Brevet FR2478707A1 — publié le 19810925

La présente invention a cour objet une pièce de raccordement destinée,en narticulier mais non exclusivement, runir des barres constituant les armatures d'éléments en béton armé tels que dalles,poutres,voiles etc... On sait que lors de l'assemblage d'éléments en béton armé,il est souhaitable,sinon nécessaire,d'assurer une continuité des armatures dont le rôle est de répondre aux sollicitations exercées en traction sur l'ouvrage.Afin d'assurer cette continuité,il est connu de prévoir à l'extrêmité de barres incluses dans des éléments de béton des manchons filetés intérieurement,lesdits manchons étant eux-memes fixés sur les barres,par exemple,par sertissage. Dans ces conditions,il est relativement facile d'assujettir l'extremité d'une armature destinée à un élément de béton qui sera coulé ultérieurement dans le taraudage du manchon affleurant la face de l'élément préfabriqué. Dans le cas où il s'agit de réunir les armatures de deux éléments Dréfabriqués dont les extr8mités sont solidaires de manchons, il est théoriquement possible d'effectuer ce raccordement à l'aide d'une pièce constituée par une tige dont les extrêmités sont filetées avec des pas inverses de sorte que l'action sur une tête six pans prévue au milieu de la tige Drovoque le vissage simultané de chacune des extrémités dans les manchons corresnondants On sait,par ailleurs,que l'on désire dans les constructions modernes faire appel de plus en plus à des éléments préfabriqués qui sont assemblés par la suite, la seule coulée de béton in situ étant alors celle des joints. Malheureusement,les tolerances qui sont celles des éléments préfabriqués font que les manchons à raccorder ne se trouvent que très accidentellement l'un en face de l'autre.De plus,il n'est pas possible de disposer les éléments,avant coulée des joints,avec une précision mécanique, de sorte que les pièces mentionnées ci-dessus sont inopérantes.En efîet,les axes des manchons peuvent se trouver dans des plans narallèles 0 etnés l'un par rapport à l'autre, soit dans des directions différentes. La présente invention a pour objet d'annoter une solution à ce problème et de permettre un raccordement Deu encombrant afin que le joint à couler soit de faible épaisseur,les éléments étant après assemblage suffisamment rapprochés l'un de l'autre. Selon la présente invention,la pièce de raccordement pour armatures d'éléments en béton armé,terminées par des moyens de raccordement novés dans lesdits éléments est caractérisée en ce qu elle comprend un corps et au moins un tirant solidarisé par l'une de ses extrêmités avec l'un desdits moyens et reposant par son autre extrêmité sur une surface de portée sensiblement sphérique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tirant précité présente à l'une de ses extrêmités un filetage susceptible de coopérer avec le taraudage d'un manchon,serti sur une armature,et noyé dans le béton. Ainsi,les tirants possèdent une possibilite de débattement par rapport à l'axe du corps de la pièce, débattement qui permet de rattraper les écarts angulaires ou de hauteur entre les axes de deux manchons correspondants qui théoriquement devraient se trouver alignés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention anoaraîtront au cours de la descrintion qui va suivre de modes de réalisation particuliers,donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs,en regard des figures qui représentent: - la Fig.l,une pièce selon ltinvention coupée selon la ligne II de la Fig.2; - La Fig.2,une vue dans un plan nerpendiculaire de la même pièce; - La Fig.3,une vue d'un anneau; - La Fig.4,une coupe selon la ligneIV-IV de la Fig.2 - Les Fig. 5 et 6,un second mode de réalisation de l'invention, la Fig.5 étant une coupe selon la ligne W de la Fig.6 - La Fig.7,une partie du corps de la pièce des Fig. 5 et 6;; -Les Fig.8 et 9,un troisième mode de réalisation; - Les Fig. 10 et ll,un autre mode de réalisation; - La Fig. l?,un autre mode de réalisation - Les Fig. 13 à 16,deux autres modes de réalisation dans lesquels les tirants sont assemblés en parallèle. Le problème qui est résolu par l'invention est celui du raccordement de barres constituant les armatures de deux éléments préfabriqués 1 et 2 en béton armé,les armatures étant terminées par des manchons 3 et 4,qui peuvent être par exemple sertis sur les armatures.Après raccordement des armatures,comme celà sera expliqué ultérieurement,un joint de béton est coulé entre les éléments 1 et 2,de sorte que le béton vienne enrober la pièce de raccordement.Afin de préserver les avantages résultant de la préfabrication,il est souhaitable que d'une part,les pièces occupent une nlace minimum et que d'autre part elles puissent être mises aisément en position de blocage.Enfin,destinées