Brevet FR2296739A1 — publié le 19760730

La présente invention concerne un couvre-joint coupe-feu à résistance mécanique contr8lée, destiné à équiper une structure enterrée au moins partiellement, et qui comporte des éléments séparés par des joints de dilatation. Oomplémentairement l'invention a pour objet une structure du genre précité, destinée à abriter des locaux drhabitation ou commerciaux, ou encore des aires de stationnement pour véhicules. Comme on le sait, ces constructions sont généralement constituées par des assemblages rectangulaires de poutres et de poteaux en béton armé ou métalliques qui peuvent être enfoncées dans le sol Jusqu'à une profondeur de plusieurs dizaines de mètres. Si dans des structures enterrées de ce genre un incendie se déclare, la dilatation subie par les éléments métalliques ou en béton armé dans la zone sinistrée se transmet à 1' ensemble de la structure. De ce fait, celle-ci peut etre gravement endommagée par les distorsions corrélatives de ses éléments, même si le sinistre a pu outre circonscrit assez rapidement. Les rglements de sécurité imposent donc de ménager entre certains des éléments des Joints de dilatation à des etplacements appropriés, par exemple dans un plan vertical médian de l'assemblage. Pour des structures dont la largeur ou la profondeur dépasse 40 m, la largeur du Joint peut hêtre de 2 à 3 cm environ. Les éléments d'ossature en béton ou en métal situés de part et d'autre de ce plan sont séparés par un Joint de dilatation, sur toute la profondeur et sur toute la longueur de l'assemblage. Bn cas d'incendie localisé, la périphérie de l'assemblage ne peut subir de dilatations dangereuses, puisque les éléments de l'ossature qui délimitent le Joint médian se dilatent, ce qui évite des dommages à l'ensemble de la structure enterrée. L'expérience montre cependant que ces Joints ne donnent pas entière satisfaction. a effet, les terres qui entourent la structure exercent en permanence sur celle-ci des poussées qui doivent être reprises par des ouvrages dont le coat est élevé, et qui peuvent à la longue réduire la largeur du Joint de dilatation et nuire à ltéquilibrage de la construction. De plus, pour éviter que 11 incendie puisse se propager rapidement d'un étage à l'autre grtce aux passages laissés libres par le joint de dilatation, ce qui constituerait un grave danger, les règlements imposent que les joints soient couverts par des couvre-;oints jouant le rôle de coupe-feu. L'invention a pour but de réaliser un couvre-Joint permettant de maintenir un équilibrage ssatisfaisant de la structure enterrée, tout en constituant un barrage coupe-feu qui s'oppose à l'extension de l'incendie d'un étage aux étages voisins. Suivant l'invention, le couvre-Joint coupe-feu à résistance mécanique contrôlée, destiné à équiper une structure enterrée au moins partiellement, à usages notamment commerciaux devant satisfaire aux impératives inhérents à des risques d'incendie et qui comporte des éléments d'ossature- séparés; par au moins un joint de dilatation, est caractérisé en ce qu'il comprend un noyau résistant destiné à être disposé entre deux éléments séparés par un joint et en appui sur des feuillures ménagées dans lesdits éléments, en ce que le noyau est contenu au moins en partie dans une cuvette métallique et en ce que ce couvre-Joint comprend en outre un tampon calorifuge qui est disposé du côté opposé au noyau résistant par rapport à la cuvette métallique, ce tampon étant destiné à venir en regard du joint de dilatation. Grâce au noyau résistant, le couvre-Joint est capable de transmettre en service normal les efforts ds à la poutsée des terres sur la périphérie de la structure enterrée. Tout risque de déséquilibrage de celle-ci est de ce fait pratiquement écarté de façon particulièrement économique. Suivant un mode de réalisation avantageux, le fond de la cuvette présente une surface bombée dont la partie convexe est dirigée vers le noyau résistant, le matériau calorifuge épousant corrélativement la partie concave de ladite surface. Le couvre-Joint ainsi constitué se prête particulièrement bien, comme on le verra, aux déformations pouvant survenir en cas d'incendie. D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront encore au cours de la description détaillée qui va suivre. lux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une coupe transversale -d'une