Facade structure of the curtain wall type with tensioned cables or cords

European Patent EP0387127

Abstract of EP0387127
Intermediate structure between the shell structure of the building and its facade, consisting of cables or cords (1) stretched vertically after adjustment of their perpendicularity and comprising, at each bearing level of the facade elements, turnbuckles (2) constituting their laying reference and support. In order to permit the vertical adjustment of the elements of the facade, each turnbuckle (2) comprises a threaded lower portion provided with a nut (4) forming a jack beneath a sliding coupling sleeve (3). The horizontal loads, applied to the elements of the facade which are fixed to the sliding coupling sleeves (3), are transmitted to the shell structure or to intermediate brackets (12) by rods (10, 13), of which one of the ends is freely displaced in the vertical direction so as to eliminate the drawbacks of adjustment and the stresses due to the dead weight and to the expansion of the facade elements and to the sag of the floors.

Meunier, Thierry (142, avenue Henry Chéron, Caen, F-14000, FR)

EP19900400523

09/30/1992

02/26/1990

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Meunier, Thierry (142, avenue Henry Chéron, Caen, F-14000, FR)

(IPC1-7): E04F13/08; E04B2/96

CH494325A
DE1784352A
DE2547263A
DE2919706A
DE1048689B
DE1271363B
DE1277541B
FR2317435A
3734550				BUILDING CONSTRUCTION ASSEMBLY
3950906				Flexible curtain wall

1. null1/ An intermediate structure between the fabric (A) of a building and its façade made up of a plurality of elements (B, C), the intermediate structure comprising preferably metal cables or wires (1) tensioned vertically in front of the fabric (A); means for fixing each end of each cable to the fabric enabling the position of each of the cables to be adjusted relative to reference planes of the façade, and means surrounding the said cables or wires from place to place for connection means for connecting them to the fabric, the intermediate structure being characterized in that said connection means comprise first sleeves (2) of tubular shape surrounding said cables or wires (1) and secured thereto, e.g. by crimping, and second sleeves (3) slidable thereover and bearing adjustably thereagainst, the second sleeves being concentric about the first sleeves and including both connection means for connection to the fabric (10, 11, and 12 to 14) and support means (7, 8) for supporting the façade elements (B, C)2/ A structure according to claim 1, characterized in that the bottom portions of the first sleeves (2) are threaded and receive respective nuts (4) serving as supports for the second sleeves (3) with displacement of the nuts on the first sleeves (2) causing the second sleeves (3) to slide thereover3/ A structure according to claim 2, characterized in that each nut (4) acts on the bottom face of a second sleeve (3) either directly or else via a preferably resilient washer (5) interposed between the nut (4) and the bottom face of the second sleeve (3)4/ A structure according to claims 1, 2, 3, characterized in that each second sleeve ( 3 ) has at least one wing ( 6 ) extending laterally relative to the cable or wire (1) on which the connection means (10, 11, and 12 to 14) and the support means (7, 8) are mounted5/ A structure according to claim 4, characterized in that each second sleeve (3) has two lateral wings (6) situated laterally on either side of the cable or wire (1), each wing (6) including the connection means (10, 11, and 12 to 14) and the support means (7, 8) in superposed manner and pointing in opposite directions6/ A structure according to claim 4 or 5, characterized in that the second sleeve (3) or each of its wings (6) includes one or more vertical grooves that are T-shaped or the like receiving a sliding part of complementary shape that is secured directly or indirectly to the connection means (10, 11, and 12 to 14) for connecting to the fabric (A)7/ A structure according to claims 1 to 6, characterized in that the connection means (13, 14) are connected to the fabric (A) via a post (12) secured to the fabric (A), e.g. between two floor slabs, and disposed facing each cable or wire (1)8/ A structure according to claims 1 to 7, characterized in that the connection means include at least one threaded rod or bolt (13) directed substantially perpendicularly to the cable or wire (1) and to the plane of the façade elements (B, C), and fixed on a slider (14) which is vertically displaceable relative to the post (12)9/ A structure according to claim 7 or 8, characterized in that cable paths (15) secured to the façade elements (C) are disposed in the gap (G) that is determined by the length of the connection rods or bolts (13) between the façade (B, C) and the posts (12)10/ A structure according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the post (12) is a metal section bar that is open in one or both of two lateral faces which are closable by means of cover plates (16), within which conductors from the cable paths (15) are directed towards and feed connectors (1) installed in holes formed in the outside flange of the section bar11/ A structure according to any one of claims 1 to 7, characterized in that vertically displaceable sliders (17) are disposed on the outside face of the posts (12) and are fixed thereto after being adjusted in height via respective pins (18) or screws, and also support pipework housed in the gap (G).

