Brevet FR2450315A1 — publié le 19800926

Pour executer un plancher ou une dalle mince en assurant sa rigidité ainsi que la distribution et l'absorption adéquates des efforts que le batiment reçoit sur le plan horizontal, on faisait appel auparavant à l'exécution de coffrages sur lesquels on plaçait les charpentes résistantes et ensuite on coulait in situ la totalité du béton correspondant à l'épaisseur du plancher. Avec l'introduction des éléments préfabriqués, les planchers sont constitués de poutrelles ou semi-poutrelles sur lesquelles reposent les pièces résistantes des travées dites entrevous, le béton étant coulé dans l'ensemble in situ pour le remplissage des rainures et la formation de la dalle supérieure, et le plancher est ainsi constitué aussi bien par les semi-poutrelles ou poutrelles et les entrevous que par le béton coulé in situ. La différence entre les éléments préfabriqués appelés poutrelles et semi-poutrelles est que la poutrelle est un élément autoresistant, c'est-à-dire capable de résister lui-meme, dans le sens de la portée du plancher, à la totalité des charges reçues par ce dernier, alors que la semi-poutrelle est un élément préfabriqué semi-resistant, c'est-à-dire conçu pour résister en collaboration avec le béton à couler in situ, et parfois avec des pièces résistantes, à la totalité des charges du plancher. A présent, l'utilisation de semi-poutrelles est très répandue pour l'execution de planchers et l'objet de 1g présente invention concerne des avantages obtenus dans l'exécution de planchers au moyen de semi-poutrelles. On appelle dme ou nervure du plancher la quantité de beton coulé in situ entre deux entrevous et la surface de la semipoutrelle où prennent appui ces deux entrevous. Si, lorsqu'on utilise des semi-poutrelles, on sait que, pour leur conception propre, la résistance de l'ensemble doit etre obtenue par la collaboration entre le béton coule in situ et la semipoutrelle, cette dernière n'étant pas calculée pour resister d'ellemême à l'effort total, on voit nettement qu'il est important qu'il existe dans l'exécution du plancher une action complémentaire adéquate des deux bétons Les problèmes les plus délicats d'efforts qui se produisent dans le plancher se posent justement dans les ames ou nervures du plancher, et ce sera à cet endroit que la bonne liaison et la répartition d'efforts correspondant au béton coulé in situ et au matériau de la semi-poutrelle préfabriquée deviendront un facteur essentiel. L'implantation progressive dans les deux dernières décennies de plancher de semi-poutrelles a donné lieu à une évolution parallèle de la forme de la section des semi-poutrelles et des méthodes d'application pour obtenir des avantages techniques et économiques. Egalement, on a fait des études théoriques et expérimentales sur le comportement mécanique des planchers de semi-poutrelles, en considerant le moment fléchissant, l'effort tranchant et l'adhé- rence entre le béton de la semi-poutrelle et le béton coule in situ, cet aspect étant très important car le beton de la semi-poutrelle fabriquee en atelier et sous un contrôle très sévère a généralement une résistance caractéristique en compression à 28 jours non infé 2 rieure à 350 kg/cm et, en général, on l'exécute avec du béton de 2 400 à 500 kg/cm , tandis que le beton coulé in situ est d'une resis 2 tance plus faible, de 150 à 250 kg/cm On a étudié soigneusement le comportement du joint de liaison entre les deux bétons différents sous l'action de l'effort tranchant ; la liaison par adherence, sans armature transversale, est possible, mais les caracteristiques de cette liaison peuvent varier notablement en fonction du contour de la liaison et meme en fonction de l'état de surface (présence de poussière) au moment de la coulée, c'est pourquoi le comportement de ce joint de liaison est l'un des facteurs que l'on doit soigner davantage au point de vue du calcul. Avec les semi-poutrelles utilises jusqu'à present, l'ame ou la nervure du plancher posait des difficultés qui obligeaient, pour les résoudre, à faire appel à un surmoulage, tandis qu'avec le système d'exécution de plancher au moyen de la semi-poutrelle, objet de l'invention, ces problèmes ont été résolus et l'on peut réaliser des nervures de plus faible dimension ou avoir une garantie plus élevée pour la même section de nervure. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront plus particulièrement de la description qui va suivre et des dessins annexes sur lesquels - la figure 1 est une coupe de la disposition du plancher avant la coulée du béton in situ - la figure 2 montre la même coupe que sur la figure 1 après la coulée du béton in situ - la figure 3 est une perspective de la semi-poutrelle conformément à l'invention ; - la figure 4 montre un détail agrandi du canal présente par la semi-poutrelle ; et - les figures 5,- 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13 sont des semi-poutrelles présentant les caractéristiques objet de l'invention. On y remarque les particularités suivantes 1 - entrevous 2 - semi-poutrelle 3 - béton coulé in situ 4 - bande plane latérale 5 - canal de la semi-poutrelle 6 - ame ou nervure du plancher 7 - joint de liaison entre bétons coïncidant avec le contour du canal (5) 8 - fers d'armature 9 - largeur utile de la nervure (6) 10 - parois 11 - bossage longitudinal 12 - étriers 13 - gradin inférieur Comme on le remarque sur la figuré 1, pour l'exécution du plancher, les entrevous 1 prennent appui sur la cote maximale ou le plan supérieur de la semi-poutrelle 2 et c'est sur cet ensemble que l'on coule le béton 3 in situ. Conformément à l'invention et en c olncidence avec le plan supérieur ou la cote maximale de la semi-poutrelle 2, il y a un canal 5 dont l'étendue comprend sensiblement la totalité de la largeur utile 9 de l'ame ou de la nervure du plancher 6 ; le canal 5 sera donc limité des deux cotés par les bandes planes latérales 4 dont la largeur est nécessaire pour servir drappui aux entrevous 1. On a donc obtenu qu'entre le béton coulé 3 et celui de la semipoutrelle proprement dite 2 il ne se forme pas de joint de liaison qui coïncide avec le plan supérieur de la semi-poutrelle et on a amélioré remarquablement l'absorption de l'effort tranchant subi par le plancher, puisqu'on a remplacé la surface de glissement entre bétons à cette hauteur par la section totale 9 du béton coulé, le joint de liaison ayant été déplacé vers d'autres plans dans l'action résistante du matériau de la semi-poutrelle 2.On voit donc qu'en plus d'avoir obtenu l'absence de joint de liaison en ce point (plan supe- rieur ou cote maximale) on y fait travailler la totalité de la largeur de l'âme 6 du béton coulé et, lorsqu'on considère le joint 7, on est déjà sur des plans (parallèles au plan superieur) où le béton de la semi-poutrelle de haute résistance assure une absorption adéquate des efforts en ces points ; si l'on y ajoute que, gracie à la forme du canal 5, le contour du joint de liaison 7 est notablement augmenté, on verra les grands avantages apportés par l'invention. A la suite d'essais experimentaux concernant le joint de liaison entre bétons, on a pu constater au cours des essais sur planchers sans étriers que le rapport entre le contour de liaision 7 et la largeur utile 9 de la nervure du plancher est correct s'il dépasse une valeur égale ou supérieure à 1,5 ; gracie à la forme des poutrelles selon l'invention, cette valeur est de l'ordre de 1,7. N'importe laquelle des formes représentées tant sur la figure 3 que sur les figures 5 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13 remplit ces caractéristiques essentielles de l'invention et, par conséquent, l'objet de celle-ci peut être réalisé avec l'une quelconque de ces formes. De préférence, le canal 5 existant dans la semi-poutrelle 2 aura dans le sens vertical une largeur décroissante et, selon les détails de la figure 2, les parois 10 inclinées se comportent en manière de trémie, tout en favorisant la compacité du béton coule 3, ainsi que le vibrage éventuel de celui-ci ; cette configuration permet aussi d'obtenir, pour une dimension extérieure donnée de la semipoutrelle, une section utile de celle-ci plus grande, donc une resis- tance et une capacité d'armature 8 plus élevées. Au cours d'essais réalisés, on a vérifie que les pro priétés précitees étaient meilleures si la décroissance verticale de la section était echelonnée en gradins à inclinaison différente et on