Brevet FR2014304A1 — publié le 19700417

La présente invention a pour objet une cellule d'une seule pièce en béton armé et maçonnerie pour le bétonnage d'arches de grandes portées. L'invention a en outre pour objet un procédé de fabrication des arceaux formés par cet élément cellulaire. Le cellule et son procédé de fabrication offrent un certain nombre d'avantages, qui seront énumérés de façon détaillée au cours de leur description. Il faut souligner qu'en alignant les unes à la suite des autres un certain nombre de cellules d'une seule pièce en question, statiquement séparées et indépendantes les unes des autres, avec intercalage éventuel de lucarnes ou analogues entre chaque paire de cellules, on peut obtenir une armature de toit de grande portée présentant un certain nombre d'avantages qui ressortir ont de meme de la description ci-dessous. Le dessin annexé montre schématiquement, et à titre d'exemple non limitatif, une forme constructive de l'invention, ainsi que quelques éléments préfabriqués, à savoir: fig. 1, un plan partiel de deux cellules voisines selon l'invention, où la cellule de gauche repose sur une extrémité libre de la b tisse; fig. 2, une coupe longitudinale de la cellule selon l'invention; fig. 3, une coupe transversale selon la ligne 3-3 de la fig. 1; fig. 4, une coupe transversale selon la ligne 4-4 de la fig. 1; fig. 5, une vue en plan d'une cellule médiane selon l'invention; fig. 6, une élévation latérale partielle de la cellule selon l'inventinn; fig. 7, une vue en plan découpé des arceaux dépendant de la cellule;; fig. 8, une vue en coupe transversale d'une partie à demi-finie d'un élé ment formant un arceau, et fig. 9, une coupe d'un élément de construction à moitié terminé, formant les arceaux couplés au sommet. En se reportant tout d'abord aux figures 1 à 5, on voit que la cellule monolithe en béton armé et maçonnerie pour couverture de grandes portées consiste, selon la présente invention, en une paire d'arceaux en éléments préfabriqués en plans inclinés convergeant au lieu la du sommet commun, tandis que leurs sommiers lb se trouvent aux quatre sommets d'un rectangle horizontal. Chaque arceau I est doté d'une chacune 2 faite en haussière d'acier Za noyée dans le béton. La cellule comprend, en outre, à chaque extrémité, une poutre frontale 3 perpendiculaire à la chape %reliant les arceaux aux sommiers, et qui sert en meme temps de tirant. De plus, les arceaux sont reliés les uns aux autres, en sus du sommet et des sommiers, par l'intermédiaire de deux poutres 4 placées respectivement à peu près à mi-hauteur entre ce sommet et les sommiers annexes. Un certain nombre d'étrésillons parallèles 5, de préférence en béton armé partent des arceaux vers le haut, chacun de ces étrésillons demeurant dans le plan incliné de l'arceau dont il part. La cellule considérée comporte, en outre, un revetement inférieur suspendu aux extrémités inférieures des étrésillons 5. Ce revêtement consiste en petits arceaux en ciment de brique, de préférence en plaques préfabriquées, voire en un petit arceau 6 qui s'étend sensiblement dans le rectangle aux sommets duquel se trouvent les sommier s des arceaux (ce revetement est seulement en saillie sur les côtés frontaux), et en deux demi-arceaux 7, qui peuvent reposer librement sur les côtés des arceaux et sur les cellules voisines de ces demi-arceaux, le cas échéant avec interposition d'un lanterneau 8, Les bords latéraux des deux demi-arceaux 7 sont rattachés, par des chalnes métalliques horizontales 9, à des tendeurs 10 établis au-dessus du petit arceau médian et perpendiculaires aux chaumes principales 2 des arceaux. Sur chaque. face frontale de la cellule médiane, l'arceau 6 et les demiarceaux 7 s'écartent de la poutre frontale 3, et ce avec leurs zones 6a et 7a qui présentent un rayon de courbure différent, chacune comme la zone entre les poutres frontales; de la sorte, les demi-arceaux de deux cellules voisines s'adaptent l'un à l'autre sans interposition de quelque autre élément auxiliaire que ce soit, tandis qufen 6a de arceau 6, il demeure une courbure sensiblement égale à celle de la zone 7a des deux demi-arceaux 7a voisins. Le demi-arceau 7 présente un évidement qui se trouve à ltextreme~ gauche des figures 3 et 4. Ce meme demirarceau, une fois qu'il a été placé à l'extrémité libre du bâtiment, présente une courbure inchangée et une section transversale inchangé sur la totalité de sa longueur. Chaque arceau 1 consiste en un certain nombre d'éléments préfabriqués (cf. à cet égard les fig. 6 & ss.), qui sont désignés, d'une façon générale, en 11, et dont chacun a une section transversale en forme de "C" avec