FR2482158A1 - PREFABRICATED MODULAR STRUCTURE FOR THE CONSTRUCTION OF CIVIL BUILDINGS FOR PRIVATE AND PUBLIC USE - Google Patents

Abstract

Modular structural part which is intended for the production of buildings from a multiplicity of such structural parts arranged one next to the other and one above the other, is U-shaped and comprises a rectangular base plate and walls fitted at the ends thereof. The lateral and upper borders of the walls are profiled such that, in the case of structural parts arranged one next to the other and one above the other, they form spaces which are intended for receiving the binder to be cast therein and are arranged in the manner of a three-dimensional grid.

Description

La présente invention a pour objet une structure modulaire à éléments préfabriqués, conçue pour la réalisation de bâtiments à un ou plusieurs étages dans le domaine de la construction résidentielle, hôtelière, scolaire, hospitalière et pour bureaux. The present invention relates to a modular structure with prefabricated elements, designed for the production of buildings with one or more floors in the field of residential, hotel, school, hospital and office construction.

Le but de l'invention est de rendre possible la réalisation de structures de construction qui réunissent- les avantages de rapidité d'exécution et de forte réduction du coût de la maind'oeuvre, caractéristiques des systèmes de préfabrication, et les exigences de robustesse, de durée et de souplesse de projetage qui sont propres à la construction traditionnelle. The object of the invention is to make possible the construction of construction structures which combine the advantages of rapidity of execution and of great reduction in the cost of labor, characteristics of prefabrication systems, and the requirements of robustness, of duration and flexibility of projection which are specific to traditional construction.

Suivant l'invention, il est prévu une structure modulaire préfabriquée consistant en plusieurs éléments-base, disposés côte à-côte et superposés, dont chacun est constitué par un élément en
U, formé par une semelle rectangulaire et par deux parois situées aux extrémités de la semelle et présentant des bords profilés de façon à former, en coopération avec les éléments adjacents, une série de creux disposés à la manière d'une cage tridimensionnelle, dans lesquels est effectuée la coulée de liaison, de façon à obtenir un ensemble structurel monolithique.According to the invention, there is provided a prefabricated modular structure consisting of several base elements, arranged side by side and superimposed, each of which is constituted by an element in
U, formed by a rectangular sole and by two walls located at the ends of the sole and having profiled edges so as to form, in cooperation with the adjacent elements, a series of hollows arranged in the manner of a three-dimensional cage, in which is carried out the connecting casting, so as to obtain a monolithic structural assembly.

L'invention va maintenant être décrite en référence aux dessins ci-annexés qui représentent, à titre d'indication et sans aucun caractère limitatif, une forme d'exécution préférée de l'invention. The invention will now be described with reference to the accompanying drawings which represent, by way of indication and without any limiting character, a preferred embodiment of the invention.

La figure 1 est une vue axonométrique de l'élément-base. Figure 1 is an axonometric view of the base element.

La figure 2 représente l'élément de la-figure 1, vue en plan à plus petite échelle. FIG. 2 represents the element of FIG. 1, a plan view on a smaller scale.

La figure 3 est une vue d'élévation latérale de l'élément de la figure 2.  FIG. 3 is a side elevation view of the element in FIG. 2.

Les figures 4 et 5 sont les deux vues d'élévation frontale. Figures 4 and 5 are the two front elevation views.

La figure 5 est une vue en coupe, faite dans le plan VI-VI de la figure 2. FIG. 5 is a sectional view, made in the plane VI-VI of FIG. 2.

La figure 7 est une vue en coupe, faite dans le plan VII
VII de la figure 2.Figure 7 is a sectional view, taken in plane VII
VII of figure 2.

La figure 8 est une vue en coupe, faite dans le plan VIII
VIII de la figure 3.Figure 8 is a sectional view, taken in plane VIII
VIII of Figure 3.

Les figures 8A, 8B, 8C et 8D montrent, à échelle agrandie, les détails indiqués par A, B, C et D sur les figures 3 à 7. Figures 8A, 8B, 8C and 8D show, on an enlarged scale, the details indicated by A, B, C and D in Figures 3 to 7.

La figure 9 montre l'exécution d'un escalier. Figure 9 shows the execution of a staircase.

La figure 9A est une vue en plan correspondante, à plus petite échelle. Figure 9A is a corresponding plan view, on a smaller scale.

Les figures 10 et 10A illustrent l'exécution d'un balcon. Figures 10 and 10A illustrate the construction of a balcony.

