Brevet FR2499610A1 — publié le 19820813

ASSEMBLAGE D'UNE OU PLUSIEURS POUTRES EN BETON SUR UN ELEMENT PORTEUR EN BETON, NOTAM MENT POTEAU OU POUTRE PORTEUSE L'invention concerne un assemblage d'une ou plusieurs poutres en béton sur un élément porteur en béton tel que poteau ou poutre porteuse. Elle vise en particulier l'assemblage de poutres préfabriquées en béton armé éventuellement précontraint sur des poteaux préfabriqués en béton qu poutres préfabriquées en béton armél g arme1 eventueliement precontraint. A l'heure actuelle, l'ossature en béton des bâtiments est généralement réalisée, en coulant sur le chantier les poteaux en plusieurs fois,étage après étage et, à chaque étage, en posant sur ces poteaux des poutres pourvues d'armatures en saillie appelées à être noyées dans l'épaisseur du plancher ; ces poutres sont supportées provisoirement par une pluralité d'étais et, au niveau de chaque poteau, sont équipées de coffrages et serre-joints qui les maintiennent et permettent de couler le béton de clavetage au-dessus du poteau. Le plancher est ensuite coulé sur les poutres ainsi mises en place, par diverses techniques, (prédalles, planchers hourdis etc.) qui exigent généralement la mise en place d'étais pour supporter les éléments servant à couler en phase finale la dalle de compression. L'inconvénient essentiel de ce type de construction réside dans les pertes de temps importantes qui sont occasionnées par les diverses opérations auxiliaires dont elle s'accompagne (étaiements, mise en place de serre-joints et de coffrages, reprise de bétonnage, reprise des poteaux...). La présente invention se propose de fournir un nouveau mode d'assemblage entre poteaux et poutres, qui permette de supprimer la plupart de ces opérations auxiliaires et, en conséquence, autorise des gains de temps très importants sur le chantier. Elle vise en particulier à permettre d'utiliser des poteaux préfabriqués d'une seule pièce, afin d'éviter les reprises de poteaux aux divers étages. Elle vise également à éviter la mise en place -des étais qui, dans les techniques classiques, servent à supporter provisoirement les poutres et le plancher. L'invention s'applique essentiellement à un assemblage entre une ou plusieurs poutres en béton et un poteau en béton ; toutefois, elle s'étend également à un assemblage entre une ou plusieurs poutres portées et une poutre porteuse et, de façon plus générale, à tout assemblage entre une ou plusieurs poutres en béton et un élement porteur en béton. L'assemblage conforme à la présente invention comprend essentiellement une pièce de suspens ion scellée dans l'élément porteur de façon à faire saillie du côté de la poutre portée, une structure d'accrochage, scellée dans ladite poutre et comportant deux éléments d'accrochage disposés au voisinage de l'élément porteur, de part et d'autre de la pièce de suspension, un organe de blocage, reposant sur la pièce de suspension et reliant les deux éléments d'accrochage à chacun desquels cet organe est solidarisé, du béton de clavetage coulé entre la poutre. et 1.'élément porteur. La suspens ion des poutres sur les éléments porteurs conformément à l'invention permet de mettre en place les éléments de plancher en l'absence de tout étaiement, la fixation et le blocage définitifs des poutres intervenant lors du coulage de la table de compression. Chaque élément porteur peut être un élément préfabriqué (en béton armé pour un poteau, en béton armé éventuellement prérontraint pour une poutre porteur se), dans lequel a été noyé en usine, au niveau de chaque assemblage à réaliser, un profilé métallique dépassant d'un côté au moins de celui-ci pour faire office de pièce de suspension. Dans le cas d'un poteau, celui-ci peut/fabriqué etre en usine pour s'étendre sur toute la hauteur du bâtiment, les pièces de suspension étant noyées dans ledit poteau au niveau de chaque étage. Par ailleurs, la structure d'accrochage qui est scellée dans la poutre porteuse, est avantageusement agencée de façon que ses deux éléments d'accrochage fassent saillie sensiblement verticalement au-dessus de la poutre, par des parties filetées. Cette structure d'accrochage peut