<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements à la construction des charpentes "
L'invention a pour ob jet des perfectionnements à la construction de bâtiments eten particulier ,de bâtiments ayant une grande portée)tels que des hangars d'avions à charpente métallique o Cependant l'invention est applicable aux constructions d'autres types comprenant de vastes charpentes, et notamment aux constructions en bois, à celles formées en partie de métal et en partie de bois,et à toutes autres combinaisons*
<Desc/Clms Page number 2>
Dans l'art de la construction,
ou a déjà eu l'idée de constituer des constructions à grande portée au moyen d'une série de portiques comprenant chacun des colonnes
EMI2.1
de piliers latéraux et un élément de toiture formée elle- môme soit d'un ensemble continu de longueurs appropriées de poutres à caissons soit de poutres de ce type convenable" ment reliées entre elles ou renforcées o1Ü.is ) dans les char- pentes connues jusqu'ici ,l'épaisseur de ces éléments de charpente était sensiblement constante sur toute leur lon-
EMI2.2
avur tant pour les piliers que pour les fermes des toi- tures Aux bords des toitures ples charpentes étaient suf-
EMI2.3
fisamment résistantes pour transmettre les momente fléchise sants qui peuvent prendre naissance en ces points ,
En ou-
EMI2.4
tre ce l1C'de de construction a permis d'utiliser en tota- lité ou pour la plus grande partie des pièces standard pour
EMI2.5
les divers éléments En outre on a pu obtenir juse à un certain point ,une variation de portée de la toiture en
EMI2.6
utilisant toujours les alles pièces ( voir à ce sujet le brevut anglais No 4%µ.Véµ du µ mars 956 ) néanmoins, ces types de construction n'ont pas permis de résoudre tous les problèmes et ,en particulier ,on a remarqué qu'avec une épaisseur limitée de la charpente du
EMI2.7
toit les offerts de flexion et les tensions dans les mem- brures tendent à devenir excessifs ,si l'on augmente sensi- blem nt la portée
EMI2.8
Aussi l'invention vise.-t elle une charpente compre - nant une série de portiques constitués chacun par des colon nes ou piliers latéraux:
et par un élément de toiture,le
EMI2.9
tout étant formé de poutres à cais3cas ; mais l'élément de toiture ayant une disposition nouvelle caractérisée par le
<Desc/Clms Page number 3>
fait que la parole formant ferme a une membrure supérieure en ponte etune membrure inférieure horizontale ou sensi- blement hori zontale
Les portiques sont de préférence construit-* de façon que la membrure supérieure de la partie qui constitue la ferme soit légèrement incliné* correspondant ainsi à une pente légère du toit$ tandis que les colonnes latéral*@ ou piliers sont d'épaisseur ou de largeur constantes ,
On remarquera que, comparé aux fermes formées de pou., très à oaissons d'épaisseur constante,
ce mode de construc- tion permet de faire croître l'épaisseur de la ferme depuis, le bord de la toiture jusqu'au milieu de la portée suivent une loi optimum dépendant de la pente du toit et correspond dant à une construction de poids minimum pour une résistance donnée il permet aussi d'obtenir une résistance maximum au moment fléchissant au voisinage du milieu de la portée de sorte que le fléchissement sous charge ne croît que len- tement avec cette portée .
Si donc on désire construire un vaste bâtiment, de grande portée , ce résultatpeut être obtenu tout en améliorant le moment fléchissant et la résis- tance à la flexion +il en résulte que l'on peut obtenir des rapports satisfaisants de la portée à l'épaisseur de la ferme pour un domaine de valeurs de la portée plus étendu que cela n'était possible avec le type de construction connu mentionné ci..dessus En iait on peut arriver à ce résul. tat en conservant sensiblement la même section de membrure sur toute la ferme En outre ,
la nouvelle construction permet de conserver l'avantage de l'emploi d'un nombre rela- tivemeht faible de types= de pièces standard, tout élément ou tirant de longueur supérieure à celle utilisée auparavant peut être obtenu par l'assemblage d'éléments standard d'une seule longueur ou d'un nombre relativement faible de longueur
<Desc/Clms Page number 4>
La résistance supplémentaire aux efforts tranchants, pour les grandes portées peut être obtenue en doublant les fers cornières ou en employant de plus fortes sections.
Les fermes et les piliers peuvent être raccordés sans interruption à leurs points de jonction, comme dans les constructions connues .Cependant , si on le désire,,les fermes peuvent être articulées aux piliers à la condition que ces derniers soient so dement ancrés dans le sole ou encore à la condition que l'on renforce les piliers par des jambes de force ydes contreforts ou des arc-boutants pour leur permettre de résister à la poussée du vent ou autres eff forts latéraux .A certains points de vue, cette solution se rapproche davantage des typea de fermes connus et plus classiques que le portion rigide, sans charnières Mais,
quelque puisse être le type du pilier conforme à l'invention ou la manière dont il est fixé à la ferme égalem nt conforme à l'invention ,il en résulte toujours la possibilité de construire , avec une facilité accrue ,les ternes où les éléments dont elles sont composées ,pour des portées variant dans de grandes limites ell est vrai que le calcul de la répartition des chargea dans les fermes rigides, c'est-à-dire sans articulation aux piliers , du type suivant l'invention est moins facile que dans les fermes rigides connues de section constante ;
mais on peut cependant calculer cette répartition par les méthodes modernes applicables aux vons- tructiona rigides 0 Si la ferme et le pilier sont articulés l'un à l'autre, le calcul est évidemment plus facile
Sur les dessins annexés , on a représenté sché- matiquement, à titre d'exemples, divers modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente ,en élévation, une partie
<Desc/Clms Page number 5>
d'un portique ou élément suivent l'invention.
