Brevet FR2482168A1 — publié le 19811113

La présente invention concerne un élément d'ar- mature pour la transmission des forces transversales dans des éléments porteurs en forme de plaques, par exemple, des plafonds plats, en béton armé ou en béton précontraint, cet élément comportant, à l'intérieur de l'épaisseur d'une plaque, des barresd'armature (barres verticales) ayant des têtes épaissies, dirigées essen- tiellement perpendiculairement à la surface du plafond et fixées fermement à l'écart l'une de l'autre sur une membrure inférieure et dans le sens longitudinal de celle-ci. Des éléments d'armature de ce type sont connus d'après le brevet de la République Fédérale dyAllema- gne 27 27 159. Dans les éléments connus, la membrure inférieure était formée par un feuillard d'acier plat devant venir s'engager, à la manière d'une cheville, dans le béton de supports autour desquels les éléments d'armature étaient disposés sous forme de rayons. L'extrémité du profilé plat en acier constituant la membrure inférieure> qui venait s'engager dans le béton des supports,était épointée sans cependant présenter une forme particulière. Avec des éléments d'armature de ce type, il a été impossible d'armer les zones d'angle et les zones marginales d'un plafond plat si bien que, sans aucun doute, les forces concentrées à ces endroits pouvaient s'introduire dans ces zones d'angle et ces zones marginales. Comme des essais l'ont démontré, on peut éva- luer exactement la répartition des forces si l'on considère les éléments d'armature comme des poutres en treillis dont la membrure supérieure (membrure de pression) qui, en soi, fait défaut dans les éléments d'armature, est formée par les têtes épaissies des barres verticales entre lesquelles sont intercalées des parties en béton. Si l'on prend cette analogie avec une structure en treillis comme base pour l'in- troduction de forces concentrées dans les zones margi- nales ou les zones d'angle, on constate que les mem- brures inférieures constituées de profilés plats en acier et disposées dans la zone étirée en béton ne sont pas suffisamment liées à ce dernier et ne sont pas non plus en mesure d'ancrer suffisamment, dans la zone immédiate d'introduction de la charge, les dia- gonales comprimées dont on peut admettre la présence dans le béton. En conséquence, les forces introduites ' dans les zones marginales ou dans les zones d'angle ne peuvent être ainsi absorbées. Etant donné que cet- te déficience provient essentiellement de la liaison insuffisante avec le béton, Se problème général qui se pose alors en premier lieu est de réaliser les élé- ments dlarmature par des moyens simples et économiques de façon à améliorer leur liaison avec le béton pour tous les cas d'application, c'est-à-dire même lors de la pose d'un plafond plat sur des supports cylindri- ques ou prismatiques; ce problème général englobe également un problème partiel particulier consistant à permettre, aux éléments d'armature, d'ancrer suffisam- ment les diagonales comprimées formées dans le béton à proximité de la zone d'introduction des forces, de telle sorte que le plafond réalisé soit ainsi en me- sure d'absorber les forces concentrées même dans les zones d'angle et les zones marginales. Suivant la présente invention, on résout tout d'abord le problème général que pose l'amélioration de la liaison avec le béton du fait que, dans un élé- ment d'armature du type indiqué dans l'introduction ci-dessus, la membrure inférieure est formée d'au moins deux barres (barres de la membrure inférieure) s'étendant horizontalement à l'écart l'une de l'autre et parallèlement l'une à côté de 1tautre sur la ma- jeure partie de leur longueur. Au départ de barres s'étendant parallèlement à l'écart l'une de l'autre, on peut réaliser une mem- brure inférieure plus économique qu'une membrure in- férieure constituée de profilés plats en acier ayant des propriétés comparables. Par suite du béton venant ssengager entre et autour des barres, la ré- - partition en plusieurs barres assure une liaison de loin meilleure qu'avec une membrure inférieure constituée de profilés plats en acier. Cetb remarque est valable, en particulier, lorsqu'on emploie des barres cannelées qui sont disponibles dans le commerce en tant que barres d'armature. De plus, en utilisant plusieurs barres