Brevet FR2287560A1 — publié le 19760507

Pour la réalisation de planchers en un complexe béton-poutrelles, on a pu obtenir une remarquable réduction du poids de la poutrelle d'armature, et par suite,du poids du plancher. Ce mode de construction permet également une réduction et dans certaines conditions même, la suppression totale de tout étayage. Aussi les complexes poutrelles-dalle de compression sont-ils hautement appréciés bien que le poids de métal mis en oeuvre soit légèrement supérieur à celui de l'armature d'un béton armé ordinaire. On connait également les problèmes que pose le coffrage de la dalle de compression, selon qutil est fait emploi d'un coffrage récupéré entrainant des frais élevés de dépose et de nettoyage pour sa réutilisation, ou de coffrages perdus, la préférence étant, dans ce dernier cas, accordée à des coffrages légers et économiques tels que décrits au brevet France 1.426.927 du 31.7.1964, réalisés en un matériau résultant de l'enrobage et de l'imprégnation de copeaux de bois par un liant thermodurcissable, le tout étant comprimé et chauffé à une température supérieure à celle du durcissement du liant. Il est apparu d'une part, de récents évènements obligeant les entrepreneurs à prendre des précautions particulières pour parer au danger d'incendie, et d'autre part quten ce qui concerne les coffrages perdus incorporés, le prix brut dudit coffrage n'était pas uniquement à prendre en considération, et qu'en particulier l'utilisation d'une tôle coffrante incorporée qui contribuerait à l'armature de la dalle de compression, pourrait présenter un grand intérêt, sous condition d'éliminer partout où cela se révèle nécessaire, le risque de propagation du feu en garnissant de béton léger, en même temps que la sous-face de l'aile inférieure des poutrelles d'armature, la sous-face de ladite tôle coffrante, cette application en sous-face de béton léger apportant une notable réduction du coefficientde conductibilité thermique. Pour l'exécution d'ùn plancher en complexe dont les poutrelles d'armature en I à ailes égales ou inégales,laminées à chaud ou formées à froid, et éventuellement précontraintes selon le brevet Prance 1.411.108 du 27.7.1964, sont enrobées de béton coulé dans un coffrage, l'invention a pour premier objet l'intégration d'un coffrage en tôle d'acier, ou dans certains cas constitué d'un moule en béton armé, pour former l'armature principale de la dalle de compression. L'armature en grillage soudé de la dalle de compression ne constituant plus qu'une armature secondaire qui demeure toutefois indispensable pour prévenir les fissurations de ladite dalle, cette armature secondaire étant dimensionnée pour être suffisante dans le cas où la tôle coffrante intégrée deviendrait inefficace par suite d'un échauffement excessif dans le cas d'incendie. Les prescriptions légales contre les risques d'incendie exigent l'enrobage des armatures dans au moins lOmm de béton, lorsque l'élément de construction n'est pas exposé aux intempéries En vue d'assurer la protection efficace au feu, l'épaisseur de béton de protection sera ici portée à 20mm au moins. D'autre part le béton ordinaire ayant une trop bonne conductibilité thermique est remplacé par un béton léger dont le coefficient de conductibilité est réduit à environ 0,4 au lieu de 1,5 environ. Par son intégration, la tôle coffrante devient élément primaire d'armature. La section droite en queue d'aronde de l'ensemble formé par chacune des portions horizontales et des deux bords obliques des portions arquées adjacentes empêchant le béton de se décoller de la tôle. De plus, les portions horizontales et/ou les portions arquées sont ondulées pour tout ou partie,emp8chant ainsi tout glissement de la tôle coffrante par rapport à la dalle de compression. L'intégration de la tôle est ainsi assurée en raison de l'impossibilité d'une part pour la tôle de se décoller du béton, d'autre part de tout déplacement de la tôle par rapport au béton. Selon la