La figure 2 est une élévation de la partie médiane formant le sommet de la ferme du portique précité cette partie médiane faisant suite ,, vers la droite ,à la partie représentée figure 1 et constituant la partie la plus épais.. se de la ferme .
La figure µ est une vue partielle ,en plan, de la par* tie supérieure de la ferme ,
La figure 4 est. une vue similaire de la partie inférieure de la ferme .0
La figure 5 est.une coupe par la ligne V-V ( figure i)
La figure 6 est une élévation d'une partie d'un autre type de portique suivant l'invention.
La figure 7 est une coupe par la ligne VII-VII(figures6)
La figure 6 est une vue partielle de la partie médiane de la forme du mode de réalisation de la figure 6.
La figure 9 est. un plan;, au niveau de la face inférieure de la ferme des deux portiques extrêmes d'une charpente suivant l'invention , la figure montre le croisillon reliant les deux fermes de portiques voisins pour supporter la poussée en bout du vent sur l'ensemble de la construction*
La figure 10 est une vue en coupe élévation vue par la gauche. correspondant à la figure 9 , cette vue correspond dant ,par exemple,, à une coupe laite par la ligne X-X figure 6 sauf que la partie inférieure ( excepté la fondation qui ne fai t pas partie de l'invention ) est une élévation latérale de la figure 9.
Les figures 10 à 15 sont des vues schématiques, à plus petite échelle que les vues 1 à 10, pour faciliter la compréhension des charpentes suivant l'invention. La figure II est à gauche de la ligne médiane une élévation d'un portique
<Desc/Clms Page number 6>
d'extrémité ,et , à droite de cette ligne un élévation d'un portique intermédiaire; la figure 12 est une coupe par XII-XII figure 11; la figure 13 est un demi-plan de portiques intermédiaires ,la figure 14 est un demi plan de deux portiques extrêmes; la figure 15 une élévation partiel- le en bout de la charpente . Toutes ces figures représen- tent certaines variantes .
Lee figures 16 à 19 sont des vues partielles de portiques comprenant d'autres variantes .
Sur les dessins, on voit en divers endroits ,en- tre des pièces jointives ,des espaces qui n'existant pas en réalité ; ou bien ces espaces ,s'ils existent réellement, ont été exagérés . Tout ceci pour permettre la lecture plus facile des dessins.
La forme de portique représenté sur les figures I à 5 convient pour un hangar d'avion ou pour un grand shed Elle comprend des piliers ou colonies latérales telles que 1 ( organes dénommés ci-après " piliers") et une par- tie destinée à supporter le toit ou ferme, 2 ( dénommé ci*'après " ferme "). Tous ces éléments sont en forme de poutre rectangulaire à treillis .
Dans les piliers ,la distance entre les membrures ou faces 3 est la même sa* toute leur hauteur d'autre part la ferme est construite de telle façon que tandis que la membrure supérieure s'élè- ve suivant un faible angle depuis chaque pilier jusqu'au milieu de la ferme la face inférieure est horizontale sur toute la,longueur de la ferme Aux bords ,les piliers et les fermes sont réunis par une pièce angulaire 6 de façon qu'il n'y ait as de variation brusque de di rection à leurs points de jonction .Les diverses membrures des piliers et
<Desc/Clms Page number 7>
des fermes sont formées d'éléments de fer cornière laminés de longueur standard ou de plusieurs longueurs standard reliées ensemble et aux éléments voisins de façon jointive par des cornières de type standard ou même des fers plats ,
tels que 7 o
Les pièces angulaires 6 sont aussi constituées d'é-
EMI7.1
lements standard qui peuvent être soudés ou rivés les uns aux autres 0, Dans les piliers :&:\1; les étrésillons diagonaux 8 ou les êtres il Ions 89 qui forment le lattis sont tous en fer cornière d'une saule longueur standard , Ou bien chacun d'eux pourrait être formé de plusieurs éléments d'une seule
EMI7.2
longueur standard 4) Il en est de mn.e des traverses horizon- tales 10 et des étrésillons ( non représentés mais sembla* bles aux étrésillons 8 et 9 ) qui se trouvent dans le plan
EMI7.3
des faces 3 p Dans les fermes,les étrésillone IL en fer cornière qui forment le treillis sont nécessairement de longu.eurs différentes mais,
étant donné le grand nombre de portiques nécessaires pour un hangar chacune de ces Ion...
EMI7.4
gueurs sera employée à un grand nombre d'exemplaires et l'on peut considérer que ces étrésillons se composent d'un
EMI7.5
nombre relativement faible de lomàpurs standard .
Ou bien encore chacun de ces éléments et surtout les plus longs, placés au milieu des fermes peuvent être constituée par des éléments d'une seule ( ou d'un petit nombre de ) longueur
EMI7.6
standard,, Dans le voisinage de lâr'te , on peut donner si on le désire aux pièces cornières inférieure et supérieure 12J.3 une section quelque peu supérieure à celleebdes pièces voisines des faces 4j5 o La pièce supérieure sera coudée
<Desc/Clms Page number 8>
ou coupée.. puis soudée de façon à former l'angle voulu de l'arête.