La figure 11 est une vue en plan représentant l'exécution d'un étage avec la cage d'escalier et la cage d'ascenseur. Figure 11 is a plan view showing the execution of a floor with the stairwell and the elevator shaft.

La figure 12 montre, à échelle agrandie, le détail E de la figure 11. FIG. 12 shows, on an enlarged scale, the detail E of FIG. 11.

La figure 13 illustre en élévation, en plan et en coupe verticale, l'exécution d'une structure suivant l'invention. FIG. 13 illustrates in elevation, in plan and in vertical section, the execution of a structure according to the invention.

La figure 14 représente le détail d'un point de jonction de la cage résistante obtenue au moyen des coulées d'union.  FIG. 14 represents the detail of a junction point of the resistant cage obtained by means of the union castings.

La figure 15 représente en détail l'assemblage de la structure aux fondations. Figure 15 shows in detail the assembly of the structure to the foundations.

La figure 16 est une vue en plan d'un bâtiment obtenu avec la structure suivant l'invention. Figure 16 is a plan view of a building obtained with the structure according to the invention.

Comme on peut le voir en se référant à la figure 1, l'élé- ment fondamental de la structure suivant l'invention est constitué par un élément préfabriqué en ciment armé vibré, ayant dans l'essentiel la forme d'un U, se composant d'une semelle 1 et de deux parois verticales (ailes) 2 et 3 qui forment un corps unique avec celle-ci. As can be seen with reference to FIG. 1, the fundamental element of the structure according to the invention consists of a prefabricated element of vibrated reinforced cement, having essentially the shape of a U, component of a sole 1 and two vertical walls (wings) 2 and 3 which form a single body with the latter.

La gamme de variation dimensionnelle de l'élément de base est comprise entre 1,00 et 2,50 m en largeur et jusqu'à 12,50 m hors-tout en longueur, avec une limite de 3,20 m nets en hauteur. The range of dimensional variation of the basic element is between 1.00 and 2.50 m in width and up to 12.50 m overall in length, with a limit of 3.20 m net in height.

L'épaisseur de la semelle horizontale 1 est déterminée par le calcul, de'même que celle des ailes 2 et 3, en prenant les mesures techniques consistant à réaliser l'aile qui se trouve ra à ltextérieur en beton d'argile expansée, de façon à en garantir, outre la fonction statique, la fonction isolante selon ce qui est prescrit par les règlements en vigueur. The thickness of the horizontal flange 1 is determined by calculation, as is that of the wings 2 and 3, by taking the technical measures consisting in making the wing which is located inside the expanded clay concrete, of so as to guarantee, in addition to the static function, the insulating function according to what is prescribed by the regulations in force.

Le type des ailes est naturellement déterminé par la position que l'élément de base ou élément-type occupera dans l'ensemble du projet par rapport au bâtiment à réaliser, avec par conséquent trois hypothèses fondamentales possibles, à savoir que les deux ailes doivent se trouver l'une et l'autre à l'extérieur, l'une et l'autre à l'intérieur ou l'une à l'ex- térieur et l'autre à l'intérieur. The type of wings is naturally determined by the position that the basic element or standard element will occupy in the whole project in relation to the building to be produced, with consequently three possible fundamental hypotheses, namely that the two wings must be find both outside, one inside or one outside and one inside.