s'éten- dant parallèlement à l'écart l'une de l'autre, on peut aisément réaliser une largeur d'appui permettant une mise en place plus sure des éléments d'armature sur un coffrage. Enfin, l'utilisation de plusieurs barres parallèles de ce type offre de nombreuses possibilités de construction pour réaliser, de manière appropriée, les extrémités de -l'élément d'armature, même pour la pose des zones d'angle ou des zones marginales d'un élément porteur en forme de plaque, en particulier, d'un plafond plat. L'effet exercé par les barres de membrure inférieure s'étendant parallèlement à l'écart l'une de l'autre correspond à celui d'un tirant en acier relativement large qui, conjointement avec les-barres verticales, , forme un support à grande surface pour les diagonales comprimées du béton aux points nodaux de la membrure inférieure de la poutre en treillis imaginaire. Un avantage important de l'élément d'ar- mature réalisé conformément à l'invention réside éga- lement dans le fait que, malgré sa grande largeur totale, la membrure inférieure constituée de plu- sieurs barres peut être convenablement enrobée de béton tant sur sa périphérie qu'à sa base. Dès lors, les conditions imposées en ce qui concerne la protec- tion contre la corrosion et l'incendie sont parfaite- ment remplies pour les barres de la membrure inférieu- re en maintenant un recouvrement normal en béton sans devoir recourir à des moyens supplémentaires. Enfin, également sans devoir recourir à des moyens supplémentaires, les éléments d'armature réali- sés conformément à l'invention peuvent être assemblés à un coffrage en résistant à la traction et ce, au moyen de vis ou de clous que lVon introduit entre les différentes barres de la membrure inférieure. Du fait que la membrure inférieure est cons- tituée de plusieurs barres, l'élément d'armature sui- vant l'invention offre également des avantages lors- qu'il est posé sur des supports, puisqu'aussi bien l'armature des supports constitue moins une entrave à la mise en place tandis que, d'autre part, l'intro- duction des forces est améliorée, en particulier, aux angles des sections transversales des supports. Dans tous les cas, la rigidité à la flexion d'une membrure inférieure subdivisée en plusieurs barres est supérieure à celle d'une membrure non sub- divisée de même largeur. De même, en prolongeant, par un tirant, une membrure inférieure ainsi subdivi- sée en plusieurs-barres, ces tirants peuvent être soudés plus aisément que dans le cas du prolongement d'un feuillard plat. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, les extrémités *iférieures des barres verticales adaptées à la membrure inférieure s'éten- dent chaque fois entre deux barres de cette membrure inférieure. De la sorte, les possibilités dzassem- blage des barres verticales avec les barres de la membrure inférieure sont simplifiées et, en même temps, les extrémités des barres verticales qui s'éten- dent entre les barres de la membrure inférieure, font office d'éléments d'écartement pour ces barres de la membrure inférieure. Les extrémités inférieures des barres verticales ressortent avantageusement vers le bas au-delà des barres de la membrure inférieure en formant des pieds; de la sorte, la possibilité de mise en place de l'élément d'armature est améliorée. Sur les pieds formés par les extrémités inférieures des barres verticales et ressortant au-delà des bar- res de la membrure inférieure, on applique avantageu- sement des chapeaux réalisés, de préférence, en ma- tière synthétique et protégeant les pieds précités contre la rouille ou un autre type de corrosion. Les extrémités inférieures des barres verti- cales sont avantageusement soudées aux barres voisi- nes de la membrure inférieure. Cet assemblage par soudage est avantageusement réalisé en effectuant un soudage électrique à pression. Au lieu ou en plus d'un soudage, on peut également réaliser des assem- blages mécaniques résistant à la traction, par exem- ple, par engagement en dessous de ou dans les barres de la membrure inférieure. C'est ainsi que, par exem- ple, les barres verticales peuvent venir s'engager par dessous les barres de la membrure inférieure avec des épaississements en forme de consoles, épaississe- ments sur lesquels viennent se placer les barres de la membrure inférieure. Une