Brevet FR2024639A1 — publié le 19700828

L'invention concerne des poutres en béton pour la réalisation de moyens de soutèmement des terrains ainsi qu'aux structures en résultant. Four l'étaieient de talus, la construction de terrasses ou pour l'infrastructure d'appui de routes suspendues, il est connu d'établir des parois de soutènement constituées par des treillis ou réseaux. A cet effet, on place, les unes à c8té des autres et les unes sur les autres, des poutres de longueur quelconque, en bois, en fer ou en béton, pour former une paroi longitudinale et on ancre l'ensemble dans le sol au Moyen d'éléments trans verseaux pratiquement perpendiculaires à cette paroi, ou l'on relie encore la première paroi à une deuxième paroi sensiblement parallèle à la première ou formant un certain angle avec celle-ci.La structure en réseau en résultant peut comperter plusieurs compartiments en forte de caissons que l'on remplit de pierres, de cailloutis ou de terre. L'aménagement du réseau de poutres tridimensionnel est adapté à la structure et aux dimensions des différents éléments de construction ainsi qu'aux conditions locales du terrain. Cet aménagement est donc déterminé par des ho-es de métier. La présente invention a pour objet de standardiser les éléments servant à la construction de tels aménagements de parois et de structures en réseaux, afin que ceux-ci puissent etre fabriqués en usine, livrés sur le chantier, et y être assemblés par de la nain d'oeuvre non qualifiée, sans le secours de pièces quelconques de fixation, ces éléments fournissant en outre une structure en réseau appropriée et d'une résistance absolue. L'élément fondamental de cette structure en réseau consiste en use poutre de béton d'un type nouveau dont la face supérieure présente une rangée de protubérances ioulées, distantes les unes des autres, qui s'engagent dans des évideMents correspondants ménagés dans la poutre que l'on place au-dessus. Un iode de réalisation particulièrement approprié de l'élément fondamental est celui d'une poutre dont la coupe transversale est trapèzoïdale, les deux faces latérales butant inclinées. Si les protubérances moulées sur la lace supérieure et les évidements plus larges de la poutre Ménagés sur sa face inférieure ont une forme conique dont la section décroît vers le haut, ce mode de réalisation pernet des liaisons de résistance maximale entre les poutres superposées sur plusieurs rangées, ainsi 'avec les poutres transversales s'écartant sous un angle quelconque des antres poutres, les protubérances et les évideMents situés aux extrémités des poutres opérant alors comme des charnières. De préférence, les protubérances ont une longueur supérieure à la profondeur des évidenents. Ceci procure l'avantage que, lors de la superposition des poutres, il se produit des intervalles en partie vides, écononisant ainsi le matériau, ces intervalles Montrant les parties inférieures des protubérances. Ces intervalles garantissent l'écoulement libre des eaux pluviales, de sorte que l'on évite l'effet d'éclatement produit par la formation de glace.Pour maintenir aussi une possibilité de drainage sur le parement aval de la paroi, des pierres, des cailloutis ou du gravier pemvent Ctre déversés derrière les poutres. Du-Eait de l'inclinaison des faces laté- rales des poutres, dûe à la forie trapèzeïdale de la coupe transversale, les parois présentent une vue d'ensemble structurée en rangées fonction des poutres longitudinales décalées les unes par rapport aux autres, de la fréquence de l'articulation et de l'encastrement des poutres transversales. La simplicité de Montage des éléneats en forte de poutres, leur possibilité d'emploi pour toutes les parties de la structure en réseau et leur facilité d'assemblage par des ouvriers non qualifiés, rend superflue la présence d'hommes de métier qui étaient jusqu'alors indispensables pour la construction de chaque ensemble d'étaiement. Un avantage particulier des poutres pourvues de faces latérales inclinées réside dans le fait qu'amcun poule démentable n'est nécessaire pour leur fabrication et qu'au contraire on peut employer un Moule de fabrication simple, par exemple en béton coulé et rendu lisse par laquage ou par revêtement de tôles minces.La forme trapèzoïdale de la poutre procure en outre, par rapport aux éléments conventionnels de coupe transversale carrée ou rectangulaire et à résistance égale, une économie en matériau et en poids. Des poutres superposées conformément à l'invention offrent, par leurs arêtes inférieures en saillie, une ensase favorable pour leur Manipulation par les appareils de levage, aussi bien lors du Montage d'une paroi que lors d'une opération de déplacement effectuée manuellement ou au noyen d'instruments. Par suite de l'inclinaison des parois des poutres et des protubérances en position d'assemblage, l'eau s'écoule