Brevet FR2416986A1 — publié le 19790907

L'invention concerne une cage dgarmatures pour la construction d'une poutre en béton armé, constituée par un lit moyen et un lit inférieur reliés par un treillis transversal absorbant les forces de cisaillement, 1 r ensemble formant une cage d armatures en forme d;aue. L'invention s 'détend en outre a un procédé pour fabriquer cette cage d'armatures. Pour construlre les poutres en béton armé, il est connu de prévoir une cage d'armatures constituée par un lit moyen, un lit inférieur et deux serpentins d'armatures en acier en zig-zag reliant le iit moyen et le lit inférieur. Une telle cage d'armatures présente liavantage de pouvoir être mise en place comme un ensemble dans le coffrage pour la coulée de la poutre en béton armé. On peut ainsi construire la poutre en béton armé dans l'atelier de bétonnage avec une faible dépense de main-d'oeuvre. Il est cependant désavantageux que la fabrication de la cage d'armatures soit par elle-même onéreuse en main-d'oeuvre, ce qui provient surtout des deux serpentins d'armatures en zig-zag qui doivent d'abord être cintrées, puis assemblées par soudage avec le lit moyen et le lit inférieur. On produit ainsi deux moitiés de cage d'armature qui doivent encore être assemblées ensuite par soudage. Les serpentins d'armatures sont nécessaires pour absorber, dans la poutre en béton armé, les forces de cisaillement dirigées transversalement à la poutre en béton armé. Les données statiques sont telles que seules les parties descendantes, vues a partir des appuis, des serpentins d'armatures peuvent absorber des forces de cisaillement. Ainsi, la moitié de la matière des serpentins d'armatures est inutile pour absorber les forces de cisaillement. A cela s'ajoute le fait que, dans une poutre, les forces de cisaillement décroissent lorsque la distance a l'appui augmente. Cela conduit a mettre en place des étriers supplé- mentaires dans la cage d'armatures à proximité de chaque appui, ce qui constitue encore un travail demandant une grande dépense de main-d'oeuvre.Pour économiser cette dépense de main-d'oeuvre, on pourrait bien entendu choislr pour les serpentins d'armatures en zlg-zag un pas sufflsamment faible pour qu'ils puissent aussi absorber les forces de cisaillement dans le domaine de chaque appui Mais on aurait dans ce cas bien trop de matière d'armatures au milieu de la poutre, ce qui nrest pas souhaitable compte tenu des prix en hausse de 1 acier et de la tendance générale à économiser la matière. Pour éviter les inconvénients mentlonnés ci-dessus5 on utilise fréquemment dans la pratique des cages d armatures fabriquées à partir de nappes d'étriers cintrées en forme de V. Ces nappes détriers sont constituées par un treillis de barres longltudinales et transversales assemblées par soudage aux points de croisement. On peut ainsi utiliser toute la matière de la cage d'armatures terminée pour absorber les forces de traction et les forces transversales. Il est cependant désavantageux que la cage d'armatures présente sur toute sa longueur des bouts dFétriers s'avançant librement vers le haut. Cela entrain un risque d'accidents élevé. Il faut en outre prévoir des organes d'ancrage supplémentaires lorsque la poutre en béton armé doit être portée par plus de deux appuis, c'est-à-dire lorsqu'elle est réalisée sous forme de poutre à plusieurs travées. La fabrication des nappes d'étriers est elle-même onéreuse, car elle ne peut pas être effectuée en continu. Les barres transversales doivent au contraire être posées individuellement sur les barres longitudinales. Bien sûr, il est déjà connu également, pour les poutres à plusieurs travées de fabriquer à partir de nappes d'étriers des cages d'armatures fermées de tous côtés, de telle sorte que, sous les parties d'extrémité supérieures horizontales on peut introduire une armature de renfort passant dans le béton coulé en place. Cependant, l'introduction de l'armature de renfort est en pratique onéreuse en main-d'oeuvre, de telle sorte qu'on préfère des cages d'étriers ouvertes à leur partie supérieure. L'invention a pour but de créer une cage d'étriers dont la construction soit la plus simple possible et qui soit capable d'absorber toutes les forces qui se présentent avec la plus faible quantité possible dsacier de construction. L invention s'détend également à un procède pour fabriquer cette cage d'étriers. L'invention concerne à cet effet une cage du type ci-dessus caractérisée en ce que le treillis est constitué par un serpentin dètriers cintré en forme de V dans son ensemble, ce serpentin étant à son tour constitué par une armature en acier en forme de méandres présentant des tron çons parallèles dirigés transversalement à la direction d extension principale Avec cette