Brevet FR2233465A1 — publié le 19750110

L'invention, due à Wilhelm BOYER, Josef RI1hER et Gerhard BITTER, est relative à un procédé de fabrication d1armatures plates pour béton et élément d'armature utilisable dans cette fabrication. Les structures portantes plates en béton armé sont actuellement presque exclusivement armées de nappes de barres d'acier croisées, fixées aux points de croisement le plus souvent par soudage mais éventuellement par d'autres procédés convenables. Les nappes d'armature sont en général fabriquées en séries fixes de formats et comportent, en deux directions orthogonales, des barres de diamètres différents, les surfaces des sections transversales d'armature, dans les deux directions orthogonales, étant le plus souvent choisies dans un rapport tel que les nappes ne présentent dans l'une des directions, la direction de répartition, qu'un pourcentage, correspondant aux prescriptions en vigueur, dé la section transversale d'armature calculée de la direction portante. On fabrique par exemple une série déterminée de nappes de façon que la section transversale d'armature calculée de deux types de nappes successifs diffère de 0,2 cm2/m et que la section d'armature calculée pour chaque nappe, dans la direction de répartition, représente un cinquième de la section d'armature calculée de la nappe dans la direction portante. S1il est par exemple établi dans les prescriptions relatives à la construction que pour des dalles portant suivant un seul axe, la section transversale d'armature calculée dans la direction de la répartition doit représenter un cinquième de la section d'armature de la direction portante, on peut armer de telles dalles au moyen des nappes susmentionnées en choisissant un type de nappe présentant la section transversale d'armature nécessaire dans la direction portante et en posant ces nappes en observant, aux bords des nappes voisines, un empiètement déterminé qui assure un flux de forces continu dans la direction de la répartition. Cette structure présente alors dans les deux directions perpendiculaires la section transversale d'armature calculée nécessaire. Pour armer des dalles à effet portant, croisé, c'est-à-dire des dalles dont le rapport de la longueur L à la largeur B soit 2:1 > L:S By 1:1, on pose les nappes suivant deux directions qui se croisent, la direction portante de l'une-des nappes correspondant à la direction de répartition de l'autre et les sections d'armature calculée de la direction portante de l'une des nappes s'aåou- tant aux sections transversales d'armature calculée de la direction de répartition de l'autre nappe. S'appuyant sur des connaissances récemment acquises dans le domaine de la construction en béton armé, en particulier en ce qui concerne les déformations se présentant dans les structures portantes plates, on s'est écarté de ce mode de détermination d'une arm.atuoeminimum dans la direction de répartition et on ne se contente-plus d'établir un rapport entre l'armature minimum et la section transversale d'armature calculée de la direction portante, mais on fait également dépendre cette armature minimum de ltépaisseur de la dalle. Etant donné les tolérances déjà très larges des dimensions possibles des dalles à armer, il a toujours été difficile d'obtenir, au moyen de formats de nappes relativement peu nombreux, une armature satisfaisante, n'entraînant pas de perte de matière inadmissible, pour tous les formats de dalles se présentant dans le domaine de la construction. Du fait des combinaisons nécessaires qui se présentent par surcot en ce qui con-. cerne le rapport entre l'armature de répartition et l'armature longitudinale, il existe unie telle variété de possibilité que les. nappes ne peuvent pratiquement plus être produites de la manière classique jusqulici. Jusqu a présent, on veillait, comme on l'a déjà dit plus haut, à fabriquer les nappes en des séries fixes de formats et à en faire provision dans des dépôts ou des chantiers de matériaux. Etant donné les facteurs nouveaux dont il faut tenir compte, il ne serait possible de fabriquer que sur mesure les nappes à utiliser pour chaque ouvrage particulier, ce qui entraînerait des difficultés de production étant donné les variations saisonnières des besoins dans le secteur de la construction Il existe déjà également des nappes qui ne comportent de barres portantes que dans une direction, les barres qui suivent l'autre direction n'ayant pour rôle que de maintenir les- premières à un écartement donné. De telles nappes sont fabriquées de façon à pouvoir être enroulées dans le sens des distanceurs ou elles ne sont produites qu'en bandes très étroites, de -20 à 70 cm de largeur.Dans les deux cas, les barres portantes ont au maximum la longueur des barres d'armature usuelles connues, ce qui, étant donné que les nappes doivent être coupées à longueur déterminée pour s'adapter aux dimensions d'un ouvrage, fait perdre beaucoup du matériau de grande valeur utilisé pour la fabrication des barres portantes. Pour éviter ces difficultés, la Demanderesse propose un procédé nouveau de fabrication de structures portantes plates en béton armé qui présente les caractéristiques suivantes: comme matière de départ, on prépare des bandes de treillis de longueur d'environ 50mou davantage, dont les valeurs de section transversales d'armature calculée s'échelonnent et qui comportent des barres