La présente invention concerne une structure à câbles ou fils, métalliques ou autres, tendus, destinée à supporter des panneaux de façade.

Parmi les différents principes de construction des murs-rideaux, le principe faisant appel à des panneaux entièrement finis en usine avant d'être, sur le site, juxtaposés et raccordés entre eux par des joints étanches pour constituer une façade continue, est de plus en plus largement choisi par les donneurs d'ordres.
Selon cette technique, chaque panneau comporte une structure capable de résister aux charges extérieures appliquées sur la façade et de reporter ces charges sur le gros-oeuvre.
Le plus généralement (voir DE-B 1271363) cette structure est constituée par des montants d'une portée sensiblement égale à la hauteur de l'étage concerné. Ces montants sont, soit solidaires soit partie intégrante de panneaux de conception diverse selon leur fonction: chassis éclairants ouvrants ou fixes, panneaux d'allèges ou trumeaux....etc. L'interface entre ces montants et le gros-oeuvre est assuré par des pièces d'attache ponctuelles. Celles-ci sont fixées sur le gros-oeuvre et réglées par des moyens divers; cales, vérins...etc, afin de compenser les tolérances de construction de celui-ci pour assurer une bonne géométrie de la façade. Ces opérations sont généralement menées à bonne fin avant la mise en oeuvre des panneaux proprement dits. Elles supposent, au droit de chacune des fixations, le report de la trame, de l'altitude et de l'aplomb de référence de la façade. Le report de la trame et de l'aplomb de référence est couramment effectué par des fils verticaux tendus à partir d'un niveau supérieur de l'ouvrage où ils ont été préalablement implantés.

Dans le cas où le gros-oeuvre comporte des poutres ou voiles sur la hauteur totale ou partielle de l'allège, les encombrements ajoutés de cette poutre, des pièces d'attache, de l'espace nécéssaire à leur réglage et du panneau de façade proprement dit, forment un ensemble dont l'épaisseur est préjudiciable à l'économie du projet (rapport entre la surface hors-oeuvre du bâtiment et la surface intérieure utile de ses planchers), et peut être contestée du point de vue architectural. Par ailleurs la structure du panneau est alors pléthorique, la portée libre étant réduite à la hauteur de la baie, et les panneaux élémentaires alors le plus souvent suffisants pour résister aux charges extérieures. On connait aussi d'après le DE-A 2919708 une structure intermédiaire comprenant toutes les caractéristiques du préambule de la revendication 1. Cette structure est destinée à supporter des carreaux en céramique, en ardoise ou en amiante-ciment disposés sur la façade d'une maison à un étage, les fils étant tendus entre le toit et le plancher de la maison. Une telle structure intermèdiaire est destinée à supporter des efforts faibles et ne permet pas un ajustement précis et fiable des plaques de revêtement dans le sens vertical, ajustement indispensables pour les ouvrages à plusieurs niveaux.

