Brevet FR2011625A1 — publié le 19700306

è011625 Pour l'armature du "béton armé ordinaire, on,utilise différentes sortes de fers qui se différencient soit par la qualité du métal, soit par leur traitement préalable, soit par le profil de leur surface. Une catégorie importante de tels 5- fers d'armature est constituée par les fers nervurés. Ils sont obtenus par laminage à chaud, et leurs nervures sont formées aussi par une opération de laminage ,-à chaud. Ils sont utilisés ou "bien tels quels, ou "bien soumis à un traitement &'écrouissage par déformation à froid. Leurs nervures améliorent l'adliéren-10 ce dans le "béton. Un écrouissage propre à augmenter leur résistance- consiste la plupart du temps en une opération d'allongement et/ou en une opération de torsion de ces fers. Grâce à de tels fers d'armature nervures, assurant une adhérence excellente dans le "béton, il est devenu possible 15 de supprimer les crochets quv'etaient nécessaires en vue d'assurer l'ancrage, lorsqu'on utilisait, comme précédemment, des fers à surface lisse, si l'on respecte une longueur minimale prédéterminée pour l'ancrage. Les avantages de cette bonne adhérence, due à leur profilage efficace, ont permis une utilisation 20 économiquement plus favorable de ces fers d'armature, qui sont mis dans le commerce en diamètres échelonnés de 6 à 26 mm., et allant -éventuellement jusqu'à 40 mm. Pour'1'armature d'éléments de construction en béton armé de faible épaisseur, on utilise déjà des treillis d'arma-25 ture soudés par points, se composant de fers qui se croisent à angle droit. Pour la fabrication de tels treillis d'armature, on emploie la plupart du temps des fers de.résistance améliorée par Tin écrouissage consistant en un étirage de ces fers accompagné d'une réduction de leur diamètre. Depuis quelque temps, 30 on utilise aussi dans la fabrication des treillis d'armature des fers à surface profilée. .11 ne s'agit toutefois que d'un profilage moins accusé que celui qui peut être adopté pour les fers d'armature nervures obtenus par laminage à chaud du fait que, lors de la formation à froid des nervures, on constate des 35 inégalités dans la résistance et l'apparition de criques qui ne permettent pas d'obtenir des nervures de hauteur importante. Si le profilage des fers constituant les treillis d'armature ne présente pas une importance aussi grande que celui des fers d'armature utilisés invividuelleiaent, du fait que 40 pour l'ancrage de ces treillis on peut tirer parti aussi des R*D ORIGINty. 69 20046 2 2011625 fers transversaux.qui, au-delà des points de soudure, participent à la transmission des contraintes, il est toutefois désirable, même dans les treillis d'armature, d'améliorer l'ancrage entre les fers et le béton environnant, afin d'assurer une meil- -5 leure liaison sur des longueurs plus faibles. •Jusqu'à présent, il n'était pas possible de combiner les avantages des treillis d'armature préfabriqués,utilisés pour armer des éléments en béton de surface importante, avec l'amélioration de l'ancrage assurée par les fers d'armature nervurés.ÎTo-10 tamment, on n'avait pas réussi à bien souder les fers d'armature . à nervures obtenus par laminage à chaud, pour constituer des treillis d'armature» On devait aussi éliminer les fers de dureté naturelle, dans lesquels la résistance'désirée est assurée par leur alliage, et notamment par l'augmentation de leur teneur . 15 en carbone et eh manganèse, préciseraient du fait de cette haute teneur en carbone, car celle-ci rendait impossible une soudure par points, du fait de leur caractère cassant. Les fers d'armature nervurés- soumis à un écrouissage par torsion et/ou par allongement pouvaient bien être employés, du fait de leur teneur 20 en carbone sensiblement plus faible. Hais, là encore, la teneur en carbone est toujours plus élevée que celle des fers utilisés jusqu'ici dans.la fabrication des treillis d'armature. Il existe encore toute une série d'inconvénients, dans les fers laminés à chaud, parmi lesquels en premier lieu il faut 25 mentionner une marge de tolérance importante, pouvant atteindre 20 /'o eh poids-. Par exemple, il n'est pas possible de laminer à chaud des fers d'armature avec des tolérances plus étroites que -10 -,!