prévoit, de préférence, l'exécution avec un échelonnage de deux gradins. Le gradin le plus bas peut autre exécuté en adoptant l'inclinaison contraire, ce qui est favorable dans les cas où l'on désire introduire des étriers métalliques 12 supplémentaires dans les zones de contrainte les plus défavorables, telles que les zones au voisinage des appuis, de façon que ces etriers soient noyés dans le beton coule ; un détail de cette exécution est représenté sur la figure 4 où l'on s'est borné à reproduire uniquement la configuration du contour du canal 5. On a ainsi obtenu un élément de semi-poutrelle qui constitue un pas décisif dans l'utilisation de celle-ci, car on a résolu tous les problèmes de relation entre le matériau de la semi-poutrelle et le béton coulé in situ, on a déplacé le joint de liaison entre bétons du plan le plus défavorable, où il se trouvait toujours jusqu'à présent, vers d'autres plans où le matériau propre de la semi-poutrelle collabore déjà à la résistance, on a notablement augmenté le contour, donc l'adhérence entre bétons, on a obtenu un meilleur remplissage et une meilleure compacite de l'âme du plancher, on a prolonge celui-ci vers l'intérieur de la semi-poutrelle et on a obtenu une section utile de la semi-poutrelle capable de permettre une résistance et une capacité d'armement élevées En conséquence, et compte tenu du fait que, pour l'utilisation de la semi-poutrelle, il faut obtenir que sa coopération avec le béton coule soit aussi étroite que possible, on a obtenu un élément préfabriqué présentant des avantages importants par rapport à ce que l'on utilisait jusqu'à présent. REVED I CATI ON S 1. Procédé d'execution de plancher au moyen d'éléments préfabriqués et de semi-poutrelles, caractérise en ce que l'on place les entrevous appuyés sur l'étroite bande plane latérale du plan supérieur des semi-poutrelles, tout en faisant colncider le bord des entrevous avec les bords d'un canal existant dans les semi-poutrelles, de manière que la nervure du plancher sâit délimitée non seulement par les bords des entrevous, mais aussi par le contour du canal de la semi-poutrelle, de sorte que, lors de la coulée du béton, celui-ci y pénétrera facilement et fera prise sans créer de joint de liaison coïncidant avec le plan supérieur de la semi-poutrelle, ce qui permet d'améliorer la résistance de la nervure du plancher aux efforts tranchants, du fait qu'on a remplacé la surface de contact entre bétons, à ce niveau, par la section totale du béton coulé et qu'on a ainsi déplacé cette surface de contact vers d'autres plans se trouvant dans l'action résistante du matériau préfabriqué de la semi-poutrelle. 2. Semi-poutrelle pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractériséepar la similitude entre l'étendue du canal de la semi-poutrelle et la totalité de la nervure du plancher, celui permet de rendre compact le béton coulé, soit par gravite, soit par l'introduction de vibreurs, dans toute sa profondeur, tout en s'adaptant au pourtour intérieur du canal de la semi-poutrelle et en augmentant ainsi notablement la surface de contact entre bétons. 3. Semi-poutrelle selon la revendication 2, caractérisée en ce que le canal existant dans la semi-poutrelle a, de préférence, une largeur décroissante dans le sens vertical, tout en se comportant en manière de trémie, tout en favorisant la compacite du béton coulé, ainsi que le vibrage éventuel de celui-ci, et en ce que, pour une dimension extérieure donnée, on obtient une section utile plus grande que la semi-poutrelle, donc une resistance et une capacite d'armature plus élevées. 4. Semi-poutrelle selon la revendication 3, caractérisée en ce que la décroissance verticale de la section est, de preference, échelonnée en gradins à inclinaison différente. 5. Semi-poutrelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que > de préférence, le nombre de gradins sera deux. 6. Semi-poutrelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gradin le plus bas adopte une inclinaison contraire en vue de l'introduction des étriers métalliques supplémentaires dans les zones de contrainte les plus defavorables, telles que, par exemple, les zones au voisinage des appuis, où ils seront noyés dans le béton coulé.