portantes de haute résistance fixées à des barres de répartition, plus faibles, de façon à former un treillis à mailles orthogonales ; les bandes de treillis sont enroulées sous déformation permanente dans le sens des barres portantes ; de la bande de treillis présentant la section transversale d'armature calculée nécessaire, on coupe des panneaux de longueur voulue, que l'on redresse et que l'on juxtapose parallèlement, en évitant que leurs bords se superposent, de façon à former une armature plate dans laquelle les barres externes extremes de deux panneaux de treillis parallèles voisins présentent avantageusement le même écartement que les barres portantes internes du treillis. Il est connu de présenter en rouleaux des-bandes de treillis de grande longueur desquelles on puisse prélever les panneaux nécessaires à l'armature ; il est également connu d'utiliser'des bandes de treillis présentant des propriétés de résistance différentes dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. Jusqu'ici, toutefois , comme on l'a déjà dit, on enroulait toujours de telles bandes de treillis dans le sens des fils de moindre résistance pour laisser en tout cas la position rectiligne aux barres drarmature de haute résistance. Comme la largeur de la bande de treillis est fonction de la largeur de la machine servant à fabriquer le treillis, on ne pouvait prévoir que des barres portantes relativement courtes dans les bandes de treillis usuelles jusqu'ici, ce qui entrainait des difficultés lorsqu'il s'agissait d'armer des structures portantes plates de dimensions fortement variables, D'autre part, dans le cas des éléments d'armature en bande connus, fabriqués en grandes longueurs et livrés en rouleaux, quiprésentent des propriétés de résistance identiques dans le sens longitudinal et dans le- sens transversal, on ne peut éviter un très grand nombre de joints de recouvrement aux bords de bandes voisines, d'une part parce que la nécessité de redresser les bandes avant leur emploi impose au fabricant de donner à celle-ci une largeur relativement faible, afin que le redressement soit possible, et d'autre part parce qu'il faut garantir une transmission d'efforts dans le sens transversal des bandes pour que les barres transversales de celles-ci puissent contribuer au ferraillage. Dans le cas du procédé de ferraillage conforme à l'invention, suivant lequel on utilise des bandes de treillis enroulées dans le sens des barres portantes de forte résistance, les barres portantes peuvent être de très grandes longueurs, par exemple d'environ 100, et la bande de treillis peut être de largeur telle que, d'une part, la machine de fabrication puisse être d'encombrement réduit et que, d'autre part, il soit tenu compte de la superficie de charge des véhicules de transport. Des bandes de treillis livrées en rouleaux peuvent n'occuper que peu de place sur les chantiers. Les panneaux de treillis nécessaires dans chaque cas de ferraillage sont redressés et coupés selon les besoins sur le chantier même, au moyen de dispositifs appropriés très maniables. De ce fait, l'espace réservé aux matériaux sur les chantiers de construction, espace dont on dispose difficilement dans les grandes villes, est réduit au minimum. Il est particulièrement aisé de redresser les bandes de treillis si les barres de répartition se terminent au niveau des barres portantes externes extrêmes. Des extrémités de barres de répartition dépassant les barres portantes extrêmes se replient facilement et se calent dans les dispositifs de redressement et de coupage. Le mode de pose des panneaux-de treillis, qui permet d'obtenir la même-section transversale d'armature calculée sur pra tiquement toute l'étendue ferraillée réduit, d'une part, le travail de ferraillage au minimum et augmente, d'autre part, la sécurité au point de vue des défauts de ferraillage, car il suffit de marquer d'un trait de craie la position de la première barre marginale de chaque panneau de treillis sur le coffrage, d'autant plus que les empiètements nécessaires aux bords de panneaux voisins pour assurer la transmission continue des efforts dans le sens transversal, dans le cas des armatures de type courant, n'existent plus ici. Par la pose de panneaux de treillis dans deux directions orthogonales indépendantes l'une de l'autre, on peut établir très simplement tout rapport voulu entre armature portante et armature de répartition, dans le cas de dalles sollicitées suivant un seul axe, et entre armature longitudinale et armature transversale dans le cas de dalles soumises à des sollicitations croisées, d'où l'invention susmentionnée, qui n'entraîne pas de pertes par recouvrement, peut être prise en considération dans les meilleures conditions dans les dispositions relatives à la construction en béton armé.Dans le cas de dalles armées en croix il n'est plus nécessaire non plus d'additionner, comme c'était le cas précédemment, les sections transversales d'armature de la direction portante et de la direction de répartition, puisque les panneaux de treillis sont posés dans deux directions orthogonales indépendantes l'une de l'autre. Comme les panneaux de treillis utilisés suivant l'invention sont posés sans que leurs bords voisins empiètent l'un sur l'autre, les barres de répartition-ont uniquement pour rôle d'assurer la position relative des barres portantes. Elles peuvent par conséquent etre en