force de traction agis- sant dans une barre verticale est transmise aux bar- res de la membrure inférieure par solidarisation géo- métrique, si bien que l'on ne doit plus réaliser que des cordons de soudure de courte longueur pour la transmission de la composante horizontale de la force agissant dans une barre verticale. L'utilisation de barres rondes habituelles en acier tant pour les barres verticales que pour les barres horizontales, qui sont ainsi cylindriques, permet de réduire considérablement les coiûts de fabri- 248 21 6 8 cation; toutefois, pour des applications particu- lières, il peut être avantageux de réaliser les bar- res verticales et/ou les barres de la membrure infé- rieure en profilés à arêtes vives, par exemple, en $ profilés à section transversale carrée ou rectangu- laire. Comme on le sait, pour une barre d'un volume donné, la surface cylindrique est la plus petite sur- face renfermant ce volume de sorte que, inversement, la surface s'agrandit par rapport au volume, amélio- rant ainsi la liaison avec le béton si, au lieu de barres cylindriques, on utilise des profilés à arêtes vives. Lorsque les surfaces planes de barres verti- cales à arêtes vives viennent s'appliquer sur les surfaces planes des barres à arêtes vives de la mem- brure inférieure, le soudage des barres l'une à l'au- tre est également simplifié. Ce but peut également être atteint lorsque des barres cylindriques compor- tent, en outre, à leurs extrémités inférieures, des épaississe- ments réalisés de telle sorte qu'ils améliorent l'ap- plication des extrémités inférieures des barres ver- ticales sur les barres horizontales aux endroits o ces barres doivent être soudées l'une à l'autre. Dans une forme de réalisation comportant plus de deux barres de membrure inférieure s'étendant à l'écart l'une de l'autre, dans plusieurs espaces formés entre les barres de la membrure inférieure, viennent s'engager les extrémités inférieures de bar- res verticales qui sont ainsi décalées-l'une à côté de l'autre dans le sens transversal, soit dans un plan, soit vis-à-vis l'une de l'autre. En faisant varier le nombre de barres verticales juxtaposées, ainsi que ltécartement de leurs extrémités, l'élément d'armature selon cette forme de réalisation de l'invention peut être adapté au mieux aux forces des montants du treil- lis imaginaire s'exerçant lors de la mise en place. Si l'on choisit plus de deux barres horizontales, les barres verticales introduites dans les espaces ex- térieurs peuvent être inclinées vers l'extérieur par rapport à celles introduites dans les espaces in- térieurs et par rapport à celles introduites dans l'espace centrallorsqu'on utilise quatre barres pour la membrure inférieure. De la sortes malgré les têtes épaissies des barres verticales, il peut encore subsister des écartements suffisamment larges pour introduire librement par le haut une armature supé- rieure de plaque entre les barres verticaleso Lors- quton utilise des treillis d'armature pour l'armature supérieure habituelle d'une plaque, les inclinaisons transversales des barres verticales peuvent être choi- sies de telle sorte que leurs têtes épaissies soient écartées d'une distance correspondant à la largeur des mailles du treillis d1armature. Suivant une autre forme de réalisation de l'in- vention, les barres de la membrure inférieure ressor- tent, d'une distance au moins égale à une longueur d'une barre verticale, au-delà du point d'application des barres verticales qui est le plus proche de l'ex- trémité de l'élément d'armature située du côté du sup- port. Les parties en saillie sont avantageusement recourbées à l'écart l'une de l'autre vers l'extée rieur et vers le haut aux surfaces d'appui marginales et elles comportent également des têtes épaissies au lieu ou en plus desquelles elles peuvent encore être assemblées l'une à ltautre par des traverses soudées, D'une manière correspondantes, les extrémités de l'élé- ment d'armature qui sont situées du côté du champs sont appropriées pour interrompre la transmission des forces de traction venant du champ adjacent et ce, grâce à ltengagement avec 1t armature de flexion-trac- tion existant dans ce cas. Les diagonales comprimées ' se formant dans le béton peuvent prendre.appui sur les parties en saillie des barres horizontales. En subdivisant