en particulier être constituée par deux tiges en métal haute résistance, noyées à 1 'extrémi- té de la poutre sur des longueurs adaptées pour assurer une liaison satisfaisante entre lesdites tiges et le béton de la poutre, ces tiges étant recourbées vers le haut à l'extrémité de la poutre et munies des parties filetées ci-dessus évoquées. L'organe de blocage qui repose sur la pièce de suspension peut alors très simplement comprendre une plaque percée de trous dans lesquels sont engagées ces parties filetées, avec des écrous venant bloquer ladite plaque. En outre, selon un mode de réalisation préféré, l'assemblage comprend des moyens de régalage de la position transversale de la poutre par rapport à la pièce de suspension. Ces moyens sont adaptés pour permettre de caler provisoirement ladite poutre dans la position désirée avant le coulage du béton de clavetage. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention se dégageront de la description qui suit, en référence aux dessins annexés, lesquels présentent à titre d'exemples non limitatifs des modes de réalisation de l'invention ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description la figure 1 est une coupe par un plan vertical AA, d'un assemblage conforme à l'invention de deux poutres alignées, avec un poteau, la figure 2 en est une coupe transversale par un plan vertical BB, perpendiculaire au plan AA, la figure 3 est une coupe par un plan horizontal CC de cet assemblage, les figures 4, 5, 6, 7a, 7b et 8 sont des vues schématiques en perspective ou coupe par des plans DD, illustrant la mise en place de l'assemblage, la figure 9 est une coupe d'un autre mode de réalisation montrant un assemblage entre une poutre porteuse et deux poutres portées alignées, la figure 10 est une coupe d'un autre mode de réalisation montrant un assemblage entre une poutre porteuse et une poutre portée unique. L'assemblage représenté à titre d'exemple aux figures 1, 2 et 3 réalise la jonction entre un poteau préfabriqué 1 en béton armé et deux poutres préfabriquées 2 et 3 en béton armé précontraint. Le poteau 1 est fabriqué en usine de fa çon à présenter la hauteur du bâtiment et comprend au niveau de chaque étage, un profilé métallique 4 de section rectangulaire ou carrée, qui est noyé dans le poteau de façon à dépasser de chaque côté de celui-ci comme le montrent les figures ; ce profilé métallique 4 est rempli de béton 5 en vue d'accroitre sa rigidité. Au niveau de chaque profilé 4, des échancrures de faible profondeur telles que la sont réservées de chaque côté du poteau en vue du coulage de béton de clavetage 6 les surfaces du poteau i au niveau de ces échancrures sont prévues rugueuses de façon à améliorer l'adhérence de ce béton. En outre, au-dessus du profilé 4, le poteau 1 est pourvu de réservations lb, à travers lesquelles sont desvinées à passer des armatures-chapeaux (représentées en traits discontinus en 7 à la figure 1) qui sont appelées à être noyées dans la table de compression 8 du plancher. Par ailleurs, chaque poutre préfabriquée 2 ou 3 réalisée en usine en béton armé précontraint est mun à chacune de ses extrémités de deux tiges telles que 9 en acier haute résistance. Ces tiges 9 sont noyées en partie basse de la poutre sur la longueur nécessaire pour assurer la liaison entre béton et acier et sont recourbées vers le haut de façon à dépasser au-dessus de la poutre par une partie filetée verticale 9a. Entre les extrémités verticales des tiges 9, chaque poutre comprend un évidement 10 s'ouvrant sur le chant de la poutre et adapté pour y loger l'extrémité du profilé 4, sur une partie de sa hauteur. Cet évidement 10 est délimité par les ailes lia, lib et lic d'un profilé 11 en forme de H qui est noyé dans la poutre et soudé à l'avant sur les tiges 9. Les prolongements des ailes lia et ilb de ce profilé 11 et un étrier 12 (en l'exemple en forme de U) font office de moyens de liaison assurant l'ancrage du profilé 11 dans le béton de la poutre. La poutre 2 ou 3 est suspendue sur le profilé 4 scellé dans le poteau 1 au moyen des tiges 9 qui viennent se positionner de part et d'autre de ce profilé. Une plaque de blocage 13 percée