l'invention présente de multiples avantages, et notamment :
    • une grande résistance à la flexion avec une économie de matière grâce à l'utilisation du décalage entre les planches la constituant ;
    • dans la forme de réalisation selon laquelle le panneau de répartition est réalisé à partir d'une structure microlames vissée à la structure de base, il est possible de démonter totalement la structure de planches assemblées lorsque la plate-forme ou le bâtiment doit être démontée, ce qui permet la réutilisation des planches qui la constituent ou le recyclage dans une autre industrie (coffrage, emballage, ou poutre en planches...).

    Claims (10)

    1. Dalle de construction, apte à recevoir une charge, comportant une structure de base (16) constituée d'une pluralité de planches parallèles (17), de section rectangulaire, et assemblées entre elles par clouage ou vissage, lesdites planches (17) présentant leur axe longitudinal parallèle au plan de la dalle, et étant alternativement décalées les unes par rapport aux autres et ce, perpendiculairement au plan de ladite dalle, caractérisée en ce que la structure de base (16) est recouverte, sur au moins toute la surface destinée à recevoir la charge, d'un panneau continu (18), s'étendant sur toute la largeur de ladite structure de base (16), fixé au moins contre la surface supérieure des planches (17) de cette structure de base (16), et qui permet de répartir la charge exercée sur ledit panneau continu (18) sur plusieurs planches voisines de celles contre lesquelles s'exerce directement la charge, cette répartition se faisant selon un axe perpendiculaire auxdites planches, parallèle à la direction de vissage ou clouage des planches (17) entre elles, les planches (22, 23) étant alternativement décalées d'une distance comprise entre la moitié et les deux tiers de leur largeur (h).
    2. Dalle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un deuxième panneau répartiteur est disposé contre la face inférieure des planches (17).
    3. Dalle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le panneau continu (18) est constitué par un panneau en bois de type microlames croisées présentant un axe fort dans le sens des fibres et un axe faible dans le sens de deux ou trois plis croisés, ledit panneau (18) étant vissé sur la structure de base (16) avec son axe fort perpendiculaire à l'axe des planches (17) de ladite structure (16).
    4. Dalle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le panneau continu est constitué par une couche ou plaque de béton (40).
    5. Dalle selon la revendication 4, caractérisée en ce que la plaque ou couche de béton (40) est coulée dans la structure (16) constituée d'une pluralité de planches (43, 44).
    6. Dalle selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que des tiges métalliques sont intégrées à l'intérieur de la couche de béton, ce qui augmente la résistance au cisaillement ainsi que la qualité de la section composée bois-béton.
    7. Dalle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'espace compris entre le panneau continu et la structure de base constituée de planches décalées, contient un matériau isolant thermique ou acoustique (113).
    8. Assemblage de dalles selon l'une des revendications 1 à 6, montées sur une structure porteuse formée de poutres (52), caractérisé en ce que chaque dalle (50, 51) présente une découpe apte à permettre l'agencement de ladite dalle avec les poutres (52).
    9. Utilisation d'une dalle de construction (15) selon l'une des revendications 1 à 7, montée sur une structure porteuse, pour la réalisation de plates-formes aptes à supporter une charge importante pouvant être mobile et permettant de servir de voie de circulation, notamment pour des engins de travaux publics et de livraison servant à la construction de bâtiments destinés à être montés sur ladite dalle.
    10. Utilisation d'une dalle de construction selon l'une des revendications 1 à 7, pour la réalisation de parois verticales, pour bâtiments notamment.
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