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WO2002022980A1 - Panneau de construction en bois autoportant - Google Patents

Panneau de construction en bois autoportant Download PDF

Info

Publication number
WO2002022980A1
WO2002022980A1 PCT/FR2001/002750 FR0102750W WO0222980A1 WO 2002022980 A1 WO2002022980 A1 WO 2002022980A1 FR 0102750 W FR0102750 W FR 0102750W WO 0222980 A1 WO0222980 A1 WO 0222980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
boards
panel
racks
panel according
board
Prior art date
Application number
PCT/FR2001/002750
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Luc Sandoz
Original Assignee
Sandoz Jean Luc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandoz Jean Luc filed Critical Sandoz Jean Luc
Priority to DE60121182T priority Critical patent/DE60121182T2/de
Priority to AU2001287808A priority patent/AU2001287808A1/en
Priority to JP2002527407A priority patent/JP2004509250A/ja
Priority to BR0113832-4A priority patent/BR0113832A/pt
Priority to EP01967426A priority patent/EP1317590B1/fr
Publication of WO2002022980A1 publication Critical patent/WO2002022980A1/fr

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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/12—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with wooden beams
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/12—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products of solid wood
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
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    • E04C3/42—Arched girders or portal frames of wood, e.g. units for rafter roofs
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    • E04C2/34—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts
    • E04C2/3405—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure composed of two or more spaced sheet-like parts spaced apart by profiled spacer sheets
    • E04C2002/3444—Corrugated sheets
    • E04C2002/345—Corrugated sheets with triangular corrugations

Definitions

  • the present invention relates to the field of construction, and more particularly that of buildings.
  • It relates more particularly to a new type of prefabricated panels or plates, usable as materials for roofing or cladding in facades, for example for industrial buildings.
  • FIG. A which illustrates the profile of such tanks, whatever the material used, the structural performance, or the lift, is a direct function of the height of this rib.
  • FIG. B which is a reproduction of an embodiment which it describes, relates to panels, which can be used more particularly for making a ceiling, but which can also serve as walls.
  • vertical and which consist of a succession of boards arranged in N. These boards are machined on the field to give a vertical support plate, and a horizontal support plate.
  • the joint is reinforced by different solutions, namely:
  • a comparable solution is the subject of the aforementioned European patent, the constituent elements of which are assembled by gluing.
  • the assembly is constituted by a flat surface panel, produced by planks or equivalent material, a panel which is reinforced to obtain more rigidity by a V-shaped structural box, produced by gluing under said flat panel.
  • This system makes it possible to obtain finished, self-supporting floor surfaces, with a visible structure in the lower volume alternating N and flat.
  • This type of building element is interesting in primary structure, for spans from 8 to 15 meters, and can serve as a secondary covering element, but is far too expensive in concept, especially for industrial buildings. .
  • boards made of V boards made of solid wood, recomposed wood, or slatted wood, of rectangular section may be used for boards assembled in a V, which may have a thickness of between 20 to 30 millimeters, the assembly being done by screwing with small diameter screws (3.5 to 4.5 millimeters).
  • the racks will be cut to present housings in softwood planks having a thickness of about 40 millimeters.
  • the rack can be obtained by cutting a solid board, but it can also be made in an MDF (Medium Density.Fiber) type panel or in micro-blade panel or in any other natural or synthetic material allowing the screwing of the boards.
  • MDF Medium Density.Fiber
  • the number of racks is calculated according to the loads to be taken up and the inertia of the panel, inertia given by its height (h) and the type of boards, and more particularly their section (thickness and width).
  • the two racks can be spaced a distance of between 3 and 8 meters, it being understood that with thin boards, that is to say those whose thickness is less than 27 millimeters, the number of racks will be greater while with thicker boards and it will be possible to obtain greater spacing.
  • the racks are preferably made of a denser material than the boards, so that the fixing screws of said boards cannot be torn off under the action of the suction of the roof by the wind.
  • the racks which support the boards therefore serve as ribs perpendicular to said boards, giving the panels performance in both longitudinal and transverse directions.
  • the rack allows fixing by screwing to the primary structure, either on a truss in roofing panel, or on a post in facade panel.