Le renforcement entre chaque pièce 12 et la pièce inférieure 13 peut être réalisé par deux pièces 14 qui peuvent avoir une section cornière , La ferme est ren- forcée par des barres diagonales 15 sur sa face supérieure, comme on le voit figure et par un treillis 16 sur sa face inférieure comme on le voit figure 4; toutes ces barres transversales peuvent avoir des longueurs standard.
Les fers transversaux ou pannes 17 servent à la fixation d'un revêtement ou d'une toiture par exemple en tôle ondulée ou en plaques de fibroeciment ondulées ,tandis que les cornières 18,placées eu dessous des fermes en vue de les réunir aux autres poutres de la charpente peuvent servir à la fixation de panneaux de plafond ou à supporter des guides de portes coulissantes ,Si on le désire, les fermea peuvent être munies d'étrésillons de renforcement dis- posés à leur intérieur ,tels que ceux figurés en traits mix- tes en 19, figo 5 .
Dans la ferme 2,les plus longs des étrésillons 11 qui agissent comme jambes de force doivent , bien en--tendue être convenablement supportés pour les empêcher de fléchir aux points où la ferme a l'épaisseur la plus grande Dans ce type de construction représenté on peut obtenir ce résultat en réunissant entre elles les barres du treillis, à leurs points d'intersection, par exemple en un ldeua ou trois de ces points ,suivant les cas 1 sur la figure ,les barres ne sont réunies qu'en un seul point mais on peut
<Desc/Clms Page number 9>
comme indiqué en traits mixtes. ajouter d'autres barres obliques pour augmenter la résistance 1, ce qui donne lieu à plusieurs points d'intersection pour chaque barre,
comme on le voit a
11 y a lieu de remarquer que la force de compres- sion.plus grande qui s'exerce dans le plus court des étré- sillons II, aux extrémités de la ferme 2, est correcte- ment utilisée en raison du fait que l'effort tranchant qui s'exerce aux exrtrémités de la poutre est plus grand qu'en n'importe quel autre point de la toiture ,Il devient donc possible d'utiliser des sections de barres semblables ou presque semblables dans tout le système de faces de la ferme ce qui est un avantage aux deux points de vue de la fabrication des charpentes et au laminage des barres En. outre . comme les longerons 4,5 de la ferme peuvent aussi avoir partout la.
mine section ou à peu près* le type de construction qui fait l'objet de l'invention est double- ment avantageux en réduisant au minimum les variations des sections des barres Il en résulte que l'on peut obte- nir une économie particulière dans les laminoirs..-dans les- quels, autrement, il serait nécessaire de changer souvent les cylindres si. l'on veut obtenir à l'aide d'un seul train tous les fers ou la plupart des fers nécessaires pour la charpente ce qui n'est pas rare .
Un autre résultat est que cela facilite le main- tien de la production d'un train. en barres de telles ou telles dimensions à un point où il devient possible écono- miquement de laminer tout le connage nécessaire d'un coup,, sans être obligé d'attendre de recevoir d'autres commandes
<Desc/Clms Page number 10>
de la même disension pour mettre le train en rorte .Les avantages analogues résultant de la forme des pièces 8,9 et 3 des piliers sont bien connus ;
mais pour les fermes du toit. ils sont encore plus importants en raison de l'épais-- seur accrue de la ferme vers le miliau de la portée
Outre ces avantages ,il en existe d'autres dus à la forme de ferme indiquée .Comme la membrure inférieure 5 est horizontale , elle peut être avantageusement utilisée pour y fixer, par exemple aux longerons 18, des grues en porte à faux ou des monorails ( non représentés )
permettant le levage ou le transport des matériaux lourds et des piè- ces diverses à l'intérieur du hangar * Les monorails per- mettait le mouvement latéral et longitudinal peu-vent ne comporter qu'un minimum de mécanisme et de pièces.. car toutes les membrures inférieures seront dans un arme plan horizontal et non dans deux plans ayant l'un par rapport à ltautre une inclinaison appréciable , comme lorsque l'on utilise des fermes d'épaisseur constante , Dans ce dernier cas il est nécessaire de disposer en divers pointe de la toiture du hangar des barres ou tiges verticales de sus- pensions
Dans une charpente suivant l'inven ion,tous les portiques ( ou la plupart d'entre eux ) sont en général du type décrit .
On peut obtenir un avantage supplémentaire en donnant à toutes les fermes du hangar, y compris les fermes extrêmes;, la constitution nouvelle qui vient dttre exposée cgr on évite ainsi des variations dans le type de ferme utilisée , ce qui compliquerait l'approvisionnement en acier, la fabrication, et d'autres facteurs du prix de
<Desc/Clms Page number 11>
revieht.
Dans les)portiques représentés fig. 6 à 8 les élé- ments semblables à ceux indiqués sur les figures 1 à 5 sont désignés par les marnes nombres de référence 0 La ferme 2 est constituée dans les figures 6 à 8 par une poutre de section rectangulaire d'épaisseur constante, limitée à sa partie supérieure et à sa partie inférieure par les faces ou mem- brures parallèles 4 20 et par un ensemble comprenant la membrure horizontale,
inférieure 5 de la ferme et une série de montants -verticaux 21 de longueur progressive disposés soas forme de tirants entre les faces 20 et 5 ..Cette cons.. truction de la ferme est avantageuse parce quel'on peut utiliser des éléments d'une seule longueur standard pour tous lea organes II de la poutre et que seuls les éléments 21,en nombre relativement restreint, ont des longueurs différentes.