Pour des raisons de commodité de descttion, on considèrera ci-après en détail un élément optimisé, ayant les principales caractéristiques suivantes : hauteur nette, 2f75 m; longueur nette, 7,10 m ; largeur 2,20 m ; une aile extérieure et une aile intérieure, en gardant à l'esprit la possibilité de kransforma tion ultérieure en éléments à ailes symétriques d'un type ou de l'autre Il convient de noter qu'au moment de la coulée, les ailes doivent prendre une position légèrement différente 9 afin de corriger les déformations élastiques produites par le poids propre de l'élément avant les coulées d'achèvement, lorsque ces ailes sont simplement "appuyées'Ç
Les deux parois d'extrémité ou ailes 2 et 3 (voir aussi les figures 2 à 8D) présentent de préférence une épaisseur différente : plus précisément, l'aile 2 a une épaisseur plus grande et elle comporte, le long de son périmètre, une poche 4 qui s'étend sur les deux bords latéraux et sur le bord supérieur. Dans la face extérieure de l'aile 2 est pratiqué un évidement 5 qui a la triple fonction de diminuer le poids total de l'élément, de donner lieu à un motif esthétiquement acceptable dans le cas d'une surface vlsible, et de pouvoir être utilisé comme chambre à air ou comme logement pour canalisations ou pour garnitures isolantes de remplissage.For reasons of convenience of descttion, we will consider below in detail an optimized element, having the following main characteristics: net height, 2f75 m; net length, 7.10 m; width 2.20 m; an outer wing and an inner wing, keeping in mind the possibility of subsequent transformation into elements with symmetrical wings of one type or the other. It should be noted that at the time of casting, the wings must take a slightly different position 9 in order to correct the elastic deformations produced by the self-weight of the element before the completion flows, when these wings are simply "supported"
The two end walls or wings 2 and 3 (see also Figures 2 to 8D) preferably have a different thickness: more precisely, the wing 2 has a greater thickness and it comprises, along its perimeter, a pocket 4 which extends on the two lateral edges and on the upper edge. In the outer face of the wing 2 is formed a recess 5 which has the triple function of reducing the total weight of the element, of giving rise to an aesthetically acceptable pattern in the case of a flexible surface, and of being able to be used as an inner tube or as a housing for pipes or for insulating fillings.

De façon analogue, la paroi ou aile de moindre épaisseur 3 présente une demi-poche 6 qui s'étend sur les deux bords verticaux et sur le bord supérieur, avec également un évidement frontal 7. Similarly, the thinner wall or wing 3 has a half-pocket 6 which extends over the two vertical edges and on the upper edge, also with a front recess 7.

Sur les bords supérieurs des deux ailes 2 et 3 sont prévus les crochets 8 obtenus à partir de fers d'armature de forte épaisseur et ayant pour rôle de permettre le levage du produit. On the upper edges of the two wings 2 and 3 are provided the hooks 8 obtained from very thick reinforcing bars and having the role of allowing the lifting of the product.

Les bords longitudinaux 9 et 10 de la semelle 1 sont profilés en pente et comportent une série de fers saillants d'armature 11 disposés en direction transversale. Il est en outre prévu, dans les deux ailes, des bouts de fer d'angle 12, destinés à coopérer avec l'armature des joints, comme on le verra mieux ci-après.The longitudinal edges 9 and 10 of the sole 1 are sloped and have a series of projecting reinforcing bars 11 arranged in the transverse direction. There are also provided, in the two wings, ends of angle iron 12, intended to cooperate with the reinforcement of the joints, as will be seen more clearly below.

La mise en oeuvre de l'élément jusqu'ici décrit est aussi simple et rapide que possible : une fois prédisposés les ouvrages de fondation, de type classique, qui conviennent le mieux, par exemple la poutre de base 13 de la figure 13 ou les semelles d'appui 14 de la figure 15, on procède à la mise en place des éléments-base juxtaposés et superposés, en les manoeuvrant avec une grue 16 qui les saisit par les crochets 8, et on opère plan par plan. Lorsque les éléments qui forment un plan ou étage ont été mis en place (voir, à titre d'exemple, le plan de la figure 16), on dispose les armatures verticales préfabriquées en petites cages, désignées par 17 sur la figure 13, les armatures horizontales 18 sur les sommets des ailes et les armatures 19 entre les bords longitudinaux des semelles 1.Lorsque ces armatures ont été installées, on effectue la coulée de liaison et on obtient de la sorte une ossature résistante tridimensionnelle (figure 14) qui comprend tous les éléments structurels des cages en ciment armé de constructions traditionnelles, à savoir les piliers 20, les poutres horizontales 21 et les poutrelles 22 qui constituent la trame des sols. Il convient de noter que grâce aux fers 11 et 12 qui font saillie sur les semelles 1 et sur les ailes 2 et 3, on obtient un ancrage parfait des éléments-base avec les armatures énumérées ci-dessus, ancrage par lequel on a, à la suite de la prise du béton, un ensemble monolithique dans des conditions optimales de résistance aux sollicitations verticales et horizontales. The implementation of the element hitherto described is as simple and rapid as possible: once the foundation works, of the conventional type, which are most suitable, are predisposed, for example the base beam 13 of FIG. 13 or the support plates 14 in FIG. 15, the juxtaposed and superimposed base elements are put in place, by maneuvering them with a crane 16 which grasps them by the hooks 8, and we operate plane by plane. When the elements which form a plan or stage have been put in place (see, for example, the plan in FIG. 16), the prefabricated vertical reinforcements are arranged in small cages, designated by 17 in FIG. 13, the horizontal reinforcements 18 on the tops of the wings and the reinforcements 19 between the longitudinal edges of the flanges 1. When these reinforcements have been installed, the bonding is carried out and in this way a three-dimensional resistant framework is obtained (FIG. 14) which includes all the structural elements of the cement cages reinforced with traditional constructions, namely the pillars 20, the horizontal beams 21 and the beams 22 which constitute the frame of the floors. It should be noted that thanks to the irons 11 and 12 which protrude on the soles 1 and on the wings 2 and 3, a perfect anchoring of the base elements is obtained with the reinforcements listed above, anchoring by which we have, at following the setting of the concrete, a monolithic unit in optimal conditions of resistance to vertical and horizontal stresses.