Le but de la présente invention est de réduire l'encombrement et le temps consacré à la mise en oeuvre du mur-rideau, et plus particulièrement au réglage dans les plans horizontaux et verticaux de ses liaisons avec le gros-oeuvre, afin d'améliorer l'économie et le délai de la construction. Ce but est atteint par la solidarisation au câble (par sertissage par exemple) de manchons tubulaires sur chacun desquels coulisse et s'appuie un second manchon concentrique. Le premier manchon comporte les moyens de support et de réréglage altimétrique du second manchon. Le second manchon comporte les moyens de support et fixation des éléments de la façade. Chaque élément de la façade se trouve ainsi auto-réglé, dans les deux directions du plan horizontal par réfé au câble tendu initialement réglé au seul niveau de ses deux ancrages au gros-oeuvre, et dans le plan vertical par référence au réglage altimétrique du manchon coulissant. A cet effet, conformément à une première disposition de l'invention, une structure faite de câbles ou fils métalliques ou autres, tendus verticalement sur la hauteur, totale ou partielle, du bâtiment à l'extérieur du gros-oeuvre et au droit de chacune des trames de la façade sera caractérisée par le fait qu'elle constituera à la fois le moyen de situer précisément chacune des fixations des panneaux ou chassis constituant ladite façade et le moyen de supporter lesdits panneaux ou chassis et d'en régler l'altitude. Pour ce faire, selon une autre disposition de l'invention, chacun des câbles constituant la structure ci-dessus définie sera, préalablement à sa mise en oeuvre, muni de manchons situés au droit de chaque fixation de panneau ou chassis et fixés par sertissage ou tout autre moyen, de telle sorte qu'ils puissent supporter la charge verticale induite par le poids propre des panneaux et (ou) chassis sollicitant la fixation.
Selon encore une autre disposition de l'invention, une pièce de fixation des panneaux ou chassis sera constituée par un second manchon, coulissant sur le manchon fixe cité ci-dessus et réglé et maintenu à une altitude déterminée par un écrou agissant comme un vérin, situé en dessous d'elle sur une partie filetée du manchon fixe. Une rondelle en polycloroprène ou autre matériau semblable pourra utilement être interposée entre l'écrou et le manchon coulissant pour former un appui élastique.
Le manchon coulissant sera muni d'appendices latéraux de forme appropriée au supportage et à la fixation des chassis. Ces appendices auront une face de référence alignée dans le plan des panneaux ou chassis dans le cas d'une façade plane, mais pourront aussi être dissymétriques et former un angle dont le centre sera dans l'axe de la trame lorsqu'il s'agira de réaliser une façade brisée ou courbe, concave ou convexe.
Ces appendices ou le manchon lui-même comporteront selon une autre disposition de l'invention, une ou plusieurs gorges verticales dans lesquelles pourront librement coulisser la tête d'une vis ou de toute autre pièce de forme et résistance appropriées pour assurer la stabilité de la fixation dans le plan horizontal et reporter sur le gros-oeuvre les charges dues au vent sollicitant la façade. Les différents réglages étant acquis avant l'intervention de cette vis ou pièce, sa solidarisation au gros-oeuvre pourra être faite par exemple, par l'intermédiaire d'une cornière comportant des trous oblongs qui permettront son positionnement en regard des chevilles ou rails d'ancrage réservés à cet effet. Des rondelles en polycloroprène ou autre matériau semblable pourront utilement être interposées entre la vis et la cornière pour contribuer, comme l'appui élastique sous les charges verticales, à la réduction des transmissions acoustiques par la façade.
La suppression ou la neutralisation de l'écrou formant vérin sur le manchon fixe permettra de créer là où il convient la fixation agissant exclusivement sous les charges horizontales et permettant par exemple la libre dilatation des panneaux ou chassis.
L'ensemble du dispositif s'inscrira utilement entre deux panneaux ou chassis adjacents pour ne pas ajouter à l'épaisseur ceux-ci.
Les câbles ou fils seront tendus entre des consoles ponctuelles ou des encorbellements continus situés en haut et en bas de la façade. Dans le cas ou la longueur des câbles résultant de la hauteur de la façade conduirait à des contraintes éxagérées, une ou des consoles intermédiaires pourront être établies sans mettre en cause le principe de l'invention. Ces consoles ou encorbellements, dimensionnés en fonction des charges induites par la tension des câbles et le poids propre des panneaux ou chassis de façade comporteront les moyens de réglage de la position du câble dans le plan horizontal. L'un des embouts du câble sera muni d'un tendeur à lanterne ou de tout autre dispositif propre à permettre sa mise en tension.