Même ceux-ci peuvent avoir des longueurs standard, lorsque toutes les fermes d'une même construction sont du même type ou peuvent être établies en partant de même longueurs types.
Comme dans les réalisations précédentes.. la membrure infé rieure 5 de la ferme 2 peut être formée d'un treillis 16.
Un. treillis analogue 22 peut constituer la membrure 20 et la membrure 4 est aussi formée d'un treillis 15. Lea ti- rants transversaux 19,lorsqu' ils sont employés pour des par,- ties de poutres d'épaisseur constante de la ferme peuvent être disposés en quelques points convenablement choisis seu- lement ,par exemple en 4 ou 6 points répartis sur la longueur de la poutre En outre , au milieu de la ferma ( fig. 8) les éléments i2 et 13 ainsi que les éléments correspondants
<Desc/Clms Page number 12>
23 de la partie d'épaisseur constante de la poutre à. treillis peuvent avoir la même section que les parties voisines des faces respectives 4,5 et 20.
Le revêtement des parois et de la toiture dont il a été parlé précédemment est indiqué sur les figures 6 et 8 par le pointillé 24 .En 25 figure 6 ,on voit en traits mixtes une partie d'un gui- dage de porte extérieure ,dont il sera question plus loin.
une caractéristique importante de la construction représen- tée tige 6 à 8 consiste dans le moyen utilisé pour supporter l'effort tranchant vertical dans la partie de poutre d'épais seur constante Au milieu de la portée cet effort peut être reporté sur la poutre mais aux extrémités ,par un seul système des étrésillons 11 croisée là où les efforts tran chante peuvent être plus grands suivant la charge du toit, on peut disposer des étrésillons en rangées simple,double ou triple ,suivant la charge On a représenté en traite pleins, à gauche du montant 26 ( fig.6 ) un système simple, Les lignes en traits mixtes à la gauche du montant 27 montrent comment les étrésillons II peuvent être doublés pour former un système d'étrésillons double ;
un système d'étrésillons triple est indiqué de manière analogue à la gauche du montant 28 e Tous les éléments hors norme des croisillons peuvent être constitués par des pièces standard en raison du fait quûune poutre d'épaisseur constante fait partie de la ferme . De cette façon, cette construction composée permet de supporter dans d'excellentes conditions l'effort trancnant vertical en s'adaptant aux diverses chargée .
Dans le mode de réalisation représenté figures 9 et
<Desc/Clms Page number 13>
10, on voit une construction composée de plusieurs- pore- tiques,dans laquelle une ferme d'extrémité et la ferme voisi- ne sont reliées par des étrésillons de façon à former une poutre.
capable de supporter la charge du vent Dans la figure les deux fermes 30 et 31 portées par des piliers 1 de construction appropriée sont ainsi reliées au niveau des
EMI13.1
membrures infériaure s 5 des reImes <0 Les étrésil1oI8 des poutres qui peuvent être constitues par des rers cornières d'une ou de quelques longueurs standard est ici représente sous t'orme de treillis 4 Dans l'exemple en question, la pare tie de la ferme qui se trouve au milieu de la portée est formée de barres simples croisées tandis queaux extré- mités de la portée 1 les barres 33 se croisent,de préférence, en plusieurs points Les autres éléments des figures 9 et 10 qui correspondent à ceux des autres figures portent les mêmes numéros de référence .
En fait les figures 9 et 10 corres- pondent ,en ce qui concerne la constitution des fermes elles- mêmes à la construction représentée fig.6 à 8. Les fers 18 qui longent et réunissent les membrures internes des piliers 1 répartissent la charge au vent sur les piliers de tous les portiques de la charpente ou sur ceux des ces piliers auxquels il parait utile de la transmettre On peut aussi,,
EMI13.2
si 1''effort du vent 1' exiga>prévoir un treillis semblable au treillis 32,32 entre d'autres portiques que ceux repré- sentes,comme on le voit* en pointillé en haut de la gigure 9.
Le treillis 32,33 est particulièrement avantageux dans le cas d'une construction telle qu'un hangar ou un grand Shed... muni de grandes portes 1, parce que l'on peut disposer la poutre formée par les fermes et le treillis en question
<Desc/Clms Page number 14>
derrière la partie supérieure des portes , de façon à transmettre l'effort du vent sur la moitié supérieure des portes aux parois latérales du balisent et de là au sol On a représenté en 34 fig.
10 des portes coulissantes,mobiles sur les rails 35, placés sur le sol, et munies à leur par- tie supérieure de galets 36 roulant entre des guides 37 (fig.9 et 10) portésen porte à faux par des supports 38 d'une seule longueur standard, monlés sur les membrures in- férieuree 5 des fermes ( voir aussi les fig.6 et 8 ).
En cas de nécessité ,le support des portes peut être prolongé au-delà des parois de la construction, on prolongeant les guides 37 qui,dans ce cas seraient supportés par d'autres fers en porte à faux analogues aux fers 38, montés sur le prolongement 25 de la poutre de support des portes,,(voir fig. 8)
Les figures schématiques II à 15 faciliteront la compréhension des modifications décrites à propos des figu- res 6 à 10 La ferme 2, semblable à celle décrite en réfé- rence aux fig. 6 à 8 est représentée figIl dans son ensem- ble fig. 14 on voit le treillis 32, 33 destiné à supporter l'effort du vent et reliant les deux dernières fermes 3031.