de deux trous relie les extrémités des deux tiges 9 et assure la suspension de la poutre grâce à des écrous à embase 14 vissés sur la partie filetée 9a de chaque tige. En outre, deux vis telles que 15 sont vissées dans les deux ailes latérales lia et ilb du profilé 11 de façon à pénétrer dans 1' évidement 10 et à venir en appui contre les flancs du profilé 4, assurant un réglage de la position latérale de la poutre et une fixation provisoire de celle-ci au moment de la mise en place. Des lumières d'accès telles que 16 sont préservées dans chaque poutre au niveau desdites vis. De plus, chaque poutre 2 ou 3 est pourvue sur son chant d'une échancrure 2a ou 3a qui vient en regard de l'échancrure correspondante la du poteau. Le béton de clavetage 6 remplit, d'une part, ces échancrures et l'espace existant entre le poteau et chaque poutre, d'autre part, l'évidement 10 de chaque poutre (ce béton a été symbolisé à la figure 1 mais non aux figures 2 et 3 pour ne pas surcharger ces figures). La table de compression 8 coulée au-dessus de l'assemblage et des prédalles (ou autres éléments de plancher, symbolisés en 17 à la figure 2) assure un blocage définitif de l'assemblage. Les figures 4, 5, 6, 7a, 7b et 8 illustrent schématiquement les opérations de montage de l'assemblage sur chantier. Après mise en place des poteaux verticaux 1 de l'ossature, chaque poutre 2 est présentée entre deux poteaux (ou éventuellement entre un poteau et une poutre porteuse) au-dessous des profilés de suspension 4 correspondants. Elle est déplacée vers le haut de façon que chaque profilé 4 s'engage dans son évidement 10 et que les extrémités des tiges 9 viennent se situer de part et d'autre de ce profilé (Fig. 4 et 5). La plaque de blocage 13 est alors mise en place et les écrous 14 vissés jusqu'à ce que la poutre soit suspendue à la hauteur voulue (Fig. 6). Les vis de réglage transversal 15 sont à leur tour vissées pour venir en appui contre les flancs du profilé 11 de façon à positionner correctement la poutre dans le sens transversal. Le béton de clavetage 6 peut alors être coulé entre le poteau et chaque poutïe dans les échancrures la, 2a et évidement 10, jusqu'à affleurer la surface supérieure de la poutre (Fig. 7a). Une pièce d'obturation 18 en forme de U, telle que schématisée à la figure 7b, est préalablement positionnée au niveau de l'assemblage pour fermer les espaces latéraux et inférieur entre poteau et poutre ; cette pièce est enlevée après durcissement du béton de clavetage. Chaque poutre ainsi assemblée est prête à recevoir une charge correspondant au poids des prédalles et de la table de compression 8 coulée sur celles-ci, et ce, en l'absence totale d'étais. Au cours du coulage de cette table, les armatures -chapeaux 7 sont noyées dans celles-ci ; la continuité au niveau des poteaux est réalisée en amenant ces art matures à traverser les réservations lb prévues à cet effet. On conçoit l'intérêt de l'invention qui supprime rigoureusement la mise en place d'étais, aussi bien pour les poutres que pour le plancher, évite les reprises de bétonnage et les reprises des poteaux aux étages et supprime toute manipulation de bois de coffrage sur chantier. Il s'ensuit des gains de temps considérables sur chantier, permettant une réduction notable du prix de revient des constructions. L'invention permet aussi bien de réaliser des bâtiments à trâmes modulaires que d'adapter l'ossature à toutes les architectures. On a représenté à la figure 9 un assemblage de deux poutres 19 et 20 sur une poutre porteuse 21. Les divers éléments de cet assemblage sont les mêmes que précédemment. Les deux poutres 19 et 20 alignées et situées de part et d'autre de la poutre porteuse 21 développent sur cette dernière des moments de torsion qui s'équilibrent. Dans le cas représenté à la figure 10 d'un assemblage d'une poutre unique 22 sur une poutre porteuse 23, l'assemblage est complété par une armature d'équilibrage 24, noyée à la partie inférieure de la poutre portée 22. Cette armature est fixée par son extrémité sur la poutre porteuse, au moyen d'un écrou à embase 25, en vue d'équilibrer le moment de torsion s'exerçant sur cette