  • the number of board connection screws is calculated according to the shear forces of the panel, which must take up the horizontal forces due to the wind.
  • the rack which allows the transmission of the forces between the panel and the primary carrier system, and which therefore allows the panel to operate in plate mode. Consequently, the rack plays an essential distribution role to distribute the forces to the support structure and improves the performance of the overall construction.
  • Figure 1 is a general schematic perspective view of a panel produced according to the invention, Figure 1 being an enlarged view of the circled area of said figure;
  • Figures 2 and 3 illustrate two alternative embodiments of a panel according to the invention.
  • Figures 4 and 5 are schematic perspective views showing the implementation of such panels to achieve the cover and the facades of a construction
  • Figure 6 illustrates, in end view, a panel according to the invention, associated with a sealing insulation complex
  • Figure 7 is an end view of a panel according to the invention integrated into the front wall and;
  • Figure 8 is a panel according to the invention reinforced by concrete in the upper part in the compression zone.
  • FIG. 1 illustrates the general structure of a panel produced in accordance with the invention.
  • such a panel designated by the reference (1) consists of boards (2a, 2b), having a rectangular section, namely in the present case a thickness of 27 millimeters and a width of 200 millimeters.
  • These boards (2a, 2b) are mounted on two racks designated by the same reference (3), made of wood previously cut from softwood boards having a thickness of about 40 millimeters. These dimensions are indicative and allow a self-supporting panel to be produced for a snow load of 60 to 80 kg / m2 and for a free span in the length direction of 6 meters, the said racks being spaced from one another. '' a distance of the order of 3 to 8 meters.
  • the boards are rough sawn and dried at the final hygroscopy that they will have in the building. This preliminary drying is important since it makes it possible to avoid dimensional variations such as shrinkage, which would cause gaps of discontinuity to appear at the joints.
  • the boards are assembled together by means of screws designated by the same reference (4), of which only certain sounds represented in FIG. 1 and this, taking care, as is apparent from this FIG. 1 and from FIG. , to carry out the screwing so that the end (5) of the flat of the board (2b) bears against the field (6) of the next board.
  • a seal can be inserted at the level of the support zone.
  • the screw density (4) is calculated according to the shear stresses to be taken up.
  • the boards (2a, 2b) are screwed onto the ridges
  • racks (3) by means of screws (8).
  • These racks (3) which have a thickness of about 40 millimeters, are preferably made from a material that is denser than the boards (2a, 2b), for example made of hardwood, micro-blade or MDF material, so as to that the fixing screws (8) cannot be torn off under the action of the suction of the roof by the wind.
  • the boards (2a, 2b) form an angle of 90 ° between them, it could be envisaged to have a slightly lower or slightly greater angle which can vary between 80 ° and 100 ° depending the desired mechanical performance.
  • the rigidity or mechanical performance of the structure according to the invention is given by the height (h) of the assembly of boards (2a, 2b).
  • the performance of the panel increases by increasing the static height (h).
  • the 90 ° angle is more practical, especially for mounting the boards against each other.
  • the rack (3) allows the panel according to the invention to be screwed to the primary structure, either on a roof panel truss or on a facade panel post, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the number of board connecting screws is calculated according to the shear forces of the panel, which must take up the horizontal forces due to the wind.
  • the panel in its simplest embodiment therefore has only two structural elements, namely the thin board (2a, 2b) and the rack (3).
  • FIGS 4 and 5 which illustrate the implementation of this type of panel on a primary structure in the form of a wooden lattice making it possible to produce both the cover and the facade element, the panel then being mounted between the posts.
  • Such a panel can be used either as it is, or possibly receive a covering layer, of sheet metal type or other, with waterproofness.
  • a thickness of wood of several centimeters for the fixing of this cover.
  • Such a slat (9) can for example be positioned every 3 or 4 ridges, depending on the requirements and minimum distances for fixing the finishing layer to converture.
  • the panel according to the invention can remain untreated, that is to say with the ridges facing outwards. In this case, the eaves of the roof must be sufficiently extended to protect the boards from direct rainwater.
  • the panel can also be used as is.
  • the negative ridges are laid in the direction of the slope to allow water flows.
  • the various boards (2a, 2b) are sealed at the level of the lower (10) and upper (11) ridges, so that there is no leakage or crossing of water through the roofing complex (see Figure 3).