Si ce treillis est limité aux. fermes extrémes, les fermes intermédiaires 2 restent reliées seulement par les traverses 17 ( fige 13) ou par ces traverses et les fers 18. Si l'on désire donner aux fermes une solidité ou une rigidité accrues on peut leur incorporer des étrésillons ou des fers diago- naux supplémentaires . comme on le voit par exemple en 40, fig. II ou en 41 figure 12. Les étrésillons ou fers diago- naux peuvent aussi être ajoutés aux fermes 2 et aux piliers
<Desc/Clms Page number 15>
1 ( fig. 13 et 15 en pointillé et en traits pleine ) .
Les éléments des figures il à 15 semblables à ceux des autres figures,sont désignés par les mêmes nombres de réfé- rence .et
Dans une variante, une construction constituée en- tièrement par des portiques du type décrit peut être munie d'un treillis formant poutre tel que le treillis 32,33, déjà décrit sur toute la, surface de la toiture de façon à renforcer les membrures inférieures 5 pour le cas où un renversement des efforts ,du à Inaction du-vent ,viendrait à les soumettre à une compression, comme cela peut arriver dans certaines conditions.
Ceci peut se produire,* par exem- ple, lorsque des forces de succion s'exercent au-dessus du bâtiment, ' dans le cas de vent violent ,ou dans le cas d'une pression intérieure sous la toiture due à l'ouverture de la porte . permettant au vent de s'y engouffrer 0. Il est aussi possible qu'une violente forée verticale ascendante s'exerce par suite d'une combinaison de ces causes ( voir HAMILTON ET COCKS-JOURNAL INST.C.E.
Février 1940) Il y a lie u de noter que l'on peut résister aux forces verticales ascendantes de toutes natures qui peu- vent engendrer des compressions considérables dans les membrures inférieures 5 en reliant par des étrésillons ou de toute autre manière les membrures inférieures de toutes les fermes du bâtiment soit deux à deux soit dans leur ensemble .Dans une variante, ces forces peuvent être supportées par des fers diagonaux attachés aux membrures supérieures voisines.
Pour les membrures supérieures 4, qui sont normalement en compression,); il est bon de prévoir et de fixer- le revêtement 24 ou la couverture dont il joue le
<Desc/Clms Page number 16>
rôle de façon à entretoiser et à renforcer convenablement ces parties essentielles, On peut aussi,dans ce but ,utili- ser des entretoises ou tirants de reofrcement séparés , il va de soi -que l'invention n'est pas limitée aux exemples de construction particulièrement décrits ci-dessus et que l' on pourra modifier les portiques d'autres manières.
J'est ainsi que,figure 16, la ferme 2 comporte une membrure inférieure 5 qui ne s'étend pas sur toute sa longueur mais se termine à une faible distance des piliers 1. Par ailleurs, la construction de la ferme est semblable à celle des figu- res 6 à 8.
Dans la figure 17, la ferme 2 est articulée à ses extrémités, en 42 aux piliers .Dans co cas ,les piliers se terminent en biseau vers es charnières ; mais on remar- quera qu'au sol ,ils sont fixés rigidement comme on l'a vu précédemment .
Dans la figure 18, au contraire,le pilier est aminci à son extrémité inférieure et repose sur un appui 43 sur le sol.-
Dans la figure 19, on voit en 44 une pièce de raccordement du pilier et de la ferme dont l'angle est vif au lieu d'être arrondi.
Dans la pratique les étrésillons ou pièces dia- gonales des fermes et piliers ainsi que toutes autres pièces pourront être constituées par des fers plats, des fers à u etc.. au lieu de fers cornières .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Improvements in the construction of frames"
The object of the invention is improvements in the construction of buildings and in particular of buildings having a large span) such as metal-frame aircraft hangars. However, the invention is applicable to constructions of other types comprising large spaces. frameworks, and in particular wooden constructions, those formed partly of metal and partly of wood, and all other combinations *
<Desc / Clms Page number 2>
In the art of construction,
or has already had the idea of constituting large-span constructions by means of a series of porticoes comprising each of the columns
EMI2.1
side pillars and a roof element itself formed either from a continuous set of suitable lengths of box girders or from such girders suitably connected or reinforced (eg) in previously known frames. 'here, the thickness of these structural elements was substantially constant over their entire length.
EMI2.2
avur both for the pillars and for the roof trusses At the edges of the roofs there were sufficient
EMI2.3
strong enough to transmit the momentum flexes that can arise at these points,
In or-
EMI2.4
This construction principle made it possible to use all or most of the standard parts for
EMI2.5
the various elements In addition it was possible to obtain, up to a certain point, a variation in the span of the roof in
EMI2.6
always using all the parts (see on this subject the English patent No 4% µ.Véµ of µ March 956) nevertheless, these types of construction have not made it possible to solve all the problems and, in particular, it has been observed that with a limited thickness of the frame of the
EMI2.7
roof flexures and strains in the limbs tend to become excessive if the span is increased significantly.
EMI2.8
The invention therefore relates to a framework comprising a series of porticoes each formed by columns or lateral pillars:
and by a roof element, the
EMI2.9
all being formed of box beams; but the roof element having a new arrangement characterized by the
<Desc / Clms Page number 3>
causes the truss floor to have a lay top chord and a horizontal or substantially horizontal bottom chord
The porticos are preferably constructed- * so that the upper chord of the part which constitutes the truss is slightly inclined * thus corresponding to a slight slope of the roof $ while the side columns * @ or pillars are thick or wide constants,
It will be noticed that, compared to the farms formed by lice, very thin with constant thickness,
this method of construction allows the thickness of the farm to increase from the edge of the roof to the middle of the span following an optimum law depending on the slope of the roof and corresponding to a construction of minimum weight for a given resistance it also makes it possible to obtain a maximum resistance at the bending moment in the vicinity of the middle of the span so that the deflection under load increases only slowly with this span.
