FR2642141A1 - Metal section for a supporting structure and structure thus obtained - Google Patents

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Abstract

The invention relates to metal sections of particular cross-section making it possible to produce supporting structures of polygonal cross-section, most generally of equilateral triangle shape. Its cross-section has the shape of a V, the 2 branches 1, 2 of which between them form an angle delta lying between 50 and 90 DEG . It may also include a heel 3 and two lateral reinforcements 4, 5. They make it possible to erect supporting structures on a polygonal base of prismatic or pyramid shape with a limited number of sections of homothetic cross-section. The connections are made by bolting, riveting, or wedging (clips). The invention applies to all sorts of metal constructions, in particular to beams and floors, telecommunication masts, supports for road or rail signalling or lights, pylons for electric power lines, etc.

Description

PROFILE HETALLIQUE POUR STRUCTURE PORTANTE ET STRUCTURE AINSI oeTIUE
L'invention concerne un profilé métallique de section particuliére permettant de réaliser des structures portantes poutres, mâts, poteaux, pylônes etc...) de section droite polygonale, le plus généralement de forme triangulaire équilatérale.HETALLIC PROFILE FOR CARRYING STRUCTURE AND STRUCTURE SO WE
The invention relates to a metal section of particular section for carrying structures supporting beams, masts, poles, towers etc ...) of polygonal cross section, most generally of equilateral triangular shape.

Les éléments de construction de structures, telles que celles citées ci-dessus, consistent généralement en des profilés ou tubes rectilignes appelés membrures disposées sur les arêtes d'un prisme-oy d'un tronc de pyramide à base triangulaire, reliés entre eux par d'autres profilés ou tubes appelés traverses, entretoises, diagonales, contreventements ou treillis (voir par exemple les brevets FR-B-2350453, FR6B-2496151,
FR-B-2549885, FR-B-2384084). Cependant, tous ces éléments ont généralement des sections droites très diverses, ce qui augmente considérablement le prix de la construction (entre qui concerne en particulier la fabrication des outillages), et qui sont en général en acier, ce qui conduit à une construction lourde.The structural members of structures, such as those mentioned above, generally consist of rectilinear profiles or tubes called chords arranged on the edges of a prism-oy of a pyramid trunk with a triangular base, connected to each other by means of other profiles or tubes called crosspieces, spacers, diagonals, braces or trellises (see for example patents FR-B-2350453, FR6B-2496151,
FR-B-2549885, FR-B-2384084). However, all these elements generally have very diverse cross-sections, which considerably increases the price of the construction (which concerns in particular the manufacture of tools), and which are generally made of steel, which leads to a heavy construction.

Un des objectifs de l'invention est donc de définir des profilés qui, en nombre limité, permettent, à la fois la constitution des membrures et des entretoises et qui soient faciles à assembler.One of the objectives of the invention is therefore to define profiles which, in a limited number, allow both the constitution of the frames and spacers and which are easy to assemble.

Un deuxième objectif de l'invention est de pouvoir construire des modules en usine et de les assembler ensuite in situ avec grande facilité, en raison de leur faible poids.A second object of the invention is to be able to build modules in the factory and then assemble them in situ with great ease, because of their low weight.

Un troisième objectif de l'invention est que ces profilés soient facilement empilables sous un faible volume, en vue de leur colisage et de leur transport.A third objective of the invention is that these profiles are easily stackable under a small volume, for their packaging and transport.

Ces trois objectifs sont atteints avec les profilés selon l'invention qui ont les caractéristiques suivantes: leur section droite a la forme d'un V dont chacune des branches rectilignes de longueurs 1' et 1" et d'épaisseurs constantes (el, e") font entre elles un angle & tel que 50 < < 900. Les longueurs 1' et 1" vont de 5 à 50 fois l'épaisseur e' ou e". These three objectives are achieved with the profiles according to the invention which have the following characteristics: their cross-section has the shape of a V, each of which rectilinear branches of lengths 1 'and 1 "and of constant thicknesses (el, e" ) are between them an angle & such that 50 <900. The lengths 1 'and 1 "range from 5 to 50 times the thickness e' or e".

