Brevet FR2101006A1 — publié le 19720331

La présente invention concerne les connecteurs pour la transmission d'efforts entre le béton et un élément métallique, et notamment dans le cas d'une structure mixte métal-béton. Dans l'étude des constructions, on rencontre fréquemment des problèmes de transmission d'efforts entre des éléments métalliques et des éléments de béton,de béton armé ou de maçonneries diverses. Ce problème se présente notamment dans le cas des structures mixtes métal-béton et plus particulière ment dans le cas des pièces fléchies ou dalles coopérantes. Entre l'acier et la maçonnerie ou le béton, on rencontre divers types d'efforts tels que des efforts de traction et de compression ainsi que des sollicitations de cisaillement entre le métal et 11 élément de construction. les connecteurs sont destinés à équilibrer l'action tangente entre la pièce métallique et l'élément de maçonnerie. A cet effet, la présente invention se propose de créer un connecteur destiné à améliorer les trans- missions et l'équilibrage des efforts entre l'élément métallique et l'élément de construction. A cet effet, la présente invention concerne un connecteur caractérisé en ce outil est constitué d'une surface d'appui reliée à la pièce métallique par l'intermédiaire d'une entretoise. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface d'appui est inclinée dans une direction opposée au sens de l'effort exercé sur le béton et le connecteur est constitué d'une surface d'appui rectangulaire solidaire d'une entretoise triangulaire, la surface d'appui étant solidaire d'un cQté d'un triangle de l'entretoise et un côté de cet entretoise étant solidaire de la pièce métallique. L'invention concerne également divers modes de réalisation particuliers de connecteurs et notamment un connecteur dont la surface d'appui est constituée par deux éléments de surface d'appui réunis par une entretoise communeç Par les caractéristiques particulières des connecteurs selon l'invention, on évite l'écrasement du béton. En effet le connecteur peut présenter un martre couple utile le plus grand possible, le martre couple étant la surface du connecteur qui prend appui sur le béton. Grâce à l'entretoise, la surface d'appui présente une rigidité suffisante pour que le connecteur ne soit pas trop flexible, et que la partie du connecteur la plus éloignée de la soudure avec l'élément métallique ne se déforme pas, et assure toujours la transmission des efforts entre le béton et la pièce métallique. En outre, comme la surface de contact du connecteur et de l'élément métallique est importante, on peut réaliser un cordon de soudure important susceptible de résister aux contraintes de cisaillement entre le connecteur et la pièce métallique. L'inclinaison de la surface d'appui dans la direction opposée au sens de l'effort exercé sur le connecteur, permet d'éviter le décollement entre béton et la ma çonnerie ainsi que l'effet de coin au droit du connecteur. En outre cette inclinaison, donnant lieu à une compression du béton entre la surface d'appui du connecteur et la surface de l'élément métallique, engendre une compression triaxiale qui majore la contrainte admissible par le béton du débit du connecteur. La présente invention concerne également un procédé de réalisation de connecteurs tels que décrits ci-dessus. Ce procédé se caractérise en ce qu'on utilise un profilé et on découpe ce profilé suivant des plans non parallèles aux gé- nératrices du profilé. Grâce à ce procédé, on peut obtenir des connecteurs à partir d'éléments d'approvisionnement facile en réduisant au minimum les pertes. La mise en oeuvre de ce procédé ne nécessite que des moyens de fabrication élémentaires et le travail nécessaire est également très faible. Etant donné la grande diversité des éléments métalliques découpés, en vue de l'obtention des connecteurs, il est particulièrement simple de réaliser des connecteurs adaptés aux divers besoins. La présente invention sera décrite plus en détails à l'aide de divers modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs dans les dessins ci-Joints dans lesquels : la figure 1 est une vue en éléva- tion d'un connecteur selon l'invention, noyé dans le béton, - la figure 2 est une vue de gauche du connecteur selon la figure 1, - la figure 3 est une vue de-dessus du connecteur selon la figure 1, - la figure 4 est une vue en élévat tion d'un second mode de réalisation d'un connecteur, - la figure 5 est une vue en élévation d'une variante d'un connecteur selon la figure 4, - la figure 6 est une vue en élévae tion d'un quatrième mode de réalisation d'un connecteur suivant l'invention, la figure 7 représente le schéma de découpage d'une poutrelle en vue de l'obtention de connecteurs selon la figure i, - la figure 8 est une vue schématique du plan de découpage dlune poutre en I, en vue de la réalisai tion de connecteurs selon la figure 4, - la figure 9 est une vue schématique montrant le plan de découpage d'une poutre en I en vue de l'ob- tention de connecteurs selon la figure 6, En référence à la figure 1, le connecteur 1 selon l'invention est cons tué d'une-surface d'appui 11 destinée à coopérer avec le béton h pour la transmission des ef- forts entre le béton A et la pièce métallique B. Pour assurer la rigidité de la sur face dtappui 11, le connecteur comprend une entretoise 12. La surface d'appui il et l'entretoim se 12 sont deux organes solidaires de par leur fabrication comme cela sera décrit ci après. Le connecteur présente de -ce fait une base inférieure en forme de T, cette surface étant réunie à la pièce métallique B par un cordon de soudure 13e La figure 1 est une vue en élévation suivant un plan vertical, et la flèche représente l'effort exécuté par le béton sur la connecteur. Dans cette figure, on a également représenté les autres formes de ce système à savoir, la flèche ss représentant la réaction de la pièce métallique B sur le béton A. Lors de la fixation des connecteurs i sur la pièce métallique B, il est important que la flèche représentant l'effort par le béton sur le connecteur soit située dans le plan de symétrie de l'entretoise 12. Comme on le remarque à l'examen des figures 1, 2 et 