obligatoirenent, de sorte qu'aucune fornation de glace n'est à craindre par temps de gelée.Le mode de pose avec décalage et sans Mortier donne aux poutres la possibilité de s'écarter vers le haut sous l'action de forces se produisant éventuellement. Ces poutres en breton étant construites en tant qu'éléments préfabriqués conduisent à un système susceptible de s'adapter à tout terrain présentant des irrégularités. Etant donné que les poutres transversales sont sollicitées seulenent à la traction ou ne sont soumises à aucune pression essentielle, elles peuvent être de forme plate et n'avoir qu'environ le tiers de la hauteur des éléments usuels, les évidements apparaissant alors sous la forMe de trous. Dans l'emploi d'une poutre transversale plate, la protubérance émergeant de la poutre support peut, par sa partie supérieure, servir d'ancrage à la poutre longitudinale que l'on dispose au-dessus. L'invention est exposée ci-après en référence aux exemples figurés sur le dessin ammexé, dans lequel : La figure 1 représente une me de la poutre en béton conforMe à l'invention, la figure 2 représente une coupe suivant la ligne A-B de la figure 1, la figure 3 représente une vue en plan observée du dessus, la figure 4 représente une me de la poutre par en dessous, la figure 5 représente schématiquement une portion d'une paroi longitudinale ferrée de poutres de béton, dans laquelle les parties supérieures des protubérances sont introduites dans les évidements des poutres disposées par dessus, la figure 6 représente une coupe transversale suivant la ligne C-D de la figure 5, la figure 7 représente, en perspective, un réseau composé de poutres de béton, dans lequel les pretubérances des poutres inférieures sont entière Ment en prise dais les évidements des poutres placées au-dessus, les figures 8a, 8b, représentent respectivement la vue latérale et la vue par en dessus d'une poutre transversale, la figure 9 représente l'emplei dc la poutre transversale plate comferme aux figures Sa et 8b, la figure 10 représente la liaison de rotation de deux poutres reliées l'une avec l'autre, suivant l'invention, la figure 11 représente la face inférieure d'une poutre dont les évidements sont conformés en trous ovales, la figure 12 représente les relations métriques entre l'écartenent des protubérances, l'angle de la poutre transversale et 1 espace à prévoir pour la pose de la poutre transversale, et les figures 13 à 17 représentent des vues de dessus de parois en treillis et de structures en réseaux, employant des poutres confortes à l'invention. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 1 à 4, la poutre en béton armé, conforme à l'invention, de coupe transversale trapèzoïdale, est nunie de protubérances ioulées sur sa face supérieure et d'évidements sur sa face inférieure. La longueur de la poutre est un multiple de son épaisseur. Sa face inférieure 1 est plus large que la face supérieure 2. Les parois latérales inclines sont désignées par les références 3 et 4. Sur la face supérieure 2, les protubérances 5, uniformément écartées, sont confortées en troncs de cône.La paroi latérale 6 des protubérances possède à peu près la même inclinaison que les parois latérales 3, 4 de la poutre, figure 2. Cette paroi latérale peut aussi constituer le prolongeMent des parois latérales 3, 4, de sorte que la base de telles protubérances 5, pour supporter des charges particulièrement fortes, s'étend sur toute la largeur de la face supérieure 2, comme ceci est indiqué dans l'exemple de réalisation de la figure 6. La face inférieure de la poutre colporte les évidements 7 se rattachant aux protubé- rances 5, et également pourvu de surfaces latérales troncoilques convergent vers l'intérieur des poutres.Les évideMents peuvent avoir la même hauteur que les protubérances 5 ou Ctre plus courts, de sorte qu'il en résulte un espace- Ment vide 9 entre les poutres superposées, figure 5. Les faces frontales 8 de la poutre 1 sont de préférence inclinées de telle sorte qu'elles sont parallèles en position d'assemblage aux parois latérales inclinées 3, 4 d'une poutre transversale. Ceci est indiqué sur les figures 5, 6 oW trois rangées de poutres sont superposées et réunies par des poutres transversales. Pour la rangée supérieure, on peut employer des poutres sans protubérances 5.Par suite de la profondeur assez réduite de l'évidement, les protubérances ne sont que partielle eut en prise, de sorte que les portions inférieures 10 des protubérances 5 déterminent entre les ragées s superposées de poutres des parties vides 9. La figure 7 Montre une disposition de structure en résea vue en perspective. Les protubérances de liaison se trouvent essemtiellement emgagées complètement dans les évidements des élenents situés au-dessus d'eux. Dans cet exemple, ce n'est que dans la, range de poutres inférieure et dais la