la membrure inférieure en plusieurs bar- res et en écartant ces dernières, on obtient ainsi une caractéristique particulièrement avantageuse pour la transmission des forces, les têtes épaissies des parties en saillie des barres et les traverses sou- dées sur ces dernières améliorant encore davantage l'introduction des forces. En repliant les parties en saillie vers le haut, on peut réduire les forces devant être absorbées dans les diagonales comprimées, puisqutaussi bien une partie des forces transversales est absorbée par les parties repliées en saillie vers le haut des barres de la membrure inférieure. Dès lors, linvention consiste également à utiliser les éléments d'armature réalisés de la maniè- re décrite ci-dessus pour la pose des zones en bout d'un élément porteur en forme de plaque, en particu- lier, d'un plafond plat, de même que pour la pose des zones d'angle d'éléments porteurs de ce type. Les dessins annexés illustrent des exemples de réalisation d'éléments d'armature réalisés conformé- ment à l'invention, ainsi que leur utilisation pour la pose des zones marginales d'un plafond d'une cons- truction. Dans les dessins annexés les figures 1-5 sont des vues en coupe de dif- férentes formes de réalisation enrobées de béton; la figure 6 est une coupe d'un plafond posé dans une zone marginale renfermant des éléments d'ar- mature enrobés de béton et dont un seul est visible,et la figure 7 est une vue schématique en plan de la structure représentée en figure 6. L'élément d'armature représenté par une vue en coupe en figure 1 comporte deux barres de membrure inférieure 1 entre lesquelles sont introduites les barres verticales 2 disposées l'une derrière l'autre et dont une seule est visible. Les extrémités infé- rieures de ces barres verticales 2 s'étendent vers le bas entre les barres 1 de la membrure inférieure, for- mant ainsi les pieds de l'élément dgarmature. Sur ces pieds, sont placés des chapeaux 7 en matière synthéti- que. Les barres 1 de la membrure inférieure sont as- semblées aux barres verticales 2 par soudage électrique à pression comme représenté dans le dessin par les points de contact aplatis. L'élément d'armature est enrobé de béton dans un élément porteur 8 en forme de plaque, par exemple, un plafond plat; sa hauteur est calculée de telle sorte qu'il puisse venir se placer à l'intérieur de l'épaisseur de ce plafond plat. A leurs extrémités supérieures, les barres verticales 2 sont pourvues, de façon connue en soi, de têtes épais- sies 4 qui sont délimitées vers le bas par des surfaces chanfreinées et qui, par conséquent, permettent, aux bul- les d'air>de s'échapper lors de l'introduction du béton entre les éléments d'armature posés sur un cof- frage, si bien que la charge de béton vient s'appli- quer sur la face inférieure de ces têtes épaissies 4 sans former des espaces creux. Ltexemple illustré en figure 2 se différencie de celui représenté en figure 1 uniquement par le fait que les barres verticales 2 sont assemblées aux barres 1 de la membrure inférieure par des cordons de soudage par fusion 9. Dans l'exemple illustré en figure 3. la mem- brure inférieure est subdivisée en quatre barres 1. Entre les barres centrales de cette membrure inférieu- re, sont soudées des barres verticales 2 s'étendant perpendiculairement à la surface du plafond, tandis que les barres 2 soudées dans les espaces extérieurs sont légèrement inclinées vers l'extérieur. Dans ce cas, seules les extrémités inférieures de ces barres inclinées vers l'extérieur ressortent vers le bas au- delà des barres de la membrure inférieure en y formant 24821 68 les pieds de l'élément d'armature, ces pieds étant pourvus de chapeaux en matière synthétique 7. Dans l'exemple de réalisation illustré dans les figures 4 et 5, les barres verticales 2 comportent, à leurs extrémités inférieures, des épaississements en forme de consoles 6 par lesquels elles viennent s'enga- ger en dessous des barres 1 de la membrure inférieure et sur lesquels ces dernières viennent ainsi prendre appui. Sur leur face supérieure, les barres 1 de la membrure inférieure sont encore soudées aux barres verticales 2 par des cordons en congé. Avant de couler le béton de l'élément porteur 8, dans cette forme de réalisation, les surfaces inférieures des épaississe- ments-en forme de consoles 