configuration, on obtient une cage darmatures comportant des étriers en forme de V reliés par de courts tronçons s-étendant dans la direction d---extension principale.On peut ainsi utiliser pleinement la matière des armatures transversales pour absorber les forces de cisaillement Si 1 on falot abstraction des tronçons courts s(étendant dans la direction d-extenslon principale de la cage d'armatures. Les tronçons supérieurs qui n'absorbent pas de forces de cisaillement ne sont cependant pas inutiles. Ils assurent l!ancrage des barres étriers individuelles dans le béton coulé en place. Il est également avantageux que les différents étriers ne présentent pas d'extrémités supérieures libres sortant de la poutre termlnée en béton armé Ils présentent au contraire des parties en forme d'arcs en ces emplacements. Le risque d'accidents est ainsi réduit. De plus, on a la possi bilité de fixer de façon simple une armature de renfort sur la cage d'armatures. Etant donné que la cage d'armatures conforme à l'invention est ouverte vers le haut, on peut emplier les cages lune dans l'autre pour le transport et la mise en stock, ce qui réduit la place nécessaire. Il est en outre possible de façon simple5 pour les poutres à plusieurs travées, d'introduire l'armature de renfort par le haut sur le chantier. Les cages darmatures ne sont fermées quSensuite par armature supérieure posée sur le chantier. Al n'est pas nécessaire d'introduire l'armature de renfort par un côté, comme cela otalt le cas pour les cages d"armatures fermées initialement de tous côtés. Une telle opération demande toujours beaucoup de maln-dçoeuvre et nécessite deux équipes de travail. Le fait que les parties du serpentin d'étriers sortant de la poutre en béton armé soient en forme d'arcs fermés assure sans disositions supplémentaires un bon ancrage de la poutre dans le béton coulé en place. Un mode de réalisation avantageux de l'invention est caractérisé en ce que 1 espacement des tronçons transversaux va en diminuant vers l appui en fonction des forces de cisaillement croissantes- Avec cette reallsatLon; on peut avoir une adaptation optimale à la variation des forces de cisaillement L lntroductlon onéreuse en main-d-oeuvre, d armatures supplémentaires est normalement superflue Un autre mode de réalisation avantageux de 1 invention est caractérisé en ce que le serpentin d'étriers est assemblé par soudage aux points de croisement avec le lit inférieur et le lit moyen Avec cette réalisation, on obtient une structure rigide exempte de voilement. pouvant être transportée dans de bonnes conditions et ne présentant que de faibles écarts de fabrication. Un autre mode de réalisation avantageux de L-inven- tion est caractérisé en ce que le lit moyen est constitué par une barre armature fixée extérieurement sur chaque parol latérale de la cage et en ce que le lit inférieur est constitué par une barre armature fixée intérieurement sur le fond de la cage armatures Le procédé conforme à 1 invention pour fabriquer une cage d'armatures est caractérisé en ce qu'on cintre d'abord un serpentin d'étriers plan qui s étend en forme de méandres et présente des tronçons parallèles dirigés transversalement à la direction d'extensicnprincipale, on assemble ensuite des barres s étendant dans la direction dwextension princlpale avec le serpentin d'étriers pour former un treillis, et on replie finalement l'ensemble du serpentin d-étriers sur deux côtés pour constituer une cage d'armatures en forme de V. Ce procédé peut être mis en application de façon très économique. On peut d'abord réaliser sur une seule machine le treillis constltué par le serpentin d-êtriers; le lit moyen et le lit inférieur. Il suffit ensuite drexécuter encore le pliage sur une machine à plier Ce procédé permet également de fabriquer le treillis en continu et de le couper chaque fois à la longueur voulue. Un mode de réalisation avantageux du procedé conforme à 1 invention est caractérisé en ce béton dispose sous le serpentin deux barres extérieures constituant le lit moyen et on dispose sur le serpentin la barre médiane constituant le lit inférieur. La description ci-après et les dessins annexés représentent un exemple de réalisation de 1 invention desslns dans lesquels - la figure I représente la fabrication conforme à l'invention drun treillis formé par un serpentin djétrlers ; - la figure 2 représente la fabrication dnune cage d'armatures à partir du treillis de la figure l - la figure 3 est une vue en perspective de la cage d'armatures conforme à invention - la figure 4 représente une cage dnarmatures conforme à l'invention avec une armature supplémentaire introduite sur le chantier. La figure 1 représente très schématiquement quatre bobines 1, 2, 3, 4 contenant de l'acier de construction