Brevet FR2203001A1 — publié le 19740510

La présente invention a pour objet des poutrelles en-béton de ciment ou de résine pour supporter des planchers. Le secteur technique concerné par l'invention est celui de la construction des bâtiments et plus particulièrement des planchers dits "en hourdis" constitués de poutrelles supportant des éléments d'entrevous, qui sont générale- ment des corps creux en aggloméré de béton ou en céramique, sur lesquels on coule une dalle en béton. Les poutrelles connues à ce jour qui constituent l'ossature sur laquelle prennent appui les éléments d'entrevous des planchers, sont généralement des poutrelles préfabriquées en béton avec des armatures verticales en attente. Ces poutrelles peuvent être précontraintes par une mise en tension des armatures longitudinales avant la prise du béton. Ces poutrelles connues sont relativement lourdes ce qui complique leur manutention et alourdit les planchers. D'autre part, la préfabrication de ces poutrelles exige des bancs de préfabrication encombrants dont la capacité de production est faible. En effet, la prise du béton entraîne des temps morts et il est difficile d'automatiser les opérations successives. L'objectif de la présente invention est de procurer aux constructeurs de bâtiments, une nouvelle poutrelle de support de plancher comportant une armature en pP6dile d'acier, plus léger et plus résistante que les poutrelles existantes Cet objectif est atteint au moyen d'une poutrelle comportant une armature formée d'un profilé en forme de T. De préférence ce profilé est en métal déployé replié sur lui-méme dans la partie centrale et les ailes sont nervurées longitudinalement. Les ailes nervurées sont placées à la partie basse de la poutrelle et travaillent en tension. Afin d'augmenter leur résistance, dans un mode de réalisation préférentiel, on précomprime ces ailes au moyen de ronds longitudinaux en acier à haute limite élastique qui sont prétendus et fixés aux deux extrémités des ailes du profilé au moyen de résine durcissable, par exemple -une résine époxy qui durcit par polymérisation à la température ambiante. Après durcissement de la résine, la tension des ronds en acier est relachée et ceux-ci compriment les ailes du profilé. Du fait de la structure en métal déploye# de la partie centrale du profilé, la compression s exerce uniquement sur les ailes nervurées d'où il résulte que liron peut appliquer à ces ailes un taux de précontrainte élevé. Afin d'améliorer l'assemblage entre les ronds en acier et le profilé et d'éviter tout risque d'accident au cas où les fixations en résine cèderaient, on réalise, de préférence, une double fixation en soudant les ronds aux deux extrémités des-ailes du profilé après avoir préalablement assemblé ces ronds'au profilé au moyen de la résine durcissable et avoir ensuite relâché la tension des ronds prétendus afin de ne pas avoir à effectuer une soudure sur des fils tendus ce qui serait une opération dangereuse. Les ronds en acier à haute limite élastique sont placés de préférence dans les rainures situées entre les nervures des ailes du profilé et l'assemblage au moyen de résine est réalisé en remplissant de résine les extrémités des rainures dans lesquelles sont situés les ronds. Une poutrelle selon 1 invention comporte, de préférence, un talon de section rectangulaire ou trapézoïdale destiné à améliorer la rigidité. Ce talon est composé d'un béton de ciment ou, de préférence, d'un béton de résine durcissable, par exemple de résine époxy. Grâce aux qualités de résistance de ce béton meilleures que celles du béton de ciment, on peut préfabriquer des poutrelles beaucoup plus légères et aussi résistantes. Le talon en béton de résine peut être précontraint en compression. Dans ce cas, on coule le béton de résine autour des ronds en acier à haute limite élastique prétendus et, après durcissement de la résine qui a lieu rapidement à la température ambiante, on relâche la tension des ronds en acier qui précompriment le béton de résine et les ailes du profilé. Les profilés en acier qui sont incorporés aux poutrelles selon l'invention peuvent être fabriqués à partir d'un feuillard d'acier qui est d'abord nervuré à froid sur ses deux bords, puis découpé longitudinalement dans sa partie centrale et étiré transversalement pour former la partie en métal déployé et enfin plié en forme de T, toutes ces opérations étant réalisées en continu sur un train de laminage et de pliage à froid. Le résultat de l'invention est une nouvelle poutrelle pour supporter des planchers. Les avantages de cette poutrelle sont les suivants - Elle est de fabrication plus économique, du fait que la fabrication en série de l'armature en profilé est plus aIsée que la préfabrication d'armatures composées de fers à béton. De plus, la mise en place des profilés dans les moules de préfabrication