  • such a panel can therefore be used both on the roof and on the facade, as in the form of a slab.
  • the panel On the roof, the panel can be mounted between two trusses of supporting structures in the longitudinal direction (see Figures 4 and 5).
  • the two racks (3) of the ends of the panels (1) then lock against the trusses and stabilize them for horizontal forces. Possibly, the racks could land on the farms.
  • said panel can serve as a secondary structure, ceiling, and under-covering.
  • an OSB panel Oriented Strand Board
  • elastomer type or equivalent for example polyurethane resin
  • the panel according to the invention has very good acoustics and a wooden ceiling type aesthetic.
  • the quality of finish can be improved by planing the boards.
  • This panel can optionally be insulated so as to provide a complex with an effective thermal insulation performance against hot and cold.
  • a semi-rigid insulation panel is placed on the upper waves before receiving a waterproof cover.
  • the insulation could also be injected if the panel according to the invention is associated with a covering panel therefore forming a box.
  • the insulation is then an expansive synthetic foam or any other material such as cork, rock wool, glass wool or recycled paper.
  • the insulation can consist of wood chips mixed with sawdust.
  • the panel When placed in the direction of the slope, the panel is therefore carried by the racks (3), which rest on the trusses.
  • a sheet metal or elastomer type cover waterproofed as above, can be laid in an external finishing layer. But the panel can by itself act as a cover.
  • the wave bottoms are closed by seals (10) and the wave tops by a nose (11), for example made of plastic covering the screwed area (see FIG. 3).
  • the boards can be autoclaved with metallic salts of copper-chromium boron or copper-chromium arsenate type, for better durability of the wood.
  • a catch block can be used to compensate for a dimensional variation or a deviation from the last panel installed.
  • the panels according to the invention can be placed on the front, on the outside of the farm posts, with the rack (3) between the posts or on the posts. This panel can therefore stabilize the facade in the face of horizontal forces (wind). The number of screws is then dimensioned to take up the horizontal forces by shearing. As before, the panels can remain untreated and serve as walls, or be associated with insulating materials (20), as well as an internal or external panel (21) as illustrated in FIGS. 6 and 7.
  • Such panels can be installed both horizontally ( Figure 6) and vertically ( Figure 7).
  • the arrival of rainwater should be reduced by eaves protecting said panels.
  • they can be partially exposed to rain, on condition that the sealing cords are properly attached to the bottom of the ribs.
  • planks of translucent material such as plexiglass or cellular plastic allowing light to pass through and naturally illuminate the interior volume of the building.
  • the panel according to the invention can support significant loads if the boards are wider.
  • these boards are for example made from laminated-glued structures or micro-blades making it possible to reach very large dimensions, as shown in FIG. 2.
  • the load-bearing capacity of the panel allows it to be used as slabs for dwellings, industrial or commercial buildings, or even as a bridge deck.
  • a filling layer ( 31), based on sand, paper or other equivalent material, can be placed in the angle formed between the boards (2a-2b) below the concrete layer (30).
  • metal rods (32) can be added to work in shear and block the relative movement of the concrete relative to the wood.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un panneau de construction en bois autoportant, utilisable aussi bien pour réaliser des parois que des planchers, plafonds ou couvertures, comportant une succession de planches (2a, 2b), de section rectangulaire, assemblées entre elles en formant une structure en V, caractérisé en ce que: les planches (2a, 2b) sont montées sur deux crémaillères parallèles (3) et sont fixées par l'intermédiaire de vis (4) sur les crêtes desdites crémaillères qui constituent des éléments rigides perpendiculaires à l'axe des planches (2a, 2b); l'assemblage de deux planches (2a, 2b) consécutives se fait par vissage entre le champ (6) d'une planche (2a) contre la fin du plat (5) de la planche consécutive (2b); les deux crémaillères (3) perpendiculaires à l'axe des planches forment un gabarit permettant d'assurer leur positionnement, de préférence à 90° l'une par rapport à l'autre.

Description

PANNEAUDE CONSTRUCTIONENBOISAUTOPORTANT
Domaine technique
La présente invention a trait au domaine de la construction, et plus spécialement de celui des bâtiments.