If, therefore, it is desired to construct a large building, of great span, this result can be obtained while improving the bending moment and the bending resistance + as a result, satisfactory ratios of span to span can be obtained. truss thickness for a range of values of the span larger than was possible with the known type of construction mentioned above. In addition, this result can be achieved. condition while keeping substantially the same chord section over the whole truss.In addition,
the new construction allows to keep the advantage of the use of a relatively small number of types = of standard parts, any element or tie of length greater than that used previously can be obtained by the assembly of standard elements of a single length or a relatively small number of lengths
<Desc / Clms Page number 4>
Additional resistance to shearing forces for large spans can be obtained by doubling the angle bars or by using larger sections.
The trusses and the pillars can be connected without interruption at their junction points, as in the known constructions. However, if desired, the trusses can be articulated to the pillars on the condition that the latter are firmly anchored in the floor. or on the condition that the pillars are reinforced by struts and buttresses or flying buttresses to enable them to resist the pressure of the wind or other lateral forces. In certain points of view, this solution is similar more of the known and more classic types of trusses than the rigid portion, without hinges But,
whatever the type of the pillar according to the invention or the way in which it is fixed to the farm also according to the invention, this always results in the possibility of constructing, with increased ease, the dulls where the elements of which they are composed, for spans varying within large limits, it is true that the calculation of the load distribution in rigid trusses, that is to say without articulation to the pillars, of the type according to the invention is less easy than in known rigid trusses of constant section;
but we can nevertheless calculate this distribution by modern methods applicable to rigid constructionsa 0 If the truss and the pillar are articulated to each other, the calculation is obviously easier
In the accompanying drawings, various embodiments of the invention have been shown schematically by way of example.
Figure 1 shows, in elevation, part
<Desc / Clms Page number 5>
of a gantry or element follow the invention.
Figure 2 is an elevation of the middle part forming the top of the truss of the aforementioned gantry, this middle part following ,, to the right, to the part shown in Fig. 1 and constituting the thickest part of the truss.
Figure µ is a partial plan view of the upper part of the farm,
Figure 4 is. a similar view of the lower part of the farm .0
Figure 5 is a section through the line V-V (figure i)
Figure 6 is an elevation of part of another type of gantry according to the invention.
Figure 7 is a section on line VII-VII (figures6)
Figure 6 is a partial view of the middle portion of the shape of the embodiment of Figure 6.
Figure 9 is. a plan;, at the level of the lower face of the truss of the two end gantries of a frame according to the invention, the figure shows the cross connecting the two trusses of neighboring gantry cranes to support the thrust at the end of the wind on the whole construction*
Figure 10 is a sectional elevational view seen from the left. corresponding to figure 9, this view corresponds, for example, to a section taken by the line XX in figure 6 except that the lower part (except the foundation which is not part of the invention) is a side elevation of figure 9.
Figures 10 to 15 are schematic views, on a smaller scale than views 1 to 10, to facilitate understanding of the frames according to the invention. Figure II is to the left of the center line an elevation of a portico
<Desc / Clms Page number 6>
end, and, to the right of this line, an elevation of an intermediate portico; Figure 12 is a section through XII-XII Figure 11; FIG. 13 is a half-plan of intermediate gantries, FIG. 14 is a half-plan of two end gantries; Figure 15 is a partial end elevation of the frame. All these figures represent certain variants.
The figures 16 to 19 are partial views of gantries comprising other variants.
In the drawings, we see in various places, between adjoining parts, spaces which do not actually exist; or else these spaces, if they really exist, have been exaggerated. All this to make the drawings easier to read.
The gantry form shown in Figures I to 5 is suitable for an airplane hangar or for a large shed. It comprises pillars or side colonies such as 1 (members hereinafter referred to as "pillars") and a part intended for support the roof or farm, 2 (hereinafter referred to as * '"farm"). All these elements are in the form of a rectangular truss beam.
In the pillars, the distance between the frames or faces 3 is the same at its full height, on the other hand the truss is constructed in such a way that while the upper frame rises at a low angle from each pillar to 'in the middle of the truss the underside is horizontal over the entire length of the truss At the edges, the pillars and trusses are joined by an angular piece 6 so that there is no sudden change in direction at their junction points. The various frames of the pillars and
<Desc / Clms Page number 7>
trusses are formed of rolled angle iron elements of standard length or of several standard lengths connected together and to neighboring elements contiguously by standard type angles or even flat bars,
such as 7 o
The angular pieces 6 also consist of
EMI7.1
standard elements which can be welded or riveted to each other 0, In the pillars: &: \ 1; the diagonal struts 8 or the beings il Ions 89 which form the lath are all in angle iron of a standard length willow, Or each of them could be formed of several elements of a single
EMI7.2
standard length 4) It is min.e of horizontal cross members 10 and struts (not shown but similar to struts 8 and 9) which are in the plane
EMI7.3
faces 3 p In the trusses, the strresillone IL in angle iron which form the trellis are necessarily of different lengths but,
given the large number of gantries needed for a hangar each of these Ion ...
EMI7.4
cors will be used in a large number of copies and we can consider that these struts consist of a
EMI7.5
relatively small number of standard cleansers.