une matière quelconque, même de moindre qualité, de sorte que les pertes dues à celle de barres de répartition restent dans des limites si faibles qu'elles sont plus que compenséesgrâce à la rationalisation découlant du procédé. Comme les barres portantes ont, comme on l'a déjà dit, une longueur de 50 mètres ou davantage, on peut ferrailler des struc- tures portantes plates de dimension quelconque sans perdre de la matière de grande valeur dont ces barres sont faites Des rouleaux de treillis, on peut couper des panneaux de longueur quelconque et dans le cas le plus défavorable, il ne restera qu'un morceau inutilisable par rouleau, ce morceau ne représentant qu'une fraction d'un pourcentage de toute l'armature contenue dans le rouleau. Pour le cas d'armatures produites en longueurs bien déterminées, les pertes au découpage sont, comme l'expérience l'a montré, de 8 à 10 % de toute l'armature. Pour les barres portantes, on utilise des aciers à haute limite d'allongement, l'augmentation de la limite d'allongement pouvant être obtenue soit par alliage (aciersde dureté naturelle), soit par écrouissage à froid (aciers écrouis à froid). Pour que l'on puisse pleinement tirer profit de la limite d'allongement élevée des barres portantes et néanmoins ne pas obtenir de largeurs de fissuration indésirablement importantes dans le béton, les barres portantes peuvent, par la forme de leur section transversale et/ou leur conformation de surface, présenter un pouvoir d'adhérence accru, c'est-à-dire que, par leur état de surface et/ou la forme de leur section transversale, -elles peuvent être à même d'assurer la liaison entre le béton et l'acier sans l'effet d'encrage des soudures aux points de croisement des barres qui entre en ligne de compte dans- le cas des poutres en acier de construction. De ceci découlent une certaine simplification et une réduction du coût de la fabrication, car les soudures n' ont- à reprendre que les efforts résultant de la manipulation des panneaux de treillis, et elles. ne peuvent avoir aucune influence sur la sécurité de l'ouvrage, raison pour laquelle on peut souder en consommant,relativement peu de courant et se passer en outre des vérifications minutieuses des soudures nécessaires dans le cas des poutres connues. REVhNDICATIQNS 1. Procédé de fabrication d'armatures plates pour béton, caractérisé. en ce qu'on prépare comme matière de départ des bandes de treillis de longueur d'environ 50nnOU davantage, dont les valeurs de sections transversale d'armature calculée s'échelonnent, qui comportent des barres portantes de haute résistance fixées à des barres de répartition, plus faibles, de façon à former un treillis à mailles orthogonales, -et quio sont enroulées sous déformation permanente dans le sens des barres portantes, et en ce qu'on coupe de la bande de treillis présentant la section transversale d'armature calculée nécessaire, des panneaux de longueur voulue, que l'on redresse et que l'on juxtapose parallèlement, en évitant que leurs bords se superposentde façon à former une armature plate dans laquelle les barres externes extrêmes de deux panneaux de treillis parallèles voisins présentent avantageusement le meme écartement que les barres portantes internes du treillis. 2. Elément d'armature pour l'exécution du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes : l'élément d'armature présentent des propriétés de résistance et des propriétés de liaison differentes dans deux directions perpendiculaires 1 'une à 1 'autre ; les barres de l'une des directions (direction portante),-dont la forme de la section transversale et/ou la conformation de surface sont telles qu'elles améliorent l'adhérence des barres au béton, sont en acier à forte limite d'allongement ; les barres de l'autre direction (direction de répartition) sont en matière plus faible, et 1 'élément d'armature peut être enroulé dans la direction des barres à forte limite d'allongement. 3. Elément d'armature suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les barres suivant. la direction portante, à forte limite d'allongement, sont en acier écroui à froid. 4. Elément d'armature suivant la revendication 2, caracté-risé en ce que les barres suivant la direction portante, à forte limite d'allongement, sont en acier de dureté naturelle. 5. Elément d'armature suivant la revendication 3, caractérisé en chaque les barres suivant la direction portante, à forte limite d'allongement, sont des barres simples ou des barres doubles et sont de forme telle qu'elles améliorent la liaison. 6. Elément d'armature suivant-l'une quelconque des reven dications 2 à 4, caractérisé en ce que les barres suivant la direction portante, à forte limite d'allongement, présentent superficiellement, pour améliorer l'adhérence, des parties profilées, par exemple des encoches, des nervures, des boutons ou l'équivalent. 7. Elément d'armature suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les barres suivant la direction de la répartition se terminent au niveau des deux barres externes extrêmes qui suivent la direction portante. 8. Elément d'armature suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les barres de répartition sont fixées aux barres portantes par soudage, par collage ou 1' équivalent. 9. Elément d'armature suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les barres de répartition sont en matière synthétique.