ragée de poutres supérieure que sont prévues des poutres de jonction transversales 11 entre les deux parois longitudinales. Au cas on un écartement longitudinal plus restreint des poutres de jonction transversales 11 est requis, on emploie des poutres longitudinales plus courtes la dont la longueur correspond à la dimension de trane du système. Etant donne que les poutres de jonction transversales ne sont sollicitées principalement qu'à la traction, une section transversale assez réduite suffit pour assurer la liaison ct supporter ces réactions. En conséquence, la poutre de jonction transversale 12, figure 9, n'a que le tiers de la hauteur d'une poutre 1 Mais comprend cependant des évidements coniques 7 suffisamment grands pour recouvrir, comme le Montre la figure 9, les portions de protubérances 10 situées entre deux rangées superposées de poutres longitudinales et pour reMplir ainsi exactement l'espace creux 9. Les poutres peuvent présenter des faces frontales verticales 8. L'avantage des protubérances ioulées réside égaleMent dans le fait que l'ancrage se produit obligatoiresent et simplement, et dans la possibilité de placer les poutres les unes par rapport aux autres dans des directions faisant un angle quelconque, l'une des protubérances de forme comique servant de charnière. Avec les éléments standardisés approvisionnés uniformément, on peut établir sans peine aussi bien un tracé de parois longitudinales, fortement coudé ou progressivement incurvé, que des poutres de jonction transversales ou des parois transversales perpendiculaires au obliques par rapport aux parois longitudinales.Comme le Montre la figure 5, le pas Z des protubé- rances, c'est-à-dire la distance entre les lignes Médianes des protubérances, est habituellement choisi de Manière qu'une poutre de jonction transversale 11 trouve place entre deux poutres longitudinales 1 et soit en prise par un évideMent 7 avec une protubérance laissée libre sur la poutre inférieure.Si une poutre de jonction 11 doit être placée obliquement par rapport à une poutre longitudinale 1, collae cela est représenté sur la figure 10, il peut se produire un cas où le vide produit par le pas des protubérances entre deux poutres lengitudinales n'est pas suffisant pour loger la poutre transversale 11 disposée obliqueMent. Pour obtenir, dans ce cas, un plus grand espace libre, avec tm pas prédéterniné des protubérances selon l'usage, les deux poutres devraient être décalées d'une protubérance ltune par rapport à l'autre.Nais alors l'intervalle entre les faces des poutres de jonction transversales et les extrémités des poutres longitudinales serait, en général, si grand que le remplissage, de pierre, de terre, ou de cailloutis, du réseau, ne pourrait être conservé puisque les natériaux s'écouleraient alors en ces endroits. Une Meilleure adaptation à de telles conditions s'obtient, soit en doublant le nombre des évidements 7 dans les poutres longitudinales 1 par rapport aux protubérances 5, soit en élargissant les évideMents pour en faire des trous ovalisés 13, figure 11. Si, pour une construction assez grande de réseau, des départs obliques déterminés se répètent, les poutres peuvent, à priori, être fabriquées avec un pas de protubérances approprié. Pour une épaisseur de poutre et un angle déterminés, on peut calculer le pas des protubérances pour lequel les poutres transversales obliques se raccordent, sans forMer d'espaces creux entre éléments longitudinaux. Suivant la figure 12, les deux poutres longitudinales 14, 15 et la poutre de jonction transversale oblique 16 ont la largeur 2a, et la poutre transversale doit être inclinée de l'angle &alpha; (position indiquée en pointillé) par rapport à la position perpendiculaire à la paroi longitudinale, pour pouvoir encore passer devant le coin P de la poutre longitudinale 15.Si b représente la largeur normale de l'espace creux situé entre la poulie longitudinale et la poulie transversale perpendiculaire et d l'écartement entre la protubérance 5 et la face 8 de la poutre, alors le pas des protubérances Z s'en déduit core étant la so-e de la Moitié de la largeur 2a de la poutre, de l'espace creux b et de l'écartement d entre protubérance et face 8 de la poutre, c'est-a-dire Z = a + b + d. Suivant la figure 12, pour un angle &alpha; quelconque entre poulie longitudinale et transversale, on peut, à l'aide des triangles égaux O P Q et O I S, établir les relations suivantes pour calculer, suivant chaque cas, le pas des protubérances le plus petit. cos &alpha; = a a + c = a (I) a + c cos &alpha; tg &alpha; = b - c b- c = a . tg (II) a Par addition de (I) et de (II), on obtient : a + b = a (tg&alpha;+ 1 ) cos &alpha; de sorte que l'on en déduit le pas des protubérances et celui des évidements Z = a + b + d, soit : 1 Z = a (tg &alpha; + cos &alpha;) + d. On a représenté schématiquement