Brevet FR2269618A1 — publié le 19751128

La présente invention concerne des éléments profilés de tille en métal mince, notamment en acier, réalisés par profilage à froid et destinés à & re utilisés dans des planchers composés de totale d2acier et de béton et qualifiés de mixtes ou collaborants Dans la fabrication de ce type de planchers8 les éléments profilés en question, qui ont une direction principale par rapport aux deux autres et seront appelés ci-après "profilés" pour simpli fier, sont disposés ctte à cote, de préférence avec accrochage mu 'tuez des bords des profilés contigus, de manière à former une sur face continue sur laquelle on coule ensuite le béton. Dans ces planchers1 les profilés remplissent la double fonction de supporter la coulée de béton et l'outillage de chantier éventuellement nécessaire pour effectuer celle-ciw ainsi que la mainwdsoeuvre pendant la phase de mise en oeuvre, et d'absorber les efforts, notamment ceux de traction, produits par les charges permanentes et par les surcharges occasionnelles lorsque la coulée a séché ou une fois qu'elle a atteint sa résistance maximale. les profilés de tole mince proposés jusqu'ici pour la réalisation de planchers cpllaborants ne permettent pas d'atteindre les portées les plus courantes, dans les conditions normales d'emploi, sans qu'on ait recours à un étayage capable de collaborer au support des charges, tant pendant les opérations de pose que pendant la période de séchage de la coulée; plus précisément,les sections d'acier qui sont actuellement employées suffisent à contenir les déformations et les sollicitations dans des limites admissibles lorsque la coulée est séchée, mais elles sont insuffisantes pen dant les opérations de pose et dans la période de séchage de la coulée. Le recours à l'étayage constitue certes une solution8 mais qui n'est pas dépourvue d'inconvénients; les principaux sont les suivants : le cotit direct des opérations d'étayage et les frais indirects provenant de celles-cia constitués principalement par la difficulté dtorganiser rationnellement le déroulement de la construction1 eu égard en particulier au fait qu'il n'est pas tou jours possible de prévoir avec une approximation suffisante la durée de la période de séchage de la coulée au bout de laquelle on peut enlever étayage. Ces inconvénients résultent essentiellement du fait que la forme des profilés qui ont été proposés jusqu ici ne permet pas de tirer parti de manière satisfaisante des propriétés élastiques de l'acier. Visant à éliminer les inconvénients précités la présente invention a pour but de réaliser un profilé de tôle métallique8 notamment d'acier, destiné à etre utilisé dans les planchers collaborants, profilé dont la forme permette de mieux tirer parti des caractéristiques élastiques de l'acier. La caractéristique principale du profilé selon l'invention consiste en ce qu'il présente en coupe la forme d'un I dont l'aile supérieure, plus étroite que l'aile inferieuree et l'amie qui relie entre elles les deux ailes, ont une épaisseur pratiquement double de celle de l'aile inférieure. Selon un mode de réalisation préféré, l'assemblage entre les deux couches de tôle qui constituent l'amie est obtenu en for4mant des languettes par semi-découpage en des points situés à distance les uns des autres dans la direction longitudinale de I'ime et en repliant ces languettes alternativement d'un côté et de l'autre de l' me; les trous ainsi formés dans l'amie et les languettes correspondantes servent aussi à augmenter l'adhérence entre la tôle et le béton dans le plancher obtenu avec les profilés selon l'invention. Les profilés selon la présente invention présentent -une rigidité considérable à la flexion et, par conséquent, ils permettent - sans nécessité d'étayage - de construire des planchers "colla orants dont les portées sont nettement supérieures à celles des planchers collaborants que l'on peut obtenir sans avoir recours à un étayage avec des éléments profilés de tole selon la technique connue, ayant la même hauteur et utilisant la même quantité de métal. L'invention va etre décrite en référence aux dessins annexés qui sont présentés à titre de pur exemple non limitatif : La Fig. 1 est une vue en perspective d'un segment de profilé selon l'inventione La Fig. 2 est une vue -en perspective d'un plancher trcollabo rant", composé de tôle d'acier et de béton, obtenu par l'utilisé tion de profilés du type représenté sur la Fig. I Les Fig. 3 et 4 sont des vues analogues à celle de la Fig. 1 illustrant deux variantes de réalisation du prof olé La Fig 5 est une coupe transversale d'un élément profilé - multiplex dérivé de l'élément représenté