première réalisation da couvre-Joint conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues analogues à la figure 1 montrant deux autres réalisations du couvre-Joint conforme à l'invention. La figure 4 est une vue schématique en élévation d'une structure partiellement enterrée et munie de couvre-ioints conformes à l'invention. La figure 5 est une coupe suivant Y-V de la figure 6 montrant schématiquement les fondations d'un immeuble de grande hauteur entourées par une structure qui est équipée de couvrejoints conformes à l'invention. La figure 6 est une vue en plan à échelle réduite de l'imeuble et de la structure de la figure 5. En se reportant à la figure I, on voit un couvre-joint 1 destiné à équiper notamment une structure à étages multiples qui est au moins partiellement enterrée. La structure comporte un assemblage rectangulaire d'éléments d'ossature dont deux (2, 3) séparés par un joint de dilatation 4 sont représentés sur la figure 1. Dans ce mode de réalisation, les éléments 2, 3 sont constitués par des poutres en béton armé. Conformément à l'invention, le couvre-joint 1 comprend un noyau résistant 5 qui est disposé horizontalement entre les éléments d'ossature 2, 3, et en appui sur des feuillures 6, 7 à section en équerre qui sont ménagées dans ceux-ci en regard 1' une de l'autre. Complémentairement le noyau 5 est contenu en partie dans une cuvette métallique 8 réalisée de préférence en tôle mince. Un tampon 9 constitué par un matériau calorifuge est interposé entre la cuvette 8 et les feuillures 6 et 7, sur lesquelles il prend appui. Le tampon 9 vient ainsi fermer l'espace du Joint 4. Suivant uneplrticularitS de l'invention, le fond 11 de la cuvette 8 présente une surface bombée dont la partie convexe est dirigée vers le noyau résistant 5, la surface du tampon calorifuge 9 épousant corrélativeient la partie concave de ladite surface. Le noyau 5 est de préférence réalisé en "micro-béton". Ooae on le sait, le micro-béton est un matériau constitué par des granulats dont la taille est intermédiaire entre celle des granulats de béton ordinaire et celle des grains de sable de mortier. Les avantages de ce matériau sont un coat relativement faible et une résistance mécanique contr8lable susceptible d'être fixée à une valeur déterminée par des spécifications précises. Suivant une autre particularité de l'invention, les bords 12 de la cuvette 8 sont solidarisés avec les parois verticales des feuillures 6, 7 au moyen de couches 13 d'un matériau adhésif résistant aux hautes températures provoquées par un incendie. Dans le mode d'exécution de la figure 1, les couches adhésives 13 peuvent avantageusement Otre constituées par une colle à béton, notamment une colle épopy. Des rainures 14 sont aménagées le long des bords libres opposés du noyau 5. Le tampon calorifuge 9 est réalisé de préférence en un matériau à base d'amiante. Les effets techniques et les avantages de la réalisation qui vient d'être décrite sont les suivants. En service normal, le noyau résistant 5 équilibre les poussées antagonistes F exercées par les terres environnantes sur la périphérie de la structure et qui sont transmises aux éléments 2, 3. Le noyau 5 est soumis notamment à des moments de flexion composée qui sont dus à la convexité du fond 11 de la cuvette 8, et aux rainures longitudinales 14. Lorsqu'un incendie se déclare au voisinage du couvrejoint 1, les dilatations locales subies par les éléments 2, 3 développent sur le noyau 5 des efforts de compression très supérieurs aux poussées F exercées en service normal. Lorsque la limite de rupture du noyau 5 est atteinte, celui-ci se rompt, les éiéments 2, 3 se rapprochent et le noyau 5 est chassé au-dessus des feuillures 6, 7. La convexité du fond 11 de la cuvette 8 augmente mais les bords 12 de celle-ci restent solidarisés avec les parois verticales des feuillures 6, 7 gråce aux couches 15 adhésives et résistantes aux hautes températures. La cuvette 8 et le tampon 9 maintiennent donc pendant l'incendie l'étanchéité du couvre-joint 1, ce qui empêche le feu de se propager au-delà du couvre-joint 1. Après la rupture du noyau 5, la partie intéressée de la structure devient librement dilatable et les éléments 2, 3 peuvent éventuellement venir au contact l'un de l'autre. Les efforts conjugués dus à la poussée des terres qui restent transmis par les éléments 2, 3, peuvent alors entraîner