Brevet FR2425508A1 — publié le 19791207

La présente invention concerne un procédé pour assurer la liaison horizontale d'éléments verticaux préfabriqués, en béton armé ou en béton, permettant, d'une part, dans certains cas, d'assurer la continuité élastique entre les éléments inférieurs et supérieurs et, d'autre part1 une meilleure étanchéité à ltair et à l'eau, et une bonne isolation phonique. Elle vise également les éléments 'panneaux, poteaux, etc...) préfabriqués exécutés pour permettre la mise en oeuvre de ce procédé. Ce procédé et ces éléments sont plus particulièrement et avantageusement destinés à la construction d'édifices de nature ou affectation diverse tels que maisons d'habitation, constructions industrielles, batiments publics, structures cellulaires, etc... On emploie actuellement, dans la construction, deux sortes de joints pour assurer la liaison horizontale des éléments préfabri- qués verticaux exécutés en béton armé ou en béton, à savoir - 10) Joint avec une couche de mortier. Le joint comprend simplement une couche de mortier de 15 à 20 mm d'épaisseur qui sépare le plancher de l'élément supérieur (par exemple : mur de refend, mur de façade ou poteau). - 2 ) Joint entièrement en béton. Les joints de ce type sont bétonnés en sous-oeuvre sous les éléments supérieurs mis en place sur des appuis discontinus reposant sur les planchers ou sur des appuis constitués par des patins disposés sur le sonnet de l'élé- ment inférieur. La sous-face de l'élément supérieur, qui est plane ou ne comporte que de simples feuillures, se trouve en contre-bas de 1 à 2 cm de la partie supérieure du plancher. L'espace compris entre les bords des planchers et les éléments inférieur et supérieur est alors rempli de béton, en introduisant celui-ci par dessous la sous-face de l1élément supérieur. Dans les deux cas, il y a discontinuité élastique entre les éléments inférieur et supérieur. En effet, dans le premier cas, la continuité des fers constituant les armatures des éléments superposés ne peut évidemment pas autre assurée. D'autre part, il en est de mtme dans le second cas, car a) la hauteur du joint estlimitée à la hauteur du plancher (c'est-à-dire de 10 & 30 cm au maximum) et cette hauteur est, en général, très inférieure à la longueur de recouvrement nécessaire pour assurer la continuité élastique des fers b) la longueur d'appui des planchers sur le sommet des éléments inférieurs est telle que les fers des éléments inférieurs et du joint ne peuvent titre suffisamment espacés pour résister au moment fléchissant réel qui se produit à cet endroit. Ainsi, dans les deux types de liaison connut à ce jour, la jonction horizontale entre les éléments verticaux n'est pas rigide et il y a surtout discontinuité élastique entre ces éléments. Si un élément superposé est soumis, par exemple, à son extrémité supérieure, à un moment fléchissant, le joint ne s'opposera pas à la tendance à la rotation de son extrémité inférieure, et le fonctionnement du joint sera comparable à celui d'une articulation. Le moment de liaison, sur le joint, sera nul et la rotation du pied sera notable, d'où l'apparition de fissures. On conçoit que les types de joints employés actuellement présentent de notables insuffisances par ce qui concerne la stabilité des constructions, l'étanchéité à l'air et à l'eau, et pour 1 t isolatiOn phonique. Le procédé et les éléments préfabriqués selon l'invention ont pour but de suppléer aux lacunes des systèmes de jonction précités. Ce procédé est principalement remarquable en ce qu'on ménage, à la base des éléments préfabriqués, dune part, une gorge longs tudinale s'ouvrant dans leur tranche inférieure et, d'autre part, une pluralité de conduits convenablement espacés débouchant dans cette gorge et s'ouvrant sur l'un au moins des parements desdits éléments en un point situé au dessus de la partie supérieure de la gorge, et en ce qu'on introduit le béton de liaison ou autre liant dans ladite gorge, par l'intermédiaire desdits conduits, après avoir positionné les éléments superposés sur les éléments sous-jacents. Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, on réserve, dans la gorge, des armatures en attente sortant de l'élément supérieur, de manière que ces dernières puissent venir en recouvrement des armatures en attente émergeant de la tranchesupérieure de l'élément inférieur lesquelles sont logées dans ladite gorge de l'élément supérieur lors de son montage. Selon une autre caractéristique dudit procédé, on dispose, avec un écartement convenable des cales sous les parois latérales délimitant la gorge, lors du montage des éléments, avant coulage du béton dans la gorge, ces cales étant ensuite enlevées avant le début du retrait du béton coulé. Les éléments préfabriqués conformes à l'invention sont principalement caractérisés en ce qu'ils comportent, à leur base, une gorge longitudinale s'ouvrant dans leur sous-face ou tranche inférieure, et une pluralité de conduits espacés débouchant dans cette gorge et s'ouvrant sur l'un au moins des parements desdits éléments en un point situé au-dessus de la partie supérieure de ladite gorge. Selon une autre caractéristique, ces éléments sont remarquables en ce qu'ils comportent des armatures en attente émergeant dans ladite gorge. Selon une autre caractéristique, le profil longitudinal du fond ou paroi supérieure de la gorge est une ligne brisée régulière, 'en dents- de scie" dont chaque segment est rectiligne et dans les parties hautes duquel débouchent les conduits de remplissage. Ces buts et caractéristiques et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe transversale de la base d'un élément agencé selon l'invention. - La figure 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne 2 - 2 de la figure 1. - La figure 3 est une vue en coupe transversale illustrant le positionnement de deux éléments superposés avant exécution du joint destiné à assurer leur liaison horizontale, selon une première forme d'exécution desdits éléments. - La figure 4 est une vue comparable à la figure 3, après bétonnage du joint, et représentant une variante de réalisation des éléments. - La figure 5 est une coupe longitudinale suivant la ligne 5 - 5 de la figure 3. On se reporte auxdits dessins pour décrire des exemples avantageux, bien que nullement limitatifs, de mise en oeuvre du procédé -et de réalisation des éléments préfabriqués selon l'invention. Le procédé revendiqué est, en premier lieu, caractérisé en ce qu'on agence la base des éléments préfabriqués, de manière que cette dernière puisse servir de coffrage au joint assurant la liaison horizontale de deux éléments superposés. A cet effet1 les éléments préfabriqués- 1 ou 1t selon la présente invention comportent1 à leur base - 10) une gorge 2 destinée à offrir un volume suffisant pour permettre - le recouvrement nécessaire des armatures de liaison pour assurer la continuité élastique entre les éléments inférieur et supérieur - d'espacer-suffisamment les fers dans le sens transversal, afin d'assurer la résistance au moment fléchissant composé ; - de disposer d'une section horizontale suffisante pour ré sister à l'effort normal et à l'effort tranchant. - 20) des armatures de liaison 3 sortant de l'élément préfabriqué et apparaissant en attente dans la gorge 2, destinées à assurer la continuité élastique entre éléments inférieur et supérieur. - 3 ) deux parois ou ailettes latérales 4 délimitant la gorge 2 et servant - au coffrage dn béton coulé dans ladite gorge - d'appui provisoire sur le plancher par l'intermédiaire des cales - à donner au joint une largeur L suffisante pour que le joint puisse résister au moment fléchissant composé s'exerçant en cette zone. - 40) des conduits ou manchons 5 ménagés dans le corps de ltéli- ment préfabriqués et destinés & à - l'introduction du béton dans la gorge 2 par dessus la par tie supérieure de la gorge - mettre sous pression le béton coulé dans le joint, dans la partie voisine du débouché du conduit de remplissage - permettre le passage d'une aiguille vibrante - évacuer l'air contenu dans la gorge, au moment du bétonnage. - 5 ) des orifices 6 pour permettre ou parfaire l'évacuation de l'air, lors de la coulée du béton. La gorge 2 est ménagée dans la tranche inférieur des éléments préfabriqués, sur toute la longueur de cette dernière, et présente généralement un profil transversal rectangulaire. Dans cette gorge, sortent, selon un mode d'exécution préféré, Les armatures en attente 3 constituées par les extrémités des fers verticaux de l'armature de l1élément préfabriqué. Ces armatures en attente 3 ont une longueur égale à la longueur de recouvrement nécessaire pour assurer la continuité élastique des armatures en attente 3t émergeant de la tranche supérieure de 1 @ élément inférieur. a outre, le diamètre des armatures 3 et 3' est déterminé en fonction du moment fléchissant composé s'exerçant dans la zone du joint. Dans ce cas, la profondeur P de la gorge 2 doit être suffisante est rectiligne. La valeur de l'angle &alpha; que font les surfaces inclinées ce profils avec l'horizontale, est supérieure à l'angle # que fait avec l'horizontale le talus naturel du béton frais après vibration. Cette disposition permet au béton frais coulé dans la gorge et qui tend à s'étaler suivant l'angle # d'exercer sur