Elle a trait plus particulièrement à un nouveau type de panneaux ou de plaques préfabriqués, utilisables comme matériaux de couvertures ou de vêtures en façades, par exemple pour des bâtiments industriels.
Techniques antérieures
Dans le domaine de la construction, il a été proposé depuis fort longtemps de réaliser des panneaux préfabriqués utilisables comme matériaux de couverture ou de revêtement de façades.
Parmi ces solutions, il a été proposé de réaliser, comme cela ressort de la figure A, une gamme de panneaux appelés "bacs" autoportants pouvant avoir des longueurs comprises entre 1 et 8 mètres et qui sont obtenus à partir de tôles minces profilées pour donner de la rigidité en augmentant la hauteur statique.
En ce reportant à cette figure A, qui illustre le profil de tels bacs, quel que soit le matériau utilisé, la performance structurale, ou la portance, est directement fonction de la hauteur de cette nervure. Dans cette forme de réalisation, il est possible d'avoir une portée de 6 mètres avec une feuille d'acier ayant une épaisseur de seulement quelques dixièmes de millimètres, mais avec une nervure ou un profil dont la hauteur (H) est de 7 centimètres.
De tels bacs en métal profilé se sont largement développés, mais présentent cependant des inconvénients.
Tout d'abord, leur prix est relativement élevé à cause des peintures nécessaires pour les protéger. Leur résistance au feu est également très faible et ils ne peuvent pas servir comme éléments de stabilisation de bâtiments. De plus, ce type de panneaux génère une très mauvaise acoustique, aussi bien aérienne (échos), que solidienne (tapotement de la pluie), ainsi qu'une mauvaise isolation thermique au chaud et au froid. Il a également été proposé de réaliser des panneaux en bois permettant de résoudre ces problèmes d'acoustique et d'isolation thermique.
Parmi les solutions les plus anciennes, on peut citer celles faisant l'objet du brevet français FR-A-648 575, et plus récemment, dans le brevet européen EP-A- 0 203 868.
D'une manière générale, le premier de ces documents, dont la figure B annexée est une reproduction d'une forme de réalisation qu'il décrit, concerne des panneaux, utilisables plus particulièrement pour réaliser un plafond, mais qui peuvent également servir de parois verticales, et qui sont constitués d'une succession de planches disposées en N. Ces planches sont usinées sur le champ pour donner un plat d'appui vertical, et un plat d'appui horizontal. Afin qu'un tel système fonctionne en élément de poutre, la jointure est renforcée par différentes solutions, à savoir :
• soit par un fer plat sur toute la longueur ;
• soit par une pièce de bois en forme de traverse triangulaire sur toute la longueur ; • soit par des pièces en bois à dents alternées formant un créneau longitudinal et offrant des surfaces de clouage sur les planches en V, les dents bloquant les efforts de cisaillement.
Ces éléments de liaison sont continus et par suite, une telle solution présente un coût élevé. De plus, l'usinage du champ des planches n'est pas envisageable dans le cas de planches de faible épaisseur, par exemple comprises entre 20 et 30 millimètres, un tel usinage pouvant fragiliser lesdites planches, voire même les casser.
Une solution comparable fait l'objet du brevet européen précité, dont les éléments constitutifs sont assemblés par collage. Selon ce document, l'ensemble est constitué par un panneau de surface plan, réalisé par des planches ou matériau équivalent, panneau qui est renforcé pour obtenir plus de rigidité par un caisson structurel de forme en V, réalisé par collage sous ledit panneau plan. Ce système permet d'obtenir des surfaces de planchers finis, autoportants, avec une structure visible dans le volume inférieur alternant des N et des plats. Ce type d'élément de construction est intéressant en structure primaire, pour des portées de 8 à 15 mètres, et peut servir d'élément secondaire de couverture, mais est d'un coût beaucoup trop élevé dans son concept, spécialement pour des bâtiments industriels.