Sur les figures 9, 9A et 11 est illustrée la possibilité de réaliser la cage d'escalier et le-passage pour l'ascenseur. Figures 9, 9A and 11 illustrate the possibility of making the stairwell and the passage for the elevator.

On fait appel, dans ce cas, à des éléments préfabriqués semblables à ceux qui ont été déjà décrits, dont la semelle 23 comporte une découpure 24 (droite ou gauche) prévue pour le montage de l'élément en rampe 25, préfabriqué lui aussi, comportant les ancrages 26 et le palier 27. Pour l'ascenseur, il est prévu une découpure 35.In this case, use is made of prefabricated elements similar to those which have already been described, the sole 23 of which has a cutout 24 (right or left) provided for mounting the ramp element 25, also prefabricated, comprising the anchors 26 and the landing 27. For the elevator, a cutout 35 is provided.

Les figures 10 et iCA illustrent l'exécution d'un balcon. Figures 10 and iCA illustrate the construction of a balcony.

En façade, on a le parapet 28 muni des ancrages 29 et le panneauparoi 30, dans lequel sont pratiquées une baie de porte-fenêtre 31 et une fenêtre 32 et qui est enfilé dans les guides verticaux 33 prévus dans les deux ailes 2 et 3 de l'élément de base. Cette possibilité de montage des panneaux en les enfilant est également
Illustrée par-la figure 9.On the front, there is the parapet 28 provided with the anchors 29 and the wall panel 30, in which are a window-door opening 31 and a window 32 and which is threaded in the vertical guides 33 provided in the two wings 2 and 3 of the basic element. This possibility of mounting the panels by threading them is also
Illustrated by Figure 9.

Sur la figure 12 enfin est représenté le détail d'un point de jonction obtenu par l'union de deux ailes 3 opposées, avec une aile 2 et avec leurs armatures saillantes 12 qui, en coopération avec l'armature verticale en cage 17, contribuent à former l'élément résistant 20 (pilier) qui joint en un bloc monolithique unique tous les éléments qui concourent au point de jonction. Finally, in FIG. 12 is shown the detail of a junction point obtained by the union of two opposite wings 3, with one wing 2 and with their projecting frames 12 which, in cooperation with the vertical cage frame 17, contribute forming the resistant element 20 (pillar) which joins in a single monolithic block all the elements which compete at the junction point.

Afin de permettre une circulation annulaire de tuyauteries, câbles, etc., on peut noyer dans le béton coulé des conduits appropriés de matière plastique ou métallique qui apparaissent sur le joint longitudinal incliné. Ce joint permet aussi d'égaliser facilement le plan de piétinement entre deux éléments contigus. In order to allow annular circulation of pipes, cables, etc., it is possible to drown in the poured concrete suitable conduits of plastic or metal which appear on the inclined longitudinal joint. This joint also makes it possible to easily equalize the plane of trampling between two contiguous elements.

Si l'on veut réaliser des locaux de double hauteur, il est évident qu'on peut y parvenir facilement en superposant à un élément-base un autre élément retourné, c'est-à-dire de telle sorte que ses deux ailes soient dirigées vers le bas et qu'elles reposent sur les ailes de l'élément sous-jacent. Au niveau de cet assemblage, on obtient une coulée d'union qui sert de ceinture pour les parois. If we want to make double-height premises, it is obvious that we can easily achieve this by superimposing on a base element another inverted element, that is to say so that its two wings are directed down and rest on the wings of the underlying element. At this assembly, a union flow is obtained which serves as a belt for the walls.