Ainsi parvient-on, d'une part, à réduire l'épaisseur de la façade et, d'autre part, par la suppression de l'implantation et du réglage de toutes les pièces d'attache intermédiaires et la réduction du nombre des ancrages au gros-oeuvre, à en réduire le coût de mise en oeuvre.
Parmi les autres avantages de l'invention, il faut citer l'indépendance relative des dispositifs assurant respectivement,la transmission au gros-oeuvre, des charges verticales de la façade, et des charges horizontales dues au vent qui lui sont appliquées, qui réduit considérablement les contraintes dans les différents constituants dues aux déplacements et déformations du gros-oeuvre. Il en va de même de la flexibilité du câble ou fil tendu qui permet un déplacement relatif entre deux niveaux de fixation dans le plan de la façade, particulièrement favorable à la bonne tenue de l'ouvrage sous les effets sismiques.
Cette disposition caractéristique de l'invention, offre des avantages supplémentaires lorsqu'elle s'applique à des façades associées à un gros-oeuvre du type dalles de plancher sur poteaux ou murs de refend, c'est à dire à un gros-oeuvre ne comportant pas, de manière générale, de voiles en béton armé ou maçonnerie dans le plan de la façade.
Dans ce cas, et si, comme le permettent les dispositions de l'invention, la façade est constituée d'éléments distincts selon leur fonction - chassis vitrés, fixes ou ouvrants, panneaux d'allège, trumeaux...etc - il sera, selon une autre disposition de l'invention, suppléé à l'absence d'appuis intermédiaires entre les planchers, par des potelets métalliques, en alliage d'aluminium par exemple, situés au droit de chaque câble tendu, entre les dalles successives auxquelles ils seront solidarisés à chacune de leurs extrémités. Selon une nouvelle disposition de l'invention, la jonction entre les manchons coulissants sur le câble tendu et ces potelets, est réalisée par des tiges dont l'extrémité côté potelet est solidaire d'un coulisseau se déplaçant librement dans le sens vertical ou, par une bielle. Cette disposition limite la sollicitation de ces tiges ou bielles à des efforts de traction ou compression et permet de leur donner une longueur quelconque, sans induire de contraintes supplémentaires ni dans le potelet, ni dans les éléments de façade.
Selon une autre disposition de l'invention, conséquente de la précédente, un espace est ménagé entre la face intérieure des éléments de façade et la face extérieure des potelets, espace donc continu sur la longueur de la façade et utilisable pour l'installation des réseaux électriques, téléphoniques, informatiques...etc et de distribution des fluides caloporteurs.
Selon une autre disposition de l'invention, les éléments opaques de la façade - panneaux d'allège par exemple - comportent sur leur face intérieure, un ou des raidisseurs horizontaux en forme de U, qui constituent autant de chemins de câbles respectivement affectés à chacun des réseaux installés.
Selon une disposition de l'invention, complémentaire de la précédente, le potelet est constitué par un profil en H, ou toute forme susceptible du même usage, dont les faces latérales sont obturées par des capots amovibles dans lesquels les conducteurs issus des chemins de câbles seront dérivés, soit pour alimenter des connecteurs eux-même installés dans le potelet à des altitudes convenant à leur meilleur usage, soit pour atteindre le plénum entre le plafond et la dalle du plancher supérieur, et alimenter les appareils - d'éclairage par exemple - qui peuvent y être installés.
Selon une autre disposition de l'invention, des coulisseaux semblables à ceux qui contribuent à la jonction entre éléments de façade et potelets sont disposés sur lesdits potelets pour servir de supports de tuyauterie réglables en altitude. Pour ce faire, les coulisseaux comportent une face latérale jouxtant un appendice du potelet auquel ils sont, après réglage, fixés par une goupille ou tout autre moyen convenable.
Selon une dernière disposition de l'invention, les éléments opaques de la façade sont in-fine, c'est à dire après installation des réseaux intégrés, habillés par des panneaux amovibles posés en applique sur la face extérieure des potelets de telle façon que les faces latérales de ceux-ci et les connecteurs y installés demeurent accessibles, y compris dans le cas ou des cloisons viennent à jouxter la face intérieure des potelets.
L'on voit de ce qui précède que, dans une emprise réduite et sans redondance de matériaux, sont disposés à la fois les éléments de la façade et les moyens d'installation des des réseaux de distribution, et que sont en outre améliorées les conditions d'intervention des corps d'état en aval par une meilleure accessibilité aux chemins de câbles et la simplification qu'apporte la présence d'un potelet vertical et continu pour l'accostage des cloisons de distribution des locaux.
Des modes préférentiels de réalisation de l'invention sont l'objet des dépendantes.

