Brevet FR2611778A1 — publié le 19880909

-- 1 -- La présente invention concerne la réalisation ou le renforcement de planchers formés sur des poutres de bois. Elle s'applique lorsque de telles poutres peuvent être amenées sur le chantier d'une construction existante à rénover, transformer, ou.consolider, de telles constructions pouvant être notamment mais non exclusivement des bâtiments d'habitation, des ateliersfdes passerelles ou des ponts. Ces poutres sont le plus souvent désignées par le terme "solives". Le principe du plancher à collaboration bois-béton est connu. Son profil résistant est un profil en T dont la partie inférieure est une poutre de bois ou solive et la partie supérieure une dalle, généralement de compression, en béton. Cette dalle a été coulée sur un coffrage perdu ou non, disposé sur les solives ou entre elles. La collaboration entre le bois et le béton est assurée par des connecteurs métalliques dont la rigidité et l'encastrement dans le bois et le béton empêchent tout déplacement relatif des constituants dans le sens de la portée, c'est-à-dire dans la direction longitudinale des poutres. La répartition des connecteurs est semblable à celle des étriers dans une poutre de béton armé. Un treillis de répartition dans le béton assure la résistance de la dalle aux poinçonnements et à la flexion transversale. En ce qui concerne la résistance des matériaux les poutres compo- sites constituées par ce profil en T sont le plus souvent en appui simple sur leurs extrémités. Ce cas est le plus simple et sera considéré ci- après à titre d'exemple, étant entendu que, si les poutres sont loca- lement encastrées ou portent sur des appuis intermédiaires, les efforts sont localement inversés. Dans ce cas simple les poutres composites travaillent en flexion simple. Leur fibre neutre se situe de préférence au voisinage du coffrage perdu, les dimensions du bois et du béton étant choisies en conséquence. Selon la direction longit'inale le béton tra- vaille à la compression, le bois à la traction, et les connecteurs supportent les efforts de cisaillement entre bois et béton. Dans un premier plancher connu de ce type les connecteurs sont constitués par des clous verticaux enfoncés partiellement dans les faces supérieures des solives à travers le coffrage avant le coulage de la -3- d'une presse capable d'exercer un effort important. S'il s'agit d'une construction neuve elle peut être assez aisément effectuée à l'aide d'une grosse presse disposée à demeure dans un atelier. Mais le stockage et la manutation des solives deviennent délicats après cette opération notamment en raison de la faible raideur des dents de connexion et des plaques dans le sens transversal. Si au contraire on utilise des solives qui sont déjà en place, il est généralement difficile de mettre en oeuvre une telle grosse presse au contact de ces solives. Si enfin l'opération de clouage est réalisée à l'aide de clous ordinaires, ces clous peuvent fléchir dans le bois. 2 Les dents de connexion forment des groupes au sein de chacun desquels elles se succèdent longitudinalement à petit intervalle. Lors du coulage de la dalle les granulats du béton s'insérent difficilement entre deux dents successives ce qui affaiblit le béton dans une zone o il est fortement sollicité par le connecteur. 3 La liaison entre la plaque et la solive ne peut être parfaitement rigide. En effet si les dents de clouage sont formées à la fabrication du connecteur dans des plans verticaux transversaux par pliage de la t8le autour d'une ligne de pliage verticale, les efforts longitudinaux en service peuvent les faire facilement plier autour de cette ligne. Si ces dents sont formées dans des plans horizontaux par pliage autour de lignes horizontales longitudinales, ces dents ne présentant qu'une surface d'appui très petite sur le bois dans le sens longitudinal, cette surface correspondant à l'épaisseur de la t8le, et il en résulte que les efforts longitudinaux appliqués en service peuvent facilement pousser ces dents à travers le bois. 4 Si on n'accepte pas que le coffrage de la dalle soit percé par les dents de connexion lors de la mise en place de ce coffrage, et si on préfère alors constituer 7- coffrage par des plaques de coffrage posées chacune sur les bords de deux solives adjacentes, la présence des plaques de connexion qui sont clouées sur les flancs des solives et qui débordent localement au dessus de celle-ci est gênante pour poser les plaques de coffrage sur les solives. La partie inférieure des plaques reste apparente, ce qui nuit à l'homogénéité esthétique du bois. - 4 - 6 Les plaques étant apparentes et pénétrant dans les flancs des solives, la connection est exposée aux élévations de températures produites par un incendie. Elle présente donc un degré de sécurité qui n'est pas satisfaisant. La présente invention a pour but de réaliser de manière économique un plancher à collaboration bois-béton de résistance accrue. Elle a plus particulièrement pour but de réaliser les connecteurs d'un tel plancher d'une manière simple qui évite les inconvénients indiqués ci-dessus. Le plancher selon l'invention comporte certains éléments qui sont analogues à des éléments du second plancher connu précédemment décrit. Ce sont des poutres de bois s'étendant