Brevet FR2317442A1 — publié le 19770204

L'invention se rapporte à une marche d'escalier en pierre naturelle pour escaliers en porte-à-faux, dont les marches s ' appuient 1 1une sur l'autre par l'intermédiaire d'entretoises et dont une des extrémités peut en outre être scellée, dans un mur ou dans toute autre partie de bâtiment, et comportent des barres d'armature encastrées. On emploie volontiers les escaliers en porte-à-faux dans des batiments dont l'architecture interne doit avoir un aspect léger et agréable et dans des pièces où l'on souhaite que l'escalier ne réduise pas la luminosité. Ces escaliers suspendus sont constitués principalement par du béton armé, dans lequel des barres en fer sont positionnées sans pré contrainte et enrobées de béton. On recouvre ensuite ces marches en béton armé, de tous côtés, par de minces plaques en marbre pour leur donner une meilleure apparence. Ce procédé occasionne beaucoup de frais de main-d'oeuvre et est par conséquent extrêmement cher. On a aussi déjà tenté d'employer des marches d'escalier en pierre naturelle massive. Leur résistance à la pression est très favorable, car elle est de l'ordre de 1.000 à 1.400 kg/cm2 et ce qui rend ces marches supérieures à des marches en béton dont la résistance à la pression n'est que de l'ordre de 400 à 500 kg/cm2. Mais une marche en pierre naturelle présente l'inconvénient de n'avoir aucune élasticité et de se rompre brutalement sans fissuration préalable ou sans autre préavis en cas de surcharge. Si l'on augmente la taille des marches, leur poids propre augmente fortement, si bien que les conditions de résistance à la rupture ne sont pas améliorées.Pour pouvoir malgré cela employer ce matériau sous forme massive pour des marches d'escalier, on a déjà placé des supports de fer en TJ comme consoles sous la marche (Demande de Brevet allemand N" 1.809.010). Indépendamment de l'aspect lourd de ce type de marche, l'espace existant entre les marches que l'on souhaite aussi grand que possible dans le cas des escaliers en porte-à-faux est réduit, et le poids de l'escalier est grand. En outre, il faut exécuter de nombreux travaux supplémentaires pour la fixation des consoles sous les marches d'escalier. L'invention a pour but la réalisation d'une marche dans un escalier en porte-à-faux qui soit en pierre naturelle massive supportée par deux appuis, qui puisse supporter une lourde charge sans nécessiter de moyen supplémentaire de soutien qui gne la vue ou le passage de la lumière dans la pièce où se trouve l'escalier. A ce point de vue, on s'efforce de rendre aussi petit que possible le poids de la marche d'escalier. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que les barres d'armature sont prévues dans la marche à l'endroit où s 'exerce l'effort de traction, et de préférence à proximité de la face inférieure de cette marche. Les barres d'armature constituent, conjointement avec la pierre naturelle, un corps dont la tenue sous la charge est semblable à celle du béton armé. La pierre naturelle présente des dimensions qui sont choisies de telle manière qu'elle supporte des surcharges. Si, cependant, la charge limite est dépassée et que la pierre se casse, les barres d'armature encastrées retiennent le morceau cassé dans son ancienne position et donnent en outre la possibilité de porter une charge. Ainsi, les accidents sont exclus.On prévoit également d'encastrer les barres d'armature sous précontrainte dans la marche en pierre naturelle de manière à obtenir ainsi des portances du même ordre que celles du béton. Ce mode d'exécution a alors l'avantage d'exclure efficacement les fissurations de la pierre naturelle et d'assurer le maintien de la marche par les barres d'armature déjà sous les plus faibles charges. La marche massive en pierre naturelle peut ainsi être utilisée comme élément de construction à part entière qui ne risque pas de se rompre brutalement. I1 suffit parfaitement de prévoir une marche d'une épaisseur totale de 8 cm de telle sorte qu'il existe un grand espace vide entre les différentes marches et que, par suite, davantage de lumière atteigne la cage d'escalier. Une marche ayant de telles dimensions présente des avantages particuliers dans la rénovation de vieux immeubles, parce qu'on peut facilement l'installer n importe où en raison de ses dimensions réduites. