Brevet FR2362255A1 — publié le 19780317

L'invention concerne une poutre combinée acier-béton, comportant au moine une poutrelle d'acier résistant à la flexion, et un enrobage de béton, précontraint au moyen de fils de précontrainte, dans la zone de traction de la poutre, et une plaque de pression dans la zone de compression de la poutre0 Une telle poutre combinée est du type décrit dans le modèle d'utilité allemand ≈ 7 425 093.La plaque de pression est formée par la semelle supérieure de 1 armature se présentant sous la forme d'une poutre en double 7 et à laquelle on donne préalable- ment une flèche. du cours de la fabrication de ladite pout-re combinée connue, on donne à la poutrelle d'acier résistant à la flexion servant dtarmature une flèche suivant la direction de l'application de la charge lors de l'utilisation, un retour élastique dans la position initiale par suite de son élasticité étant empêché par l'adjonction de l'enrobage de béton dans sa zone de traction.Le fait que l'enrobage de béton soit constitué par du béton précontraint permet, pour une rigidité à la flexion résultante identique de la poutre combinée, de réduire de façon importante les dimensions de la poutrelle servant d'armature et à laquelle on a préalablement donné une flèche , de sorte que le poids d'acier pour la poutrelle d'armature est plus faible. Pendant la période durant laquelle on donne préalablement une flèche à la poutrelle d'acier servant d'armature, la semelle, soumise à une compression, doit avoir sensiblement les mêmes ditensions que la semelle soumise à une traction et titre munie d'ur. enrobage de béton0 Ladite poutre combinée connue comportant un enrobage inférieur en béton précontraint apporte une certaine amélioration du fait que l'on peut éventuellement utiliser une poutrelle d'acier non symétrique dont la semelle soumise à une compression est plus petite. Une autre solution est proposée dans la demande de brevet allemand publiée sous le NO 2 300 733.Lors de l'utilisation ultérieure de la poutre, on économise du matériau superflu dans la zone de la semelle de pression de la poutrelle d'acier à laquelle on a préalablement donné une flèche, en ne réalisant pas préalablement ladite flèche sur la poutrelle d'acier mais en la soumettant à une contrainte de traction sensiblement parallèle à son axe longitudinal sur au moins une partie de sa longueur, par application de deux forces ou deux groupes de forces dont les résultantes sont égales et opposées, ces forces ou groupes de forces étant maintenues durant la mise en place de l'enrobage de béton.La poutrelle d'acier résistant à la flexion à laquelle on a appliqué une traction préalable comporte au moins une semelle située dans la zone de traction, pour la mise en place de l'enrobage de béton et pour précontraindre l'enrobage de béton; ceci est effectué lors de la fabrication de la poutre, par l'intermédiaire des contraintes de traction introduites dans la poutrelle d'acier. le problème que se propose de résoudre la présente invention est de simplifier une poutre combinée acier-béton constituée par une poutrelle d'acier servant d'armature et un enrobage de béton précontraint lié à cette poutrelle, de manière à obtenir une poutre combinée notamment plus légère et économisant du matériau, tout en obtenant la mOrne rigidité à la flexion que celle obtenue avec les poutres connues. Pour atteindre ce résultat, dans une poutre combinée acierbéton du type mentionné ci-dessus, on propose que la poutrelle d'acier se présente sous la forme d'une simple barre et que sur son côté de traction l'enrobage de béton soit fixé sur sensiblement toute la longueur de la poutrelle. La poutrelle d'acier se présentant sous la forme d'une barre n'est soumise ni à une préflexion ni à une pré-traction lors de la fabrication de la poutre combinée0 Elle peut au besoin être facilement soumise à une prétraction, dans la zone de traction, lors de la fabrication.Les précontraintes déterminant la force portante de la poutre combinée sont essentiellement dues uniquement aux fils de précontrainte de l'enrobage de béton précontraints Par rapport aux poutres combinées mentionnées comme connues ci-dessus, on obtient l'avantage d'une augmentation de la rigidité pour un mOme encombrement en hauteur de la poutre combinée0 I1 apparat une économie de matériau importante pour la poutrelle d'acier servant d'armature0 Malgré tout, la flexion transversale de la poutre combinée est diminuée étant donné que l'on peut utiliser des qualités supérieures d'acier pour les fils de précontrainte créant la précontrainte dans l'enrobage de béton précontraint.Les aciers de qualité élevée présentent une meilleure possibilité d'allongement qui peut être mieux exploitée dans des fils de précontrainte dans l'enrobage de béton pré contraint que sous la forme d'une poutrelle d'acier résistant à la flexion soumise à une prd-flexion ou à une pré-traction Par rapport à des poutres constituées uniquement par du béton précontraint possédant sensiblement le mOrne encombrement en hauteur, l'avantage réside dans le fait que le poids propre de la poutre est réduit ( sensiblement divise par deux) pour une même force portante et qu'il n'est nécessaire d'aucune mesure particalière pour des états de montage ultérieurs de la poutre combinée ( par exemple la formation de fissures au niveau de la face de compression ultérieure de la poutre en béton précontraint pendant la suppression des contraintes) . I1 apparat en outre des avantages importants lors de la fabrication, à savoir des simplifications dans la fabrication du coffrage pour l'enrobage de béton. La dépense pour le coffrage ne varie pas non plus lorsque la hauteur de la barre de la poutre combinée varie. L'invention permet de modifier la hauteur de la poutrelle d'acier se présentant sous la forme d'une barre par une simple découpe au chalumeau. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention ap paraitront dans les revendications qui n'ont pas été reproduites dans le but d'éviter des longueurs inutiles. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation données à titre d'exemple et représentées aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une pre vibre forme de réalisation de la poutre combinée suivant 1' inven- tison. La figure 2 est une vue en coupe transversale d d'une seconde forme de réalisation de la poutre combinée suivant l'invention. Dans la forme de réalisation de la figure 1 de la poutre combinée, la poutrelle d'acier résistant à la flexion eBtcons- tituée simplement par une simple barre 1 sur la face de traction de laquelle, face inférieure sur la figure 1 lorsque l'on suppose qtrs les forces de pression provoqlRnt une flexion lors de la charge de la poutre proviennent du haut sur la figure 1, est fixé un enrobage 2 de béton précontraint. Cet enrobage de béton précontraint est constitué par une poutre de béton précontrainte et qi est manie de fils de précontrainte 3 répartis de façon appropriée. En plus des fils de précontrainte, l'enrobage de béton 2 peut outre muai d'une armature moins rigide 4 disposée de façon appropriée suivant les besoins La liaison de l'enrobage 2 de béton armé et de la barre 1 est réalisée par l'intermédiaire d'ancrages 5 encastrés dans l'enrobage 2 de béton précontraint, ces ancrages étant constitués dans la forme de réalisation représentée par des goujons à tette soudés et faisant saillie latéralement et qui sont répartis sur toute la longueur de la barre dans la zone de traction. l'ancrage entre la barre 1 et l'enrobage 2 de béton précôntraint peut également être réalisé d'une autre façon appropriée.Dans la zone de compression supérieur de la barre 1 sont également prévus des ancrages 6 se présentant sous la forme de goujons à tête soudés qui servent à la liaison de la poutre avec les parties de bâtiment devant être portées par la poutre combinée. Une telle partie est représentée par exemple par la plaque de béton coulée sur place 7 dans la figure 1. I1 peut également s'agir d'éléments préfabriqués en béton qui sont liés d'une autre façon appropriée avec la zone supérieure de la barre 1. Dans l'état assemblé de la poutre combinée, ces éléments en béton faisant partie du bsstiment jouent le rôle de la plaque de pression en correspondance avec les poutres combinées connues mentionnées ci-dessus. Dans la forme de réalisation de la figure 2, les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes ré férences et ne seront pas décrits de nouveau. Dans la zone de compression supérieure de la barre 1 on prévoit dans cette forme de réaliation, une plaque d'acier 8 servant de plaque de pression Cette plaque de pression 8 peut être liée à la barre 1 par l'intermédiaire de semelles 9 ou entre d'une seule pince avec la barre 1. Sur la face supérieure de la plaque d'acier 8 on prévoit des goujons à tête entant qu'éléments d'ancrage 10 avec la plaque de béton ll faisant partie du bsstiment. - REVENDICÂTIONS l.- Poutre combinée acier-béton, comportant au moins une poutrelle d'acier résistant à la flexion et un enrobage de béton, précontraint au moyen de fils de précontrainte et lié à la poutrelle dans la zone de traction de la poutre, et une plaque de pression dans la zone de compression de la poutre, caractérisée en ce que la poutrelle d'acier se présente sous la forme d'unie simple barre (1) et que sur sa face de traction l'enrobage (2) de béton précontraint est fixé sur sensiblement toute la longueur de la poutre. 2.- Poutre combinée suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque de pression (7) est constituée par des éléments de béton coulés sur place ou des éléments de béton préfabriqués qui-sont liés avec la face de compression de la barre (1) e 3.- Poutre combinée suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque de pression est une plaque d'acier qui est liée avec la barre (1). 4.- Poutre combinée suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la plaque de pression se présentant sous la forme d'une plaque d'acier (8) est munie d'ancrages (10) pour des éléments (11) faisant partie du bâtiment. 5.- Poutre combinée suivant la revendication 1, caractér-isée en ce que la barre (1) est munie, dans la zone de traction, d'ancrages (6) pour la liaison avec l'enrobage (2) de béton précontraint. 6.- Poutre combinée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la barre (1) est soumise à une pré-traction, dans la zone de traction, avant l'ancrage de l'enrobage (2) de béton précontraint.