lesdites surfaces inclinées, une poussee 9 assurant, au moment de la prise, ---n bon contact entre le béton coulé et le fond ou paroi supérieur re de ladite gorge. La différence entre les angles &alpha; et # doit être au moins de deux grades. En variante, le profil longitudinal de la partie supérieure de la gorge peut-être une ligne quelconque, à condition toutefois que chacun de ses points soit situé au-dessous de la ligne re- présentative du talus du béton frais après vibration a La distance "d" entre ces deux lignes ne doit pas être inférieure au centimètre. L'adhérence entre le béton du joint et la partie supérieure de Se gorge est d'autant meilleure que la différence entre les angles a et # est plus importante ou que la distance "d" entre la ligne du talus du béton frais, après vibration, et le profil supérieur de a gorge est plus grande Enfin, le profil superieur de la gorge peut autre horizontal dans le cas où le béton utilisé est parfaitement plastique, c'est-àdire dans le cas où l'angle # est nul. L'espace L calculé comme indiqué ci-dessus et, compris entre les faces internes des parois latérales ou ailettes 4 délimitant la gorge 2 a, en général, une dimension au moins égale à 9a largeur des éléments, comme le montrent les figures 1 et 3 Dans ce cas, les parois latérales de coffrage du joint sont placées en saillie par rapport aux parements des éléments. Cependant, dans les constructions où le moment fléchissant composé à prendre en compte n'est pas important, la face extérieure des parois latérales de coffrage du joint peut se trouver sur le prolongement des parements des éléments, comme on le voit à la figure 4 es dimensions et le ferraillage des parois latérales 4 (dans les sections verticales et horizontales ) sont calculés en fonction du poids de l'élément et de la pression du béton frais coulé dans le joint. Elles peuvent être étayées au moment du bétonnage. Les conduits ou manchons de remplissage 5, de section généralement circulaire, sont ménagés dans le corps des éléments préfabriqués, lors de l'exécution de ces derniers, selon tous procédés convenables connus en soi. Ils permettent l'introduction du béton frais dans la gorge par dessus celle-ci. Ces conduits ou manchons s'ouvrent sur l1un au moins des parements des éléments préfabriqués, en un point situé au-dessus de la partie supérieure de la gorge, et débouchent dans les parties hautes de cette dernière. Ils peuvent & re légèrement inclinés dans le sens longitudinal des éléments, pour faciliter l'intro- duction d'une aiguille vibrante. Leur hauteur H au-dessus des parties hautes de la gorge doit titre suffisante pour que la pression du béton frais déversé dans ladite gorge permette un bon contact du joint coulé avec les surfaces supérieures de cette dernière sur une longueur de dix centimètres environ de part et d'autre du débouché du conduit dans la gorge. Cette hauteur H comprise entre les parties haates de la gorge et la partie inférieure de l'orifice d'entrée 5a desdits conduits ou manchons doit, de préférence, etre supérieure à cinq centimè- tres. Le diamètre des manchons ou conduits de remplissage doit permettre l'introduction du béton frais dans la gorge, ainsi que, de manière avantageuse, le passage etune aiguille vibrante. Ce diamètre est, de préférence, de 5 cm ou plus. L'espacement des manchons ou conduits de remplissage est déterminé pour que le matériel de vibration dontson dispose puisse agir sur toute la masse du béton coulée entre deux manchons consécutifs. Lors du bétonnage du joint, il est nécessaire que l'air stationnant dans la gorge 2 puisse s'évacuer au fur et à mesure du remplissage de ladite gorge. Cet air peut stéchapper par les conduits ou manchons de remplissage 5. Cependant, pour faciliter et parfaire cette évacuation, des orifices ou canaux de purge 6 de faible diamètre, par exemple de l'ordre de quelques millimètres, sont ménagés dans le corps des éléments et font communiquer le fond de la gorge avec l'un des parements desdits éléments, en un point situé au-dessus de la partie supérieure de la gorge. Ces canaux de purge débouchent, par exemple, entre les parties hautes et basses de la paroi supérieure ou fond de la gorge. Eventuellement, ils peuvent Etre dimensionnés pour autoriser le passage d'une aiguille vibrante. Leur espacement est, de préférence, de 50 centimètres a Lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, on place un élément supérieur au-dessus d'un élément sous jacent, après l'exécution du plancher situé au-dessus de ce dernier élément, de manière que les armatures en attente 3e émergeant de la tranche supérieure de Iélément inférieur soit