Description sommaire de PInvention
On a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type de panneaux de construction en bois autoportant, utilisable aussi bien pour réaliser des parois que des planchers, plafonds ou couvertures, et qui comportent, d'une manière similaire aux enseignements du brevet français FR 648 575 une succession de planches de section rectangulaire assemblées entre elles en formant une structure en N, ledit panneau se caractérisant en ce que : « les planches sont montées sur deux crémaillères parallèles et sont fixées par l'intermédiaire de vis sur les crêtes desdites crémaillères qui constituent des éléments rigides perpendiculaires à l'axe des planches ; • l'assemblage de deux planches consécutives se fait par vissage entre le champ d'une planche contre la fin du plat da la planche consécutive ; « les deux crémaillères perpendiculaires à l'axe des planches forment un gabarit permettant d'assurer leur positionnement de préférence à 90° l'une par rapport à la suivante.
Il pourrait être envisagé cependant d'associer les planches en faisant varier cet angle entre 80° et 100° suivant les performances mécaniques souhaitées. Ainsi, avec la même dimension de planches, un angle plus faible augmente la performance par augmentation de la hauteur statique du panneau, un angle plus grand la réduit, mais économise la matière.
Comme planches entrant dans la réalisation d'un panneau conforme à l'invention, on utilisera pour les planches assemblées en V des planches réalisées en bois massif, bois recomposé, ou bois lamelle, de section rectangulaire pouvant avoir une épaisseur comprise entre 20 à 30 millimètres, l'assemblage se faisant par vissage avec des vis de faible diamètre (3,5 à 4,5 millimètres).
Les crémaillères seront quant à elles découpées pour présenter des logements dans des planches de résineux ayant une épaisseur de l'ordre de 40 millimètres. La crémaillère peut être obtenue en découpant une planche massive, mais elle peut également être réalisée dans un panneau de type MDF (Médium Density.Fiber) ou en panneau micro-lames ou encore dans tout autre matériau naturel ou synthétique permettant le vissage des planches. Le nombre de crémaillères est calculé en fonction des charges à reprendre et de l'inertie du panneau, inertie donnée par sa hauteur (h) et le type de planches, et plus particulièrement de leur section (épaisseur et largeur).
Pour le cas le plus général, les deux crémaillères peuvent être espacées d'une distance comprise entre 3 et 8 mètres, étant entendu qu'avec des planches fines, c'est-à-dire dont l'épaisseur est inférieure à 27 millimètres, le nombre de crémaillères sera plus important alors qu'avec des planches plus épaisses et il sera possible d'obtenir un espacement plus important.
Par ailleurs, les crémaillères sont de préférence réalisées dans un matériau plus dense que les planches, de manière à ce que les vis de fixation desdites planches ne puissent pas s'arracher sous l'action de la succion de la toiture par le vent.
Les crémaillères qui supportent les planches servent donc de nervures perpendiculaires auxdites planches, donnant aux panneaux une performance dans les deux directions, longitudinale et transversale. La crémaillère permet la fixation par vissage à la structure primaire, soit sur une ferme en panneau de toiture, soit sur un poteau en panneau de façade. Le nombre de vis de liaisons des planches est calculé en fonction des efforts de cisaillement du panneau, qui doit reprendre les efforts horizontaux dus au vent.
En conséquence, le panneau conforme à l'invention n'a donc plus que deux éléments structurels, à savoir, les planches fines assemblées en N et la crémaillère. C'est l'épaisseur du panneau (h = hauteur statique du panneau) qui donne sa performance mécanique.
C'est la crémaillère qui permet la transmission des efforts entre le panneau et le système porteur primaire, et qui permet donc le fonctionnement en mode plaque du panneau. En conséquence, la crémaillère joue un rôle essentiel de distribution pour répartir les efforts à la structure porteuse et améliore les performances de la construction globale.
Description sommaire des dessins
L'invention et les avantages qu'elle comporte seront mieux compris grâce à la description qui suit, illustrée par les schémas annexés, dans lesquels :
• les figures A et B illustrent, comme indiqué précédemment, l'état de la technique antérieure.
• la figure 1 est une vue générale schématique en perspective d'un panneau réalisé conformément à l'invention, la figure 1 étant une vue agrandie de la zone cerclée de ladite figure ;
• les figures 2 et 3 illustrent deux variantes de réalisation d'un panneau conforme à l'inventio .