La présente invention a été décrite dans l'une de ses formes de réalisation préférées, mais il va de soi que des variantes de construction pourront y être apportées dans la pratique par le spécialiste, sans qu'il s'écarte pour autant du cadre de protection de la présente propriété industrielle.  The present invention has been described in one of its preferred embodiments, but it goes without saying that construction variants may be made in practice by the specialist, without however departing from the scope of protection of this industrial property.

Claims (8)

RETENDICATIONS 1. Structure modulaire préfabriquée pour la construction de bâtiments en général, caractériséeen ce qu'elle consiste en plusieurs éléments-base, disposés côte-S-côte et superposés, dont chacun est constitué par un élément en U, formé par une semelle rectangulaire et par deux parois situées aux extrémités de la semelle et présentant des bords profilés de façon à former, en coopération avec les éléments adjacents, une série de creux disposés à la manière d'une cage tridimensionnelle, dans lesquels est effectuée la coulée de béton de liaison, de façon à obtenir un ensemble structurel monolithique. 1. Prefabricated modular structure for the construction of buildings in general, characterized in that it consists of several base elements, arranged side-by-side and superimposed, each of which consists of a U-shaped element, formed by a rectangular sole and by two walls situated at the ends of the sole and having profiled edges so as to form, in cooperation with the adjacent elements, a series of recesses arranged in the manner of a three-dimensional cage, in which the pouring of bonding concrete is carried out , so as to obtain a monolithic structural unit. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bords latéraux et supérieur des parois ou ailes comportent un profil en "poche" pour recevoir la coulée de béton de liaison, et en ce que le bord supérieur des ailes est muni de crochets pour le levage de l'élément. 2. Structure according to claim 1, characterized in that the lateral and upper edges of the walls or wings have a "pocket" profile for receiving the pouring concrete for connection, and in that the upper edge of the wings is provided with hooks for lifting the element. 3. Structure.selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'épaisseur des deux ailes est différente, et en ce que chacune des ailes comporte une zone d'évidement, creusée dans- sa face extérieure. 3. Structure.selon claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the two wings is different, and in that each of the wings has a recess area, hollowed in- its outer face. 4. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bords latéraux et supérieur des ailes d'épaisseur complète comportent ledit profil en "poche" avec son contour complet, tandis que les ailes à épaisseur réduite comportent ce profil développé à moitié. 4. Structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lateral and upper edges of the wings of full thickness have said profile in "pocket" with its complete outline, while the wings of reduced thickness include this profile half developed. 5. Structure selon l'urne quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bords longitudinaux de la semelle présentent un profil transversal incliné, de manière à former avec l'élément adjacent une rainure en V, destinée à recevoir la coulée de béton de liaison entre les semelles, avec son armature, formant un élément d'un seul tenant avec une série de fers qui font saillie transversalement le long desdits bords longitudinaux. 5. Structure according to any urn of claims 1 to 4, characterized in that the longitudinal edges of the sole have an inclined transverse profile, so as to form with the adjacent element a V-groove, intended to receive the flow of connecting concrete between the footings, with its reinforcement, forming a unitary element with a series of bars which protrude transversely along the said longitudinal edges. 6. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est disposés, dans lesdits creux des joints verticaux (piliers) et horizontaux d'extrémité (poutres), des petites cages d'armature préfabriquées, assemblées entre elles et coopérant avec des fers qui émergent des bords des ailes des éléments-base, de façon à obtenir un ensemble monolithique à la suite de la coulée de béton d'union.  6. Structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is arranged, in said hollows vertical joints (pillars) and horizontal end joints (beams), small prefabricated reinforcement cages, assembled between them and cooperating with bars which emerge from the edges of the wings of the base elements, so as to obtain a monolithic unit following the pouring of union concrete. 7. Structure selon l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisée en ce qu'il est disposé au préalable, dans les faces intérieures des ailes, des guides verticaux dans lesquels on insère des panneaux de cloisonnement préfabriqués. 7. Structure according to any one of claims i to 6, characterized in that it is disposed beforehand, in the inner faces of the wings, vertical guides in which are inserted prefabricated partition panels. 8. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 79 caractérisée en ce que pour la réalisation de cages d'escalier ou de passages pour ascenseur, il est prévu des découpures appropriées dans deux semelles contingues, munies d'éléments d'ancrage pour les volees d'escalier préfabriquées avec leurs paliers.  8. Structure according to any one of claims 1 to 79 characterized in that for the production of stairwells or passages for elevator, there are provided suitable cutouts in two contingent footings, provided with anchoring elements for the prefabricated stairways with their landings.