à astre noyées dans le joint de béton,leurs formes doivent être telles que l'enrobage soit le meilleur possible. Les Fig.i à 4 montrent différentes vues d'un premier mode de réalisation.Les tirants 5 et- 6 présentent comme tous les autres modes de réalisation des queues filetées à pas inverses qui coopèrent avec les taraudages des manchons 3 et 4.Dans ce qui suit,les tettes des tirants affectent différentes formes et le corps de la pièce peut être constitué de plusieurs parties.Sur la Fig.l,les tirants ont une tete en marteau. Le raccordement des tirants entre eux est obtenu au moyen de deux pièces annulaires 9 et 10,la pièce 10 étant représentée sur la Fig.3.Au cours du montage,les anneaux 9 et 10 sont posés sur les têtes de marteau de manière à ce qu'ils viennent prendre appui par leurs surfaces internes 11 de formes sensiblement cylindriques à l'intérieur des angles 8.Une fois les anneaux posés,on fait tourner l'ensemble de façon à ce que les tirants se vissent dans leurs taraudages respectifs. 0n remarquera que les anneaux viennent porter dans les angles de manière à réaliser une portée sphérique qui autorise le débattement nécessaire au rattrapage des écarts angulaires et/ou de niveau entre les axes des deux manchons. La rotation de la pièce provoque la tension des anneaux 9 et 10 sur les tirants 5 et 6.Malheureusement,on a constaté que l'un des anneaux est toujours plus tendu que l'autre. Afin de remédier à cet inconvénient et,comme celà apparat sur la Fig.4,on dispose de part et d'autre des anneaux 9 et lO,des serre-joint 12 et 13 qui sont maintenus Dar un ensemble vis-écrou 14.Ce boulonnage permet de répartir les efforts en traction sur l'ensemble des deux anneaux, au prix toutefois d'une déformation plastique de ceux-ci. Afin d'éviter que le serrage de la pièce par le boulon 14 n'introduise une force~de traction sur les éléments let 2, on dispose à l'intérieur des anneaux et des serre-joint une butée 15 qui empêche un rapprochement exeessif des tirants 5 et 6.On voit sur la Fig.l que la portée de la tête de marteau de chaque tirant 5 ou 6 sur les anneaux d'une part et sur la butée 15 d'autre part dépend de l'écart existant entre les axes des manchons 3 et 4. Dans le mode de réalisation représenté sur les Fig. 5,6 et 7,on retrouve les deux tirants 5 et 6 vissés dans les taraudages des manchons 3 et 4.Chacun des tirants est terminé par un oeil 16 de section sensiblement torique. A l'intérieur de chaque oeil pénètre une Dièce 17 en forme de pipe,qui apparat plus nettement sur la Fig.7. Après passage à travers l'oeil 16,la tette 18 de la pièce 17 pénètre à l'intérieur d'un orifice 19,formé dans la aueue de la pièce correspondante.Bien que sur les figures l'orifice 19 soit de section carrée,il va de soi que la section peut être quelconque et,en particulier,circulaire. Ainsi,les pièces 17 sont montées tête-bêche et se bloquent mutuellement.Pour éviter que lors du montage et lors de la transmission d'efforts de traction des résultantes de cisaillement ne produisent un rinaae des têtes 18 hors des orifices 19,les tartes 18 nortent ,de préférence,des striures 20 et sont emmanchées à force dans leurs orifices. La surface de raccordement entre la tête et la queue d'une pièce 17 est arrondie.C'est cette surface qui va venir porter,après montage contre la face interne 21 de chaque oeil de sorte que les pièces 17 puissent prendre une orientation quelconque par rapport aux tirants,c'est à dire aux axes des manclaons.3ien entendu,cette latitude est limitée par la structure de la Dièce mais les écarts angulaires ou de nieau restent habituellement relativement limités lors de l'assemblage d'éléments préfabriqués. Dans les modes de réalisation qui ont été décrits, la pièce de raccordement ou plus exactement le corps de cette pièce était constitué de narties symétriques assemblées sur les tirants.La portée des tirants sur le corps de la pièce est toujours sphérique ce qui procure les degrés de liberté nécessaires.Dans les exemples suivants représentés sur les Fig. 8 à 12,le coros de la pièce affecte la forme d'un caisson qui,toutefois présente un certain nombred'ouvertures permettant un enrobage convenable par le béton du Soint.Sur ces figures,les têtes des tirants 5 et 6 sont constituées par des rotules 22 de sorte qu'il est possible de considérer ces tirants comme des vis à portée sphérique. La Fig.9 est une coupe selon la liane IX-IX de la Fig.8. La Fig.8 est elle-même une coupe par un plan vertical. Les rotules 22 viennent prendre appui sur des sièges sphériques 23 ou couDelles.Le corsos de la pièce 24 est lui-même comnosé de deux demi-coquilles 25 et 26 qui sont avantageusement soudées par friction en 27.La pièce est amenée montée entre les éléments préfabriqués 1 et 2. Il est ensuite