une majoration temporaire des contraintes dans la structure. Bien entendu on détermine au préalable les différents facteurs influant sur la valeur de ces contraintes supplémentaires temporaires de façon que celles-ci demeurent nettement inférieures aux contraintes de rupture de la construction. En pratique, on détermine les facteurs intéressés de façon que l'effort de compression à la rupture du noyau 5 soit compris entre le double et le triple environ de l'effort F transmis en service normal au noyau 5. Les facteurs en cause sont notamment la largeur du Joint 4 et la résistance mécanique du noyau 5. Â titre indicatif, le couvre-joint 1 conforme à l'invention peut équiper de façon particulièrement avantageuse des assemblages d'une profondeur enterrée supérieure à 30 m environ. La largeur du joint 4 est par exemple de 2 à 3 cm, les feuillures 6, 7 ayant chacune une largeur h qui peut entre comprise entre 2 et 5 cm. Les rainures 14 ont une largeur de plusieurs millimètres et une profondeur de I à 2 cm environ. Les rainures 14 peuvent entre exécutées notamment par lissage du noyau 5 au moyen d'un outil approprié. Le noyau 5 équilibre en service normal les poussées antagonistes F et contribue de ce fait à assurer un équilibrage satisfaisant de la structure, ee qui constitue un avantage substantiel. De plus, coae on 1ta vu plU8 haut, la cuvette 8 et le tampon calorifuge 9 assurent la sécurité contre l'incendie en s'opposant à la propagation du feu d'un étage à l'autre. Dans la version de la figure 2, le couvre-joint 15 est mis en place sur des feuillures 16, 17 qui présentent une section trapézoïdale à parois 18, 19 inclinées vers le joint 4. La cuvette 21 a ses bords 22 corrélativenent inclinés en regard des parois 18, 19 avec interposition de couches 23 adhésives. Un tampon 24 similaire au tampon 9 est disposé sous la cuvette 21. Suivant une particularité de cette version, les rainures longitudinales agencées dans le noyau 26 sont remplies par des baguettes 27 en un matériau plus compressible que le micro-béton, tel que ébonite, néoprène ou matière plastique de caractéristiques adéquates. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, le noyau résistant 28 du couvre-joint 35 est entièrement contenu dans la cuvette 29. Les parois de celle-ci présentent des ondulations 31 qui sont ancrées dans des couches 32 d'un matériau adhésif assurant une liaison rigide entre la cuvette 29 et les parois verticales des feuillures 6, 7. Les couches 32 s'étendent de la surface du noyau 28 jusqu'aux parois horizontales des feuillures 6, 7. Un tampon calorifuge 33 constitue un pont au-dessus du joint 4 entre les bases des couches 32. Les parties terminales 34 des bords de la cuvette 29 sont recourbées vers l'extérieur et forment des roulés noyés dans les couches 32. Les parties recourbées 34, dont l'intérieur reste vide, forment rainures longitudinales compressibles tout en raidissant la cuvette métallique 29 pour ka rendre plus résistante au cours des manutentions. Les ondulations 31 améliorent la solidité de la fixation de la cuvette 29 aux couches adhésives 32. Celles-ci peuvent avantageusement être réalisées en ciment fondu. La figure 4 montre une structure 36 conforme b l'invention et qui est enterrée pour la plus grande partie. La structure 36 est constituée par des éléments 10 formant des poutres horizontales qui sont assemblées rigidement à des montants verticaux 20. L'ossature rigide ainsi réalisée comprend un certain nombre d'étages qui peuvent abriter des locaux commerciaux ou d'habitation, ou encore des aires de stationnement de véhicules. Des tirants 37 sont ancrés dans les parois des terres entourant la structure 36. Les tirants 37 sont mis en place provisoirement pendant la durée du chantier de construction de la structure 36 pour contenir les poussées des terres. La structure 36 subit pendant la construction une série alternée de dilatations et de retraits. Lorsque la construction est terminée, les variations thermiques de la partie enterrée de la structure 36 sont pratiquement négligeables. De ce fait elles n'ont pas d'effet sensible sur les couvre-joints 30. Ceux-ci sont disposés dans un plan vertical P qui est situé, dans cette réalisation, approximati- vement au voisinage du milieu de la structure 36. Les couvre-joints 30 peuvent correspondre selon le cas à l'une des réalisations (1, 15, 35) représentées