Or each of these elements and especially the longest, placed in the middle of the trusses can be made up of elements of only one (or a small number of) length
EMI7.6
standard ,, In the vicinity of the ridge, if desired, the lower and upper corner pieces 12J.3 can be given a section somewhat greater than that of the pieces adjacent to the faces 4j5 o The upper piece will be bent
<Desc / Clms Page number 8>
or cut .. then welded to form the desired angle of the edge.
The reinforcement between each part 12 and the lower part 13 can be achieved by two parts 14 which may have an angle section, The truss is reinforced by diagonal bars 15 on its upper face, as can be seen in the figure, and by a trellis 16 on its lower face as seen in FIG. 4; all of these crossbars can have standard lengths.
The transverse bars or purlins 17 are used for fixing a covering or a roof, for example made of corrugated iron or corrugated fiber cement plates, while the angles 18, placed underneath the trusses with a view to joining them to the other beams of the frame can be used to fasten ceiling panels or to support sliding door guides, If desired, the closea can be provided with reinforcing braces placed inside them, such as those shown in mixed lines - are in 19, figo 5.
In truss 2, the longer of the struts 11 which act as struts must, of course, be suitably supported to prevent them from flexing at the points where the truss has the greatest thickness In this type of construction shown one can obtain this result by joining together the bars of the trellis, at their points of intersection, for example in one ldeua or three of these points, according to case 1 in the figure, the bars are joined in only one point but we can
<Desc / Clms Page number 9>
as shown in phantom. add more slashes to increase resistance 1 resulting in multiple intersection points for each bar,
as we see at
It should be noted that the greater compressive force exerted in the shorter of the struts II, at the ends of the truss 2, is correctly used due to the fact that the force cutting edge exerted at the ends of the beam is greater than at any other point of the roof, so it becomes possible to use similar or almost similar bar sections throughout the system of farm faces which is an advantage from both points of view of the fabrication of the frames and of the rolling of the En bars. outraged . like the 4.5 truss spars can also have everywhere the.
mine section or approximately * the type of construction which is the object of the invention is doubly advantageous by minimizing the variations in the sections of the bars. As a result, a particular economy can be obtained in rolling mills ..- in which, otherwise, it would be necessary to change the rolls often if. one wants to obtain with the aid of a single train all the irons or most of the irons necessary for the framework, which is not rare.
Another result is that it makes it easier to maintain the output of a train. in bars of such or such dimensions to a point where it becomes economically possible to roll all the necessary connage at once, without having to wait for further orders
<Desc / Clms Page number 10>
of the same disension to put the train in rorte. The similar advantages resulting from the shape of parts 8, 9 and 3 of the pillars are well known;
but for the roof trusses. they are even more important due to the increased thickness of the farm towards the middle of the litter
In addition to these advantages, there are others due to the shape of the truss indicated. As the lower chord 5 is horizontal, it can be advantageously used to fix it, for example to the spars 18, of cantilever cranes or monorails. (not shown)
allowing the lifting or transport of heavy materials and various parts inside the hangar * The monorails allowed lateral and longitudinal movement can only include a minimum of mechanism and parts .. because all the lower chords will be in a horizontal plane and not in two planes having an appreciable inclination with respect to each other, as when using trusses of constant thickness, In the latter case it is necessary to arrange in various point of the shed roof vertical suspension bars or rods
In a frame according to the invention, all the gantries (or most of them) are generally of the type described.
An additional advantage can be obtained by giving all the trusses in the shed, including the extreme trusses, the new construction which has just been exposed, thus avoiding variations in the type of truss used, which would complicate the supply of steel. , manufacturing, and other factors in the price of
<Desc / Clms Page number 11>
revieht.
In the) porticoes shown in fig. 6 to 8 the elements similar to those indicated in figures 1 to 5 are designated by the marls reference numbers 0 The farm 2 is constituted in figures 6 to 8 by a beam of rectangular section of constant thickness, limited to its upper part and its lower part by the faces or parallel members 4 20 and by an assembly comprising the horizontal member,
lower 5 of the farm and a series of vertical uprights 21 of progressive length arranged in the form of tie rods between the faces 20 and 5 .. This construction of the farm is advantageous because it is possible to use elements of a only standard length for all members II of the beam and that only the elements 21, in relatively small number, have different lengths.
Even these can have standard lengths, when all the trusses of the same construction are of the same type or can be established starting from the same standard lengths.
As in the previous embodiments .. the lower chord 5 of the truss 2 can be formed of a trellis 16.
A similar truss 22 may constitute the chord 20 and the chord 4 is also formed of a truss 15. The transverse ties 19, when used for parts of beams of constant thickness of the truss. can be arranged in a few suitably chosen points only, for example in 4 or 6 points distributed over the length of the beam. In addition, in the middle of the enclosure (fig. 8) the elements i2 and 13 as well as the corresponding elements
<Desc / Clms Page number 12>
23 of the constant thickness part of the beam to. lattice can have the same section as the neighboring parts of the respective faces 4, 5 and 20.
