Brevet FR2133487A1 — publié le 19721201

L'invention concerne un élément-porteur longiforme de construction, du type poutre-porteuse, se prêtant à travailler à l@ flexion. les @ments-porteure traditionnels tels que solives, @meo@rdes, @@nnes, estraits, etc. et plus généralement, toute pou- tre de soutien, su@issent sous l'effet des efforts de flexion, @uci- que dimensionnes pour supporter ceux-ci, des déformations dont la flèche dépend, notamment, de la veleur de la charge et de sa répartition. Il arrive que cette flèche prenne des valeurs inacceptables qui entraînent des déformations de la construction, par exemple, sous 1 @ effet le surcharges imprévues ou bien de variations impor- tantes de température. i présente Invention vise à fournir des éléments-por- teurs dont la flexion peut être compensée, lorsque l'élément est en place. A cet effet, un élément-porteur longiforme de construction est composé d'une poutre appelée à supporter par une semelle d'appui la charge et d'un dispositif de compensation des déforma tons er flexion de cette poutre ; selon l'invention, le dispositif de compensation comprend en premier lieu, une poutrelle longi tudin@le arquée dont la convexité est tournée du côté de la charge à supporter de façon à affleurer la semelle d'appui de la poutre précitée. Jette poutrelle est assujettie à ladite poutre par deux zones proches de l'une et l'autre de ses extrémités.D'autre part, le dispositif ae compensation comprend un tirant, amarré à la pou- trelle arquée a proximité des deux zones de liaison de celle-ci avec la poutre et doté de moyens de tension réglables. "nn cas de déformation ce la poutre oui soutient les charges, il suffit d'ac- croitre la tension ciu tirant, en me d'augmenter le cintrage de la poutrelle arquée ; celle-ci porte sur la semelle d'appui chargée et détermine sur cette dernière un effort proportionnel à la tension lu tirant dirigé en sers contraire des charges.De la sorte, on peut réduIre jusqu'à sensiblement l'annuler, la déformation de cette semelle, les efforts *Ns à la charge étant repris par la poutrelle arquée. Pour éclairer ce processus de compensation des flexions, on pourrait dire que l'élément-porteur selon l'invention est à l'égard ces efforts o flexion, ce que les poutres préconcraintes traditionnelles sont à l'égard des efforts longitudinaux de traction, lesquels sont repris par les câbles de précontraintes, à la différence près que dans l'élément-porteur selon l'invention, la compensation de valeur réglable peut être ajustée au niveau approprié aux conditions d'utilisation. Selon un mode de réalisation préféré, la poutre est -utxe poutre à caisson, dans l'âme creuse ce laquelle est disposé le dis- positif de compensation précité et dont une paroi constitue la melle d'appui appelée à supporter la charge. la poutrelle arquée peut être assujettie sur la paroi opposée à cette semelle C l'appui, -ar l'intermédiaire de courtes pièces Ce liaison.Cette paroi com- porte vax'ftageusement, en regard des extrémités de cette poutrelle, des plaques d'appui contre lesquelles ces extrémités sont appelées à prendre appui sous l'effet de cintrage de ladite poutrelle. Ces plaques sont utilement pourvues lat-'raîement de guides, entre les- quels sont disposées les extrémités de la poutrelle arquée.Ainsi, le cintrage de cette poutrelle est-Il guidé dans le plan axial de 1 'élément-porteur. De plus, comme on le comprendra mieux plus loin, l'appui des extrémités de cette poutrelle sur la paroi opposée à la semelle chargée -appui réalisé avec une pression proportionnelle au cintrage de ladite poutrelle- est favorable à la remise en forme de la poutre et, de part et d'autre de l'élément-porteur, permet une meilleure transmission des efforts aux supports sur lesquels cet élément repose. La poutre à caisson, quant à elle, subit des contraintes très réduites qui donnent la faculté de la fabriquer en matériau léger : deux de ces flancs latéraux peuvent, par exemple, être fabriqués en aggloméré, cependant que les deux autres parois sont constituées par des semelles en bois, dont une fait office de semelle d'appui appelée à supporter la charge. En outre, la poutrelle arquée