Brevet FR2197105A1 — publié le 19740322

La présente invention concerne une tête d'ancrage pour armature d'acier à béton, particulièrement d'acier à béton, cannelé, avec, en prise sur l'armature, au moins une pièce ou plaque d'ancrage qui comporte un trou de réception pour le segment correspondant de l'armature, et qui, dans le sens longitudinal de l'armature, est reliée mécaniquement avec une section d'arrêt épaissie par refoulement longitudinal de l'armature. Dans une tête d'ancrage connue de ce type, la section d'arrêt avoisine la plaque d'ancrage, si bien que celle-ci, vis-b-vis de la section d'arr9t, n'est assurée que dans une de ses directions de mouvements possibles. L"inconvénient principal de cette disposition tient au fait que, avant qu'il se produise une liaison mécanique entre l'armature d'acier et la plaque mobile poussée en butée contre la section d'arrêt, il faut effectuer un certain mouvement de l'armature d'acier, ce qui conduit à des fissures dans le béton et rend pratiquement inutilisable une tête d'ancrage de ce type. Des têtes d'ancrage, qui sont emmanchées à force sur l'armature d'acier par déformation plastique de la plaque d'ancrage ou dans lesquelles la plaque d'ancrage est vissée sur un filetage de l'armature d'acier, exigent une forme spéciale de la plaque d'ancrage, qui souvent n'est pas favorable et qui n6- cessite la réalisation d'un filetage extr8mement coûteux. Le but de l'invention est de réaliser une tête d'an c'rage du type décrit au début, et qui assure d'une façon simple une fixation particulièrement sûre et sans jeu ou sans glissement de la plaque d'ancrage sur l'armature d'acier. Conformément à l'invention, ce but est atteint à l'aide d'une tête d'ancrage du type décrit au début, grAce au fait que la section d'armature d'acier située dans le trou de réception est formée, au moins en partie, par la section d'arrêt épaissie, qui est forcée radialement par refoulement à l'intérieur de la surface interne du trou de réception. Une tenue particulièrement certaine est assurée Si la section d'arrêt comporte sur son pourtour des. éléments saillants, de préférence des cannelures, qui sont comprimés sur la surface interne du trou de réception au cours du refoulement, ce qui assure une liaison mécanique dans les deux directions longi tudinales des armatures d'acier. Pour que les armatures d'acier soient particuliè rement bien accessibles au refoulement, on peut donner au trou de réception de la plaque d'ancrage une forme de trou de pas sage. Une amélioration réelle de la tenue de la plaque d'ancrage sur l'armature d'acier sera obtenue en assurant un contact entre au moins un bourrelet de la section d'arrêt, obtenu par refoulement, et au moins une des surfaces frontales de la plaque d'ancrage perpendiculaire à la direction longi tudinale de l'armature d'acier. Si le bourrelet se trouve au niveau de la surface frontale tournée vers le milieu de la longueur de l'armature d'acier, cette surface frontale de la plaque étant de préférence la plus extérieure, l'armature peut être prévue pour une charge en pression, par exemple on peut la prévoir comme une éprouvette de compression.Si le bourrelet se trouve au niveau d'une surface frontale de la plaque d'ancrage qui soit opposée au milieu de la longueur de litarmature d'acier, de préférence à la surface frontale la plus en dehors, l'armature d'acier convient particulièrement à une charge en traction. Le bourrelet peut avoir simplement une forme de tête. La réalisation conforme à l'invention convient par ticulièrement pour l'ancrage terminal d'armatures d'acier, c'est-à-dire que la plaque d'ancrage est prévue pour la zone terminale de l'armature d'acier. Pour reporter encore mieux les forces de l'armature d'acier surla tête d'ancrage, le trou de réception est réduit dans une direction, en particulier il est conique. Le trou de réception est donc convenablement réduit sur toute la lon gueur, sous un angle aigu. Dans un mode de réalisation préféré, plus particulièrement pour la formation d'une armature d'acier convenant aux charges en traction, le trou de réception est réduit dans le sens allant vers le milieu de la longueur de l'armature d'acier,falors que, pour la formation d'armature d'a 4 eier propre à supporter desarges en presion,tle trouwde rd- ception est réduit dans le sens venant du centre de la longueur de l'armature d'acier. Suivant l'application conforme à l'invention, la plaque d'ancrage peut avoir effectivement une forme de plaque et se trouver de préférence dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale de l'armature d'acier. Par cette forme de la plaque d'ancrage, on peut éviter que celle-ci, au cours du refoulement de la section d'arrêt, ne s'évase sur toute sa longueur, ce qui influerait sur la solidité de la liaison. L'invention concerne de plus un procédé de fabrication d'une tête d'ancrage du type décrit, qui est caractérisé par le fait que l'armature d'acier est introduite dans le trou de réception de la plaque d'ancrage et qu'elle est ensuite refoulée longitudinalement de façon telle que sa portion qui se trouve dans le trou de réception soit épaissie et appliquée ainsi contre la paroi interne du trou de réception, par suite de la déformation plastique des zones entourant le trou de réception de la plaque d'ancrage. Un tel procédé peut également être entièrement réalisé sur le chantier, si bien que les armatures d'acier peuvent, compte tenu des nécessités, être équipées rapidement de têtes d'ancrage sur le lieu d'utilisation. Avec le même procédé de refoulement, il convient de former, sur au moins une face frontale de la plaque d'ancrage, un bourrelet périphérique sur l'armature d'acier. Une liaison très sûre entre la plaque d'ancrage et l'armature d'acier peut être obtenue en donnant au trou conique de réception un petit diamètre plus petit que le diamètre extétrieur de l'armature d'acier et en enfonçant ensuite l'extrémité de l'armature d'acier dans le trou de réception par le côté de plus grand diamètre, jusqu'à ce qu'il touche la surface périphérique interne du trou, après quoi cette extrémité de l'armature d'acier est poussée plus avant dans le trou de réception par refoulement longitudinal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente, en coupe axiale, un montage avec une armature d'acier mise en place pour l'adjonction d'une tête d'ancrage - la figure 2 représente la disposition conforme à la figure 1, mais après fixation de la tête d'ancrage ; - la figure 3 et la figure 4 représentent un autre exemple d'application dans une présentation conforme aux figures 1 et 2. Comme le montrent les figures 1 et 2, on place au voisinage de l'extrémité 2 d'un fer à béton cannelé 1 une plaque d'ancrage plate 3 qui comporte, suivant l'axe perpendiculaire à ses faces, un trou de passage 4, dont le diamètre intérieur est à peine plus gros que le diamètre extérieur mesuré sur les cannelures 5 de l'acier à béton cannelé 1. Pour l'adjonction de cette plaque d'ancrage 3, on a prévu un montage 6 qui comporte une semelle d'ancrage 7 pour le fer à béton cannelé 1 et, dans le mEme axe et à proximité, une matrice de refoulement 8 qui peut être mise en oeuvre par une presse hydraulique non représentée.Dans le corps 9 de la semelle d'ancrage 7 est prévu un cône intérieur 10 dans lequel sont introduites, l'une en face de l'autre, deux mâchoires en forme de coin 11 de façon telle que leurs surfaces extérteures, ayant un angle correspondant à celui du cône intérieur 10, pénètrgtdans le cône 10. Les mâchoires 11 présentent, sur leurs faces en regard, des surfaces crantées 13, qui ne s'étendent que sur une partie de la longueur des mâchoires Il et presque jusqu'à chacune de leurs extrémités tourné vers le plus petit diamètre du cAone intérieur 10.-A proximité de la partie de chaque mâchoire 11 opposée au plus petit diamètre du cône intérieur 10, la surface de serrage correspondante 13 s'infléchit radialement en une surface 14, dont la section présente, à titre d'exemple, une forme approchant un quart de cercle. Les surfaces terminales 15 des mâchoires 11, situées du côté opposé au plus petit diamètre du cône intérieur 10, sont dans un plan commun, perpendiculaire à l'axe 16 du cône intérieur 10.Dans cet axe 16, la matrice de refoulement 8, avec son empreinte 17, est placée en face des surfaces terminales 15, l'empreinte 17 étant constituée, dans l'exemple de réalisation représenté, par un creux circulaire. L'acier cannelé à béton 1 destiné à recevoir la plaque d'ancrage 3 est introduit par son extrémité 2 dans le cône interne 10 du corps 9 entre les mâchoires 11, de façon que les surfaces de serrage 13 s'appuient sur son pourtour. On place la plaque d'ancrage 3 avec son perçage 4 sur l'extrémité 2 de l'acier cannelé à béton 1, jusqu'à ce qu'elle touche les surfaces terminales 15 des mâchoires 11, qui, de leur cavé, s'appuient avec leur surface en coin 12 sur le ce interne 10. Ensuite, on pousse la matrice de refoulement 8 contre la surface terminale 18 de l'acier cannelé à béton 1, de sorte que l'extrémité 2 est refoulée et épaissie de