The covering of the walls and of the roof mentioned above is indicated in Figures 6 and 8 by the dotted line 24. In Figure 6, part of an outer door guide is shown in phantom lines. it will be discussed later.
an important characteristic of the construction shown rod 6 to 8 consists in the means used to support the vertical shear force in the part of the beam of constant thickness. In the middle of the span this force can be transferred to the beam but at ends, by a single system of cross struts 11 where the tran sings forces can be greater depending on the load of the roof, the struts can be arranged in single, double or triple rows, depending on the load. left of upright 26 (fig.6) a simple system, The dashed lines to the left of upright 27 show how the struts II can be doubled to form a double strut system;
a system of triple braces is indicated in a similar way to the left of the upright 28 e All the non-standard elements of the braces can be constituted by standard parts due to the fact that a beam of constant thickness is part of the truss. In this way, this composite construction makes it possible to withstand the vertical shearing force under excellent conditions, adapting to the various loads.
In the embodiment shown in Figures 9 and
<Desc / Clms Page number 13>
10 shows a construction composed of several porches, in which an end truss and the neighboring truss are connected by struts to form a beam.
capable of supporting the wind load In the figure the two trusses 30 and 31 carried by pillars 1 of appropriate construction are thus connected at the level of
EMI13.1
bottom chords 5 of the reImes <0 The struts1oI8 of the beams which can be constituted by angle rers of one or a few standard lengths is here represented under the form of a lattice 4 In the example in question, the part of the farm which is in the middle of the span is formed of single crossed bars while at the ends of the span 1 the bars 33 preferably cross each other at several points The other elements of figures 9 and 10 which correspond to those of the others Figures bear the same reference numbers.
In fact, figures 9 and 10 correspond, with regard to the constitution of the trusses themselves to the construction shown in fig. 6 to 8. The irons 18 which run along and join the internal frames of the pillars 1 distribute the load to the wind. on the pillars of all the porticoes of the frame or on those of these pillars to which it seems useful to transmit it.
EMI13.2
if the force of the wind required it> provide a trellis similar to trellis 32, 32 between other gantries than those shown, as can be seen * in dotted lines at the top of figure 9.
The trellis 32,33 is particularly advantageous in the case of a construction such as a shed or a large Shed ... provided with large doors 1, because the beam formed by the trusses and the trellis can be arranged in question
<Desc / Clms Page number 14>
behind the upper part of the doors, so as to transmit the force of the wind on the upper half of the doors to the side walls of the beacon and from there to the ground.
10 sliding doors, movable on the rails 35, placed on the ground, and provided at their upper part with rollers 36 rolling between guides 37 (fig. 9 and 10) carried in cantilever by supports 38 of a only standard length, mounted on the lower chords 5 of the trusses (see also figs. 6 and 8).
If necessary, the door support can be extended beyond the walls of the building, extending the guides 37 which, in this case would be supported by other cantilever bars similar to the bars 38, mounted on the extension 25 of the door support beam ,, (see fig. 8)
Schematic Figures II to 15 will facilitate understanding of the modifications described in connection with Figures 6 to 10 The farm 2, similar to that described with reference to Figs. 6 to 8 is shown in figIl as a whole fig. 14 we see the trellis 32, 33 intended to withstand the force of the wind and connecting the last two trusses 3031.
If this trellis is limited to. extreme trusses, the intermediate trusses 2 remain connected only by the sleepers 17 (pin 13) or by these sleepers and the irons 18. If one wishes to give to the trusses a solidity or an increased rigidity one can incorporate them struts or irons additional diagonals. as can be seen for example at 40, fig. II or in 41 figure 12. The struts or diagonal irons can also be added to the trusses 2 and to the pillars
<Desc / Clms Page number 15>
1 (fig. 13 and 15 in dotted lines and in solid lines).
The elements of Figures 11 to 15, similar to those of the other figures, are designated by the same reference numbers and.
In a variant, a construction consisting entirely of gantries of the type described can be provided with a trellis forming a beam such as trellis 32, 33, already described over the entire surface of the roof so as to reinforce the lower chords. 5 for the case where a reversal of the forces, due to Inaction of the wind, would come to subject them to a compression, as can happen under certain conditions.
This can occur, * for example, when suction forces are exerted above the building, 'in the case of strong wind, or in the case of internal pressure under the roof due to the opening. Door . allowing the wind to rush into it 0. It is also possible that a violent upward vertical drill is exerted as a result of a combination of these causes (see HAMILTON AND COCKS-JOURNAL INST.C.E.
February 1940) It should be noted that one can resist the upward vertical forces of all kinds which can generate considerable compressions in the lower chords 5 by connecting the lower chords by struts or in any other way. all the trusses of the building either in pairs or as a whole. Alternatively, these forces can be supported by diagonal bars attached to neighboring top chords.
For the top chords 4, which are normally in compression,); it is good to plan and fix the covering 24 or the covering which it plays the
<Desc / Clms Page number 16>
role so as to properly brace and reinforce these essential parts. For this purpose, it is also possible to use spacers or separate reinforcing tie rods, it goes without saying that the invention is not limited to the examples of construction particularly described above and that we can modify the gantries in other ways.
Thus, in figure 16, the truss 2 has a lower chord 5 which does not extend over its entire length but ends at a small distance from the pillars 1. Furthermore, the construction of the truss is similar to that of Figures 6 to 8.
In Figure 17, the farm 2 is articulated at its ends, at 42 to the pillars. In co case, the pillars end in a bevel towards the hinges; but it will be noted that on the ground, they are rigidly fixed as we have seen previously.
In figure 18, on the contrary, the pillar is thinned at its lower end and rests on a support 43 on the ground.
In Figure 19, we see at 44 a connecting piece of the pillar and the truss whose angle is sharp instead of being rounded.
In practice, the struts or diagonals of the trusses and pillars, as well as all other parts, may consist of flat bars, u-bars, etc. instead of angle bars.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.