Brevet FR2635133A1 — publié le 19900209

La présente invention concerne une structure de tuile de couverture en béton armé précontraint~ pour édifices en général. Comme il est connu, de nombreux types de produits de couverture pour bâtiments industriels et commerciaux sont actuellement présents sur le marché, qui sont essentiellement constitués d'un corps ayant un développement principal en direction longitudinale, lequel est pourvu de nervures longitudinales de rigidîfication. Dans les tuiles de couverture de la technique connue, on trouve celles qui présentent un profil essentiellement plan avec des nervures simples ou doubles qui s'étendent essentiellement orthogonalement à la semelle. De tels types de produits présentent l'inconvénient de créer des problèmes notables au moment de l'installation pour réaliser la pente nécessaire à l'écoulement de l'eau. D'autres tuiles de couverture ont un profil à double pente, c'est-à-dire avec une nervure centrale qui se raccorde à un couple d'ailes symétriques qui plongent vers la partie médiane, en direction transversale. En outre, de telles tuiles, en direction longitudinale, présentent un profil plongeant vers les extrémités. Ce type de solutions n'est pas satisfaisante, puisque des problèmes importants, surtout dans les zones de support de la poutre, sont rencontrés et puisque des fissurations sur la poutre à cause des tensions internes sous effort sont engendrées. Un autre inconvénient imputable à ces solutions de la technique connue est ensuite constitué du fait qu'il est nécessaire d'exécuter la phase de finition, c'est-à-dire l'imperméabilisation et, l'éventuelle isolation thermique de l'extrados ou face supérieure des tuiles directement sur place, avec les inévitables inconvénients connexes. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients préalablement déplorés, et concerne une tuile de couverture en béton armé précontraint qui offre la possibilité d'être réalisée essentiellement totalement lors de la fabrication aussi bien pour tout ce qui concerne la formation des pentes, que pour tout ce qui concerne les phases d'isolation thermique et d'imperméabilisation. Dans l'objet ci-dessus exposé, un but particulier de l'invention est de réaliser une tuile de couverture qui présente une géométrie à surface d'appui complète, de façon telle à assurer la stabilité dans chaque phase du montage, du.transport et de la réalisation de la structure même. Un autre but de la présente invention est de réaliser une tuile qui, ayant un appui continu, offre la possibilité d'isoler chaque travée, permettant un facile fractionnement des locaux et, de là, une plus facile spécialisation d'usage, outre l'avantage d'avoir un volume réduit au-dessus du plan d'encombrement de la structure. Un autre but de la présente invention est de réaliser une tuile qui, enfermant la tête avec l'élément, élimine la communication entre deux travées, en empêchant la propagation du feu, de la fumée ou des éléments contaminés vers la travée.successive, contribuant ainsi à réaliser une garantie supplémentaire de sécurité pour l'édifice. Un autre but de a présente invention est de réaliser une tuile de couverture qui présente une meilleure inertie et, par conséquent, a des utilisations améliorées, en même temps qu'un accroissement du coefficient de sécurité durant la phase de réalisation, puisque l'éventuelle rupture des câbles de précontrainte ne constitue pas un danger, puisque les travaux sur le coffrage avec les câbles tendus ne sont pas exécutés durant la pose du treillis à l'extrados, et, puisque les câbles mêmes restent guidés. A cet effet, la structure de tuile de couverture en béton armé précontraint pour édifices en général, comprenant un corps préfabriqué en béton armé précontraint qui définit une nervure centrale de laquelle se développent des ailes symétriques, est remarquable, selon l'invention, en ce que ledit corps présente, sur l'extrados, le long de la direction longitudinale, un profil plongeant vers les extrémités avec une pente sensiblement constante et, le long d'une direction transversale, un profil plongeant vers lå partie médiane avec une pente sensiblement constante et sensiblement égale sur toute la section, et, sur l'intrados, ladite nervure présente un profil sensiblement rectiligne, ledit corps étant, de plus, pourvu de masses d'inertie en saillie s'étendant longitudinalement, en correspondance des extrémités libres desdites ailes sur toute la longueur dudit corps et débordant dudit corps du côté opposé par rapport à ladite nervure. La présente invention concerne également un coffrage pour la réalisation d'une telle tuile de couverture. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective de la tuile vue de l'intrados. La figure 2 est une vue en plan latéral de la tuile. La figure 3 représente la tuile vue dans le plan de l'intrados. La figure 4 représente schématiquement et partiellement en section deux tuiles disposées côte à côte. La figure 5 représente en plan le coffrage du type fixe pour la réalisation des têtes ou extrémités de la tuile. La figure 6 représente la tête et une partie du coffrage en section longitudinale. La figure 7 représente, en section longitudinale, un détail particulier de la tête. La figure 8 représente la tête vue de face. La figure 9 représente les amortisseurs de vibration du coffrage. La figure 10 représente le coffrage en section transversale dans sa partie médiane. La figure 71 représente schématiquement la plaque vibrante pour la finition de l'extrados du produit. La figure 12 est une vue selon la ligne XII-XII de la figure 11. La figure 13 représente en coupe les bords mobiles pour la réalisation des masses d'inertie ou rebords prévus aux extrémités des ailes. La figure 14 représente en particulier les jonctions des sections intermédiaires du coffrage. La figure 15 représente en section transversale la tuile en correspondance d'une extrémité ou tête. La figure 76 représente en section transversale la tuile après l'application d'une couche isolante sur l'extrados. La figure 17 représente en section la tuile une fois la couche isolante et la couche imperméable appliquées. En référence à ces figures, la structure de tuile de couverture en béton armé précontraint pour édifices en général, selon l'invention, comprend un corps préfabriqué en béton armé précontraint qui est indiqué dans sa globalité par la référence numérique 1. Un tel corps 7 présente une nervure centrale à développement longitudinal 2, de laquelle s'étend un couple d'ailes symétriques 3. Le corps 1, sur l'extrados (face supérieure) et le long de la direction longitudinale, présente un profil retombant vers les extrémités ou pieds d'appui, qui a la particularité d'avoir une inclinaison constante laquelle, de préférence, mais non exclusivement, est de 4,5 5. Dans la section transversale, toujours sur l'extrados, le corps 1, qui présente une largeur constante, a un profil retombant vers la partie médiane avec une pente qui est constante et d'une valeur de 10%, et qui est sensiblement égale dans toutes les sections transversales. En outre, sur l'intrados (face inférieure), le corps 1 présente les extrémités libres de la nervure ou raidisseur longitudinal qui ont un profil sensiblement rectiligne. Plus particulièrement, une telle nervure a une hauteur croissante à partir des têtes ou extrémités du corps versla zone centrale ou sommet du corps 7. En outre, en correspondance des zones d'attaque, la nervure 2 présente des plans élargis 5 lesquels, dans la zone d'attaque, rejoignent la largeur interne du corps 1. Sur l'intrados, en section transversale, on a un profil rectiligne dans la zone de la nervure qui se raccorde au profil rectiligne de l'intrados desdites ailes avec des surfaces de raccord suivant des arcs de cercle. De façon analogue, on a un raccord par des arcs de cercle dans la zone des élargissements 5. Une autre particularité importante de l'invention est constituée du fait que, en correspondance des extrémités longitudinales libres des ailes 3, sont prévues des masses d'inertie ou rebords 10 qui s'étendent sur la longueur interne des ailes et qui débordent des ailes elles-mêmes du côté opposé par rapport à la nervure 2. Le corps 1 présente une largeur sensiblement constante, de préférence de 2,5 mètres, de façon à rentrer dans les largeurs de transport, et présente une longueur qui peut être variable en fonction des besoins. Le corps est structuré de façon à ne pas modifier la conformation des têtes quand varie la longueur des travées, comme la pente ne change pas le long du développement longitudinal de l'extrados, puisque, lorsque la longueur du corps 1 varie, la hauteur est graduellement augmentée en fonction de la zone du sommet. Le coffrage pour l'obtention d'un tel corps 1 comporte des têtes fixes, globalement indiqués par la référence numérique 11, par exemple sur la figure 7, qui présentent une partie mobile 12 extractible pour l'extraction du corps du coffrage, laquelle est fixée moyennant des chevilles et des coins, indiqués globalement par la référence numérique 13, qui permettent de réunir la partie mobile 12 à l'intérieur du coffrage, généralement indiqué par la référence numérique 15. Il est ensuite prévu une garniture de tête 17 qui exerce une parfaite étanchéité contre les infiltrations. De plus, le corps des têtes est pourvu d'une grille pour la fixation des câbles ou tirants de précontrainte du corps 1. En outre, à l'intérieur de la tête, comme il est illustré sur la figure 15, il est prévu, de façon insérable, une cage d'armature 18 qui contient des éléments de contour pour les nombreux câbles et/ou tirants 39, lesquels sont tendus le long des directions horizontales puisqu'ils enveloppent l'intérieur de la nervure longitudinale et restent par conséquent retenus et guidés