3, la surface d'appui est de forme rectangulaire et l'entretoise 12 de forme triangulaire. La surface d'appui et l'entretoise sont constitués par des éléments plats. Dans ce mode de réalisation des connecteurs, on a incliné la surface d'appui 11 dans le sens opposé à l'effort représenté par flèche &alpha; sur le béton de façon à éviter l'effet de coin mentionné ci-dessus et à obtenir les contraintes indiquées. Dans cette figure, on a également représenté par une flèche , 9 la réaction excercée par l'élément métallique sur le béton. Dans la figure 4, on a représenté un second mode de réalisation d'un connecteur 4 selon l'invention. Comme précédemment, ce connecteur est également découpé dans un fer en I. Toutefois, ce connecteur pourrait également être réalisé à partir d'autres éléments. Le connecteur 4 est constitué d'une première surface d'appui 41' frontale et d'une seconde surface d'appui 41". Ces deux surfaces sont réunies par une entretoise 42. La base du connecteur présente ainsi la forme d'un I. Le connecteur 4 est relié à la pièce métallique B par un cordon de soudure 43. Comme précédemment, on a représenté les divers efforts oC P, d Dans ce mode de réalisation, les surfaces d'appui 41' 41f' ont une forme rectangulaire et l'entretoise une forme trapézoïdale. La figure 5 montre une variante de réalisation du connecteur 4 selon la figure 4. En effet, cette variante 5 comporte deux surfaces d'appui 51', 51" réunies par une entretoise 52. Les surfaces d'appui 51'-51" ont une section rectangulaire et l'entretoise 52, une surface trapézoïdale. Comme précédemment, on a représenté les divers efforts &alpha; ss &gamma; A la différence, du connecteur 4, ce connecteur 5 est réuni à la pièce métallique B, de façon que la surface d'appui frontale soit la plus petite surface géométrique et la surface d'appui arrière 51" la plus grande. Le quatrième mode de réalisation du connecteur tel que représenté figure 69 est constitué par une sur face d'appui 61 et une entretoise 62. La surface d'appui 61 est rectangulaire et l'entretoise 62 triangulaire0 Ce connecteur 6 peut être considéré comme une variante du connecteur 5, dont la surface frontale 51' serait réduite à zéro. Lorsque, comparé au connecteur i, ce connecteur 6 en différe par la position de l'entretoise par rapport à la surface dtappui, l'entretoise 62 occupe une position opposée à celle de l'entretoise 12 du connecteur 1. Le procédé d'obtention des connec- teurs décrits ciudessus présente une importance tout particulière étant donné que ces connecteurs ne doivent entralner que des frais de fabrication extrêmement faibles. A cet effet, comme déjà mentionné ci-dessus, on peut découper des poutrelles classiques en I, H, U ou encore des poutrelles particulières, des laminés marchands des cornières, des tés, des petits fers, et des carrés. Dans les figures 7, 8 et 9, on a représenté divers schémas de découpage d'un profilé en vue de l'obtention de connecteurs tels que décrits ci-dessus. -Ainsi dans la figure 7, on utiliseune poutrelle en I découpée selon les lignes de coupure 71-72, 71 '-72" en vue de l'obtention de connecteurs 1 découpés de façon alternée. La figure 8 représente un plan de découpage d'une poutrelle en I en vue de l'obtention des eonnec- teurs 4 représentés dans la figure 4. Dans ce cas, on réalise les lignes de coupe 81, 81' etc ... et on obtient des connecteurs 4. Comme précédemment, le découpage des connecteurs s'effectue en position alternée en vue dutiliser toute la poutrelle sans avoir de déchets. Suivant l'inclinaison des lignes de coupe 81-51 t on obtient un connecteur 4 (figure 4) ou un connecteur 5 (figure 5). Le procédé de découpage schématisé dans la figure 9 est analogue à celui de la figure T. Dans cette figure, les lignes de coupe portent des références 91, 92, 919 ... t on obtient des connecteurs 6. Les connecteurs tels que décrits, ci-dessus sont notamment destinés à entre fixés sur des pièces mé talliques dans des structures mixtes métal-béton et plus précisément dans les cas de pieces fléchies ou de dalles coopérantes. Bien entendu, l'invention n1 est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention0 R E V E N D I C A 2 I O N S 10) Connecteur pour la transmission d'efforts entre le béton et un élément métallique, dans une structure mixte métal-béton, connecteur caractérisé en ce qu'il est constitué d'une surface d'appui reliée à la pièce métallique par l'intermédiaire d'une entretoise. 20) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui est inclinée dans une direction opposée au sens de l'effort exercé sur le béton. 30) Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une surface d'appui rectangulaire solidaire d'une entretoise triangulaire, la surface d'appui étant solidaire d'un côté d'un triangle de l'entretoise et un côté de cette entretoise étant solidaire de la pièce métallique. 40) Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle au sommet de l'entretoise, opposé au côté libre est obtus. 50) Connecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle au sommet de l'entretoise opposé au côté libre est aigu. 60) Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui est constitué par deux éléments de surface d'appui reunis par une entretoise commune. 70) Connecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces d'appui ont une forme rectangulaire et l'entretoise une forme trapézoidale, les surfaces d'appui étant solidaire des deux bases du trapèze. 80) Procédé de réalisation des connecteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise un profilé et on découpe ce profilé suivant des plans non parallèles aux gén-ratrices du profilé. 90) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on choisit les profilés dans le gro-ape des fers en I, H, U, des laminés marchands des cornières, des tés, des petits fers et des carrés. 10 )-Proçédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on découpe le profilé su-ivant des ensembles des plans de coupe alternés, les plans d'un même ensemble étant parallèles. 110) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ee que les plans de coupe sont perpendiculaires au plan de symétrie longitudinal du procédé.