6 prennent appui sur le cof- frage au moyen d'éléments d'écartement (non représen- tés) de type habituel en béton ou en matière synthéti- que. Les figures 6 et 7 illustrent un exemple de réalisation d'un élément d'armature suivant ltinven- tion approprié pour la pose des zones marginales d'un élément porteur en forme de plaque, par exemple, un plafond plat. Dans ce cas, on prévoit quatre barres 1 de membrure inférieure s'étendant parallèlement à l'écart l'une de l'autre et entre lesquelles sont for- més trois espaces dans lesquels les barres verticales 2 viennent s'engager de la manière décrite précédem- ment pour être ensuite soudées aux barres de la mem- brure inférieure. Près de l'extrémité de l'élément d'armature, on prévoit chaque fois une barre 2 dans chaque espace; dès lors, dans ce cas, trois barres verticales 2 sont disposées dans un plan vertical. Un peu plus à l'écart de.l'extrémité de l'élément d'armature, il n'y a plus, dans chaque espace exté- rieur, qu'une seule barre verticale 2 et, plus loin encore, il n'y a à nouveau plus qu'une barre verti- cale 2 et, plus loin encore, il n'y a plus qu'une barre verticale 2 dans ltespace central, Le fait quep dans tous les exemples décrits, les extrémités infé- rieures des barres verticales soient toujours assem- blées à et entre deux barres voisines de membrure in- férieure, neexclut pas que, pour des sollicitations particulièrement importantes, on puisse également souder ou fixer d'une autre manière des barres verti- cales supplémentaires uniquement sur la face extérieu- re des barres de la membrure inférieure qui sont si- tuées à lVextérieur, c'est-à-dire, par exemples en figure 7, de part et d'autre de la rangée qui est la plus proche de l'extrémité de l'élément d'armature et qui est constituée de trois barres verticales 2. En loccurrence, les barres verticales supplémentaires peuvent également 8tre décalées vis-à-vis des barres verticales voisines (vu dans le sens transversal). Dans l'exemple de réalisation illustré dans les figures 6 et 7, les extrémités des barres A de la membrure inférieure ressortent au-delà du point d'ap- plication des barres verticales 2 qui est le plus proche de l'extrémité de lélément d'armature i ces extrémités ressortent sur une distance correspondant au moins à la hauteur des barres verticales. En 1tOC- currence, les parties en saillie 3 des barres cen- traies 1 de la membrure inférieure sont plus longues que les parties en saillie 3' des barres extérieures 1 de la membrure inférieure. Rapportées à l'espace central, toutes les parties en saillie sont recour- bées non seulement vers l'extérieur, mais également vers le haut et, en fait, les parties 3' sont recour- bées plus fortement vers le haut que les parties plus longues 3 (voir figure 6). Toutes les parties en saillie comportent, à leurs extrémités, des têtes épaissies 4 correspondant aux têtes 4 des barres ver- ticales 2, mais ces têtes pourraient également être remplacées par des ergots soudés ou analogues ou par 24821 68 de courtes languettes. Dans ce cas, bien qu'elles soient également pourvues de têtes 4, les parties plus longues en saillie 3 sont également reliées par une traverse 5 qui y est soudée. Dans d'autres cas d'utilisation, par exemple, lors de la mise en place diéléments d'armature répartis en forme de rayons autour d'un support isolé, on pourrait également se dispenser dtécarter et, du moins, de replier vers le haut les parties en saillie et l'on pourrait main- tenir ces parties en saillie dans une position essen- tiellement horizontale comme indiqué en traits discon- tinus dans les figures 6 et 7. En l'occurrence, le plafond plat 8 est posé sur un élément porteur Il de la construction en inter- calant une plaque d'appui 10. REVENDICATIONS 1. Elément d'armature pour la transmission des forces transversales dans des éléments porteurs en forme de plaques, par exemple, des plafonds plats, en béton armé ou en béton précontraint, cet élément com- portant, à l'intérieur de l'épaisseur d'une plaque, des barres d'armature (barres verticales) ayant des têtes épaissies, dirigées essentiellement perpendicu- lairement à la surface du plafond et fixées fermement à l'écart l'une de l'autre sur une membrure inférieure et dans le sens longitudinal de celleci> caractérisé en ce que la membrure inférieure est formée d'au moins deux barres (barres 1 de la membrure inférieure) s'étendant horizontalement à l'écart l'une de l'autre et parallèlement l'une à côté de l'autre sur la majeure partie de leur longueur. 