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, les barres d'armature sont disposées, à l'intérieur de la marche, dans des rainures qui sont creusées par fraisage et qui s'étendent au moins depuis un point d'appui Jusqu'à l'autre, rainures qui sont ensuite recouvertes par des lames en pierre naturelle placées à niveau avec la surface de la marche et scellées au ciment, à la manière d'une marqueterie. On envisage alors d'encastrer les barres d'armature du côté inférieur de la marche en pierre naturelle, et on creuse à cet endroit les rainures par fraisage. Puisque l'on recouvre ces rainures, après la pose des barres d'armature, avec un matériau identique à celui de la marche, on peut également utiliser la surface supérieure de la marche pour creuser la rainure. Celle-ci de même que les barres d'armature encastrées doivent s'étendre jusqu'aux deux points d'appui de la marche.Ceci est une garantie sûre d'extensibilité. Les barres d'armature sont alors liées intimement à la pierre naturelle par un ciment. Pour obtenir une répartition favorable de l'élasticité et de la stabilité quand chaque marche comporte au moins deux barres d'armature réparties dans le bloc, il est avantageux de les prévoir parallèles à une arête de la marche à faible distance de celle-ci. Lorsqu'elles sont utilisées, les marches d'un escalier sont soumises à des contraintes qui se font sentir surtout aux environs de l'arête et les barres d'armature qui y sont prévues donnent au matériau l'élasticité nécessaire, ce qui empêche efficacement une rupture de l'arête. Afin de pouvoir subir des efforts de traction ou de compression, les barres sont pourvues à leurs extrémités, d'éléments d'ancrage, un des éléments d'ancrage étant constitué par une douille de fixation d'une entretoise. Puisqu'il s'agit, dans le cas présent; de marches d'un escalier en porte-à-faux qui s' appuient l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'entretoises, des douilles de fixation sont initialement prévues à cet effet dans la marche à titre de logements pour les entretoises. Ces logements pour entretoises constituent un élément d'ancrage remarquable pour les barres d'armature et il en résulte un entretoisement fermé par l'intermédiaire de toutes les marches. Par conséquent, il est inutile d'effectuer un usinage supplémentaire de la marche ou de réduire l'épaisseur de sa section. On envisage aussi, en outre, la fixation directe de la rampe d'escalier à cette extrémité des barres d'armature. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, on propose pour l'ancrage de la barre d'armature par application d'un effort de traction sur celle-ci, de monter un élément d'ancrage en forme de vis ou en forme de disque sur la barre d'armature, à l'extrémité de celle-ci qui est éloignée de la douille de fixation. La grande résistance à la compression du matériau en pierre naturelle suffit pour neutraliser l'effort de traction par l'intermédiaire d'un disque ainsi prévu. On choisit la forme en vis lorsqu'on souhaite obtenir une marche à barres d'armature précontraintes. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective de deux marches d'escalier ; - la figure 2a est une vue de profil, en coupe, de la marche selon l'invention ; et - la figure 2b est une vue de dessous de la marche. Sur la figure 1, on a représenté deux marches 1 d'un escalier, lesquelles sont scellées d'un côté, dans un mur 2. L'extrémité libre 3 de chaque marche s' appuie par une entretolse-4 sur la marche immédiatement inférieure. Les marches d'escalier 1 ont une disposition décalée telle que l'arête antérieure 5 d'une des marches chevauche l'arête postérieure 5a de l'autre marche, tout en ménageant une place suffisante pour l'ancrage de l'entretoise 4. La marche d'escalier 1 peut être constituée par une pierre naturelle, comme par exemple du marbre. Une marche d'escalier est représentée en coupe sur la figure 2a. On aperçoit une armature 6 encastrée, constituée par des barres d'armature 6 en acier Ces barres d'armature 6 sont encastrées dans la marche d'escalier 1 du côté 7 de celle-ci, côté qui est soumis à l'effort de traction, et qui se trouve du côté inférieur de la marche dans le cas présent. Chaque marche 1 d'escalier nécessite deux barres d'armature 6 chacune placée approximativement à la même distance des arêtes 5 de la marche. A cet effet, on creuse par fraisage du côté inférieur 8 de la marche d'escalier 1, des rainures longitudinales 9 qui constituent un logement pour l'armature. La figure 2b précise