logées dans la gorge 2.De la sorte les fers en attente 3 apparaissant dans la gorge 2 de l'élément superposé se trouvent placés en recouvrement des armatures en attente 3' de l'élément inférieur Des cales amovibles 7 ou tout moyen de calage provisoire connu en soi tel que vérin ou autre, sont placées sous les parois de coffrage 4 de l'élément supérieur, avec un écartement convenable, tandis que des règles en toat matériau approprié tel que polystyrène expansé ou autre matière plastique, bois, etc.4 sont également disposées sous les parois de coffrage4, entre les cales 7, pour éviter un écoulement du béton frais entre la sousface des parois 4 et le plancher 8 et enpbecher ainsi qu'il s'é- tablisse une liaison entre euxa De cette façon, l'élément supérieur restera complètement désolidarisé du plancher et les efforts verticaux ou autres qu'il supportera seront uniquement transmis sur le béton du joint et sur l'élément vertical inférieur. On effectue ensuite le bétonnage du joint, en introduisant le béton frais dans la gorge 2, par 11 intermédiaire des conduits ou manchons 5 et à l'aide de tout matériel approprié. On procède ensuite à des opérations de tassement du béton coulé, de manière connue en soi, au moyen d'aiguilles vibrantes traversant les conduits de remplissage ou, éventuellement, les canaux de purge d'air. On peut aussi opérer ce compactage de toute autre manière connue et, par exemple, à partir de ltextérieur, à l'aide de règles vibrantes. Le bétonnage du joint est achevé lorsque le béton tassé emplit la gorge 2 et les conduits ou manchons 5 (figure 4). Les cales sont enlevées après la prise du béton du joint J et avant le commencement de son retrait. A titre indicatif, les cales sont enlevées dans un délai de quatre à cinq jours après le bétonnage du joint, lorsque la température est de l'ordre de 15 à 25 . L'intérêt et les avantages du procédé et des éléments préfabriqués selon l'invention ressortent bien de la description qui précède et des dessins annexés. On souligne cependant les avantages suivants du joint obtenu par la mise en oeuvre de ee procédé - 10) il assure un véritable monolithisme de la construction et la solidité des ouvrages préfabriqués avec des joints de ce type (bâtiments d'habitation, structures cellulaires, etc...) peut être comparée à celle des constructions classiques en béton armé. En effet, les constructions réalises avec les joints actuels sont déformables du fait des tassements du sol de fondation, des sollicitations dynamiques, des contraintes dues au vent, etc..., d'où apparition de fissures parfois importantes et une durabilité restreinte. La rigidité conférée par le joint exécuté à l'aide des éléments conformes à l'invention revendiquée remédie a 'ces graves inconvénients. - 20) il procure une bonne étanchéité à l'air et à l'eau, ainsi qu'unie excellente isolation phonique, puisqu'il élimine les risques de fissuration qui se développent généralement, avec les joints traditionnels, au pied des éléments, , dans le plan de contact entre éléments préfabriqués et béton du plancher. Entrent également dans le cadre de l'invention revendiquée, les modifications ou substitutions susceptibles d'être apportées, par l'homme de l'art, au procédé et à l'installation décrits et qui, sans en altérer les caractéristiques originales, n'en seraient que de simples équivalents techniques. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour assurer la liaison horizontale des éléments verticaux préfabriqués en béton armé ou en béton, caractérisé en ce que la base desdits éléments comporte deux parois latérales et peut ainsi servir de coffrage au joint assurant la liaison horizontale de deux éléments superposise 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ménage, d'une part, i la base des éléments préfabriqués, une gorge longitudinale s'ouvrant dans leur tranche inférieure et, autre part, une pluralité de conduits convenablement espacés débouchant dans les parties supérieures de cette gorge et s'out vrant sur l'un au moins des parements desdits éléments, en un point: situé au-dessus de la partie supérieure de la gorge ; et en ce qu'on introduit le béton du joint dans ladite gorge par dessus celle-ci, par l'intermédiaire desdits conduits après avoir positionné les éléments superposés au-dessus des éléments sous- jacents 9 cette rise en place étant faite après réalisation du plancher situé au-dessus des éléments inférieurs. 