dernière. Dans ce cas, le profilé de suspension 4' ne dépasse que d'un côté de la poutre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description précédente mais en comprend toutes les variantes. REVENDICATIONS 1/ - Assemblage d'au moins une poutre en béton sur un élément porteur en béton, en particulier poteau ou poutre porteuse, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de suspension (4) scellée dans l'élément porteur (1) de façon à faire saillie du côté de la poutre portée (2, 3), une structure d'accrochage (9), scellée dans ladite poutre (2, 3) et comportant deux éléments d'accrochage (9a) disposés au voisinage de l'élément porteur (1), de part et d'autre de la pièce de suspension (4), un organe de blocage (13, 14), reposant sur la pièce de suspension (4) et reliant les deux éléments d'accrochage à chacun desquels cet organe est solidarisé, du béton de clavetage (6) coulé entre la poutre (2, 3) et l'élément porteur (1). 2/ - Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de suspension est constituée par un profilé métallique (4) noyé dans l'élément porteur (1) afin de dépasser d'un côté au moins de celui-ci. 3/ - Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profilé métallique (4) présente une section rectangulaire ou carrée et est rempli de béton (5). 4/ - Assemblage selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les éléments d'accrochage (9a) de la structure (9) scellée dans la poutre (2, 3) font saillie sensiblement verticalement au-dessus de celle-ci et sont filetés à leur partie supérieure. 5/ - Assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure d'accrochage comprend deux tiges (9) en métal de haute résistance, noyées à l'extrémité de la poutre (2, 3) sur des longueurs adaptées pour assurer ia liaison entre lesdites tiges et le béton de la poutre, lesdites tiges (9) étant recourbées vers le haut de façon à faire saillie verticalement par des parties filetées (9a) au-dessus et à l'extrémité de la poutre (2, 3). 6/ - Assemblage selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'organe de blocage reposant sur la pièce de suspension comprend une plaque (13) per cée de deux trous traversés par les éléments d'accrochage (9a) précités, avec des écrous (14) vissés sur les parties filetées desdits éléments en vue de bloquer ladite plaque. 7/ - Assemblage selon l'une des revendications 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend un évidement (10) ménagé dans la poutre (2, 3) entre les éléments d'accrochage (9a), cet évidement (10) étant adapté pour y loger l'extrémité de la pièce de suspension (4) sur une partie de sa hauteur et étant rempli de béton de clavetage (6) autour de ladite pièce. 8/ - Assemblage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'évidement précité (10) est délimité par les ailes (lia, lib, flic) d'un profilé (11) noyé dans la poutre (2, 3), ledit profilé (11) étant associé à des moyens de liaison (12) assurant son ancrage dans le béton de ladite poutre. 9/ - Assemblage selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (15) de réglage de la position transversale de la poutre par rapport à la pièce de suspension (4). 10/ - Assemblage selon les revendications 8 et 9 prises ensemble, caractérisé en ce que les moyens de réglage précités comprennent deux vis (15) vissées dans les deux ailes latérales (lia, llb) du profilé (11) en vue de venir en appui contre les flancs de la pièce de suspension (4), des lumières d'accès (16) étant préservées dans la poutre au niveau desdites vis (15). 11/ - Assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la poutre (2, 3) et l'élément porteur (i) sont pourvues d'échancrures (la, 2a) de faible profondeur , situées en regard et remplies de béton de clavetage (6). 12/ - Assemblage selon l'une des revendications précédentes, d'une poutre unique (22) sur un élément porteur formé par une autre poutre (23), caractérisé en ce qu'une armature d'équilibrage (24) est noyée à la partie inférieure de la poutre portée (22), cette armature (24) étant fixée par son extrémité à ld poutre porteuse (23), en vue d'é q u il i br er le moment de torsion s'exerçant sur cette dernière.