façon à former une section d'arrêt 19. Cette section 19 repose dans le trou de passage 4, les cannelures 5 de la section d'arrêt 19 étant imprimées dans la surface interne du trou 4 par formage plastique de cette surface interne. Du fait de cette façon de réaliser l'épaississement par refoulement 19, avec l'aidedellsatrice de refoulement 8, le trou de passage 4 prend une forme conique, dans une direction s'éloignant du milieu de la longueur de l'acier à béton cannelé 1, alors que la section d'arrêt 19 prend une forme conique correspondante et que le trou de passage 4 est rempli entirement. Au cours de l'épaississement par refoulement, dans lequel les mâchoires ll sont comprimées dans le cane interne 10 et tiennent par suite solidement l'acier à béton cannelé 1, la matrice de refoulement 8 donne à la section terminale de l'acier à béton cannelé 1, qui est en contact avec la plaque d'ancrage 3 par sa surface opposée au milieu de la longueur de l'acier à béton, un bourrelet périphé- rique en forme de tette qui touche à la surface extérieure 21 de la plaque d'ancrage 3, du caté opposé au milieu de la longueur de l'acier à béton cannelé 1 et s'appuie sur cette surface ex térieure 21. La forme de la tette 20 correspond à celle de l'em- preinte 17 de la matrice de refoulement 8. Grâce à la méthode décrite, on a réalisé, pour des efforts de traction, une liaison sans aucun glissement entre la plaque d'ancrage 3 et l'acier à béton cannelé 1.Quand on a enlevé la matrice de refoulement 8, on peut retirer du montage 6 l'acier à béton cannelé I muni de la plaque d'ancrage 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, l'acier à béton cannelé la doit être muni de la plaque d'ancrage 3a pour des efforts en pression. Le trou de réception 4a de la plaque d'ancrage 3a est évasé en forme de cône pointu dans la direction du milieu de la longueur de l'acier à béton cannelé, de telle sorte que le diamètre du trou de rO- ception 4a, au niveau du milieu de sa longueur, est à peu près égal au diamètre extérieur de l'acier à béton cannelé la entre les cannelures 5a, ctest-à-dire à peu près égal au diamètre de l'âme de l'acier à béton cannelé la. L'empreinte 17a de la matrice de refoulement 8a est plane, elle s'appuie par toute sa surface sur la face extérieure de la plaque d'ancrage 3a et obture ainsi complètement le plus petit diamètre du trou 4a. Après l'introduction de l'acier à béton cannelé la dans la semelle d'ancrage 6a, on dispose la plaque d'ancrage 3a en présentant d'abord le plus grand diamètre de son trou 4a, sur l'extrémité.2a de l'acier à béton cannelé la, cette extrémité 2a étant enfilée dans les mâchoires lla de façon telle qu'il nty ait aucun contact entre la plaque d'ancrage 3a et les surfaces terminales 15a des mâchoires 11a. Avec la matrice de refoulement 8a, la plaque d'ancrage 3a est pressée sur l'extrémité 2a de l'acier à béton cannelé la, si bien que celui-ci, par déformation plastique et refoulement, est poussé dans le trou de réception 4a et, par suite, épaissi, qu'il forme une section d'arrêt 19a qui remplit entièrement le trou de réception 4a et que ses cannelures s'impriment dans le trou 4a.La surface terminale 18a de l'acier à béton cannelé la arrive ainsi Jusqu'à la surface frontale 21a de la plaque d'ancrage 3a, située du c8té opposé au milieu de la longueur de l'acier à béton cannelé la, si bien que les surfaces 18a, 21a arrivent précisément 1'une contre l'autre. Grâce à l'évidement 14a dans les mâchoires lla, ctest-à-dire gracie à la distance entre la plaque d'ancrage 3a et les mâchoires lla, il peut se former, à la surface frontale 22 de la plaque d'ancrage 3a tournée vers le milieu de la longueur de l'acier à béton cannelé la, un bourrelet périphérique 20a par refoulement de L'acier à béton cannelé la, ce bourrelet s'accrochant au trou de réception 4a au voisinage de la surface frontale 22 et s'étendant sous forme de réduction conique à l'autre partie de l'acier à béton cannelé la. Dans cette forme d'ancrage, les forces qui sont dues au refoulement et qui s'exercent perpendiculairement à l'axe de l'acier cannelé 16a sont plus importantes, parce que l'épaississement ne se produit pas surtout à l'extérieur mais davantage à l'in- trieur de la plaque d'ancrage 3a, si bien qu'il convient que la plaque de pression 3a soit plus épaisse que la plaque d'ancrage 3 conforme aux figures 1 et 2. Le diamètre du trou de réception conique 4a peut aussi etre choisi de façon telle que l'acier cannelé la passe tout juste. Par ailleurs, les parties correspondantes des figures 3 et 4 ont reçu les mêmes références que dans les figures 1 et 2 mais avec l'indice a. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Tête d'ancrage pour armature d'acier à béton particulièrement d'acier à béton cannelé, avec au moins, en prise sur l'armature, une pièce ou plaque d'ancrage qui comporte un trou de réception pour la section correspondante de l'armature, et qui, dans le sens longitudinal de l'armature, est reliée mécaniquement avec une section d'arrêt épaissie par refoulement longitudinal de l'armature, caractérisée en ce que la portion de l'armature en acier se trouvant dans le trou de réception est formée au moins en partie par une section d'arrêt, qui est comprimée radialement par refoulement dans la surface du pourtour interne du trou de réception formant de préférence un trou de passage. 2. Tête d'ancrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section d'arrêt comporte sur son pourtour des excroissances constituées de préférence par des cannelures, qui sont imprimées sur la surface du pourtour intérieur du trou de réception par l'effet du refoulement. 3. Tête d'ancrage selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisée en ce que la section d'arrêt, comportant au moins un bourrelet obtenu par refoulement et ayant de préférence la forme d'une tête, est contiguëà au moins une surface frontale de la pièce d'ancrage, transversale par rapport à la direction de l'armature d'acier, le bourrelet périphérique pouvant être contigu à une surface frontale de la pièce d'ancrage tournée vers le milieu de la longueur de l'armature d'acier, de préférence à sa surface frontale extrême. 4. Tête d'ancrage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le bourrelet périphérique est contigu à une surface frontale de la pièce d'ancrage du côté opposé au milieu de la longueur de l'armature d'acier. 5. Tête d'ancrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce d'ancrage est prévue près de l'extrémité de l'armature d'acier et que la surface terminale de l'armature d'acier arrive au voisinage de la surface frontale extrême, du côté opposé au milieu de la longueur de l'armature, et de préférence dans le plan de cette surface. 6. Tête d'ancrage selon l'une quelconque des re vendicationsprécédentes, caractérisée en ce que le trou de réception ou de passage est réduit dans une direction, en particulier de façon conique, et de préférence sur toute sa longueur. 7. Tête d'ancrage selon la revendication 6, caractéri- sée en ce que le trou de passage, en particulier pour forme une armature d'acier propre à supporter des charges en traction, est réduit en direction du milieu de la longueur de. l'armature d'acier et que le trou de réception, en particulier pour la formation d'une armature d'acier propre X supporter des charges en pression, peut entre réduit dans une direction opposée b celle du milieu de la longueur de l'armature d'acier. 8. Tête d'ancrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce d'ancrage a une forme de plaque et qu'elle est disposée de préférence dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale de l'armature d'acier. 9. Procédé de construction d'une tette d'ancrage pour armature d'acier à béton, en particulier acier à béton cannelé, dans lequel au moins une pièce d'ancrage, placée sur l'armature d'acier présentant un trou pour la portion correspondante de l'armature d'acier, est reliée dans le sens longitudinal de l'armature d'acier avec une section d'arrêt épaissie réalisée par refoulement longitudinal, caractérisé en ce que l'armature d'acier est introduite dans le trou de la pièce d'ancrage et ensuite refoulée longitudiailement, de telle sorte que sa portion se trouvant dans le trou soit épaissie et appliquée ainsi contre la paroi interne du trou, par suite de la déformation plastique des zones entourant le trou de la pièce d'ancrage, et que, avec le même processus de refoulement, un bourrelet périphérique est formé sur l'armature d'acier à au moins une face frontale de la pice d'ancrage. 10. Procédé conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que le trou de réception est un trou conique avec, de préférence, un petit diamètre plus petit que le diamètre extérieur de l'armature d'acier et que Itextrémité de l'armature d'acier est ensuite introduite par le grand diamètre dans le trou de réception jusqu'au contact avec la surface intérieure de ce trou, cette extrémité de l'armature d'acier étant pousse plus loin dans le trou de réception par refoulement longitudinal et épaississement.