Brevet FR2373654A1 — publié le 19780707

La présente invention a pour objet une poutrelle en bois armé, pouvant être utilisée notamment, quoique non exclusivement, comme poutrelle de coffrage. I1 existe depuis de nombreuses années des matériaux ar més, tels que le béton armé, le verre armé. Cette technique consiste,d'une manière générale, en l'incorporation d'acier judicieusement placé, afin d'augmenter la résistance à la traction de ces matériaux, le but final'recherché étant une augmentation de la résistance à la flexion.Elle s'applique habituellement à des matériaux de base,tels que le béton et le verre,devant avoir une forte résistance à la compression et une faible résistance à la traction, de sorte que des matériaux tels que le bois échappent jusqu a présent à cette technique,du fait que dans le bois les contraintes admissibles à la compression et à la traction sont très voisines. La présente invention s'inspire de cette technique pour réaliser un produit nouveau -pouvant être appelé " poutrelle en bois armé ", destiné notamment à la réalisation de coffrages provisoires permettant le coulage du béton. Les matériaux actuellement utilisés pour la réalisation de ces coffrages sont principalement le bois résineux,se présentant sous différentes formes dites madriers, bastings et chevrons, de sections rectangulaires diverses, le métal sous forme de profilés courants du commerce, en acier de construction, et les bois lamellé-collé ou contre-collé, d'une utilisation plus restreinte compte tenu de leur prix et des faibles améliorations des caractéristiques mécaniques obtenues par leur emploi. La pratique et le calcul des coffrages ont montré que les matériaux indiqués ci-dessus présentent certains avantages mais aussi des inconvénients : nécessité de nombreuses pièces pour réaliser un coffrage, poids mort important,manutention mal aisée,prix de revient élevé, pertes élevées sur les chantiers. La présente invention vise à remédier à ces inconvénientq en fournissant une poutrelle en bois armé à profil en I,dont les deux membrures ou talons sont réalisés en bois et dont l'ame, réalisée en bois contreplaqué, est encastrée dans des rainures creusées dans les deux membrures, rainures qui reçoivent aussi une armature métallique longitudinale. Dans une forme préférée de réalisation, les deux membrures présentent chacune une rainure en forme de queue d'aronde dans laquelle s'encastrent les lèvres de l'âme, l'armature métallique faisant office de coin. L'âme en contreplaqué possède une forte résistance à la comprdssion, tout en gardant une flexibilité assurant une bonne qualité de l'assemblage,les lèvres réalisées sur le bord de l'a- me s'écartant sous l'effet de coin de l'armature métallique. Les armatures métalliques sont de préférence constituées par des profilés ayant un profil en T,dont le talon repose sur le fond de la rainure de la membrure correspondante, et dont la partie centrale est tournée vers l'autre membrure. Le talon de chaque profilé en T,qui réalise une armature augmentant considérablement la résistance de la poutrelle et donnant une bonne répartition des contraintes dans l'âme et la membrure, comporte avantageusement des chantages qui pénètrent dans la membrure et assurent une meilleure liaison entre l'armature et la membrure, et par suite une meilleure répartition des efforts longitudinaux. La partie centrale des armatures métalliques de profil en T peut être introduite dans une fente exécutée dans l'amie en contreplaqué,cette partie centrale ayant une largeur décroissante de manière à faire office de coin et écarter les deux lèvres encadrant la fente. Suivant une autre forme de réalisation possible, évitant de réaliser préalablement des fentes,la partie centrale des armatures métalliques de profil en X est introduite dans l'espace libre situé entre deux panneaux parallèles en contreplaqué formant l'Eme de la poutrelle. L'assemblage mécanique des éléments constituant la poutrelle selon l'invention est renforcé par un collage à la presse. Les principaux avantages de cette poutrelle sont sa forte