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on éserve des armatures en attente dans ladite gorge, de manière que ces dernières puissent venir en recouvrement des armatures en attente émergeant de la tranche supérieure de l'élément infé- rieur lesquelles sont logées dans ladite gorge de l'élément supérieur, lors de son installation. te - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on dispose, en les espaçant, des cales entre la sousface des parois latérales délimitant ladite gorge et le plancher, lors du montage des éléments, avant coulage du béton du joint dans cette dernière, ces cales étant ensuite retirées avant le début du retrait du béton coulé 5. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, caractérisés en ce qu'ils comportent, à leur base, une gorge longitudinale s'ouvrant dans leur sous-face ou tranche inférieure, et une pluralité de conduits espacés ménagés dans le corps des éléments, ces conduits débouchant dans les parties supérieures de cette gorge et s'ouvrant sur l'un au moins des parements desdits éléments, en un point situé au-dessus de la partie supérieure de ladite gorge. 6. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, selon la revendication 5, caractérisés en ce qu'ils comportent des armatures en attente émergeant dans ladite gorge, dont la longueur est égale à la longueur de recouvrement nécessaire pour assurer la continuité élastique des fers entre les éléments inférieurs et supérieurs, et dont le diamètre est calculé pour résister au moment fléchissant composé agissant dans la zone du joint. 7. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, selon les revendications 5 ou 6, caractérisés en ce que le profil longitudinal de la paroi supérieure de la gorge est une ligne brisée régulière, en dents de scie, chaque segment étant rectiligne et en ce que l'angle que font, avec l'horizontale, les surfaces inclinées du fond ou paroi supérieure de ladite gorge, est supérieur à l'angle y que fait, avec l'horizontale, le talus naturel du béton frais, après vibration. 8. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton selon les revendications 5, ou 6, ou 7; caractérisés en ce que la gorge présente des dimensions L et P calculées suivant les règles habituelles de résistance des matériaux afin que : - La profondeur P soit suffisante pour permettre le recouvrement des fers de liaison nécessaire pour qu'il y ait continuité élastique entre les éléments supérieurs et inférieurs - La largeur L autorise l!exécution d'un joint dont la section horizontale présente, d'une part, un bras de levier suffisant pour que l'ensemble formé par le béton comprimé et les armatures de liaison puisse résister au moment fléchissant composé et, d'autre part, une surface suffisante pour résister à la fois à l'effort normal et à l'effort tranchant. 9. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, selon les revendications 5, ou 6, ou 7, ou 8, caractérisés en ce qu'ils comportent encore des orifices ou canaux de purge d'air faisant communiquer le fond de la gorge avec l'un des parements, en des points situés au-dessus de la partie supérieure de la gorge ; ces orifices ou canaux de purge pouvant & re dimensionnés pour autoriser le passage d'une aiguille vibrante. 10. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton selon la revendication 5, caractérisé en ce que la gorge présente - une profondeur P déterminée pour permettre la pénétration aisée d'une aiguille yibrante - une largeur L déterminée pour que la section horizontale du joint puisse résister à l'effort normal. 11. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, selon la revendication 5, caractérisés en ce que les conduits de remplissage out une hauteur, au-dessus des parties hautes de la gorge, suffisante pour que la pression du béton frais déversé dans ladite gorge, permette un bon contact du joint coulé avec le fond ou paroi supérieure de cette dernière sur une longueur de dix centimètres au moins de part et autre du débouché des conduits de remplissage dans la gorge. 12. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, selon l'une des revendications 5 ou 1 1 caractérisés en ce que les conduits de remplissage sont inclinés dans le sens longitudinal desdits éléments. 13. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton, selon la revendication 5, caractérisésen ee que la partie supérieure de la gorge a un profil quelconque, mais dont chaque point de ce profil est situé au-dessous de la ligne représentant le talus du béton frais après vibration. 14. - Eléments préfabriqués en béton armé ou en béton selon la revendication 5, caractérisés en ce que lorsque le béton utilisé est parfaitement plastique, ceest-à-dire lorsque ltangle du talus naturel du béton frais après vibration, est nul la partie suprieure de la gorge peut avoir un profil longitudinal horizontal.