Dans une version préférée, le profilé comporte un talon d'épaisseur
E et de longueur externe L. L'épaisseur E varie généralement de 1 à 3 fois l'épaisseur de l'une des branches du V (e' ou e"). Ce talon est disposé de préférence perpendiculairement à la bissectrice de l'angle . In a preferred version, the profile has a thick heel
E and of external length L. The thickness E generally varies from 1 to 3 times the thickness of one of the branches of the V (e 'or e ") .This bead is preferably arranged perpendicularly to the bisector of the angle.

Dans une version plus rigide, le V présente deux renforts latéraux externes opposés à la pointe du V, d'épaisseur E' et E" et de longueur
L' et L". Les épaisseurs E et E sont comprises entre 1 à 3 fois les épaisseurs e' ou e" et leurs longueurs externes L' et L" peuvent aller jusqu'à 10 fois e' ou e".In a more rigid version, the V has two external lateral reinforcements opposite to the tip of the V, of thickness E 'and E "and of length
The thicknesses E and E are between 1 to 3 times the thicknesses e 'or e "and their external lengths L' and L" can be up to 10 times e 'or e ".

De préférence, les surfaces externes des renforts sont dans un même plan perpendicjlaire au plan bissecteur du dièdre ou mieux le profilé possède le plan bissecteur du dièdredcomme plan de symétrie; de ce fait, les renforts du V étant dans un même plan, ceci facilite grandement leur fixation pour usinage sur machines outils ou machines transfert, ou leur montage en atelier ou in situ.Preferably, the outer surfaces of the reinforcements are in the same plane perpendicular to the bisecting plane of the dihedron or better the profile has the bisecting plane of the dihedral as a plane of symmetry; as a result, the reinforcements of the V being in the same plane, this greatly facilitates their attachment for machining on machine tools or transfer machines, or their assembly workshop or in situ.

L'angle d est de préférence compris entre 5G et 850 et une valeur fréquente est 55 < s < 650. The angle d is preferably between 5G and 850 and a frequent value is 55 <s <650.

Il est aussi préférable, lorsque ces éléments sont soumis à des forces axiales de compression, que la résistance au flambage soit la plus isotrope possibie; le moment d'inertie de la section droite par rapport à un axe passant par le centre de gravité G de la section ne doit pas varier d'un facteur supérieur à 3/1 entre ses valeurs extrêmes.It is also preferable, when these elements are subjected to axial compression forces, that the buckling resistance is the most isotropic possible; the moment of inertia of the cross-section with respect to an axis passing through the center of gravity G of the section must not vary by a factor greater than 3/1 between its extreme values.

De ce point de vue, plus ce rapport sera voisin de 1, plus le profilé se comportera comme un tube cylindrique.From this point of view, the closer this ratio will be to 1, the more the profile will behave like a cylindrical tube.

En vue de l'allégement maximum de la structure, les profilés sont réalisés en alliage d'Al.For maximum relief of the structure, the profiles are made of Al alloy.

Cet alliage d'aluminium sera choisi de préférence parmi ceux qui présentent à la fois des caractéristiques mécaniques élevées, une bonne tenue intrinsèque à la corrosion et une bonne aptitude au filage, comme, par exemple, le 6005A ou le 6082, selon les désignations de l'Aluminus
Association. This aluminum alloy will preferably be chosen from those which have both high mechanical properties, a good intrinsic resistance to corrosion and good spinnability, such as, for example, 6005A or 6082, according to the designations of the Aluminus
Association.

En ce qui concerne les poutres et poteaux (de faible hauteur), les membrures ont une section droite unique et les traverses ont un (ou plusieurs) profilés homothétique(s) de celui des membrures.For beams and columns (low height), the ribs have a single cross section and the cross members have one (or more) homothetic profiles (s) of that of the frames.

En ce qui concerne les mâts ou pylônes de grande hauteur, les membrures peuvent être constituées de tronçons successifs de profilés de sections homothétiques, en allant du bas vers-le haut.For poles or high pylons, the ribs may consist of successive sections of sections of homothetic sections, from bottom to top.