sur les figures 13 à 17 et vus de dessus des exemples d'assemblages de mars de soutènement et de constructions de réseaux employant les poutres en breton conforMes à l'invention, butant entendu, quant aux figures 13 à 15, que la pente à étayer par la paroi longitudinale antérieure continue que représente chaque figure s'étend vers le haut. Le cas échéant, il peut être opportun de donner aux faces latérales 3, 4 des poutres 1 un tracé courbe par exemple parabolique. Avec une résistance suffisante du sous-sol, on peut utiliser directement le sol nivelé. Autrement, on emploie par exeMple une dalle de béton coulée sur place comme fondation d'une paroi ou d'un réseau. Les parois montées à l'aide de réseaux ne comportent qu'environ 10 % de béton armé par rapport à l'ensemble du volume. Les parois de réseau établies avec les poutres conforMes à l'invention sont insensibles au tasseMent ; en s'encastrant dans le terrain Meuble et présentant aussi en elles-memes une grande stabilité, elles sont en état d'encaisser de grandes poussées horizontales des terrains. L'eau pluviale est déversée par les intervalles horizontaux situés entre les rangées de poutres superposées de sorte qu'aucun problème de pression d'eau ne se pose à la suite d'une élévation de la nappe souterraine aquière. REVENDICATIONS 1 ) Poutre en béten, de préférence de section transversale trapèzoïdale diminuant vers la face supérieure, servant en particulier à la construction de s"rs de seutèmement et de structures en réseaux, caractérisée en ce que des protubérances, moulées à intervalles égaux et de section transversale circulaire, sont prévues sur sa face supérieure, des évidements correspondant à la forme des protubérances étant prévu sur sa face inférieure. 2.) Poutre en béton selon la revendication 1, caractérisée en ce que les évidements sont prévus exactement dans le prolongement des protubérances et au-desseus d'elles. 3 ) Poutre en en béton selon les revendications 1 et 2, caractérisée on ce que des évidements supplémentaires dont le pas est égal à la moitié ou au quart de celui des protubérances sont prévus à la partie inférieure de la poutre. 4 ) Poutre en béton selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que aes évidements situés à la partie inférieure de la poutre sont agrandis dans le sens longitudinal de la poutre, fournissant ainsi des ouvertures à %trou oval. 5 ) Poutre en béton selon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la profondeur des évidements est plus réduite que la hauteur des pretubéramces et que leur largeur correspond seulement à celle de la partie de la protubérance de la poutre introduite par on dessous. 6 ) Poutre ca béton selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les protubérances et les évidements sont coniques et vont en s'amincissant vers le haut. 7 ) Poutre en béton selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface latérale de la protubérance forme un prolongement des parois lat*- rales de la poutre, lesquelles se rapprochent vers la face supérieure de la poutre, sa section droite étant en forMe de trapèze. 8.) Poutre en béton selon la revendication 1, caractérisée en ce que les faces frontales sont biseautées avec la même inclinaison que les faces latérales, mais en sens opposé, la section longitudinale étant en forme de trapèze dont la petite base se trouve sur la face inférieure. de la poutre. 9 ) Réseau ou mur de soutènement en poutres de béton, de préférence d'égale longueur, selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les poutres sont décalées l'une par rapport à l'autre lorsqu'elles sont disposées l'une au-dessus de l'autre et sont réunies en engrènant l'une dans l'autre par leurs protubérances et leurs évidements, des poutres identiques étant dispo sées en oblique en faisant un angle quelconque avec les autres poutres et étant accrochées à des protubérances individuelles pour constituer un ancrage dans le terrain ou pour servir de poutres de jonction transversales avec une deuxième paroi de poutres, parallèle à la première paroi, les poutres de jonction forMant un certain angle avec celles-ci. 10 ) Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce que les poutres de jonction transversales sont des pièces de liaison plates, pourvues seulement d'ouvertures, présentant environ Moins du tiers de la hauteur des poutres longitudinales, lesdites pièces étant respectivement ancrées par l'une de leurs extrémités entre deux poutres superposées. il.) Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'on a choisi pour le pas des protubérances la valeur 1 Z = a (tg &alpha; + cos &alpha;)+ d où a représente la demi-largeur de poutre, d l'écart entre la protubérance extrême et l'extrémité de la poutre, et &alpha; l'angle forMé par la poutre de jonction transversale avec la normale à la paroi longitudinale.