gravité du risque d'incendie, deux modes de protection sont envisagés: - lorsque le risque d'incendie est à peu près inexistant (plancher sur vide sanitaire ou sur cave, ne renfermant aucun produit inflammable) on peut se contenter d'enduire la sous-face de la poutrelle d'armature et celle de la tôle coffrante, d'un enduit anti-corrosion; - pour tout plancher exposé à un risque sérieux d'incendie, la sous-face de la poutrelle d'armature est garnie de béton léger, en même temps que la sous-face de la tôle coffrante, et dansle cas d'un moule coffranten béton armé remplaçant la tôle coffrante, l'épaisseur en est accrue; enfin la sécurité au feu peut être sensiblement accrue par l'emploi d'une armature secondaire. Les détails de l'invention apparaitront de la description en référence aux dessins annexés. Dans un plancher en complexe béton-poutrelles, un premier objet de l'invention réside dans l'incorporation de la tôle coffrante ou du moule coffrant en béton armé, pour servir d'armature principale de la dalle de compression. Un deuxième objet de l'invention réside dans la combinaison d'un tel coffrage incorporé, avec un coffrage en éléments de béton léger préfabriqués, pour l'enrobage des poutrelles d'armature. Un troisième objet de l'invention réside dans l'emploi préféré de poutrelles d'armature de section en renversé dont l'extérieur est enrobé en usine de béton léger avec prolongement formant béquillage de la tôle coffrante, l'intérieur de la poutrelle étant rempli de béton ordinaire lors de la coulée de la dalle. La fig.1 est une coupe transversale partielle, pratiquée sur la tôle coffrante incorporée de l'invention, avec application en sous-face d'une couche de béton léger protectrice contre le feu. La fig.2 est une coupe transversale d'un moule coffrant en béton incorporé, d'épaisseur variable selon l'importance du risque d'exposition au feu. La fig.3 est une coupe partielle en travers d'un complexe constitué d'une poutrelle en 1L d ailes supérieures ondulées, et d'une dalle de compression dont l'armature principale est constituée par une tôle coffrante incorporée, non soumise au risque d'incendie. La fig.4 est une coupe partielle en travers d'un complexe constitué d'une poutrelle en I à ailes supérieures ondulées, et d'une dalle de compression dont l'armature principale est constituée par une tôle coffrante incorporée selon la fig.1, dont la sous-face est garnie d'une couche en béton léger, protectrice contre le feu. La fig.5 est une coupe partielle en travers d'un complexe constitué d'une poutrelle en 55 à ailes supérieures ondulées, et drune dalle de compression dont l'armature principale est constituée par un moule coffrant en béton armé incorporé selon la fig.2. La fig.6 est une coupe partielle en travers d'un complexe constitué d'une poutrelle en n renversé, à ailes supérieures ondulées, et d'une dalle de compression coulée sur tôle coffrante incorporée ne comportant pas de sous-face de béton léger protecteur; un étrier de couturage favorisant sur la fig.6a l'accrochage avec la dalle de compression du béton coulé à l'intérieur de 1'Q renversé, la flg.6a montrant en coupe partielle un complexe constitué d'une variante de la poutrelle en t renversé, à ailes supérieures ondulées, améliorant l'accrochage du béton coulé à l'intérieur de renversé avec la dalle de compression coulée sur la tôle coffrante incorporée selon la fig.1. en Sur la fig.1, la tôle coffrante de 45 ou 60cm largeur, comporte une partie arquée dont le sommet est ondulé, suivie sans solution de continuité,d'une partie plate également ondulées cette partie plate étant de section droite en queue d'aronde, ladite tôle coffrante étant d'une épaisseur suffisante pour supporter une charge de service pendant le bétonnage, de 100kg au milieu, ou 200kg/m2 uniformément répartie; les bords pliés des demi-ondes convexes ont la même obliquité et sont continus avec les bords des parties plates pour former des queues aronde; les ondulations interdisent