Les traverses qui sont en général de plus petites sections que les membrures peuvent alors être utilisées comme constituant les membrures vers le haut de la structure. Chaque élément où les membrures sont de section constante constitue un module; celui-ci peut être fabriqué en usine, transporté et mis en place manuellement avec ou sans l'utilisatin de moyens classiques (mât/avancement ou rotation) ou à l'aide d'un hélicoptère; ce dernier moyen est en particulier utilisé dans les regions, d'accès difficile.The sleepers, which are generally smaller sections than the chords, can then be used as the chords to the top of the structure. Each element where the chords are of constant section constitutes a module; it can be manufactured in the factory, transported and set up manually with or without the use of conventional means (mast / forward or rotation) or with the aid of a helicopter; this last means is particularly used in the regions, of difficult access.

La liaison entre les membrures et les traverses s'effectue généralement a. l'aide de boulons ou rivets, ou par ccincement (clips) lerenfort de l'un et/ou l'autre des profilés ayant été éliminé à cet endroit par usinage préalable pour les liaisons extérieures ou intérieures.The connection between the frames and the sleepers generally takes place a. by means of bolts or rivets, or by clipping (clips) the comfort of one and / or the other of the profiles having been eliminated at this point by preliminary machining for the external or internal connections.

Les boulons peuvent être soit en alliage d'aluminium (par exemple en 7075), soit en acier galvanisé. Dans ce dernier cas, il est préférable d'utiliser des rondelles en alliage d'alumin-ium-magnésium comme le 5754. Dans le cas du rivetage, les rivets seront soit en aluminium, soit en alliage d'aluminium, soit en acier galvanisé.The bolts can be either aluminum alloy (for example 7075) or galvanized steel. In the latter case, it is preferable to use aluminum-magnesium alloy washers such as 5754. In the case of riveting, the rivets will be either aluminum, aluminum alloy or galvanized steel. .

Les traverses peuvent être disposées de façon classique en X, en V, en K, X multiples, etc... The sleepers can be arranged conventionally X, V, K, multiple X, etc ...

La liaison en bout des membrures peut être réalisée par recouvrement des profilés (à clin) et boulonnage ou rivetage, ou par coins (clips); elle peut aussi être réalisée bout à bout par éclissage, les éclisses étant réaIisées à l'aide de tôles ou feuillards, ou même de profilés de section droite homothétiques de celles des profilés à assembler.The end connection of the frames can be achieved by overlapping profiles (clapboard) and bolting or riveting, or wedges (clips); it can also be carried out end-to-end by splinting, the splices being made using sheets or strips, or even sectional profiles homothetic to those profiles to assemble.

En cas de variation d'épaisseur entre les 2 profilés à rabouter, on utilise une fourrure de compensation, d'épaisseur convenable.In case of variation of thickness between the 2 profiles to be joined, one uses a compensating fur, of suitable thickness.

Le boulonnage ou le rivetage et l'assemblage par coins (clips) sont effectués de la même façon que Ciçdessus
L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes la figure la, lb, lc représente de façon schématique la coupe trans
versale d'un profilé selon l'invention la figure 2 représente de façon schématique la coupe transversale
d'un profilé symétrique selon l'invention . la figure 3 représente un empilage pour le transport, en coupe trans
versale les figures 4a et 4b représentent respectivement en vue perspective
et en bout un mode d'assemblage extérieur des profilés selon l'inven
tion . les figures 5a et 5b représentent respectivement en vue perspective
et en bout un mode d'assemblage intérieur et extérieur des profilés
selon l'invention . la figure 6 une vue en coupe d'un assemblage bout à bout de 2 profilés
de même section selon l'invention . la figure 7 représente une vue en coupe d'un assemblage bout à bout
de 2 profilés de section différente selon l'invention.Bolting or riveting and joining by wedges (clips) are done in the same way as Ciçdessus
The invention will be better understood with the aid of the following figures. FIG. 1a, 1b, 1c schematically represents the trans section.
2 of a profile according to the invention FIG. 2 schematically represents the cross section
of a symmetrical profile according to the invention. FIG. 3 represents a stack for transport, in trans section
4a and 4b show respectively in perspective view
and finally an external assembly mode of the profiles according to the inven
tion. Figures 5a and 5b show respectively in perspective view
and at the end of an internal and external assembly mode of the profiles
according to the invention. FIG. 6 is a sectional view of an end-to-end assembly of two sections
of the same section according to the invention. FIG. 7 represents a sectional view of an end-to-end assembly
of 2 sections of different section according to the invention.