selon une direction longitudinale et se succèdant selon une direction transversale dans un plan de poutrai- son sensiblement horizontal, ces poutres reposant sur des appuis pour supporter le plancher, chacune d'elles présentent une face supérieure, une face inférieure et deux flancs latéraux, - une dalle de béton formée sur ces poutres pour constituer la surface du plancher et participer à la résistance ce celui-ci, - et des connecteurs à grande résistance mécanique, ces connecteurs présentant une étendue verticale et étant encastrés chacun d'une part par un tronçon inférieur dans l'une de ces poutres d'autre part par un tronçon supérieur dans cette dalle, la forme de ces connecteurs étant choisie pour leur donner une raideur vis-à-vis des efforts de flexion s'exerçant selon ladite direction longitudinale, ceci pour permettre à ces connecteurs de s'opposer aux déplacements relatifs du béton de la dalle par rapport au bois des poutres selon cette direction sous les charges appliquées au plancher, de manière que ce bois et ce béton collaborent à la résistance du plancher. Par rapport à ce plancher connu le plancher selon l'invention est caractérisé par le fait que chacun desdits connecteurs présente la for"- d'un tube d'axe sensiblement vertical et de grand diamètre de manière à lui donner non seulement ladite raideur mais aussi une grande surface d'appui longitudinal de son dit tronçon inférieur sur le bois de ladite poutre, la force d'appui étant répartie uniformément sur toute la hauteur de ce tronçon grâce à cette raideur, ledit tronçon inférieur du tube connecteur ainsi constitué pénétrant dans la face supérieure d'une -5dite poutre de bois sur une fraction seulement de la hauteur de celle-ci de manière à conserver la continuité des fibres du bois dans la partie inférieure de cette poutre. Selon l'invention on peut adopter de plus, au moins dans certains cas, les dispositons préférées suivantes - Le diamètre dudit tube connecteur est suffisant pour permettre au béton de pénétrer sans ségrégation sensible dans l'espace intérieur audit tronçon supérieur de ce tube lors du coulage de-ladite dalle de béton, de manière à renforcer l'encastrement de ce tronçon dans cette dalle après durcissement du béton. - Ce tube présente une section circulaire de manière à en permettre une fabrication simple et à permettre une réalisation facile de son encastrement dans ladite poutre de bois. - Son diamètre est compris entre 30 et 130mm et de préférence entre 40 et 100mm environ. - Sa hauteur est comprise entre 6 et 15cm et de préférence entre 8 et 12cm environ. - Ledit tronçon inférieur du tube connecteur pénètre dans la face supérieure de ladite poutre de bois sur une fraction inférieure à la moitié de la hauteur de cette poutre. - Il présente un diamètre inférieur à la largeur de cette poutre selon ladite direction transversale, et son dit tronçon inférieur reste à distance des flancs de cette poutre de manière à être protégé contre la chaleur et/ou la corrosion par une épaisseur de bois à partir de ces flancs. Cette dernière disposition permet par ailleurs de poser entre les poutres des plaques de coffrage rectangulaires qui s'appuient sur les bords de ces poutres. A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire plus Larticulièrement ci-après, à titre d'exemple non limitatif, comment la présente invention peut être mise en oeuvre dans le cadre de l'exposé qui en a été donné ci-dessus. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. Le mode de mise en oeuvre décrit comporte les dispositions mentionnées cidessus comme préférées selon la présente invention. Il doit être compris que les éléments mentionnés peuvent être remplacés par -6 d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. La figure 1 représente une vue d'un plancher selon l'invention en coupe partielle par un plan vertical longitudinal. La figure 2 représente une vue partielle du même plancher en coupe par un plan vertical transversal II-II de la figure 1. La figure 3 représente une vue en perspective d'un tube connecteur de ce plancher, avant l'incorporation de ce tube connecteur dans ce plancher. Conformément aux figures 1 et 2 le plancher donné à titre d'exemple comporte des poutres de bois ou solives telles que 2 qui peuvent être massives ou lamellées-collées, et qui s'étendent longitudi- nalement de même que leurs fibres. Un coffrage perdu 4 de type connu s'appuie sur ces poutres. Une couche d'isolation phonique et thermique 6 est posée sur ce coffrage, étant entendu que cette couche peut être omise sans perte des avantages spécifiques de la présente invention. Et une dalle de béton 8 est coulée sur cette couche. Elle est armée de manière connue par un treillis métallique de répartition qui comporte des arma- tures transversales telles que 10 et des armatures longitudinales telles que 12. L'entre axe entre poutres peut être de 0,6 à 1,2 m environ, par exemple 0,7m. Des connecteurs 14 s'étendent verticalement et présentent chacun un tronçon inférieur encastré dans une poutre 2, un tronçon intermé- diaire au niveau du coffrage 4 et de la couche d'isolation 6 et un tronçon supérieur encastré dans la dalle 8 Jusque par exemple à 2 cm de la face supérieure de celle-ci. Le treillis 10, 12 est posé sur ces connecteurs