Brevet FR2123239A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne les solives. Elle a pour but de remplacer par des coffres métalliques la simple armature de poutres en ciment armé des solives; la forme caractèristique en guise de moules de ces coffres ainsi que la voûte des hourdis permettent de recevoir le mortier de ciment directement en dernière phase et d'achever ainsi cette poutre structurale qui répondra aux sollicitations statiques d'exercice. Actuellement existent dans le commerce plusieurs types de poutrelles préfabriquées pour solives, qui tout en ayant la même fonction que telle assurée par l'invention, sont partiellement construites hors d'oeuvre selon des techniques et des procédés différents qui varient entre les précompressés et les ordinaires (composés de simples poutrelles en concret et de ronds en fer), quand le sous-fond n'est pas constitué en briques; certains constructeurs, afin de réduire le temps de fabrication et le poids, avec leur incidence sur les prix et la facilité de transport, ont utilisé au maximum les résistances des matérieux, jusqu'à considérer avantageux l'emploi du ciment à haute résistance et de l'acier harmonique très élastique (dans le cas des éléments précompréssés) tout en s'organisant pour un système de production en série.Mais le poids apparait comme un facteur gênant pour les différentes opérations de déplacement soit dans l'atelier de production que dans la mise en oeuvre ou dans le transport. Les mêmes constructeurs, pour éviter les discontinuitées de prise entre la poutrelle partiellement préfabriqué et le coulage du nouveau béton, de dosage différent, se trouvent dans la nécessité de disposer des étriers sur toute la longueur de la poutrelle, même en l'absence de glissement, afin d' éviter, pendant la phase de durcissement du béton, la formation de l'éventuelle séparation physique entre les surfaces de contact. Cet inconvénient est commun à tous les éléments partiellement préfabriqués, qui, ainsi conçus, exigent du matériel supplémentaire pour leur application. Les importants moyens constructifs et le matériel nécessaire pour produire ces poutrelles préfabriquées, transposés en termes économiques, représentent une importante incidence sur le prix du marché; tandis que la simplification d'un procédé opératif repondant fonctionnellement au but, devient un facteur économique valable. Ces considèrations ont abouti à la présente invention, c'est à dire à obtenir ce profilé métallique (SI) (S2) (S3) (S4) (S5) (56) (S7) (sa) (S9) (S io) (sII) (SI2) (SI7) (SI4) (SI5) (SI6) (SI7) (SI8) (SI9) (S20) qui,tout en se substituant intégralement à la poutrelle partiellement préfabriquée, présente les mêmes caractèristiques de fonctionnalité, avec des avantages complémentaires de caractère pratique, de simplicité et de multiples possibilités d'emploi; tel qu'il est produit directement par l'industrie sidérurgique, il peut être pose sans autres élaborations sur des sablières comme une poutrelle ordinaire. Le profilé, en guise de coffre appuyé aux extremités sur les caissons des poutres maitresses, remplace, par ses caractèristiques de résistence,le support de fonds pour le soutien des voûtes, tout en résistant aux charges provisoires de l'opération finale de coulage du mortier. Le profilé, grâce à sa caractèristique métallique et à sa legerté peut être transporté en grandes quantitées sans danger de cassure ou de déformation. La forme a la fonction de contenir le mortier et en union aux hourdis, configure la section de la poutrelle. L'emploi du profilé à coffre métallique assure ane continuité du coulage du ciment, unifiant poutrelles et poutres maltresses, favorisant cette homogénéité de la prise qui est une prérogative d'une structure