. la figure 8 représente une vue en coupe d'un assemblage à clin de
2 profilés A et B de meme section transversale.. FIG. 8 represents a sectional view of a clutch assembly of
2 profiles A and B of the same cross section.

. les figures 9a et 9b représentent les surfaces latérales développées
d'un pylône construit avec les profilés selon l'invention.. Figures 9a and 9b show the developed lateral surfaces
a pylon built with the profiles according to the invention.

Les figures 1 et 2 représentent la coupe transversale'de profilés selon l'invention en forme de V comportant deux branches 1,2, un talon 3 et deux renforts 4,5, les branches 1,2 faisant entre elles un angle
Comme déjà mentionné, il est préférable que les surfaces externes (4a, 5a) des renforts (4 et 5) soient dans un même plan perpendiculaire au plan bissecteur du dièdre.FIGS. 1 and 2 show the cross-section of profiles according to the invention in the form of a V having two branches 1,2, a heel 3 and two reinforcements 4,5, the branches 1,2 forming an angle between them;
As already mentioned, it is preferable that the outer surfaces (4a, 5a) of the reinforcements (4 and 5) are in the same plane perpendicular to the bisecting plane of the dihedron.

Les figures 4 a et 4b représentent la liaison d'un profilé A (par exemple une membrure) sur un profilé B (par exemple une traverse), par contact des surfaces externes des ailes du V, après avoir éliminé une partie des renforts 4 ou 5 sur une certaine longueur, au droit de cette liaison, sur chacun des profilés. La fixation elle-même est réalisée par boulons ou rivets (non représentés), par exemple en 6. FIGS. 4a and 4b show the connection of a profile A (for example a frame) on a section B (for example a cross member), by contact with the external surfaces of the wings of the V, after having removed part of the reinforcements 4 or 5 on a certain length, at the right of this connection, on each of the profiles. The fastener itself is made by bolts or rivets (not shown), for example 6.

Les figures 5a et 5b représentent, de façon analogue, la liaison d'un profilé A (par exemple une membrure) avec deux autres profilés B et
C - par exemple deux traverses - l'une à l'intérieur, l'autre à l'extérieur- du profilé A. Dans ce cas, le profilé intérieur C peut-être échancré en 7 de manière à rentrer dans le profilé A. Cette opération peut être effectuée par fraisage ou grugeage.FIGS. 5a and 5b show, in a similar way, the connection of a profile A (for example a frame) with two other profiles B and
C - for example two crosspieces - one inside, the other outside - of the profile A. In this case, the inner profile C can be indented at 7 so as to enter the section A. This operation can be performed by milling or notching.

La figure 6 représente une lai son en bout de deux profilés identiques à l'aide d'éclisses externes 8a, 8b et/ou internes 9a, 9b assemblées aux profilés par des boulons ou rivets 10 - non représentés
La figure 7 représente une liaison de deux profilés de sections différentes mais homothétiques, D et E par éclisses externes 8a, 8b et/ou internes 9a, 9b, assemblées aux profilés par des boulons ou rivets 10 (non représentés) avec interposition d'une fourrure 11, compensant la différence d'épaisseur des profilés, au niveau du plus mince des deux profilés D ou E.FIG. 6 represents a lai sound at the end of two identical sections using external 8a, 8b and / or internal struts 9a, 9b assembled to the sections by bolts or rivets 10 - not shown
FIG. 7 shows a connection of two sections of different but homothetic sections, D and E, by external plates 8a, 8b and / or internal 9a, 9b, joined to the sections by bolts or rivets 10 (not shown) with the interposition of a fur 11, compensating the difference in thickness of the profiles, at the thinnest of the two sections D or E.