cette disposition. Les barres d'armature sont logées de telle sorte qu'elles peuvent être fixées, d'un côté, par exemple par soudure, aux douilles encastrées 10, de fixation des entretoises 4. L'extrémité opposée de la barre d'armature 6 est pourvue d'un disque 11 utilisé à titre d'élément d'ancrage supplémentaire, et qui est fixé par soudure. La rainure 9 creusée par fraisage présente, à l'emplacement du disque 11, une partie élargie de manière que ces éléments d'ancrage 11 puissent trouver un appui suffisant dans la marche d'escalier 1, quand celleci est soumise à des contraintes de traction. La longueur des barres d'armature 6 est dimensionnée dans la marche 1 d'escalier, de telle sorte que la barre s'étende depuis un appui jusqu'à l'autre, c'està-dire depuis l'entretoise 4 jusque dans la partie scellée dans le mur 2. Quand la barre d'armature 6 est installée avec précontrainte dans la rainure 9, celle-ci est rebouchée au ciment sans joint avec des lames 12 en pierre naturelle. I1 s'est avéré que des barres d'armature 6 de section carrée en acier conviennent le mieux comme ferraillage encastré. On envisage aussi que, lors de l'encastrement de 11armature, les extrémités des barres d'armature 6 peuvent être employées comme épaulements et éléments de fixation pour la rampe d'escalier. Les entretoises 4 incluses dans le système d'entretoisement conviennent elles aussi à la fixation de la rampe d'esealier.La pose de l'armature peut s'effectuer non seulement dans les marches de section rectangulaire représentée , ma-s encore dans les marches n un escalier en colimaçon, dont une extrémité est plus large que l'autre. L'espacement entre l'armature et l'arête 5 de la marclle est choisi en fonction du rapport de la largeur hors-tout de la marche et de la largeur de la marche à son extrémité. Lorsque la marche d'escalier 1 est chargée, l'effort engendré est compensé par l'armature 6 prévue au côté inférieur; 8, ce qui empêche une rupture ou une cassure brutale. L'inventton permet la réalisation d'une marche d'escalier qui est plus avantageuse qu'une marche en béton et qui présente, en plus de sa grande résistance à la compression, de ltélasticlté sans pour autant être susceptible de se rompre facilement. En outre, il n t est plus nécessaire de fabriquer ces marches par assemblage de plaques minces. REVENDICATIONS 1. Marche d'escalier en pierre naturelle pour escaliers en porte-à-faux, dont les marches prennent appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'entretoises, dont une des extrémités peut en outre être scellée, dans un mur ou dans toute autre partie de bâtiment, et qui comportent des barres d'armature encastrées, caractérisée en ce que les barres d'armature (6) sont prévues à l'endroit où s'exerce dans la marche d'escalier (1) l'effort de traction et de préférence à proximité de la face inférieure (8) de cette marche d'escalier (1). 2. Marche d'escalier en pierre naturelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les barres d'armature (6) sont placées dans des rainures (9) creusées par fraisage, qui s'étendent dans la marche d'escalier (1), d'un point d'appui à l'autre (2, 4), et qui sont ensuite recouvertes par des lames en pierre naturelle (12) placées à niveau avec la surface de la marche et scellées au ciment, à la manière d'une marqueterie. 3. Marche d'escalier en pierre naturelle selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque marche d'escalier (1) comporte au moins deux barres d'armature (6) qui sont disposées chacune à faible distance d'une arête respective (5, 5a) de la marche, à peu près parallèlement à cette arête. 4. Marche d'escalier en pierre naturelle selon l'une quelconque des revendications 1 à ), caractérisée en ce que les extrémités des barres d'armature (6) sont pourvues d'éléments d'ancrage (11) pour la fixation dans la marche d'escalier (1), un de ces éléments d'ancrage (11) étant constitué par la douille de fixation (10) de l'entretoise (4). 5. Marche en pierre naturelle selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un élément d'ancrage (li) en forme de vis ou de disque est monté sur l'extrémité de la barre d'armature (6) opposée à ltextrémité comportant la douille de fixation (10). 6. Marche d'escalier en pierre naturelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les barres d'armature (6) sont en acier et sont mises en place dans la marche d'escalier (1) sous précontrainte.