compacte Dans les planches annexes sont illustrées les formes de construction des profilés selon la présente invention. La fig I représente schématiquement un profilé en position d'appui avec la relative armature négative. La fig. 2 représente une vue axonométrique de la poutrelle (SI) illustrant le système de mise en place. La fig. 7 la section dans les alentours de l'appui d'un plancher complet grâce à l'emploi du profilé (SI). Les sections S-S représentent les configurations de la série homogène des profilés métalliques avec des caractèristioues analogues d'utilisation. Le nouveau procédé consiste à faire laminer des profilés métalliques du type: (SI) (52) (S3) (S4) (S5) (S6) (57) (S8) ou à faire configurer des to?- les métalliques comme: (S9) (SIO)(SII) (SI2) (SI3) (SI4) (SI5-) (SI6) (SI7) (SI8) (SI9) (S20) par l'industrie sidérurgique: les munir de moignons (L) capables d'absorber les moments négatifs et les tensions tangentielles de glissement en encastrant les crochets (G) de ces derniers dans les ouvertures prévues (F) et pratiquées aux extrèmités des profilés: l'armature est ainsi prête pour la mise en oeuvre. Dans la phase de mise en place (Fig. 2) les armatures sont appuyées aux extrémitées sur les caissons des poutres mai tresses et dans les points intermédiaires sur les supports intermédiaires ou sablières (R); disposées parallèlement en ligne, on peut éffectuer l'opération d'encastrer les voûtes entre les travées, l'opération suivante est le coulage complet du mortier Le temps normal de sechage du ciment s'étant écoulé,on s'emploie à écarter les sablières, et pour maquiller les surfaces nervurées, on les recouvre d'enduit de ciment d'une épaisseur de 0,5 cm. (C) en remployant du ciment Portland de 500 kg/cm. et du sable en grains de I et I5 mm. dans le rapport en poids de I : 3. On a évité de compléter l'entière épaisseur d'enduit de ciment (I,5 à 2 cm.) pour éviter l'apparition des striures séparatrices typiques aux poutrelles: cette différence obtenue par une couche d'enduit (D) à mortier de chaux hydraulique, rendra le revêtement élastique et adapté à son rôle. On ondulera les âmes longitudinales du profilé sur toute leur longueur pour augmenter l'adhérenee de l'armature dans le ciment. Les profilés métal tiques peuvent être réalisés avec un alliage de fercarbone avec variation: d'épaisseurs, de grandeurs et de caractèristiques du métal le tout en fonction des exigences d'utilisation. D'ailleurs le métal peut etre laminé ou trafilé, subir un traitement thermique. Pour analyser la réaction aux sollicitations statiques on considère un profilé métallique caractèrisé au pourcentage de C 0,28; Si 0,23; Mm0,62; P 0,00I5; S 0,0026; le point de fusion I4770C.; résistance à la rupture 47 Kg/mm; allongement 24, trempé avec recuisson à 8600 C. et refroidi dans l'eau. Les épaisseurs, les grandeurs et la qualité du métal peuvent varier selon les exigences d'emploi et pour le profilé S1 on présente un exemple de calcul: épaisseur I,5 mm.; hauteur 20 mm.; base I20 mm. Le profilé est réalisé pour assumer deux fonctions de résistance, l'une au cours de ltopération de coulage du mortier, pour soutenir des charges provisoires et l'autre, principale, telle que l'armature simple d'une poutrelle à T en bêton armé. En procédant à l'analyse des charges provisoires on fixe la valeur des interaxes des poutrelles à 50 em. et celles des sablières (R) à I,60 m. on a ainsi: Charge mobile repartie par les planches de pont sur n. 6 poutrelles représenté * par brouettes remplies de mortier et par les ouvriers ayant incidence au mitre linéaire de poutrelle: 360/6 = 60 Kg. Hourdis en briqueterie n. 4 à 4 Kg. = I6 Kg. Mortier: Happez 0,02 x 0,50 i 2400 = 24 Kg. Poutrelle: 0,I2 x 0,I6 