tout glissement latéral, et la forme en queue d'aronde empêche le béton de se décoller verticalement de la tôle; ces deux dispositions déterminant l'intégration de la tôle à la dalle de compression. La dalle de compression comporte une armature secondaire en grillage soudé pouvant devenir,en cas de surchauffe exagérée de la tôle coffrante incorpre, armature portante pour les charges verticales. Sur la fig.2, les deux bords latéraux du moule coffrant 4' en béton léger sont de forme en demi-queue d'aronde, et le fond des encoches comporte une ondulation jouant le même rôle que l'ondulation des parties plates des tôles coffrantes; les éléments 4' de moule coffrant sont posés les uns à côté des autres, leur liaison étant assurée par le béton coulé dans le volume en queue d'aronde formé par la juxtaposition de deux éléments, le décollement du béton de la dalle de compression par rapport au moule coffrant étant ainsi empêché. Sur la fig.3, 1 est la poutrelle en T laminée à chaud, dont les bords des ailes supérieures 2 sont ondulés; 3 estla dalle de compression en béton ordinaire coulé sur la tôle coffrante 4, telle que représentée en fig.1. Tandis que la poutrelle 1 constitue l'armature primaire du complexe, le grillage soudé avec ses fils porteurs 5 et ses fils répartiteurs 6 forme l'armature secondaire de la dalle de compression 3. L'épaisseur de la dalle de compression peut être réduite, la tôle coffrante 4 donnant toutes garanties contre un éventuel poinçonnement. La poutrelle 1 est entourée de deux demi-coquilles 7 en béton léger isolant, ces coquilles ayant au plus environ 60cm de longueur et épousant la contreflèche provoquée par la précontrainte.Ces coquilles 7 sont maintenues en place au moment de la pose, par des presses de montage attaquant à hauteur de l'aile supérieure de la poutrelle, et assujetissant les coquilles d'une part contre des cales en bois ou en béton léger 8, et d'autre part contre les bords de l'aile inférieure de la poutrelle 1. Les cales8 d'environ 2cm d'épaisseur, sont espacées et disposées par exemple tous les 30cm, des clous à crochets 9 maintiennent la partie haute des coquilles 7, qui font fonction de béquilles pour l'assise des tôles coffrantes 4. Des cavaliers 10, en acier rond, en U renversé, sont noyés dans le mortier Il coulé en usine. Sur la fig.4, la poutrelle 1 est formée à froid, et comporte ondulation de ses ailes supérieures 2 moins larges que les ailes inférieures. Le béton de la dalle de compression 3 est coulé sur la tôle coffrante 4 dont la sous-face est garnie d'une couche de béton isolant léger 12, d'épaisseur minimum de lcm. Tandis que la poutrelle 1 constitue l'armature du complexe, le grillage soudé avec les fils porteurs 5 et les fils répartiteurs 6 forme l'armature secondaire de la dalle de compression 3 dont l'armature principale est constituée par la tôle coffrante incorporée 4, qui s'oppose à tout poinçonnement.La poutrelle 1 est entourée des deux coquilles préfabriquées 7 en béton léger isolant, chaque élément ayant au plus 60cm de longueur; ces deux coquilles sont maintenues en place pendant le montage, par des presses, et les écartements des parties supérieures des coquilles sont maintenus par des cales en bois ou en béton léger 8, espacées tous les 30cm. Des clous à crochets 9 assujetissent les cales 8; les parties inférieures des coquilles 7 sont maintenues en place par des cavaliers à pointes 13. La sous-face 14 complète l'enrobement de la poutrelle par du béton léger mauvais conducteur de la chaleur. Une baguette 15, venue de moulage avec la coquille, permet la pose d'éléments de plafonnage 16 recevant si nécessaire un isolant thermique supplémentaire. Sur la fig.5 la poutrelle d'armature 1, formée à froid, comporte une ondulation 2 de ses ailes supérieures; la dalle de compression 3 est coulée sur moule coffrant 4' en béton léger isolant, selon la fig.2, dont l'épaisseur est variable avec la durée de résistance au feu, et dont l'épais- seur minimum