• les figures 4 et 5 sont des vues en perspective schématique montrant la mise en oeuvre de tels panneaux pour réaliser la couverture et les façades d'une construction ;
• la figure 6 illustre, vue en bout, un panneau conforme à l'invention, associé à un complexe d'isolation d'étanchéité ;
• la figure 7 est une vue en bout d'un panneau conforme à l'invention intégré en mur de façade et ;
• la figure 8 est un panneau conforme à l'invention renforcé par du béton en partie supérieure dans la zone de compression.
Manière de réaliser l'invention
La figure 1 illustre la structure générale d'un panneau réalisé conformément à l'invention.
D'une manière générale, un tel panneau désigné par la référence (1) se compose de planches (2a,2b), ayant une section rectangulaire, à savoir dans le cas présent une épaisseur de 27 millimètres et une largeur de 200 millimètres.
Ces planches (2a,2b) sont montées sur deux crémaillères désignées par la même référence (3), en bois préalablement découpées dans des planches de résineux ayant une épaisseur d'environ 40 millimètres. Ces dimensions sont indicatives et permettent de réaliser un panneau autoportant pour une charge de neige de 60 à 80 kg/m2 et pour une portée libre dans le sens de la longueur de 6 mètres, lesdites crémaillères étant espacées l'une de l'autre d'une distance de l'ordre de 3 à 8 mètres.
Les planches sont brutes de sciage et séchées à l'hygroscopie finale qu'elles auront dans le bâtiment. Ce séchage préalable est important puisqu'il permet d'éviter les variations dimensionnelles telles que le retrait, qui feraient apparaître des fentes de discontinuité au niveau des joints.
Les planches sont assemblées entre elles par l'intermédiaire de vis désignées par la même référence (4), dont seulement certaines sons représentées à la figure 1 et ce, en prenant soin, ainsi que cela ressort de cette figure 1 et de la figure la, de réaliser le vissage de telle sorte que l'extrémité (5) du plat de la planche (2b) s'appuie contre le champ (6) de la planche suivante. Eventuellement, un joint peut être intercalé au niveau de la zone d'appui. La densité de vis (4) est calculée en fonction des contraintes de cisaillement à reprendre.
Conformément à l'invention, les planches (2a,2b) sont vissées sur les crêtes
(7) des crémaillères (3) par l'intermédiaire de vis (8). Ces crémaillères (3), qui ont une épaisseur d'environ 40 millimètres, sont réalisées de préférence dans un matériau plus dense que les planches (2a,2b), par exemple en bois dur, micro-lame ou matériau MDF, de façon à ce que les vis de fixation (8) ne puissent pas s'arracher sous l'action de la succion de la toiture par le vent.
Si dans l'exemple illustré à la figure 1, les planches (2a,2b) forment un angle de 90° entre elles, il pourrait être envisagé d'avoir un angle légèrement inférieur ou légèrement supérieur pouvant varier entre 80° et 100° suivant les performances mécaniques souhaitées.
La rigidité ou performance mécanique de la structure conforme à l'invention est donnée par la hauteur (h) de l'assemblage de planches (2a,2b). En prenant des planches plus larges ou en ayant un angle plus faible, inférieur à 90°, la performance du panneau augmente en augmentant la hauteur statique (h). Cependant, l'angle de 90° est plus pratique, notamment pour réaliser le montage des planches les unes contre les autres.
La crémaillère (3) permet la fixation par vissage du panneau selon l'invention à la structure primaire, soit sur une ferme en panneau de toiture, soit sur un poteau en panneau de façade, comme cela ressort des figures 4 et 5.
Le nombre de vis de liaison des planches est calculé en fonction des efforts de cisaillement du panneau, qui doit reprendre les efforts horizontaux dus au vent.
Le panneau, dans sa forme de réalisation la plus simple n'a donc que deux éléments structurels, à savoir la planche fine (2a,2b) et la crémaillère (3).
C'est la crémaillère (3) qui permet la transmission et la répartition des efforts entre le panneau et le système porteur primaire et permet donc le fonctionnement en mode plaque dudit panneau étant donné qu'il n'y a aucun point de concentration des contraintes.
Les figures 4 et 5, qui illustrent la mise en oeuvre de ce type de panneau sur une structure primaire en forme de treillis en bois permettant de réaliser aussi bien la couverture que l'élément de façade, le panneau étant alors monté entre les poteaux.