nécessaire de faire tournerlensemble pour que les filetages des tirants se vissent dans les taraudages corresnondants.A cet effet,des ounilles 31 sont introduites dans les têtes 22,lesdites goupilles pouvant coulisse dans des fentes 31acon neut également prévoir dans les êtes 22 des six pans creux,les clés servant à visser les tirants mouvant nasser à travers les fentes 31 b.Il s'agit tout simplement de Douvoir faire tourner les tirants avec ou sans le corps 24.I1 est également possible de prévoir sur les tirants eux-m8mes des méplats permettant la prise d'une cle. Sur les Fig. 10 et 11, la Fig. 11 étant une coupe selon la ligne ,xI XI de la Fig.10 et celle-ci étant ellemême une coune nar un plan vertical,le corps de la pièce comprend deux demi coquilles longitudinales 28 et 29 qui sont assemblées au moyen de frettes 30 ou bagues emmanchées à force,Contrairement à l'exemple précédent,la pièce de raccordement peut ainsi être assemblée sur le site.Des ergots 35 formés à la périphérie des demi coquilles Permet tent de faire tourner la pièce et,par l'intermédiaire de goupilles,non représentées,les tirants en vue de leur vissage.De préférence l'extrêmité des coquilles est légèrement conique pour permettre une introduction plus aisée des frettes. La Fig.l2 représente encore une variante du même procédé d'assemblage des tirants par portée de leurs têtes dans des coupelles.Dans cette variante,le corps de la pièce est constitué de deux parties 32,de préférence identiques, qui peuvent s'assembler par un montage à balonette.Les saillants 34 pénètrent par translation dans les rainures 33, puis,par rotation viennent s'accrocher dans le fond desdites rainures.Comme précédemment,des aspérités 35 permettent de tourner la pièce. Dans les exemples des figures 8 et 12,le plan de joint des demi coquilles est transversal alors que dans l'exemple de la Fig. 10 il est longitudinal.Il est bien clair que, sans sortir pour celà du cadre de l'invention ce plan de joint pourrait être incliné d'un angle quelconque par rapport à ces deux directions.De même,et pour autant que les efforts en traction que doit pouvoir supporter la pièce et qui atteignent plusieurs tonnes le-permettent, des orifices destinés à permettre le passage du béton à l'intérieur du corps peuvent être percés dans la surface de celui-ci. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits,les extrêmités des tirants sont assemblées bout à bout.Comme celà est renrésenté sur les Fig. 13 à 16,il est possible,comme dans la technique classique du recouvrement,d'assembler les extrêmités des tirants en les maintenant superposées.Toutefois,alors que selon une loi empirique les extrémités des barres doivent se "recouvrir'1 sur une longueur de tordre de quarante fois leur diamètre, dans la technique antérieure,les pièces selon l'invention permettent de limiter ce recouvrement à quelques centimètres seulement. Sur les fig.13 et 14,la Fig.13 étant une coupe par un plan vertical et la Fig.14 étant une coupe selon la ligne XIV-XIV de la Fia 13 les tirants 5 et 6 sont constitués de tiges filetées,vissées par l'une de leurs extrémités dans les manchons 3 et 4.Le corps de la pièce de raccordement a une forme de "huit",et est percé de deux ouvertures Dermettant le passage des tirants.De part et d'autre de la pièce sont disposées des rondelles 37 dont les ouvertures internes 39 sont conformées de manière à réaliser des coupelles à section sDhérique,à l'intérieur viennent prendre appui des écrous 38 à six pans dont au moins l'une des faces présente une section en secteur de cercle de même rayon que celui des coupelles.Ainsi,les écrous 38 à portée sphérique reposent sur des sièges également sphériques. On obtient ainsi le débattement nécessaire pour compenser les écarts angulaires ou de niveau. Les Fig. 15 et 16 représentent un mode de réalisation qui se rapproche du précédent en ce que les tirants sont à nouveau superposés et constitués de simples tiges filetées assujetties sur le corps 40 par des écrous 43.Le procédé d'assemblage est toutefois différent en ce que, le corps 40 est creux et en ce que les écrous 43 ont pour but d'assurer une fermeture étanche plutôt qu'une résistance mécanique. Comme celà anparaet sur la Fig.16 qui est une coupe selon la ligne XVI-XV1 de la Fig.l5,le corps 40 est de forme oblongue et est fermé sur ses cotés par deux flancs 41 percés d'ouvertures de passage des tirants,lesdites ouvertures étant partiellement obturées par des rondelles 42 sur lesquelles s'appuient les écrous spéciaux 43.Après montage des écrous,le corps 40 constitue une cage creuse et étanche.On introduit alors dans la cavité ainsi constituée une colle plastique et,par exemple une colle de type résine époxy qui,après prise solidarise les différentes parties dans la