La figure 8 représente une vue en coupe d'un assemblage à clin de 2 profilés de section identique A et B; les deux profilés portent l'un sur l'autre par la surface latérale interne des branches du V du profilé A et celle externe du profilé B. Ils sont liés par boulons 10 (ncn représentés}.Figure 8 shows a sectional view of a clasp assembly of 2 profiles of identical section A and B; the two sections are on top of each other by the internal lateral surface of the branches of the V of the profile A and the outer one of the section B. They are linked by bolts 10 (ncn shown).

Les figures 9a et 9b représentent, à titré d'exemple, sous forme développée, la surface latérale d'un pylône possédant respectivement des treillis en X et en V. Figures 9a and 9b show, by way of example, in developed form, the lateral surface of a pylon respectively having X and V lattices.

L'invention s'applique à toutes sortes de constructions métalliques en particulier aux poutres et planchers, mâts de- télecommunication, supports de luminaires ou de signalisation routière ou ferroviaires, pylônes pour lignes électriques, etc... The invention applies to all kinds of metal constructions, in particular beams and floors, telecommunication masts, luminaries or road or railway signaling supports, pylons for power lines, etc.

Claims (15)

REVENDICATlONSREVENDICATlONS 1. Profilé métallique caractérisé en ce que sa section droite a la1. Metal profile characterized in that its cross section has the forme d'un V, dont chacune des branches (1,2 > rectilignes de longueurs shape of a V, each of whose branches (1,2> rectilinear lengths (l',l" > et d'épaisseur constante (e', e") font entre elles un angle  (l ', l "> and of constant thickness (e', e") form an angle between them avec 500 < i < 900. with 500 <i <900. 2. Profilé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les longueurs2. Profile according to claim 1 characterized in that the lengths 1' et 1" vont de 5 à 50 fois l'une des épaisseurs e' ou e 3. Profilé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce 1 'and 1 "range from 5 to 50 times one of the thicknesses e' or e 3. Profile according to one of claims 1 or 2 characterized in that que, en section droite, la pointe de V comporte un talon (3) d'épais that, in cross-section, the tip of V has a heel (3) of thick seur E et de longueur L. E and length L. 4. Profilé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'épaisseur4. Profile according to claim 3 characterized in that the thickness E est comprisé entre 1 et 3 fois l'une des épaisseurs e' ou e 5. Profilé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce E is compressed between 1 and 3 times one of the thicknesses e 'or e 5. Profile according to one of claims 1 to 4 characterized in that que sa section droite présente deux renforts latéraux (4,5) d'épais its cross-section has two lateral reinforcements (4,5) thick seur E', E" et de longueur L' et L". E ', E "and of length L' and L". 6. Profilé selon la revendication 5 caractérisé en ce que les épaisseurs6. Profile according to claim 5 characterized in that the thicknesses E' et E" sont comprises entre 1 et 3 fois l'une des épaisseurs E 'and E "are between 1 and 3 times one of the thicknesses e' ou e" et en ce que les longueurs L' et L" peuvent aller jusqu'à e 'or e "and in that the lengths L' and L" can go up to 1G fois l'une des épaisseurs e' ou e". 1G times one of the thicknesses e 'or e ". 7. Profilé selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce7. Profile according to one of claims 5 or 6 characterized in that que les surfaces externes (4a, 5a) des renforts (4,5) sont dans the outer surfaces (4a, 5a) of the reinforcements (4,5) are in un même plan perpendiculaire au plan bissecteur du dièdres. the same plane perpendicular to the bisector plane of the dihedrons. 8. Profilé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce8. Profile according to one of claims 1 to 7 characterized in that que sa section droite est symétrique par rapport à la bissectrice that its cross-section is symmetrical with respect to the bisector de l'angleS .  from the angleS. 