des poutrelles est bien plus aisée que la manipulation des armatures préfabriquées en acier. Les poutrelles selon l'invention sont plus légères que les poutrelles connues tout en utilisant un taux de travail des armatures plus faibles. En effet, le béton de résine peut supporter des taux de précontrainte en compression plus élevés que ceux du béton de ciment et peut travailler en tension ce qui diminue sensiblement les contraintes de tension que doivent supporter les armatures. De plus, l'armature en profilé peut être elle-même facilement précontrainte en compression ce qui lui permet ensuite de résister, dans la partie située au-dessous de la fibre neutre des poutrelles, à des efforts de tension beaucoup plus élevés. Cette propriété constitue une originalité très intéressante de l'invention car, à ce jour, on a réalisé des poutrelles en béton précontraintes dans lesquelles le béton est précomprimé mais on nta jamais réalisé des poutrelles comportant une armature en acier précomprimée ce qui accroît considérable- ment la résistance à la flexion de ces poutrelles sans atteindre des contraintes de tension de l'armature en profilé dangereuses. Cette propriété a pu être obtenue grâce à l'assemblage réalisé entre l'armature en profilé et les ronds en acier à haute limite élastique par l'intermédiaire de résine artificielle qui durcit à la température ambiante et qui a un coefficient d'adhérence élevé lui permettant de supporter les efforts élevés qui sont transmis par les ronds à l'armature en profilé lorsquton relâche la tension des ronds. La double fixation des ronds aux profilés d'une part au moyen de résine durcissable et d'autre part au moyen de points de soudure aux deux extré- mités permet d'obtenir des armatures préfabriquées et précompriméas qui peuvent être manipulées en toute sécurité. Ces armatures préfabriquées peuvent être fournies aux ateliefs de préfabrication de poutrelles et remplacent avantageure- ment, dans ce cas, les armatures préfabriquées en acier à béton qui sont utilisées à ce jour. Des armatures de poutrelles selon 1 invention composées d'un profilé en acier précomprimé par des ronds en acier à haute limite élastique peuvent être fabriquées aisément sur des bancs de grande longueur, de ltórdre de la centaine de mètres, puis tronçonnéesrapres assemblage entre les ronds en acier et les profilés et relâchement de la tension des ronds. La description qui suit se réfère aux dessins annexés qui représentent des exemples de poutrelles selon l'invention et leur armature, ces exem- ples n'ayant aucun caractère limitatif. La figure I est une vue en perspective d'une armature préfabriquée selon l'invention. La figure 2 est une section transversale d'une poutrelle selon l'invention. La figure 3 est une vue en élévation et la figure 4 une vue en plan d'une installation de fabrication à froid de profilés destinés à servir d'armatures à des poutrelles selon l'invention. La figure I représente une armature de poutrelle préfabriquée composée d'un profilé 1 an forme de T et de ronds 2 en acier à haute limite élastique. Le profilé I est un profilé à froid obtenu par pliage d'une tôle d'acier. Dans sa partie centrale3quiconstitue la jambe du-T, il est formé de mé- tal déployé replié sur lul-meme. Les ailes 4a et 4b de ce profilé sont nervurées longitudinalement, les nervures 5 ayant, par exemple, une forme d'ondes comme le représente la figure ou toute autre forme de cannelures équivalentes. Dans certaines des rainures 6, délimitées par lescannelures 5, sont logés les ronds 2 en acier à haute limite élastique. Ces ronds ont été prétendus puis assemblés aux ailes 4a et 4b par de la résine durcissable 7, par exemple une résine époxy qui est versée dans les deux extrémités des cannelures 6 et enrobe les ronds 2. Après durcissement de la résine,# celle-ci rend les fils 2 solidaires des ailes du profilé. On relâche alors la tension des fils 2 et les ailes 4 sont soumises à un effort de compression. Pour améliorer la sécurité, on réalise une deuxième fixation des fils 2 et des ailes 4 au moyen de deux points de soudure 8 situés à chaque extrémité. Ces soudures sont réalisées après relâchement de la tension des armatures ce qui supprime tout risque de rupture de cellesci pendant la soudure. L'armature représentée sur la figure I est une armature préfabriquée et précontrainte qui peut être fabriquée en série et livré prête à l'emploi aux fabricants de poutrelles préfabriquées en béton de ciment ou de résine. La figure 2 représente, en section transversale, une poutrelle selon l'invention. Celle-ci comporte une armatrue selon la figure 1 composée d'un profilé I et de ronds en acier 2. Une partie 9 de cette armature est en attente pour assurer la liaison avec la table de compression de la dalle qui sera coulée audessus des entrevous. L'autre partie de l'armature est