est, avantageusement, fouée par un élément métallique en forme de tube creux, notamment à section carrée. Par ailleurs, le tirant du dispositif de compensation peut très simplement autre constitué par une tige filetée, susceptible d'entre mise sous tension réglable par, au moins, un écrou de blocage. Selon une disposition préférée, cette tige traverse des trous ménagés dans les pièces de liaison de la poutrelle arquée, deux écrous permettant de part et d'autre de bloquer cette tige. Dans le cas d'une poutre à caisson, on prévoiera en regard des écrous de blocage précités, des lumières dans, au moins, une des parois latérales de ladite poutre de façon à avoir la faculté d'atteindre aisément ces écrous pour les serrer s'il y a une flexion à compenser. L'invention ayant été exposée dans sa forme générale, la description qui suit en référence au dessin annexé en présente à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation qui permettra de mieux comprendre les caractéristiques, buts et avantages de celle-ci ; sur ce dessin - la figure 1 est une vue, en perspective éclatée, d'un élément-porteur selon l'invention - les figures 2 et 3 sont des schémas présentant un élément selon l'invention mis en place et chargé ; la figure 2 montre cet élément dans l'état de flexion non compensée, cependant que la figure 3 montre le meme élément, une fois la flexion compensée. Un élément-porteur préfabriqué comprend une poutre à caisson 1 constituée par deux flancs 2 et 3 réunis par deux bords au moyen de semelles 4 et 5. En l'exemple, les flancs sont prévus en aggloméré, cependant que les semelles sont en bois. À titre indicatif, cette poutre à caisson peut avoir sept centimètres d'épais- seur, trente centimètres de hauteur et atteindre une longueur de quelques mètres adaptée à son utilisation, par exemple, sept à huit mètres. Les flancs 2 et 3 sont fixés sur les semelles 4 et 5 par collage ou par tout autre moyen tel que pointe, vis, etc. ; ces flancs peuvent comporter intérieurement sur leur bord un ressaut tel que 6, qui vient en butée contre un ressaut correspondant m6- nagé sur les semelles, comme représenté à la figure 1. Par ailleurs, la poutre à caisson 1 comporte dans son âme creuse une poutrelle arquée 7 en tube creux à section carrée d'environ quatre centimètres de côté. Cette poutrelle 7 est assujettie à proximité de ses extrémités sur la semelle 5, au moyen de pièces, telles que 8 qui lui sont soudées et qui sont vissées sur ladite semelle ; ces pièces peuvent sistre des tronçons de tube creux à section carrée. A l'état non chargé, la poutrelle 7 affleure au sommet de sa courbure, la semelle 4. Notons que la forme de la poutrelle 7 présente, à peu près au niveau des pièces de fixation 8, des points d'inflexion au-delà desquels sa convexité est tournée dans l'vautre sens. À l'état non chargé, les extrémités de cette poutrelle viennent affleurer des plaques d'appui 9 fixées par vis sur la semelle 5 et destinées à protéger celle-ci lorsque les extrémités de la poutrelle feront pression sur cette semelle. De plus, ces plaques d'appui 9 comportent des guides latéraux, tels que 10, qui suppriment la possibilité d'un éventuel gauchissement de la poutrelle 7. Par ailleurs, les pièces de fixation 8 sont percées de trous traversés par une tige filetée 11, d'un seul tenant ou bien formée de plusieurs tronçons réunis par des noix de liaison. Cette tige il peut être mise en tension par des écrous 12 portant sur les pièces de fixation 8. Des lumières sont pratiquées-en regard des écrous 12, dans les flancs 2 et 3, en vue de permettre de serrer commodément ces écrous par l'extérieur de la poutre à caisson. On va comprendre I'intér8t d'une telle structure. La figure 2 représente un élément chargé et reposant par ses extrémités sur des piliers 13 et 14 ; cet élément subit en raison de sa charge, une certaine flexion (amplifiée sur la figure 2 pour éclairer la compréhension) : cette flexion peut provenir soit de charges trop élevées vis-à-vis des efforts admissibles par la poutre à caisson (laquelle, comme l'a vu, est de structure très légère), soit d'autres causes, par exemple, de dilatations par suite de