résistance au cisaillement,l'effort tranchant étant très élevé, et son moment de flexion très élevé, ainsi que sa légereté,le gain de poids obtenu étant considérable puisqu'une poutrelle en bois armé selon l'invention de 5 daN par mètre linéaire remplace une poutrelle traditionnelle en bois résineux de 16 daN par mètre linéaire. Ce gain de poids constitue un facteur d'économie important et permet aussi une manutention plus aisée. il peut encore être amélioré,sans nuire aux caractéristiques ec :iîques de la poutrelle, en prévoyant dans son avale en contre @@@@@@ des élégissements, c.' est-à-dire des évidements, qui per es9ent aussi une préhension aisée de la poutrelle. En outre, la poutrelle selon l'invention peut être utili 3ée de façon économique et rationnelle, grâce à'son profil en I, à la possibilité d'aboutement, à l'absence de pertes dues aux coupes sur les chantiers, celles-ci-étant interdites par la présence d'armatures .métalliques longitudinales, à la possibilité de clouage d'éléments tels que planches sur ses parties en bois, et enfin à la possibilité de réaliser des coffrages mixtes,utilisant des poutres en bois armé uniquement dans les parties les plus chargées, et des poutres en bois traditionnelles pour le reste du coffrage. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide - @ la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux f?, '.es de réalisation de cette poutrelle en bois armé. Figure 1 est une vue en coupe, transversale d'une première forme de réalisation de la poutrelle selon l'invention; Figure 2 en est une vue partielle, en perspective; Figure 3 est une vue en coupe transversale d'une variante de cette poutrelle. Comme le montre la figure 1, la poutrelle selon l'inven- tion possède une profil de poutrelle à tallons, appelée générale ment poutrelle à profil en I. Les deux membrures,ou talons,1 et 2 de cette poutrelle sont réalisées en bois, de préférence en bois résineux (sapin). Elles possèdent une section sensiblement rectangulaire et présentent-, sur leurs faces situées en vis-à-vis, des rainures respectives 3 et 4 en forme ds queue d'aronde. L'âme 5 reliant les deux membrures 1 et 2 est réalisée en contreplaqué et formée, comme le montre la figure 2, par des panneaux rectangulaires 6 séparés par des élégissements Z,c'est-à-dire des vides. Les bords supérieur et inférieur de l'âme 6 en contreplaqué présentent des fentes, respectivement 8. et 9,dans les elles sont introduites les parties centrales de deux armatures métalliques de profil en T, respectivement 10 et 11 ,en acier '-e construction.Le bord supérieur de l'âme 5 est encastré,avec ata^aature correspondante 10, dans la rainure en queue d'aronde 3 de la membrure supérieure 1,de telle manière que le talon de l'armature 10 de profil entre repose sur le fond de la rainure 3, tandis. que la partie centrale de cette armature,faisant office de coin, écarte les deux lèvres encadrant la fente 8 de l'amie 5 et les applique contre les parois latérales de la rainure 3.En outre la liaison entre la membrure 1 et l'armature 10 est assurée par des crantages indiqués en 12,constitués par exemple par des pointes triangulaires formées sur le talon de l'armature 10,qui pénètrent dans la membrure 1,le nombre de ces crantages et leur répartition étant à déterminer en fonction de la nature des bois et des efforts auxquels ils sont soumis. De même,le bord inférieur de l'sme 5 est encastré,avec l'armature correspondante 11,dans la rainure en queue d'aronde 4 de la membrure inférieure 2, de telle manière que le talon de l'arma- ture 11 de profil en E repose sur le fond de la rainure 4,tandis que la partie centrale de cette ariaturé,faisant office de coin, écarte les deux lèvres encadrant la fente 9 de l'aie 5 et les applique contre les parois latérales de la rainure 4.L'assemblage est également renforcé par aes crantages 13 similaires aux crantages 12,formés sur le talon de l'armature 11. On notera bien gue,si l'amie 5 présente avantageusement des élgissements 7,comme décrit ci-dessus,lesarmatures métalliques longitudinales 10 et 11 ne