> -i10 %. Au contraire, les fers d'armature étirés à froid peuvent être fabriqués, sans difficultés particulières J0 . avec une marge de tolérances de -3 % +3 . Dans la fabrication par laminage à chaud, les fers d'armature nervurés ne peuvent être obtenus qu'en longueurs d'environ 12-15 m. Mais, pour les treillis d'armature, des. longueurs très différentes doivent être prévues ce qui, lorsqu'on utilise 35 pour leur fabrication des fers nervurés disponibles en longueurs fixes, conduit à des pertes importantes par chutes. Ces difficultés spnt à .la^ base du problème principal . . résolu par 1.'invention, et qui consiste à trouver une. possibilité de réaliser des fers d'armature nervurés travaillés à froid 40 mais possédant des propriétés de soudage comparables à celles 8AD ORIGINAL 69 20046 3 2011625 des fers d'armature nervurés laminés à chaud, et par conséquent propres à la fabrication de treillis d'armature obtenus en utilisant la soudure par points. Une mesure des propriétés d'ancrage dans le "béton 5 d'un fer nervure/^Lonnée par sa "surface nervurée relative". Par cette dénomination, on entend une valeur qui dépend des dimensions géométriques du fer nervuré, et notamment de l'écartement entre ses surfaces planes, du nombre de nervures rapporté au diamètre du fer nervuré, et de l'inclinaison ou pente des ner-10 vures sur l'axe longitudinal du fer. Cette "surface nervurée relative" fR est exprimée par la formule fR = k . sin/3 d . Tf c dans laquelle k désigne le nombre des nervures, la surface 15 des nervures suivant leur axe, S l'angle d'inclinaison des nervures sur l'axe longitudinal du fer, d le diamètre du fer, et _c la distance entre les nervures. Des fers d'armature à surface nervurée relative de 0,040 à 0,065 ne pouvaient jusqu'ici, du fait des difficultés 20 çi.'-dessus rappelées, être obtenus que seulement par laminage à chaud-. Afin'de résoudre le problème qui consiste à obtenir des profilés sous forme de nervures sur un fer d'armature laminé à chaud et qui a déjà été amélioré par un travail à froid, 25' nervures dont la hauteur est assez importante pour assurer un ancrage satisfaisant du fer dans le béton, c'est-à-dire dont la surface nervurée relative est de l'ordre de grandeur de 0,040-0,065, et dans lequel le raccordement entre les nervures et le reste de la surface de ce fer est assez progressif pour 30 éliminer le risque de formation de criques par suite de la diminution de la ténacité, on a déjà proposé un procédé dans lequel, tout d'abord, on obtient par laminage à chaud un fer' d'armature de section circulaire. Cette section est ensiiite réduite par déformation à froid, et par exemple par étirage, 35 après quoi le fer- est pourvu de deux à quatre méplats longitudinaux uniformément répartis à sa périphérie, par laminage.à froid, chaque méplat étant d'une largeur qui correspond à 10-30 % du diamètre du fer. Ensuite, les parties de la périphérie du fer qui se trouvent entre les méplats reçoivent par laminage BAD ORIGINAL 69 20046 4 2011625 à froid des nervures de forme telle que les flancs de ce's nervures se raccordent progressivement aux surfaces gui se trouvent entre elles, dans le sens axial, les extrémités de ces nervures se raccordant elles aussi progressivement aux surfaces pla- " 5 nés qui se trouvent entre deux nervures, dans le sens périphérique. Or, on a constaté qu'un fer d'armature ainsi réalisé, outre ses avantages par rapport aux fers d'armature nervurés ordinaires dans ses utilisations comme fer d'armature isolé, 10 présentait en outre des avantages importants, dans son utilisation pour la fabrication de treillis d'armature soudés par pointa. En conséquence, la présente invention a essentiellement pour objet un treillis d'armature soudé' par points, constitué par des fers améliorés par écrouissage et comportant des nervures 15 obtenues.à froid, lesdites nervures correspondant à une surface nervurée relative d'environ 0,040-0,065, rapportée au diamètre du fer. De préférence, les fers d'armature pour le béton utilisés en vue de la fabrication de ce treillis seront de section 20 transversale circulaire, leur noyau, présentant en coupe transversale, la forme d'un polygone curviligne à côtés égaux, et de préférence celle d'un triangle curviligne, les nervures constituant ensemble un cercle, en"projection sur le plan de section perpendiculaire du fer par leur, arête extérieure, le rayon 25 de.courbure des côtés du noyau étant d'environ 10-25 % et de préférence de 15 % plus grand que le rayon de la projection perpendiculaire des nervures.• Les avantages de l'utilisation d'un tel fer, dans la fabrication de treillis d'armature pour le béton armé, consis->0 tent en premier lieu dans le fait qu'on crée pour la première fois la possibilité de pouvoir utiliser, en vue de la fabrication de treillis d'armature, dès fers dont les propriétés d'ancrage sont de l'ordre de grandeur de celles des fers 'd'armature nervurés laminés à chaud, sans toutefois devoir supporter les 35 inconvénients de cesderniers. De plus, le fer d'armature utilisé conformément à l'invention, du fait du processus d.'écrouissage' pa^ .otiraG'3 à froid qui précède la formation d-e ses nervures, peut être obtenu avec une marge de.