aux figures 1 à 3. Dans la réalisation des figures 5 et 6, un immeuble 8, tel qu'une tour de grande hauteur, est entouré par une structure 39. La structure 39 est soumise sur trois côtés b, B, C aux poussées H des terres en direction de l'immeuble 38. La structure 39 se prolonge vers les terres à partir du quatrième côté D Jusqu'à une distance plus importante qu'à partir des cotés À > B, C. De ce fait, la poussée des terres transmise en direction du côté D est pratiquement nulle. Les plans verticaux de jonction entre l'immeuble 38 et la structure 39 relatifs aux côtés d, B, O sont munis de couvrejoint 40 conformes à l'invention. Dans ce cas les joints sont ménagés entre la face intéressée de l'immeuble 38 et les éléments en regard de la structure 39. Complémentairement des couvre-joints conformes à l'invention peuvent être mis en place au-delà du caté fi, par exemple suivant une disposition similaire à celle de la figure 4. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites et peut colporteur des variantes d'exécution. ainsi les bords des feuillures 6, 7 peuvent présenter une légère obliquité. Dans le cas où la structure visée par l'invention est constituée par des éléments métalliques, les feuillures 6, 7 sont réalisées au moyen de cornières métalliques fixées aux éléments. Dans le mode d'exécution de la figure 1, on pourrait remplir les rainures 14 par des baguettes compressibles similaires aux baguettes 27. RIVENDIOÂTIONS 1. Couvre-joint coupe-feu à résistance mécanique contrôlée; destiné à équiper une structure enterrée au moins partiellement à usages notamment commerciaux devant satisfaire aux impératifs inhérents à des risques d'incendie, et qui comporte des éléments d'ossature, séparés par au moins un Joint de dilatation, caractérisé en ce qu'il comprend un noyau résistant destiné à entre disposé entre deux éléments séparés par un joint et en appui sur des feuillures ménagées dans lesdits éléments, en ce que le noyau est contenu au moins en partie dans une cuvette métallique, et en ce que ce couvre-joint comprend en outre un tampon calorifuge qui est disposé du c8té opposé au noyau résistant par rapport à la cuvette métPllique, ce tampon étant destiné à venir en regard du joint de dilatation. 2. Couvre-joint conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le fond le la cuvette présente une surface bombée dont la partie convexe est dirigée vers le noyau résistant, le matériau calorifuge épousant corrélativement la partie concave de ladite surface. 3. Couvre-Joint conforme à 1' une des revendications 1 et 2, dans lequel le noyau déborde au-dessus des bords de la cuvette, caractérisé en ce que les bords de la cuvette destinés à venir en regard des éléments de la structure et notamment des parois des feuillures, sont aménagés pour recevoir un matériau résistant aux températures élevées tel qu'use colle à béton ou un ciment fondu. 4. Couvre-joint conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que des rainures longitudinales sont ménagées suivant les bords libres du noyau résistant. 5. Couvre-joint conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que les rainures longitudinales sont remplies par un matériau compressible. 6. Couvre-joint conforme à la revendication 1 dans lequel le noyau résistant est entièrement contenu dans la cuvette, caractérisé en ce que les parois de la cuvette présentent des ondulations ancrées dans un matériau assurant une liaison rigide entre les éléments de la structure et les parois considérées, ce matériau étant constitué notamment par un ciment fondu. 7. Couvre-joint conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les bords de la cuvette comportent des parties recourbées qui sont noyées dans ledit matériau de liaison entre les éléments et les parois de la cuvette. 8. Couvre-joint conforme à l'une des revendications t à 6, caractérisé en ce que le noyau résistant est réalisé en matériau de résistance déterminée et contrôlable, tel que le micro-béton. 9. Structure enterrée au moins partiellement, destinée à abriter des locaux commerciaux ou des aires de stationnement de véhicules, comportant un assemblage d'éléments de construction, notamment poutres métalliques ou en béton, entre lesquels est ménagé au moins un joint de dilatation, caractérisée en ce qu'elle est munie d'au moins un couvre-joint conforme à l'une des revendications 1 à 8.