variations de température importantes. Pour compenser cette flexion excessive de l'élément-porteur selon l'invention, il suffit (figure 3) de serrer un ou les écrous 12 de façon à accroître la tension de la tige 11, ce qui détermine une accentuation du cintrage de la poutrelle 7 : cette dernière vient prendre appui, d'une part, au ommet de sa courbure, contre la semelle 4, d'autre part, à ses extrémités, contre les pièces d'appui 9 fixées sur la face interne de la semelle 5. On conçoit donc que le cintrage accru de cette poutrelle contribue à réduire la flexion de la poutre à caisson et par un réglage convenable de la tension de la tige 11 à supprimer cette flexion. les contraintes dues à la charge sont, alors, réparties de façon assez complexe entre la poutre à caisson, la tige 11 qui travaille à la tension et la poutrelle arquée 7 qui en supporte la plus grande partie et qui les transmet par ses extrémités au support par 1 'in- termédiaire des pièces d'appui 9. L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur un exemple détaillé, la demanderesse s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Elément-porteur longiforme de construction, se prêtant à travailler 1? flexion et composé d'une poutre appelée à supporter par une semelle d'appui une charge et d'un dispositif de compensation -,es déformations en flexion de de cette poutre, ledit élémentporteur étant caractérise en ce que son dispositif de compensation est constitué, d'une part, par une poutrelle longitudinale arquée, assujettie par deux zones proches de l'une et l'autre de ses extrémités, à la poutre précitée et dispoeée convexité tournée du c8té de la charge, de façon à affleurer la semelle d'appui de ladite poutre, d'autre part, par un tirant, amarré à la poutrelle arquée ç proximité de ses deux zones de liaison avec la poutre et doté de moyens ie tension réglables. 2 - Elément-porteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la poutre est une poutre à caisson, dans l'âme creuse de laquelle est disposé le dispositif de compensation et dont une paroi constitue la semelle d'appui appelée à supporter la charge. 3 - Elément-porteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que la poutrelle arquée est assuJettie sur la paroi de la poutre à caisson, opposée à la semelle d'appui, par l'intermédiaire de. cour- tes pièces oe liaison. 4 - Eléii:ent-porteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que la paroi de la poutre à laquelle est assujettie la poutrelle arquég comporte en regard des extrémités de cette poutrelle, des plaques d'appui contre lesquelles ces extrémités sont appelées à prendre appui sous l'effet du cintrage de ladite poutrelle. 5 - Elément-porteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plantes d'appui précitées sont pourvues latéralement de guides, entre lesquels sont disposées les extrémités de la poutrelle arquée. 6 - Elément-porteur selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, prises séparément, caractérisé en ce que le tirant est constitué par une tige filetée susceptible autre mise sous tension réglable par, au moins, vn écrov de blocage. 7 - Elément-porteur selon les revendications 3 et 6 en combinaison, caractérisé en ce que les pièces de liaison de la poutrelle sont percées de trous traversés par la tige filetée faisant office de tirant, laquelle est amarrée auxdites pièces par les écrous préci- tés. e - Elément-porteur selon l'une des revendications 6 ou 7 prises séparément, caractérisé en ce que des lumières en regard des écrous de blocage sont ménagées dans, au moins, une des parois latérales de la poutre à caisson. 9 - Blément-porteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que la poutre à caisson est constituée par deux flancs latéraux en un matériau léger du type aggloméré, réunis par des semelles, en particulier en bois, formant les deux autres parois et dont une constitue la semelle d'appui appelée à supporter-la charge. 10- Elément-porteur selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 prises séparément, caractérisé en ce que la poutrelle arquée est formée d'un élément métallique. en forme de tube creux, notamment de section carrée.