Les dessins ci-annexés représentent, à titre d'exemples ement limitatifs, deux modes de réalisation de l'invention. Les figures 1, 2, 3 et 4 montrent un mode de réalisation dans le cas d'une façade associée à un gros-oeuvre comportant un voile en béton armé dans le plan de la façade.
La figure 1 est une coupe et une vue perspective sur le bâtiment montrant l'ensemble de la structure réalisée conformément à l'invention.
La figure 2 est une coupe horizontale au dessus du dispositif de fixation des panneaux ou chassis vitrés de la façade sur le câble ou fil tendu.
La figure 3 est une vue de profil du dispositif montré par la figure 2.
La figure 4 est semblable à la figure 3 mais montre le cas ou la fixation n'agit que sous les charges horizontales appliqués à la façade.

Ces figures représentent une structure essentiellement constituée par des câbles 1 tendus verticalement en avant du gros-oeuvre et comportant des manchons fixes 2 sur lesquels coulissent des manchons concentriques 3; le manchon coulissant 3 prend appui sur l'écrou 4 par l'intermédiaire d'une rondelle élastique facultative 5 et comporte des appendices 6, munis d'une gorge 9 recevant la tête marteau d'une vis 10; la vis 10 est fixée par deux écrous à une cornière 11 elle-même solidarisée au gros- oeuvre A par une cheville à expansion F; les appendices 6 recoivent les panneaux B et C de la façade, fixés soit directement par des vis 10, soit par l'intermédiaire des accessoires 8. Un matériau d'isolation thermique D et une membrane étanche E contribuent aux meilleures performances de la façade.

Les figures 5, 6, 7 et 8 montrent un mode de réalisation dans le cas d'une façade associée à un gros-oeuvre ne comportant pas de voile en béton armé dans le plan de la façade.

La figure 5 est une coupe verticale sur la façade montrant la disposition relative du câble tendu 1, des dalles de plancher A, des éléments de façade B et C, du potelet 12, des jonctions 13 et 14 des éléments de façade au potelet, et de l'espace G ménagé entre eux.
La figure 6 est une coupe verticale sur la façade, vue en perspective depuis l'intérieur du bâtiment, montrant les cheminements Hb et Hh des réseaux et les connecteurs I, installés dans le potelet 12 et son capot d'obturation 16.

La figure 7 est une coupe verticale partielle sur la façade, montrant le raidisseur 15 d'un caisson d'allège C formant chemin de câbles, le potelet 12, et le cheminement d'un conducteur H depuis le chemin de câbles jusqu'au connecteur I fixé sur la potelet obturé par le capot 16, ainsi que la tige 13 et le coulisseau 14 de jonction des éléments de façade au potelet, le coulisseau réglable 17 support de tuyauterie et sa goupille 18 de fixation après réglage, et le panneau de finition J.

La figure 8 est une coupe horizontale sur le potelet, montrant dans sa demi partie basse la tige 13 et le coulisseau 14 de jonction des éléments de façade au potelet 12, et dans sa demi partie haute, le coulisseau 17 utilisé pour supporter les tuyauteries à altitude réglable et sa goupille 18 de fixation après réglage, ainsi que le cheminement du conducteur H du chemin de câble 15 jusqu'au connecteur I installé dans le potelet 12 obturé par le capot 16 , et le panneau de finition J.