2. Elément d'armature suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les barres verticales (2) viennent chaque fois se placer, par leurs extrémités inférieures o elles sont assemblées à la membrure inférieure, entre deux barres (1) de cette dernière. 3. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les extrémités inférieures des barres verticales (2) ressortent vers le bas au-delà des barres (1) de la membrure inférieure en formant des pieds. 4. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des chapeaux en matière synthétique (7) sont appliqués sur les pieds des barres verticales (2) ressortant au- delà des barres (1) de la membrure inférieure. 5. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités inférieures des barres verticales (2) sont soudées aux barres horizontales voisines (1). 24821-68 6. Elément d'armature suivant la revendication , caractérisé en ce que l'assemblage par soudage est réalisé par soudage électrique à pression. 7. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications l à 4, caractérisé en ce que les extrémités inférieures des barres verticales (2) sont assemblées en résistant à la traction et solidairement avec les barres voisines (1) de la membrure inférieure, notamment en venant s'enga- ger par dessous ou dans ces dernières. 8. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les barres verticales et/ou les barres de la membrure inférieure (i ou 2) sont formées de profilés à arêtes vives, par exemple, à section transversale carrée ou rectangulaire, ou en ce qu'elles sont des barres canne- lées. 9. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 et 2, comportant plus de deux barres de membrure inférieure s'étendant à l'écart l'une de l'autre, caractérisé en ce que, dans plusieurs des espaces formés entre les barres (1) de la mem- brure inférieure, sont introduites les extrémités in- férieures des barres verticales (2) qui sont ainsi juxtaposées dans le sens transversal. 10. Elément d'armature suivant la revendica- tion 9, cet élément comportant quatre barres de mem- brure inférieure équidistantes caractérisé en ce que les barres verticales (2) introduites dans les es- paces extérieurs sont inclinées vers l'extérieur par rapport à celles introduites dans l'espace central. 11. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les barres (1) de la membrure inférieure ressortent d'une distance au moins égale à une longueur d'une barre verticale, au-delà du dernier point d'applica- tion des barres verticales (2) à l'extrémité de l'élét- ment d armature. 12. Elément d'armature suivant la revendica- tion 11, caractérisé en ce que les extrémités en sail- lie (3) des barres de la membrure inférieure sont re- pliées à ltécart l'une de l'autre vers lextérieur et vers le haut. 13o Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications il et 12, caractérisé en ce que les extrémités en saillie (3) des barres de la membrure inférieure sont assemblées l'une à l'autre par des tram verses soudées (5)o 14o Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les barres verticales (2) sont prévues en un plus grand nombre à proxinmité des extrémités de cet élément qu'à une plus grande distance de ces dernières. 15. Elément d'armature suivant lDune quelcon- que des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que, tout comme les barres verticales (2), les barres (1) de la membrure inférieure comportent des têtes épais- sies à leurs extrémités. 16. Elément d'armature suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 15, caractérisé en ce quee près de leurs extrémités et Sur leur face supérieure, les barres (1) de la membrure inférieure comportent de courtes traverses qui, de préférence, sont soudées. 17. Utilisation d'éléments d'armature suivant l'une quelconque des revendications 11 à 13 pour la pose des zones marginales d'éléments porteurs en forme de plaques, par exemple, des plafonds plats. 18. Utilisation d'éléments d'armature suivant la revendication 16 pour la pose des zones dtangle d'éléments porteurs en forme de plaques, par exemple, desplafonds plats.