9. Profilé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce9. Profile according to one of claims 1 to 8 characterized in that que le moment d'inertie de la section droite par rapport à un axe that the moment of inertia of the cross-section with respect to an axis passant par son centre de gravité (G) ne varie pas plus que le passing through its center of gravity (G) does not vary more than the rapport de 3/1 entre ses valeurs extrêmes. ratio of 3/1 between its extreme values. 10.Profilé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce 10.Profile according to one of claims 1 to 9 characterized in that que 500 cd' < 850. than 500 cd '<850. ll.Profilé selon la revendication 10 caractérisé en ce que 55 < < 650. 11.Profile according to claim 10 characterized in that 55 <<650. 12.Profilé selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce12.Profile according to one of claims 1 to 11 characterized in that qu'il est en alliage d'aluminium. that it is made of aluminum alloy. 13.Structure portante prismatique à base polygonale caractérisé en13. Prismatic bearing structure with a polygonal base characterized in ce que les membrures longitudinales et=ou les treillis sont constitués what the longitudinal members and = or the lattices consist of de profilés selon l'une des revendications 1 à 12 de sections droites of profiles according to one of claims 1 to 12 of straight sections homothétiques. homothetic. 14.Structure portante en tronc de pyramide de base polygonale caracté14.Ground polygonal truncated trunk structure risé en ce que les membrures longitudinales et les treillis sont in that the longitudinal members and the trellises are constitués de profilés selon les revendications 1 à 12, de sections consisting of sections according to claims 1 to 12, sections droites homothétiques. homothetic straight lines. 15.Structure portante en tronc de pyramide à base polygonale, d'axe15.Ground structure truncated pyramid with polygonal base, axis sensiblement vertical, selon la revendication 14 caractérisée en substantially vertical, according to claim 14 characterized in ce que les membrures sont constituées par un nombre limité de profilés the members consist of a limited number of profiles de sections homothétiques, en allant de la base vers le sommet. homothetic sections, going from the base to the summit. 16.Assemblage de 2 profilés selon l'une des revendications 1 à 1216.Assembly of 2 sections according to one of claims 1 to 12 caractérisé en ce que l'un des renforts (4, 5) des profilés < A  characterized in that one of the reinforcements (4, 5) of the sections <A ou B] est éliminé au passage de l'autre profilé (B ou A > .  or B] is eliminated at the passage of the other section (B or A>. 17. Assemblage des profilés selon la revendication 16 caractérisé17. Assembly of the profiles according to claim 16, characterized en ce que les profilés portent l'un sur l'autre par la surface in that the profiles bear on each other by the surface latérale externe des branches (1,2) du V et en ce que la liaison external side of the branches (1,2) of the V and that the connection est assurée par boulons ou rivets (10).  is provided by bolts or rivets (10). 18.Assemblage bout à bout de 2 profilés selon l'une des revendications18.Assembly end to end of 2 sections according to one of the claims 1 à 12 caractérisé en ce que l'on utilise des éclisses (8a, 8b, 1 to 12, characterized in that ribs (8a, 8b, 9a, 9b) et éventuellement une fourrure (11), assemblées par boulons 9a, 9b) and possibly a fur (11), assembled by bolts ou rivets. or rivets. 19.Assemblage en bout à clin de 2 profilés selon l'une des revendications19.Flap end assembly of 2 sections according to one of the claims 1 à 12 caractérisé en ce que les profilés portent l'un sur l'autre 1 to 12 characterized in that the profiles are on top of each other par la face latérale interne des branches (1,2) du V d'un des profilés by the internal lateral face of the branches (1,2) of the V of one of the profiles et la surface latérale externe des branches du V (1,2) de l'autre and the outer lateral surface of the branches of the V (1,2) of the other profilé et en ce que la liaison est assurée par boulons ou rivets (10).  profile and that the connection is provided by bolts or rivets (10). 20 Utilisation des profilés selon l'une des revendications 1 à 12Use of the profiles according to one of Claims 1 to 12 pour la constitution de treillis en X, V, K, X multiple, etc....  for the constitution of lattices in X, V, K, multiple X, etc.
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