ce qui permet de maintenir son altitude avant et pendant le coulage de cette dalle. Le coffrage 4 et la couche d'isolation 8 ont été percés de trous 5 qui sont plus larges que les connecteurs pou- que, lors du coulage de la dalle, le béton les remplisse sans ségrégation de part et d'autre des parois des connecteurs 14. Le diamètre de chaque trou dans le coffrage 4 est cependant suffisamment limité pour que le bord de ce dernier s'appuie sur la poutre 2 sur tout le tour du trou. Les connecteurs 14 sont des tubes métalliques à section circulaire de 40 à 100 mm de diamètre selon la portée des poutres et de 8 à 12cm de 21 1778 -7- hauteur. L'épaisseur de la t8le d'acier qui les constitue est par exemple de 2mm. Ils sont encastrés dans le bois par enfoncement à force dans une gorge circulaire 15 qui a été préalablement creusée dans la poutre au moyen d'un outil du type scie-cloche. La profondeur de cette gorge est par exemple de 4cm. L'encastrement est réalisé avec ou sans colle. Ils sont encastrés dans le béton de la dalle par le coulage de ce béton qui se répand à l'extérieur et à l'intérieur du tube. Cet encastrement dans le béton étant un encastrement parfait, et la rigidité des tubes étant très grande, ils ne créent pratiquement aucun effet de coin dans le bois, c'est-à-dire que les efforts de cisaillement au niveau de la liaison bois-béton se transmettent sous la forme d'une pression latérale uniforme du métal sur le bois. Un glissement vertical entre la dalle de béton et le connecteur pourrait se produire par exemple en présence de charges alternatives à grande fréquence. Il peut être empêché par exemple en laissant les bavures de sciage des tubes sur la tranche supérieure ou en y soudant les armatures. -8 REVENDICATIONS 1/ Plancher à collaboration bois-béton, ce plancher comportant, - des poutres de bois (2) s'étendant selon une direction longitudinale et se succédant selon une direction transversale dans un plan de poutrai- son sensiblement horizontal, ces poutres reposant sur des appuis pour supporter le plancher, chacune d'elles présentant une face supérieure, une face inférieure et deux flancs latéraux, - une dalle de béton (8) formée sur ces poutres pour constituer la surface du plancher et participer à la résistance ce celui-ci, - et des connecteurs à grande résistance mécanique, ces connecteurs présentant une étendue verticale et étant encastrés chacun d'une part par un tronçon inférieur dans l'une de ces poutres d'autre part par un tronçon supérieur dans cette dalle, la forme de ces connecteurs étant choisie pour leur donner une raideur vis-à- vis des efforts de flexion s'exerçant selon ladite direction longitudinale, ceci pour permettre à ces connecteurs de s'opposer aux déplacements relatifs du béton de la dalle par rapport au bois des poutres selon cette direction sous les charges appliquées au plancher, de manière que ce bois et ce béton collaborent à la résistance du plancher, - ce plancher étant caractérisé par le fait que chacun desdits connec- teurs présente la forme d'un tube (14) d'axe sensiblement vertical de manière à lui donner non seulement ladite raideur mais aussi une grande surface d'appui longitudinal de son dit tronçon inférieur sur le bois de ladite poutre (2), la force d'appui étant répartie uniformément sur toute la hauteur de ce tronçon grâce à cette raideur, ledit tronçon inférieur du tube connecteur ainsi constitué pénétrant dans la face supérieure d'une dite poutre de bois (2) sur une fraction seulement de la hauteur de celle-ci de manière à conserver la continuité des fibres du bois dans la part:. inférieure de cette poutre. 2/ Plancher selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre dudit tube connecteur (14) est suffisant pour permettre au béton de pénétrer sans ségrégation sensible dans l'espace intérieur audit tronçon supérieur de ce tube lors du coulage de ladite dalle de béton (8), de manière à renforcer l'encastrement de ce tronçon dans cette dalle après durcissement du béton. -9- 3/ Plancher selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit tube connecteur (14) présente une section circulaire de manière à en permettre une fabrication simple et à permettre une réalisation facile de son encastrement dans ladite poutre de bois (2). 4/ Plancher selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le diamètre dudit tube connecteur (14) est compris entre 30 et 130mm et de préférence entre 40 et 100mm environ. / Plancher selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la hauteur dudit tube connecteur (14) est comprise entre 6 et 15cm et de préférence entre 8 et 12cm environ. 6/ Plancher selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit tronçon inférieur du tube connecteur (14) pénètre dans la face supérieure de ladite poutre de bois (2) sur une fraction inférieure à la moitié de la hauteur de cette poutre. 7/ Plancher selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit tube connecteur (14) présente un diamètre inférieur à la largeur de ladite poutre de bois (2) selon ladite direction transversale, et son dit tronçon inférieur reste à distance des flancs de cette poutre de manière à être protégé contre la chaleur et/ou la corrosion par une épaisseur de bois à partir de ces flancs. vc C-5 - "' J - co'