concavité tournée vers le haut. Les éléments unitaires Il sont liés les uns aux autres par des scellements au ciment pour lesquels ils présentent des moules de coulée, cependant que lton prévoit les coffrages habituels entre un élément et l'autre, en vue de la formation-des joints 13, des poutres frontales 3 et des poutres intermédiaires 4, comme on l'a évoqué plus haut. Les deux arceaux frontaux 1 sont reliés au sommet par un élément "C" 12 de largeur supérieure, attribué aux deux arceaux 1. On voit notamment sur les fig. 8 et 9 les sections transversales respectives des éléments 11 et 12, tels qu'ils ont été mentionnés, mais avec les concavités tournées vers le bas, et l'on voit de plus, comment les coffrages assurent leur coulée ainsi que la coulée supplémentaire du béton pour le liaisonnement des éléments entre eux, comme on l'a décrit plus haut. Comme on l'a mentionné au début, l'invention a aussi pour objet-le procédé de fabrication des arceaux appartenant à la cellule de couverture précédemment décrite. Le procédé selon l'invention comprend les stades suivants: Les éléments 1 1 et 12 sont fabriqués en ciment armé; ils doivent former les arceaux 1 et présenter une section transversale en forme de "C", la mbme pour tous les éléments, pour autant qu'il ne s'agisse pas des éléments faftiers, tandis que l'élément altier, s'il a toujours une section transversale en forme de "C", a une largeur double des autres; ces éléments 11 et 12 sont alors placés avec leur concavité tournée vers le haut, de sorte qu'ils servent de moules pour les coulées à venir, et qu'ils peuvent Sssemboiter entre les différents coffrages pour les coulées usuelles; si l'on introduit ensuite d'autres armatures métalliques dans ces éléments et dans les coffrages habituels, les coulées de ciment sont entreprises pour remplir les éléments unitaires 11 et 12 et pour former les liaisonnements 13 entre ceuxci, gracie à quoi les fers des étrésillons 5 situés dans le plan des arceaux peuvent etre positionnés aux places de liaison 13. Comme on l'a déjà mentionné plus haut, les cellules de couverture, objet de la présente invention, et le procédé de fabrication correspondant, offrent un grand nombre d'avantages, dont voici les principaux: 1. Avantages de fabrication: Fabrication rapide, en raison de la préfabrication des petites voltes, des étrésillons et des arceaux. Les petites voûtes peuvent dtre mises en place déjà enduites, contre la face inférieure, de sorte qufà la rigueur les joints peuvent etre enduits ultérieurement. Possibilité de emploi des moules de coulée qui, vu la limitation à un petit nombre d'éléments, peuvent etre en métal. 2. Avantages fonctionnels: il y a des puits d'éclairage naturel et, le cas échéant, des aérations par le haut. Les évidements correspondants peuvent être recouverts au moyen d'une double couche de matière diaphane à couche d'air intermédiaire, ce qui procure l'isolation thermique nécessaire, ainsi qu'une admission de lumière laiteuse uniforme correspondante d'origine solaire. Les unes éclairées telles qu'elles sont prévues sur le dessin annexé, permettent une admission lumineuse correspondant au parti général des hauteurs prévues. Il n'est pas nécessaire d'augmenter la hauteur du bâtiment en raison de celle des poutres, étant donné que l'armature principale s'étend sur la totalité du revêtement. On peut obtenir de réelles économies de chauffage, attendu que le volume total correspondant pratiquement au volume utile de l'espace intérieur, cependant que les surplus d'espace inutilisé sont négligeables, tes qu'ils résultent du revêtement des arceaux et des joints, contre lesquels se dirige la majeure partie de la chaleur. Tout travail de revetement devient inutile. Il n'y a plus de chables apparentes, car il n'y a pas besoin d'élément de construction métallique dans le local, et les autorisations de police contre l'incendie sont délivrées sans difficulté, ce qui laisse entendre une réduction correspondante des primes d'assurance. 3. Colt de la production industrielle. Le coût de la fabrication de cette construction est concurrentiel, en égard aux portées possibles, que ce soit à égard des armatures métalliques ou des préfabriqués en béton. Les facteurs de cette compétitré peuvent etre résumés comme suit: a) Possibilité de préfabrication, tant des voltes de revetement (panneaux) que des arceaux principaux (gr ce au procédé précédemment décrit); b) Bas prix de revient de la construction en soi, en raison de la suppures sion principalement de pièces soumises à des servitudes de courbure et de pièces à découper, et parce que les principaux efforts de pression sont confiés aux secteurs en béton et béton de maçonnerie, qui réagissent généra lement; les principaux efforts à la traction sont transmis aux chapes métal liques habituelles disposées à l'extérieur des locaux, ou à des tresses d'a- cier tendues au lieu et place et de prix compétitif, enfin en raison de leur faible poids comme de leur capacité de tension simple et précise. Des modifications et variantes peuvent etre apportées à la cellule de revêtement selon la présente invention, ainsi qu'au procédé de fabrication de l'arceau de tension également conforme à l'invention, sans abandonner pour autant le cadre de celle-ci. REVENDICATIONS. 