enroulé, par exemple de l'acier de construction 500/550. L'acier de construction est déroulé en ligne droite à partir des bobines 1, 2 et 3 L'acier de construction provenant de la bobine 2 constitue le lit inférieur 5. L'acier de construction provenant des bobines 1 et 3 constitue le lit moyen 6, 7 de la cage dgar- matures à fabriquer. Le lit inférieur 5 présente habituellement un diamètre de 8 mm. Au lieu dvune seule bobine 2 on peut aussi, bien entendu, prévoir plusieurs bobines appropriées, 6 de manière à obtenir un lit inférieur 5 formé par plusieurs barres parallèles entre elles. A partir de la bobine 4 l'acier de construction est guidé par un dlsposltlf non représenté perpendiculairement au lit inférieur 5 et au lit moyen 6, 7. Cet acier est façonné en forme de méandres pour constituer un serpentin d'étriers 8 avec des tronçons parallèles 9 perpendiculaires à la direction d'extension principale. Acier de construction des serpentins d'étriers présente généralement un diametre compris entre 6 mm et 10 mm. Lcespacement de ces tronçons parallèles 9 varie comme représenté sur la figure 1, sur la longueur du serpentin d'étriers 8. Il peut, par exemple, croître de 5 cm à 25 cm pour s adapter aux valeurs différentes des forces de cisaillement dans la poutre en béton armé. Le serpentin d'étriers 8 est guidé de manière à passer au-dessous du lit inférieur 5 et au-dessus du lit moyen 6,7 Par soudage aux points de croisement, par exemple 10, lli 12 du serpentin d'étriers 8 avec le lit inférieur 5 et le lit moyen 6 7 on obtient un treillis rigide 13. On choisit la longueur de ce treillis 13 en fonction de la longueur désirée pour la cage d'armatures A l'heure acuelle, des longueurs allant zusqut 14 m semblent judicieuses. Il est avantageux que l'ordre de grandeur de la largeur choisie soit compris entre 0,5 m et 2 m. Après la fabrication du treillis 13, celui-ci est plié sur une machine de pliage suivant deux lignes 14, 15 parallèles à la direction d'extension principale, comme cela est mis en évidence sur la figure 2. On obtient ainsi la cage d'armature en forme de V représenté en perspective sur la figure 3. La figure 3 montre le tracé du lit inférieur 5 et du lit moen 6,7 ainsi que la liaison du lit moyen 6,7 et du lit inférieur 5 par le serpentin d'étriers 8. Dans l'ensemble, la cage d'armatures a la forme d'une auge ouverte vers le haut. La figure 4 représente une cage d'armatures formée par un treillis comprenant au total quatre barres dans le lit inférieur 5, deux barres étant disposées à chaque fois leune contre l'autre. De plus, deux armatures de lit inférieur 16, 17 formées chacune par trois barres sont introduites par le haut dans la cage d'armatures. RER7ENDICATIONS 1 ) Cage d armatures pour la construction d une poutre en béton armé, constituée par un lit moyen et un lit inférieur reliés par un treillis transversal absorbant les forces de cisaillement, cage caractérisée en ce que le treillis (13 > est constitué par un serpentin d'étriers (8) cintré en forme de V dans son ensemble, ce serpentin etant son tour constitué par une structure en acier en forme de méandres présentant des tronçons parallèles (9) dirigés transversalement à la direction d'extension principale. 2o) Cage d armatures selon la revendication i, caractérisée en ce que l'espacement des tronçons transversaux (9) va en diminuant vers l'appui en fonction des forces de clsalllement croissantes. 3 ) Cage d armatures selon l'une des revendlcations 1 et 2, caractérisée en ce que le serpentin étriers (8) est assemblé par soudage aux points de croisement (par exemple 10, 11, 12) avec le lit inférieur (5) et le lit moyen (6,7). 40) Cage d'armatures selon liune quelconque des revendications 1 à 3f caractérisée en ce que le lit moyen (6,7) est constitué par une barre armature flxée extérieurement sur chaque paroi latérale de la cage et en ce que le lit inférieur (5) est constitué par une barre d'armature fixée intérieurement sur le fond de la cage d'armatures. 50) Procédé pour fabriquer une cage d'armatures conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac térisé en ce quion cintre d'abord un serpentin d'étriers plan qui s'étend en forme de méandres et présente des tronçons parallèles dirigés transversalement à la direction extension principale, on assemble ensuite des barres sétendant dans la direction d'extension principale avec le serpentin étriers pour former un treillis, et finalement on replie 1 ensemble du serpentin d'étriers sur deux côtés pour constituer une cage d'armatures en forme de V. 63) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on dispose sous le serpentin, deux barres extérieures constituant le lit moyen, et on dispose sur le serpentin la barre médiane constituant le li inérieur.