-tolérances de + j ,0. Toutefois, l'avantage décisif apporté par l'invention 40 réside dans le fait que le fer destiné à la fabrication de treilBA© ORSCHft&L' 69 20046 2011625 lis d'armature correspond à un fer d'armature nervuré laminé à chaud, en ce gui concerne ses possibilités d'assemblage, de sorte.qu'en utilisant de tels fers dans la fabrication de treillis on satisfait à la fois aux exigences statiques et aux né-5 .cessités oonstructives. la surface nervurée relative est de la même valeur que dans le cas de fers d'armature nervurée laminés à chaud, si bien que les fers obtenus ont les mêmes qualités que les fers d'armature nervurés- laminés à chaud, du point de' vue des qualités d'ancrage, bien qu'il s'agisse de fers d'arma-10 ture nervurés laminés à froid. L'invention sera décrite plus en détail ci-après, à l'appui de l'exemple de réalisation représenté dans les dessins ci-annexés, dans lesquels : La figure 1 est une coupe transversale du fèr de dê- 15 part. La figure 2 est une vue de profil correspondante. La figure' 3 est une coupe transversale passant par le fer de départ, mais dans lequel des méplats ont été formés. La figure 4 est une vue du fer suivant la figure 3» 20 dans le sens de la flèche A. La figure 5 est une coupe transversale du fer terminé, conforme à 1'invention, et La figure 6 représente le fer suivant la figure 5j vu dans le sens de la flèche B. 25 Dans la figure 1, on a représenté un fer d'armature ' .1 qui, de la manière habituelle, est destiné à être utilisé pour la fabrication de treillis d'armature, par soudure électrique ou par points. Ce fer est écroui par étirage à froid, et son diamètre d'origine 2 a été par conséquent réduit jusqu'au dia-30 mètre 3* Ce diamètre 3» qui est-par conséquent celui du fer écroui, sera dans la suite appelé le diamètre du fer. Dans ce fer rond 1, on forme ensuite par laminage des méplats 4a, 4b savoir, dans l'exemple de réalisation représenté rlaris les figures 3 et 4, trois méplats qui, plus tard, viendront 35 limiter en trois nervures complétant ensemble la section transversale. du fer. Après, avoir formé les. méplats destinés à recevoir le métal refoulé aux extrémités des nervures de façon que, comme le montre bien, la figure 5, ces méplats disparaissent et que 40 la projection, du fer sur un plan, de coupe perpendiculaire cor- T5f 69 20046 20116.25 responde à un cercle, les nervures sont formées. Les méplats-peuvent aussi être obtenus à un autre moment» En règle générale toutefois, on formera ces méplats dans une passe de travail, séparée, de préférence après 1' é-5 crouissage.. _ Les nervures sont obtenues au .moyen de cylindres de laminage dont le nombre correspond à celui de "ces nervures, lesquelles compléteront ensemble la périphérie-du fer, lesdi-tes nervures étant au nombre de trois, dans l'exemple décrit. 10 Les cylindres de formation des* nervures comportent une gorge périphérique qui donne leur forme aux parties 7 du noyau, comme le montrent bien les figures 5 et 6. Dans cette gorge sont ménagées des dépressions qui correspondent à la forme des nervures 9. La base de ces nervures n'est pas à" .angles vifs, mais 15 comporte au contraire un congé, de préférence en forme de développante V "éliminant dans ces gorges des contraintes, à l'entrée et à la sortie de la matière.. BA® QRïC 69 20046 7 2011625 ESVEmiCATIOHS 1 - Treillis d'armature soudé par point, caractérisé par le fait que ses fers longitudinaux et transversaux sont constitués par des fers ayant subi un traitement d* .écrouissage par.un travail 5 a froid, et comportant tui profilage sous forme de nervures, la surface nervurée relative, rapportée au diamètre, étant d'envi-' ron 0,040 à 0,065. 2 - Treillis d'armature suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que ses fers ronds longitudinaux et transversaux 10 sont laminés à chaud et améliorés ou écrouis par un travail à froid, comportent en coupe transversale un noyau èn forme de polygone curviligne à côtés égaux, et de préférence en forme de triangle curviligne, les nervures constituant ensemble un cer&le^pâr leur arête extérieure en projection sur le plan de 15 section perpendiculaire du fer, le rayon de courbure des côtés des noyaux étant de. 10.-25 /«, et de préférence 15 % plus grand que le rayon de la projection perpendiculaire des nervures. 3 - Treillis d'armature suivant la Revendication 2, caractérisé par le fait que la distance entre les axes médians..: des nervu- 20 res de ses fers correspond sensiblement à 60-70 % du diamètre extérieur de ceux-ci. 4 - Treillis d'armature suivant, les Revendications 2 ou 35 caractérisé par le fait que la plus grande largeur de la base des nervures des fers correspond sensiblement à 10-25 % 25 férence à 20 % de leur diamètre extérieur.- 5 - Treillis d'armature suivant l'une quelconque des Revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le passage entre les nervures et le noyau des fers est progressif, et de préférence sous forme d'une développante, le rayon de courbure de 30 cette zone de transition, dans la région médiane des nervures, étant égal à environ 1/4-1/2 de la hauteur de ces nervures, et augmentant progressivement vers les extrémités de celles-ci. 6 - Treillis d'armature suivant l'une quelconque des Revend!- . cations 2 à 5i caractérisé par le fait que les plans des nervu-35 res des fers sont inclinés à environ 45° par rapport à lîaxe longitudinal de ceux-ci. 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