comportent par contre aucune interruption. Les éléments constituant la poutrelle précédemment décrite peuvent être fabriqués et assemblés très simplement:Les membrures 1 et 2 sont délignées,rabotées et mortaisées pour obtenir les rainures 3 et 4 en forme de queue d'aronde.Less panneaux en contreplaqué 6 destinés à réaliser l'amie 5 sont découpés et l'on y exécute les fentes 8 et 9.Les armatures métalliques 10 et Il sont embouties pour obtenir les crantages 12 et 13.L'assemblage se fait ensuite par collage à la presse,en utilisant par exemple des liants urée-formol améliorés,ou une colle à base de résine époxyde.Enfin,la poutrelle peut être éventuellement imprégnée d'un produit fongicide,hydrofuge,stabilisant ou autre,suivant l'utilisation prévue. Bien que le profil longitudinal de cette poutrelle soit en principe rectiligne,il est possible de prévoir lors de. sa fabrica tion une contreflèche,c'est-à-dire un cintrage initial tel que la poutrelle devient rectiligne une fois chargée. A titre d'exemple,on indique ci-dessous les caractéristi ques dimensionnelles et mécaniques d'une poutrelle particulière réalisée conformément à l'invention: -Hauteur totale H : 215 u. -Largeur 1 : 75 mm. -Section totale : 9125 mm2 > -Hauteur des membrures h : 45 mm. ~amie formée de panneaux d'une épaisseur e de 19 mm, et d'une longueur 36;de 200 mm, espacés de 200 mm. armatures formées par des profilés en T de 20 x 20 me,ayant 3 mm d'épaisseur. -Poids : 5 daN par mètre linéaire. -Moment de flexion admissible :000 daN-mètre. -Effort tranchant admissible :-3000 daN. La figure 3 représente une variante de réalisation dans laquelle les deux membrures 1 et 2 sont reliées par une âme 5 formée par deux panneaux parallèles en contreplaqué 14 et 15. Entre ces deux panneaux subsiste un espace libre dans lequel sont introduites les parties centrales des deux armatures métalliques en T 10 et 11. Gomme précédemment, les talons de ces armatures sont appliqués contre le fond des rainures respectives 3 et 4 creusées dans les membrures 1 et 2. La poutrelle eh bois armé selon l'invention peut être utilisée dans toutes applications de poutrelles travaillant en flexion coffrages horizontaux de poutres ou de dalles en béton,coffrages verticaux de murs, réalisation d'éléments de charpente,d'ossatures en bois, d'éléments décoratifs, etc.. Gomme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette poutrelle en bois armé qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application. Ainsi on peut bien entendu réaliser des poutrelles de dimensions ét de caractéristiques mécaniques différentes,suivant les cas d'utilisation, afin de résister aux efforts auxquels elles seront soumises,sans toutefois s'élodgner du principe de l'invention. ~REVENDICATIONS 1. Poutrelle de profil en I,dont les deux membrures ou talons sont réalisés en bois, et dont l'âme, réalisée en contreplaqué, est encastrée dans des rainures creusées dans les deux membru- res,caractérisée en ce que lesdites rainures reçoivent aussi une armature métallique longitudinale. 2.- Poutrelle en bois armé selon la revendication 1,caractérisée en ce que les armatures métalliques sont constituées par des profilés ayant un profil en T,dont le talon repose sur le fond de la rainure en forme de queue d'aronde de la membrure correspondante, et dont la partie centrale est tournée vers l'autre membrure et fait office de coin pour écarter les lèvres de l'âme. 3.- Poutrelle en bois armé selon la revendication 2,caractérisée en ce que le talon des armatures métalliques de profil en T comporte des crantages qui pénètrent dans la membrure correspondante. 4.- Poutrelle en bois armé selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la partie centrale des armatures wétalli- ques de profil en T est introduite dans une fente exécutée dans l'rame de la poutrelle. 5.- Poutrelle en bois armé selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la partie centrale des armatures aétalli- ques de profil en T est introduite dans l'espace libre situé entre deux panneaux parallèles formant l'ame de la poutrelle.