x 2400 = 46 Kg. Poids intrinsèque de l'armature 3 Kg. Total par NI. I49 Kg. Fixant comme lien le simple appui, le moment de fléxion maximale(Efdsera: = = PL/8 = I50 x I600/30000 Kgnm. Le moment d'inertie (J) du profilé (Sl) de valeur absolue: en fonction de la position de l'axe barimétrique en indiquant par (el) la zone de traction et (e2) celle de compression; développée on trouve: J = 29974 mm.; el = 9,25; e2 = 10,75 mm.; Les sollicitations maxima absolues à fléxion simple de traction r et de compression -#'', seront: #'= Mf x el/J = 30000 x 9,25 : 29974 = 9,258 Kgmm. -&alpha;''= Mf x e2/J = 30000 x 10,75 : 29974 =I0,758 Kgmm Puisque la charge de rupture de l'acier est: #R = 47 Kgmm. tandis que la charge de sûreté est: #a = oR/2,5 on trouve: fla = 47/2,5 = I8,800 Kgmm et les sollicitations admissibles sont: ' = #a et -f'' = étant donné la section du profilé (S1) en 3, 54 cm ce qui correspond à 2,760 Kg/ml. et en procédant à la vérification de l'effort de cisaillement, on trouve: T = 146 (1,6/2) = 116 Kg. t = 116/354 = 0,328 Kgmm2. Au contraire en considérant l'armature du profilé (S1) employée dans un élément structural de ciment en forme de T, chargé en fléxion et de lumière théorique I,05 x 5,00 = 5,25 m.; largeur b = 50 cm.; section du fer 2 Ff = 3,54 cm .; hauteur h = I8 cm.; rapport de modules df/Ec = IO ; d'après les tables de calcul apparait: r = 0,487; t = 0,00187; pour dc = 38. Procédant à l'analyse des charges réparties sur un métre linéaire de poutrelle, on trouve: Surcharge accidentelle 250/0,50 = 125,000 Poids intrinsèque de la poutrelle 0,I2 x 0,I6 x 2400 = 46,000 Poids de la chappe 0,50 x 0,02 x 2400 = 24,000 Poids de l'enduit 0,50 x 0,OI5 x 2400 = I8,000 Poids du plancher 0,50 x I,OO x 90 = 45,000 Poids de l'hourdis n. 4 à 4,000 Kg. = I6,000 Total P = 274,000 Kg/ml. Le Moment d'embrication Ne = -(I/I2) pL = -(I/I2) 274 x 5,25 = = -62920 Kg/cm.; Le Moment en ligne médiane Nm = (2/3) (I/8) PL = (I/I2) 274 x 5,25 = = 62920 Kg/cm.; en ayant infèrieur aux 3,54 cm2. du profilé. Pour la vérification de la stabilité il sera procédé à la recherche le l'axe neutre: x 3,54 = 4,28 cm. La sollicitation à la compression du ciment sera: oc = 2Mf/b x (h 4 3) = 2 x 62920/50 x 4,28 (I7,27 - 4,28/3) = 38.000Kg/cm. et celle de la traction du fer: of = N/Ff (h-x/3) = 62920/3,54 (I7,27 - 4,28/3 = II2I Kg/cm. Sur le point d'appui, le Moment étant égal, on utilisera la même section de fer, 3,32 cm. composés par trois moignons pJ 12 mm. (L) pliés à 450 et à I/5 de la lumière. L'effort de cisaillement T = PL/2 = 685 Kg/cm, considérant comme résistant seulement le béton: la section du ciment = c =292 cm. t = T/JLc = 685/292 = 2r345 Kg/cm2. RW,WNDiCAFiTNS I) Profilés métalliques comme armature résistante dans les planchers et solives de ciment armé. 2) Profilés métalliquessselon I, caractèrisés par la forme, à configura tions multiples, qui, associés aux hourdis, permettent de retenir le mortier et réalisent ainsi les poutrelles en bâton armé. 3) Les profilés métalliquessselon I et 2, caractèrisés comme éléments d'échafaudage pour planchers, avec système d'appui aux extrémitées sur les caissons des poutres maitresses et aux points intermédiaires des sablières. 4) Des profilés métalliques, selon I et 2, munis de moignons et incorporés dans le ciment, caractèrisent ces poutrelles structurales secondaires, avec fonction statique de : appui, encastrement et semi-encastrement. 5) Profilés métalliques utilisés comme armature résistante dans les plan chers et solives en beton armé avec action retentive du mortier telle qu'aux revendications précédentes et en substance ainsi décrits et spé cifiés pour les finalitées,illustrées dans les planches annexes, et les dispositions non limitatives.