sur la Fig. 4. La Fig 6 illustre une variante de la forme de la Fig. 5 Les Fig 7 et 8 représentent, en perspective, deux autres variantes du profilé de la Fig. 1 Sur la Fig. 1 est représenté un profilé qui est obtenu par profilage à froid de tôle de métal, par exemple d'une tôle d'acier ayant une épaisseur comprise entre 0,4 et 1,5mm. Le profilé présente une section transversale en forme d'l et il comprend une aile supérieure 1, une aile inférieure 2, nettement plus large que l'aile supérieure1 et une àme 3 qui relie les deux ailes. Dans la pratique, le profilé présentera une hauteur comprise entre 4 et 20 cm et une largeur de l'ordre de 20-30cm ou d'un mul tiple de ces valeurs. Le profilé est obtenu avantageusement par profilage continu et il est sectionné en segments dont la longueur correspond à la portée du plancher que lton veut réaliser. Comme il ressort du dessein, l'aile supérieure 1 et ltSme 3 sont formées de deux couches de tôle superposées, désignées respec tivement par la, lb et par 3a, 3b, tandis que l'aile inférieure 2 est constituée par une seule couche de tôle. Ainsi, l'épaisseur de l'aile supérieure et de l'âme est pratiquement double de celle de 11 aile inférieure. Dans l'exemple représenté, le profilé est obtenu à partir d'un unique ruban de tôle sur une machine à profiler en continu à rou veaux L'aile supérieure 1 est munie de nervures 4 qui ont d'une part la fonction de participer, avec le pliage au niveau des bords lon gitudinaux 5, à l'assemblage mutuel des deux couches de tôle la lb et, d'autre part, la fonction de limiter les phénomènes d'insstabilité Le cas échéant, les deux couches de tôle la, lb peuvent etre également raccordées par soudure ou gadronnage, Dans l' me 3 sont formées par semi-découpage, en des points situés à distance les uns des autres en direction axiales des languettes 6 qui sont repliées alternativement d'un côté et de l'autre de ll me, dans une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de celle-ci. On réalise ainsi un assemblage entre les couches superposées de tôle 3a8 3b qui constituent I'âme; en outre, les trous 7 que lton obtient dans l' me du fait de cette opération de semi-découpage concourent à augmenter l'adhérence entre la tôle et le béton lorsque le profilé est utilisé pour la construction de planchers. Selon un autre mode de réalisation possible, l'assemblage entre les deux couches superposées de tôle qui forment l' me 3 pourrait entre obtenu au moyen de trous formés par défonçage des deux couches de tôle 3a, 3b ou par d'autres moyens connus en soi. Au niveau de ses deux bords longitudinaux, l'aile inférieure 2 est munie de parties complémentaires 8, 9 réalisées sous forme de crochet en coupe transversale, pour permettre d'accrocher l'une à l'autre, au moment de la mise en oeuvre du profilé, les ailes inférieures de deux profilés placés côte à côte. Dans l'exemple représenté8 la partie 8 présente une paroi 10 qui s'étend vers le haut et est inclinée en direction de l'âme 3, une partie horizontale 11 dirigée vers l'extérieur du profilé et un segment 12 replié vers le bas et vers la paroi 10, tandis que la partie 9 présente une paroi 13 dirigée vers le haut et parallèle à la paroi 10 et une paroi horizontale 14. Lors de l'accrochage de deux profilés contigus du type décrit, l'élément 9 de l'un d'entre eux est placé à l'intérieur de l'élément complémentaire 8 du profilé voisin; grâce à la forme décrite des deux éléments complémentaires 8 et 9, l'accrochage ainsi réalisé est capable de résister aussi bien à des sollicitations dirigées perpendiculairement à l'âme 3 qu'à des sollicita tions dirigées perpendiculairement aux ailes0 De part et d'autre de lt me 3e l'aile inférieure 2 est munie de nervures longitudinales de raidissement 158 dont le r81e est de limiter les phénomènes d'instabilité qui pourraient se produire au niveau de points d'appui du profilé Au niveau de sa partie médiane1 l'aile inférieure 2 présente une rainure longitudinale en queue d'aronde 16, formée par l'écartement des extrémités inférieures des deux couches de tôle 3a, 3b qui constituent l'amie 3. La rainure 16 a pour rtle de permettre l'ancrage, de façon connue en soi, d'enduits et de revetements protecteurs ou la suspension d'installations techniques (par exemple d'éclairage ou de ventilation) et de faux plafonds, La Fig. 2 illustre schématiquement un plancher "collaborant" obtenu en répandant une coulée 17 de béton dans le coffrage cons titué par plusieurs éléments profilés du type décrit précédemment en référence à la Fig. le disposés côte à côte et accrochés entre eux au moyen des éléments 8 et 9. Pour-simplifier, on n'a représenté sur la