de lcm est déjà plus efficace qu'une même épaisseur en béton ordinaire. Les fils d'armature du moule coffrant constituent l'armature primaire de la dalle de compression, après avoir fait office d'armature équilibrant les charges de service pendant le bétonnage. Tandis que la poutrelle 1 constitue l'armature principale du complexe, le grillage soudé avec ses fils porteurs 5 et ses fils répartiteurs 6 constitue l'armature secondaire de la dalle de compression 3.L'épaisseur de la dalle de compression peut être réduite, sa solidarisation avec le moule coffrant 4' en béton léger procurant une épaisseur permettant d'échapper à un poinçonnement éventuel. La poutrelle est entourée des coquilles préfabriquées 7 en béton léger isolant, de 60cm de longueur, et les deux coquilles sont maintenues en place pendant le montage par des presses. L'écartement des parties supérieures des coquilles est maintenu par des cales 8, espacées de 30cm; des clous à crochets 9 assujetissant lesdites cales. Les parties inférieures des coquilles 7 sont maintenues en place par des cavaliers à pointe 13, la sousface étant protégée par le béton léger 14. La baguette 15, éventuellement venue de moulage avec la coquille, permettant la pose d'éléments de plafonnage 16, pouvant éventuellement recevoir un isolant thermique supplémentaire. Sur la fig.6, la poutrelle d'armature 1 formée à froid est de forme en \ renversé, dont les ailes 2 sont ondulées, comme l'étaient les ailes supérieures des poutrelles de forme en l . La dalle de compression 3 est réalisée par coulage de béton sur la tôle coffrante 4 qui ne comporte pas de sous-face en béton léger protecteur contre le feu sur la fig.6, mais qui comporte cette sous-face 12 sur la fig.6a. La fig.6a comportant également une variante de forme de l'aile 2' de la poutrelle d'armature, améliorant l'accrochage des deux enrobages interne et externe et évitant notamment d'avoir ainsi à armer l'enrobage interne comme il l'est sur la fig.6 à l'aide del'étrier 17 et des barres 18 constituant une armature de sécurité de ltenrobage interne. Le treillis soudé constitué des fils 5 et 6 agit, comme dans les réalisations précédentes, comme armature secondaire de sécurité, 19 sur la fig.6a constituant un étrier de couturage de 1'enrobage interne, 20 une armature de sécurité de l'enrobage externe en béton léger. L'invention a été décrite en référence à des réalisations spécifiques pouvant comporter des modifications de détail sans sortir du cadre de l'inventionw I?EVENDICATI léger isolant, dans un complexe béton-poutrelles, servant d'armature principale de la dalle de compression, la tôle coffrante étant constituée d'éléments assemblés dont chacun présente la forme d'une demi-onde convexe suivie d'une por tion de section droite en queue d'aronde, se succèdant sans solution de continuité, l'une et l'autre ou l'une ou l'autre de ces portions comportant une ondulation, la sous face de ladite tôle coffrante pouvant être garnie d'une cou che de béton léger isolant; le moule en béton léger isolant étant constitué d'éléments assemblés dont chacun comporte sur sa face supérieure des encoches à fond plat ondulé, et sur sa face inférieure des nervures armées, les bords laté raux de chaque élément étant de forme en demi-queue d'aronde. 2 - Coffrage perdu incorporé selon la revendication 1, servant d'armature principale a' la dalle de compression d'un complexe dont la poutrelle d'armature est de- section connue en i , le béton d'enrobage de ladite poutrelle étant coffré par des éléments préfabriqués en béton léger protecteur contre le feu. 3 - Coffrage perdu incorporé, selon la revendication 1, servant d'armature principale a' la dalle de compression d'un complexe dont la poutrelle d'armature est de section en n renversé, dont la protection externe contre le feu est assurée par du béton leger isolant coulé en usine, le béton ordinaire coulé dans le creux de ladite poutrelle pouvant comporter une armature secondaire de sécurité.