Un tel panneau peut être utilisé soit tel quel, soit éventuellement recevoir une couche de couverture, de type tôle ou autre, avec étancheité. Dans un tel cas, il est nécessaire d'avoir une épaisseur de bois de plusieurs centimètres pour la fixation de cette couverture. Dans ce cas, pour augmenter l'épaisseur de matière d'emprise, on associe au panneau, comme cela ressort de la figure 1, une latte carrée (9), qui se loge sous la crête du panneau et qui permet de "tire-fonner" des vis de grande longueur pouvant atteindre 8 à 10 centimètres.
Une telle latte (9) peut par exemple être positionnée toutes les 3 ou 4 crêtes, en fonction des exigences et des distances minimales de fixation de la couche de finition en converture. En élément de façade, le panneau conforme à l'invention peut rester brut, c'est-à-dire avec les crêtes tournées vers l'extérieur. Dans ce cas, l'avant toit de la toiture doit être suffisamment prolongé pour protéger les planches de l'eau de pluie directe.
En toiture, le panneau peut également être utilisé tel que. Dans ce cas, les crêtes négatives sont posées dans le sens de la pente pour permettre les écoulements d'eau. Dans ce cas d'application, les différentes planches (2a,2b) sont étanchées au niveau des crêtes inférieures (10) et supérieures (11), de façon à ce qu'il n'y ait pas de fuite ou de traversée d'eau à travers le complexe de toiture (voir figure 3).
D'une manière générale, un tel panneau peut donc être aussi bien utilisé en toiture qu'en façade, que sous la forme de dalle.
Utilisation en toiture
En toiture, le panneau peut se monter entre deux fermes de structures porteuses dans le sens longitudinal (voir figures 4 et 5). Les deux crémaillères (3) des extrémités des panneaux (1) se bloquent alors contre les fermes et stabilisent celles-ci pour les efforts horizontaux. Eventuellement, les crémaillères pourraient se poser sur les fermes.
Dans tous les cas, elles transmettent et répartissent les charges sans point de concentration.
Dans le cas de sa mise en oeuvre en toiture, ledit panneau peut servir de structure secondaire, de plafond, et de sous-couverture. En couverture, un panneau OSB (Oriented Strand Board) de 8 à 13 millimètres peut être posé pour recevoir une couverture étanche, type élastomère ou équivalent, par exemple résine polyuréthane.
Dans cette conception en panneaux de toiture, le panneau selon l'invention a une très bonne acoustique et une esthétique de type plafond bois. La qualité de finition peut être améliorée en rabotant les planches. Ce panneau peut éventuellement être isolé de façon à fournir un complexe avec une performance d'isolation thermique efficace contre le chaud et contre le froid. Dans ce cas, un panneau d'isolant semi-rigide est posé sur les ondes supérieures avant de recevoir une couverture étanche. Eventuellement, l'isolant pourrait également être injecté si le panneau conforme à l'invention est associé à un panneau de recouvrement formant donc un caisson. L'isolant est alors une mousse synthétique expansive ou tout autre matériau tel que liège, laine de roche, laine de verre ou de papier recyclé. Eventuellement, l'isolant peut être constitué de copeaux de bois mélangés à de la sciure.
Lorsqu'il est posé dans le sens de la pente, le panneau est donc porté par les crémaillères (3), qui s'appuient sur les fermes. Une couverture en tôle ou de type élastomère étanchée comme précédemment, peut être posée en couche de finition externe. Mais le panneau peut par lui-même faire office de couverture. Pour cela, les fonds d'ondes sont fermés par des joints d'étanchéité (10) et les sommets d'ondes par un nez (11) par exemple en plastique recouvrant la zone vissée (voir figure 3).
Lorsque les panneaux sont utilisés tels que, les planches peuvent être autoclavees aux sels métalliques de type cuivre-chrome bore ou cuivre-chrome arsenate, pour une meilleure durabilité du bois.
Les joints entre deux panneaux, posés longitudinalement ou dans le sens de la pente, sont réalisés par vissage de la dernière planche au niveau supérieur, comme cela ressort de la figure 1.
Dans certains cas, une cale de rattrapage peut être utilisée pour compenser une variation dimensionnelles ou un écart par rapport au dernier panneau posé.