dans la cage d'armature. Cette solution est particulièrement importante, puisqu'il n'est pas nécessaire d'exercer des manipulations sur le coffrage avec les câbles tendus durant la pose du treillis sur l'extrados. De plus, même dans le cas pour lequel il y a rupture des câbles durant leur tension, les câbles ou tirants restent en place grâce au fait que l'armature est préassemblée et introduite dans le coffrage avant les câbles. Comme il est indiqué précédemment, le corps 1 peut être réalisé de différentes longueurs et, dans ce but, sont prévus des éléments intermédiaires indiqués par la référence numérique 20, qui sont interposés sur le développement longitudinal du coffrage fini pour l'obtention aux dimensions voulues. De tels éléments intermédiaires sont pourvus de moyens réciproques d'étanchéité et de moyens de centrage qui sont illustrés sur la figure 14. En particulier, les moyens d'étanchéité sont obtenus à partir de tôles 21 ayant une disposition en labyrinthe, reliées à l'extrémité d'un élément intermédiaire et sont disposées de telle façon à se positionner sous l'extrémité correspondante d'un autre élément intermédiaire pour fermer la zone de liaison entre les deux éléments intermédiaires. On prévoit ensuite une garniture d'étanchéité 25. De plus, pour réaliser l'assemblage, on prévoit sur un élément intermédiaire un siège conique 26 dans lequel shëngage un tourillon conique 27, préfixé sur l'autre élément intermédiaire, ce qui permet de réaliser le centrage et, par conséquent, l'alignement précis avec solidarisation de l'élément additionnel. Une fois la cage d'armature ainsi que les tirants insérés, on exécute le moulage du corps et, en particulier, de la zone de nervure, en effectuant simultanément des vibrations facilitées par la présence d'amortisseurs 30 qui sont interposés entre le coffrage 31 et-la base fixe 32. Le moulage de l'extrados du profil des ailes 3 est réalisé à partir d'une plaque vibrante 40 illustrée sur la figure 11, après l'insertion de fers d'armature 41 qui sont positionnés, sur la base de calcul, à proximité des surfaces de l'extrados des ailes. La plaque vibrante 40 est en pratique faite pour se déplacer entre les guides latéraux 42 prévus sur les bords du coffrage de façon telle à obtenir le moulage complet des surfaces de l'extrados des ailes. Pour réaliser les masses d'inertie ou rebords, on prévoit des bords mobiles longitudinaux 50 qui sont reliés par l'intermédiaire d'un étrier d'articulation 51 aux parois latérales du coffrage. Les bords mobiles longitudinaux 50 viennent s'appuyer sur le moulage que constituent les ailes, après que le moulage même a été mis à niveau et vibré et, ensuite, on réalise un moulage supplémentaire pour remplir l'espace qui est délimité par les parois latérales internes du coffrage et les bords 50. Une fois la prise du moulage effectuée, on réalise la coupe des câbles sous tension en engendrant des forces qui facilitent ou éliminent l'interaction entre le produit obtenu et le coffrage, ce qui permet par conséquent un démoulage rapide et sur du produit dudit coffrage. De plus, la structure particulière adoptée permet qu'elle n'engendre pas d'anomalies ou de fissures dans les têtes, puisque les surfaces du produit au contact du coffrage opposent des forces radiales à la nervure qui est ainsi exempte de défauts. Une fois la réalisation du corps 1 effectuée, avec les caractéristiques décrites ci-dessus, il est possible d'appliquer, si on le souhaite, une couche 60 de matière isolante ou d'isolation thermique, laquelle peut être à son tour protégée par une couche imperméable 61 obtenue par un goudronnage, un vernis ou une couche synthétique. Le produit ainsi obtenu donne des avantages notables, déterminés par différents facteurs, comme par exemple l'élargissement de la nervure à proximité des appuis qui permet d'obtenirvun plan d'appui à la structure fixe sur l'entière largeur du corps 1 même. De plus, la présence des masses d'inertie ou des rebords, outre le fait de créer une meilleure inertie et, ensuite, de meilleures utilisations de l'élément, facilite notablement les liaisons entre les corps 1 disposées côte-à-côte ou même d'éventuelles ouvertures qui peuvent être interposées entre les corps 1 ainsi réalisés. Un autre aspect important de l'invention est constitué par le fait que la tuile, comme décrite ci-dessus, présente un volume minimum au-dessus du plan d'encombrement de la structure de couverture, même pour des travées jusqu'à 20 mètres, puisque l'encombrement "hors tout" du produit est inférieur à 1 mètre. Le volume au-dessus de la corde est moins de la moitié du volume présent au dessus de l'intrados des travées dans la structure à double pente. Cela entrain une dépensé énergétique mineure pour réchauffer ou climatiser l'air ambiant, et le développement en hauteur des panneaux externes peut être réduit. De plus, une tuile obtenue à double pente, ctest-à-dire