Fig. 2 ni les éventuels éléments auxiliaires d'armature du béton, ni les éléments fixés à la partie inférieure du plancher à l'aide des rainures 16. Dans la variante représentée sur la Fig. 3, les éléments conjugués d'accrochage prévus sur les bords longitudinaux~de l'aile inférieure 2 et désignés par 88 et 89, comme la rainure médiane de l'aile inférieure8 designée par 116, présentent une forme cylindrique à la place de la forme en queue d'aronde qu'ils ont dans le cas de la Fig. 1. Dans la variante illustrée par la Fig. 4, le profilé n'est pas8 comme dans les exemples précédents, constitué par un unique élément de tôle, cela8 afin de permettre la fabrication du profilé, meme dans le cas où l'on dispose d'une machine à profiler en continu à rouleaux dont les dimensions ne permettent pas d'obtenir un profilé d'une seule pièce ayant la hauteur requise. Le profilé représenté sur la Fig. 4 est formé de deux pièces obtenues par profilage continu, l'une d'entre elles constituant I1 aile inférieure 2 avec sa rainure médiane 16 en queue dtaronde et l'autre formant l'aile supérieure 1 et blâme 3. Les extrémités inférieures des deux couches de tôle 3a, 3b qui forment l'ame 3 sont munies de rebords longitudinaux repliés 19, 20 qui sont fixés par soudure par points 21 ou par un cordon de soudure continu à la surface extérieure du fond de la rainure médiane 16. Sur la Fig. 5 est représenté un élément profilé multiple qui est dérivé de l'élément représenté sur la Fig. 4. Dans cette forme de réalisation, 202 désigne l'aile inférieure du profilé, dont la largeur est triple de celle de l'aile inférieure 2 du profilé selon la Fig. 4. L'aile 202 présente trois rainures 16, sur le fond de chacune desquels est soudée extérieurement une me 3 qui est solidaire de l'aile supérieure 1 correspondante0 Entre chaque paire de rainures 16 contiguës est formée, sur l'aile 202, une rainure suppiémentaire 216 analogue. La FigO 6 illustre une variante de la Fig. 5, dans laquelle l'aile inférieure, désignée par 302, présente, entre chaque paire de rainures 16 contiguës, une partie surélevée 316 qui forme, avec le reste de l'aile inférieure, un profil en grecque qui a pour rôle, au moment de la construction du plancher, de réduire considérablement le poids de la coulée de béton, ce qui augmente encore les avantages offerts par le profilé. I1 va de soi qu'il serait également possible, dans le cas des profilés simples du type représenté sur les Fig. 1 à 4, de surélever les ailes inférieures de manière à réaliser des intrados en grecque; dans ce cas, les bords profilés d'accrochage (8, 9 ou 88, 89) subiraient eux aussi une translation vers le haut. Les profilés représentés dans les variantes selon les Fig. 7 et 8 sont constitués par trois pièces soudées entre elles. Dans l'exemple de la Fig. 7, le profilé comprend un premier élément en C, constitué par la partie gauche 2a de l'aile inférieure 2, par la couche 3a de l'amie 3 et par la partie gauche 22 de la couche inférieure de l'aile supérieure 1, un deuxième élément en C constitué par la partie droite 2b de l'aile inférieure 2, par la couche 3b de 1'Cime 3 et par la partie droite 23 de la cou che inférieure de l'aile supérieure 1, et un troisième élément constitué par la couche supérieure la de aile supérieure Les bords longitudinaux de la couche la sont soudés par un cordon de soudure continu 24 aux bords longitudinaux des parties 22 et 23. En outre, il est prévu une soudure supplémentaire par points 18 entre la région centrale de la couche la et les parties 22 et 23. Cette soudure par points pourrait être remplacée par un cordon de soudure continu ou par un godronnage. La Fig 8 est une variante de la Fig. 7 dans laquelle les extrémités supérieures des deux couches de tôle 3a1 3b qui constituent l' me 3 sont munies de rebords longitudinaux repliés 222, 223 qui sont fixés au moyen d'une soudure par points 25 (ou d2un cordon de soudure continu). à l'aile supérieure 1 qui est constituée par une seule couche de tôle 26 dont l'épaisseur est approximativement double de celle de la tôle à partir de laquelle sont formées les autres parties du profilé. Il va de soi que, tout en respectant le principe de l'inven- tion, on peut introduire de larges variantes dans les formes de réalisation du profilé par rapport à ce qui a été représenté et décrit à titre d'exemple non limitatif, sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention REVENDICATIONS 1. Profilé de tôle de métal mince en particulier d'aciers destiné à etre utilisé dans des planchers composés de tôle d'acier et de béton0 caractérisé en ce qu'il présente en coupe une forme en I et que l'aile supérieure, plus étroite que l'aile inférieure, et l-'ame qui relie les deux ailes entre elles ont une épaisseur pratiquement double de celle de l'aile inférieure. 