noyée dans le talon 10 de section rectangulaire surmonté par une saillie 11 en forme de trapèze renversé qui enveloppe la base de l'armature en attente. Le talon 10 sert d'appui'aux éléments d'entrevous. Il est composé de béton de ciment ou,de préférence, de béton de résine durcissable à la température ambiante, par exemple de résine époxy. Dans l'exemple des figures 1 et 2, le profilé I est assemblé avec les ronds 2 et mis en compression avant la fabrication de la poutrelle ce qui évite d'avoir à tendre les fils en acier 2 pendant la préfabrication des poutrelles. En variante, on peut préfabriquer des poutrelles en utilisant des armatures composées d'un profilé I non précontraint. On peut également fabriquer des poutrelles précontraintes en utilisant des armatures composées d'un profilé I et de ronds 2 non assemblés. Dans ce cas, le banc de préfabrication doit comporter des moyens pour mettre les fils 2 en tension. On coule ensuite le talon en béton et on relâche la tension des fils 2 qui compriment le talon 10. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement une installation permettant de fabriquer en continu des profilés 1. Une bande de tôle mince 12, par exemple un feuillard de la d'épaisseur enroulé sur une bobine 13, se déroule en passant d'abord entre des galets 14 qui l'emboutissent à froid pour former les nervures longitudinales 5. Le feuillard 12 est ensuite découpé longitudinalement au moyen d'un rouleau 15 portant des couteaux 16. Les couteaux l6 ne sont pas alignés selon des génératrices de sorte que les découpes 17 obtenues sont décalées longitudinalement. Le repère 18 représente un dispositif d'étirage transversal de la bande 12 qui permet de transformer en métal déployé la partie centrale portant les découpes 17. La bande passe ensuite entre un dispositif de pliage à froid 19 et on obtient à la sortie un profilé 1. Les dispositifs composant cette installation sont bien connus de l'homme de ltart et il est inutile de les décrire en détail. L'originalité du procédé consiste dans la séquence des opérations effectuées et non dans les dispositifs permettant de réaliser ces opératians. Ce#s figures schématiques suffisent à illustrer la suite des opérations et à faire- comprendre la facilité avec laquelle on peut fabriquer en continu des profilés 1 destinés à servir d'armatures de poutrelles. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications équivalentes pourront etre apportées par l'homme de l'art aux exemples de poutrelles et d'armatures qui viennent d'être décrits. REVENDICATIONS 1 - Produit nouveau constitué par une poutrelle en béton de support de plancher, caractérisée en ce qu'elle comporte une armature formée d'un profilé en a cier en forme de T. 2 - Profilé en forme de T,armature de poutrelle selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que la jambe dudit profilé est en métal déployé, replié sur lui-même. 3 - Profilé en forme de T,armature de poutrelle selon l'une quelconque des re vendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ailes dudit profilé sont ner vurées longitudinalement. 4 - Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'armature com porte, en outre, des ronds en acier à haute limite élastique prétendus, fixés en tension aux ailes dudit profilé de sorte qu'après relâchement de la tension desdits fils, ledit profilé est précomprimé. 5 - Armature de poutrelle selon la revendication 4préfabriquée, caractérisée en ce que lesdits ronds en acier sont fixés aux deux extrémités des ailes du profilé au moyen d'une résine durcissable. 6 - Armature préfabriquée selon la revendication 5, caractérisée en ce que les ronds en acier sont en outre soudés aux deux extrémités dudit profilé. 7 - Armature selon la revendication 3 et l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que les ronds en acier sont logés dans certaines des rainures délimitées par lesdites nervures longitudinales et lesdites rainures sont remplies à leurs extrémités, d'une résine durcissable qui en robe les ronds en acier en tension. 8 - Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un talon de section rectangulaire surmonté d'une saillie trapézoïdale en béton de ciment ou de résine durcissable. 9 - Poutrelle selon les revendications 4 et 8, à armature précontrainte, carac térisée en ce que ledit talon est coulé sur une armature précomprimée. 10- Procédé de fabrication d'un profilé selon la revendication 3, à partir d'un feuillard d'acier, caractérisé par la suite d'opérations suivantes : ledit feuillard est nervuré à froid le long de ses deux bords puis découpé longi tudinalement dans sa partie centrale et étiré transversalement pour former un métal déployé et enfin replié sur lui-meme en forme de T, toutes ces o pérations étant réalisées en continu sur un train d'emboutissage, de cou page, étirage et pliage à froid.