1. Cellule de bétonnage monolithe en béton armé et maçonnerie, pour les arches de grande portée, caractérisée en ce qu'elle se compose des parties suivantes: une paire d'arceaux de voûte (1) en éléments préfabriqués disposés selon des plans inclinés et convergeant au sommet (la) de l'arceau, où les sommiers (lb) de ces éléments se trouvent aux quatre sommets d'un rectangle placé dans un plan horizontal, chacun des arceaux (1) doté d'une chaîne (2) comportant une tresse d'acier noyée dans le béton, une poutre frontale (3) disposée perpendiculairement à l'extrémité de chai nes, et qui relie les arceaux aux sommier s (lb), deux poutres (4) de liaison des arceaux dont chacune relie les arceaux, selon le cas, à mi-hauteur entre la zône faftière et les sommier s (lb) qui leur sont attribués ;; deux groupes d'étrésillons (5) parallèles et, de préférence, en béton armé, dressés chacun à partir dtun arceau (1), et un revêtement inférieur retenu aux extrémités inférieures des étrésillons en question. 2. Cellule de bétonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement est constitué par de petites voûtes en ciment de maçonnerie, de préférence en plaques préfabriquées, et plus particulièrement en une petite voûte nettement à l'intérieur du rectangle aux sommets duquel se trouvent les sommiers (lb) des arceaux, et par deux demi-arceaux partant latéralement des arceaux et venant rejoindre les demi-vottes des cellules voisines, le cas échéant avec interposition d'un puits d'éclairage. 3. Cellule de bétonnage selon les revendications 1 et Z, caractérisée en ce que des chaises métalliques horizontales relient les bords latéraux des daux demi-arceaux, en passant par dessus le petit arceau médian et perpendiculairement à la chaise principale (2) des arceaux. 4. Cellule de bétonnage selon les revendications 1, 2, et 3, caractérisée en ce qu'à chaque face frontale de cette cellule, le petit arceau et les demi-arceaux s'écartent de la poutre frontale (3) correspondante, en sorte que les demi-arceaux de deux cellules voisines sont jointifs, sans interposition d'un élément spécial, mais où les demi-arceaux présentent, à l'extrémité des constructions pluricellulaires, une courbure constante et une section transversale constante sur la totalité de leur longueur. 5. Cellule de bétonnage selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisée en ce que chaque arceau (1) consiste en un certain nombre d'élé ments préfabriqués (1) de section transversale en forme de "C", dont la concavité est tournée vers le haut et qui sont liaisonnés entre eux par une coulée de ciment, de telle sorte qu'ils se comportent aux-mêmes en moules de coulée, où des coffrages normaux sont encore prévus entre les éléments unitaires (11) et où les deux arceaux (1) sont réunis, au sommet (la), à un plus large élément (13) de section transversale en forme de "C", adjoint aux deux éléments (11). 6. Procédé de fabrication des arceaux pour la cellule de bétonnage selon les revendications 1, 2, 3, 4, et 5, caractérisé en ce qu'il comporte les stades. suivants: préfabrication, en béton armé, des éléments de section en "C" formant les arceaux, où les sections transversales de la totalité des éléments n'atteignant pas le sommet sont égales, tandis que la section de l'élément au sommet, qui a, de toute façon, une section transversale en "C", est deux fois plus large que celle des autres éléments; ces éléments (11) ont leur concavité tournée vers le haut, et sont disposés de telle sorte qu'ils peuvent servir de moule de coulée pour les opérations consécutives, et que l'on peut intercaler, entre les différents éléments, des moules de coulée de structure normale; si lton prévoit d'autres fers d'armature dans les éléments et dans les autres moules, on obtient une construction monolithe compacte par une seule coulée de béton emplissant les éléments unitaires, avec, entre les éléments, des noeuds d'assemblage où convergent aussi les fers des étrésillons situés dans les différents plans des arceaux.