nosition convenable.La colle est injectée par le trou 46,les gaz étant chassés par l'évent 45Dans ce cas, les différences d'orientation des tirants sont absorbées nar la faculté de moulage de la colle.0n notera que,dans ce mode de réalisation, les parois du corps peuvent être relativement peu épaisses dans la mesure où,contrairement aux exemples précédents,ce n'est pas le corps seul qui doit transmettre, donc résister aux efforts appliqués,mais l'ensemble en quelque sorte compacté par la colle.0n trouve actuellement dans le commerce des colles susceptibles de résister aux efforts lés plus importants pouvant être appliqués sur des pièces de ce type. Les pièces de raccordement qui viennent d'être décrites permettent de réaliser des ouvrages importants, tels que des centrales nucléaires par exemple,en assemblant des éléments préfabriqués,même de grandes dimensions,les seules opérations à effectuer "in situ" consistant dans le raccordement des barres et dans la coulée des joints après mise en place des éléments préfabriqués. Bien que dans les exemples précédents les tirants soient reliés aux barres par des manchons taraudés, tout autre moyen de liaison mécanique peut bien entendu être employé.De la même façon,il n'est nullement obligatoire que les manchons soient taraudés en sens inverses. Les pièces qui ont été décrites sont de préférence en acier et peuvent être obtenues par tout procédé de fabrication classique tel que : estampage,moulaUe,etc..... Dans les exemples qui ont été décrits,les nièces de raccordement sont symétriquess,ctest à dire que les deux tirants 5 et 6 sont montés dans le corps de la pièce par des portées sphériques.Dans certains cas, il est suffisant qu'un seul des tirants soit monté pivotant dans le corps de la pièce, La présente invention peut également être mise en oeuvre chaque fois que l'on désire raccorder des éléments qui ne sont pas exactement alignes. I1 va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits et représentés et que de nombreuses variantes peuvent être introduites,notamment par substitution de moyens techniques équivalents,sans sortir tour cel du cadre de ladite invention. Ainsi,les rotules meuvent autre sur le corps et les coupelles sur les tirants REVENDICATIONS 1. Pièce de raccordement,notamment nour armatures de béton arné,noyées dans es éléments préfabriqués et terminées par des moyens de raccordement,caractérisée en ce qu' elle comprend un corps et au moins un tirant solidarisé nar l'une de ses extrêmités avec l'un desdits opens et reposant par son autre extrémité sur une surface de portée sensiblement sphérique formée dans ledit cornus. 2. nièce de raccordement selon la revendication 1, caractérisée en ce que,les moyens de raccordement précités consistant en des manchons taraudés,une des extrémités du tirant consiste en une tige filetée. 3. Pièce de raccordement selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisée en ce qu'elle comprend deux tirants, chacun de ceux-ci reposant sur une portée sphérique. 4. Pièce de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisée en ce que le corps précité est constitué de deux parties séparées, assemblées sur les têtes des tirants. 5. Pièce de raccordement selon la revendication 4, caractérisée en ce que le corps de la pièce est constitué car deux anneaux,s'apsurant sur les extrémités des tirants en forme de marteaux,serrés par boulonnage, une nièce de butée étant disposée entre lesdits anneaw,le boulonnage provoquant l'application desdits anneaux sur les têtes de marteau par déformation. 6. Pièce de raccordement selon la revendication 4, caractérisée en ce que la seconde extrémité d'un tirant est constituée car un oeil,le corps de la nièce étant formé par deux parties en forme de pipe, montées tête-beche et encastrées l'une dans l'autre après passage à l'intérieur des oeils. 7. Pièce de raccordement selon lune des revendications 1 à 3,caractérisée en ce que le corps grécité est constitué de deux demi coquilles dans les extremités desquelles sont formés des sièges sphériques. 8. Pièce de raccordement selon la revendication 7, caractérisée en ce que les deux demi coquilles sont munies d'un dispositif d'accrochage à baIonette. 9 Pièce de raccordement selon l'une des revendications 1 à 3,caractérisée en ce queues tirants sont constitués par des tiges filetées qui s'ennuient de part et d'autre du corps au moyen d'écrous dont l'une des faces est sphérique, par l'intermédiaire de rondelles présentant une coupelle sphérique. 10. Pièce de raccordement,notamment pour armatures de béton armé,caractérisée en ce qu elle comprend deux tirants constitués par des tiges filetées* dont une extrémité prend appui sur un corps creux,corps qui est rempli de colle après montage des tirants qui assurent l'étanchéité.