Utilisation en façade
Les panneaux conformes à l'invention peuvent être posés en façade, sur l'extérieur des poteaux de ferme, avec la crémaillère (3) entre les poteaux ou sur les poteaux. Ce panneau peut donc assurer la stabilisation de la façade face aux efforts horizontaux (vent). Le nombre de vis est alors dimensionné pour reprendre les efforts horizontaux par cisaillement. Comme précédemment, les panneaux peuvent rester bruts et servir de murs, ou être associés à des matériaux isolants (20), ainsi qu'à un panneau interne ou externe (21) tel qu'illustré aux figures 6 et 7.
De tels panneaux peuvent être posés aussi bien horizontalement (figure 6) que verticalement (figure 7). Dans le premier cas, il convient de réduire l'arrivée de l'eau de pluie par des avant-toits protégeant lesdits panneaux. Dans le second cas, ils peuvent être exposés partiellement à la pluie, à la condition de bien rapporter des cordons d'étanchéité au fond des nervures.
Par ailleurs, pour améliorer l'architecture des panneaux, certains peuvent intégrer des planches en matériau translucide type plexiglas ou plastique alvéolé permettant ainsi de laisser passer la lumière et d'éclairer naturellement le volume intérieur du bâtiment.
Avec des panneaux posés horizontalement, on obtiendra alors des lignes de lumière horizontales, et avec des panneaux posés verticalement, des lignes de lumière verticales.
On peut également jouer avec un mélange de panneaux verticaux et horizontaux pour accentuer l'effet des façades.
Utilisation en tant que dalle
Le panneau conforme à l'invention peut supporter des charges importantes si les planches sont plus larges. Dans ce cas, ces planches sont par exemple réalisées à partir de structures lamellées-collées ou de micro-lames permettant d'atteindre des dimensions très importantes, tel que cela est représenté à la figure 2.
La capacité portante du panneau permet de l'utiliser comme dalles d'habitation, de bâtiments industriels ou commerciaux, voire même comme tablier de pont.
Il est possible de renforcer l'efficacité du panneau conforme à l'invention en l'associant à une couche de béton (30) dans la zone de compression tel que cela est illustré à la figure 8. De plus, une couche de remplissage (31), à base de sable, papier ou autre matière équivalente, peut être disposée dans l'angle formé entre les planches (2a-2b) en dessous de la couche de béton (30).
Pour améliorer l'efficacité des deux matériaux liés entre eux et composant sa section finale, des tiges métalliques (32) peuvent être ajoutées pour travailler en cisaillement et bloquer le déplacement relatif du béton par rapport au bois.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui précèdent, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Panneau de construction en bois autoportant, utilisable aussi bien pour réaliser des parois que des planchers, plafonds ou couvertures, comportant une succession de planches (2a, 2b), de section rectangulaire, assemblées entre elles en formant une structure en V, caractérisé en ce que :
• les planches (2a, 2b) sont montées sur deux crémaillères parallèles (3) et sont fixées par l'intermédiaire de vis (4) sur les crêtes desdites crémaillères qui constituent des éléments rigides perpendiculaires à l'axe des planches
(2a, 2b) ;
• l'assemblage de deux planches (2a, 2b) consécutives se fait par vissage entre le champ (6) d'une planche (2a) contre la fin du plat (5) de la planche consécutive (2b) ; « les deux crémaillères (3) perpendiculaires à l'axe des planches forment un gabarit permettant d'assurer leur positionnement, de préférence à 90° l'une par rapport à l'autre.
2/ Panneau de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les planches sont réalisées en bois massif, bois recomposé, lamellé-collé.
3/ Panneau de construction selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que certaines des planches qui le composent sont en matériau translucide, type plexiglas ou plastique alvéolé.
4/ Panneau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les planches (2a, 2b) forment entre elles un angle compris entre 80 et 100°.
51 Panneau de construction selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est associé à une couche d'isolation (20) ou à un panneau externe ou interne (21). 6/ Panneau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est associé à une couche de béton (30) disposée dans la zone de compression, une couche de remplissage (31) à base de sable, papier ou autre matière équivalente étant disposée dans l'angle formé entre les planches (2a,2b) en dessous de la couche de béton (30).
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