2. Profilé selon la revendication le caractérisé en ce que l1ai- le supérieure et l' me sont constituées par deux couches de tô-le superposées et ont par conséquent une épaisseur pratiquement dou ble de celle de l'aile inférieure constituée par une seule couche de tôle. 3. - Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux couches de tôle qui constituent l'aile supérieure sont raccordées l'une à l'autre par soudure ou par godronnage. 4. - Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le raccordement entre les deux couches de tôle qui constituent l'âme est obtenue en formant des languettes par semi-découpage en des points situés à distance les uns des autres dans la direction longitudinale de 1' e et en repliant alternativement ces languettes d'un côté et de l'autre de lime 5. - Profilé selon la revendication le caractérisé en ce que l' -me est munie d'un certain nombre de trous pratiqués à distance les uns des autres dans la direction axiale, formés par défonçage des deux couches de tôle qui constituent cette ame. 6. - Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aile supérieure est munie de nervures longitudinales. 7. - profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aile inférieure est munie de nervures longitudinales 8 - Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords- longitudinaux de l'aile inférieure sont munis de-parties complémentaires formées de manière à permettre un accrochage- entre les ailes inférieures de deux profilés placés côte à cô-te, accrochage qui résiste dans deux directions. 9. - Profilé selon la revendication 1, caractérise en ce que aile inférieure est munie, dans sa partie médiane, d'une rainure longitudinale en contre-dépouille ouverte vers le bas. 10. - Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par une seule pièce formée par profilage continu d'une bande de tôle, il - Profilé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux éléments profilés à froid, réunis l'un à l'autre. 12. - Profilé selon la revendication i1, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux éléments, dont l'un forme l'aile inférieure et l'autre forme l'aile supérieure et lamez l'amie du second élément étant munie de rebords inférieurs qui sont soudés sur le fond d'une rainure médiane de l'aile inférieure constituée par l'autre élément. 13. - Profilé selon la revendication ll ou 12, caractérisé en ce que l'aile inférieure présente plusieurs rainures sur le fond de chacune desquelles est soudée une vampe solidaire de l'aile supérieure correspondante. 14. - Profilé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'aile inférieure présente, dans les intervalles compris entre deux rainures successives, des parties surélevées de manière à former des intrados en grecque. 15. - Profilé selon la revendication Il, caractérisé en ce qu'il est constitué par les trois éléments suivants : a) un premier élément formant une moitié de l'aile inférieure et l'une des deux couches de l' me; b) un deuxième élément formant l'autre moitié de l'aile inférieure et l'autre couche de l' me; c) un troisième élément formant l'aile supérieure et ayant une épaisseur double de celle des deux autres éléments. 16. - Profilé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les extrémités supérieures des deux premiers éléments sont munies de rebords repliés auxquels le troisième elément est raccordé par soudure0 17. - Profilé selon la revendication il, caractérisé en ce qu'il est constitué par les trois éléments suivants : a) un pre mier élément formant une moitié de l'aile inférieure, l'une des deux couches de l' me et la couche inférieure de l'une des moitié de l'aile supérieure; b) un deuxième élément formant l'autre moitié de l'aile inférieure, la seconde couche de l'amie et la couche in férieure de l'autre moitié de l'aile supérieure; c) un troisième élément formant la couche supérieure de l'aile supérieure; le troisième élément étant soudé, au niveau de ses bords longitudinaux, aux bords longitudinaux des deux couches inférieures de l'aile supérieure qui appartiennent respectivement au premier et au deuxième éléments. 18. - Profilé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le troisième élément est soudé en outre, au niveau de sa partie médiane, aux deux premiers éléments. 19 - Plancher composé de totale de béton du type dit mixte ou "collaborant", dans lequel la partie de tôle est constituée par plusieurs profilés selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, placés cate à cate.