une pente le long d'une direction longitudinale et une pente le long de la section transversale, assure une disposition correcte vers les canaux de gouttière, obtenant un écoulement précis de l'eau. D'une extrême importance est ensuite le fait que la structure adaptée avec une nervure qui su étend de façon rectiligne sur l'intrados permet de tendre les câbles de précontrainte sans danger pour les opérateurs, même dans le cas de rupture des câbles eux-mêmes. Un autre aspect;important de l'invention concerne le fait que le revêtement de finition externe, qui peut être réalisé par une couche isolante en panneaux de polyuréthane ou de polystyrène et, ensuite, l'imperméabilisation par une gaine en élastomère armée, est réalisable directement à la fabrication, en même temps que la peinture de l'intrados, en ayant la possibilité de contrôler la qualité de réalisation du revêtement, sans réaliser des manipulations ou des opérations complexes sur place. RENtENDICATIONS 1 - Structure de tuile de couverture en béton armé précontraint pour édifices en général, comprenant un corps préfabriqué en béton armé précontraint définissant une nervure centrale de laquelle se développent des ailes symétriques, caractérisée en ce que ledit corps (1) présente, sur l'extrados, le long de la direction longitudinale, un profil plongeant vers les extrémités avec une pente sensiblement constante et, le long d'une direction transversale, un profil plongeant vers la partie médiane avec une pente sensiblement constante et sensiblement égale sur toute la section, et, sur l'intrados, ladite nervure (2) présente un profil sensiblement rectiligne, ledit corps étant, de plus, pourvu de masses d'inertie (10) en saillie s'étendant longitudinalement en correspondance des extrémités libres desdites ailes (3) sur toute la longueur dudit corps (1) et débouchant dudit corps du côté opposé par rapport à ladite nervure (2). 2 - Structure de tuile de couverture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite nervure (2) présente une hauteur croissante à partir des extrémités ou pieds dudit corps (1) vers la partie centrale ou sommet. 3 - Structure de tuile de couverture selon ltune des revendications précédentes 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite nervure (2), en correspondance des extrémités longitudinales, se raccorde avec des élargissements plats (5) ayant aux extrémités longitudinales dudit corps une largeur sensiblement égale à la largeur dudit corps (1). 4 - Structure de tuile de couverture selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisée en ce que ledit corps (7), dans la section transversale, présente, sur l'intrados, un profil rectiligne dans la zone de nervure (2) qui se raccorde au profil rectiligne de l'intrados desdites ailes (3) avec des surfaces de raccord suivant des arcs de cercle. 5 - Structure de tuile de couverture selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des câbles ou des tirants (19) de précontrainte positionnés en correspondance de ladite nervure (2), lesdits câbles (19) se logeant à l'intérieur de cages d'armature (18) prévues en correspondance desdites têtes ou extrémités dudit corps (1). 6 - Structure de tuile dé couverture selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de matière isolante appliquée sur l'extrados desdites ailes (3). 7 - Structure de tuile de couverture selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche imperméable de finition appliquée sur les surfaces externes desdites ailes (3). 8 - Coffrage pour la réalisation d'une tuile de couverture, caractérisé en ce qu'il comprend des têtes fixes (11) reliées à des éléments intermédiaires modulaires (20) aptes à modifier le développement longitudinal de la tuile de couverture en conservant la même conformation des têtes. 9 - Coffrage selon la revendication précédente, caractérisé e ce que chacune desdites têtes (11) présente une partie mobile (12) extractible pour l'extraction du corps du coffrage, ladite partie mobile étant associée au moyen de coins et de chevilles (13) à la structure du coffrage, une garniture d'étanchéité (17) étant de plus prévue contre les infiltrations. 10 - Coffrage selon l'une des revendications précédentes 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'étanchéité (21) et des moyens de centrage (26,27) pour la liaison réciproque desdits éléments intermédiaires. 11 - Coffrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité sont constitués de tôles (21) disposées en labyrinthe positionnées en correspondance de la zone de jonction entre deux éiéments intermédiaires (20) côte à côte, entre lesdites tôles étant interposée une garniture d'étanchéité (25). 12 - Coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 ou 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage sont constitués d'un siège conique (26) prévu sur un élément intermédiaire (20) dans lequel est susceptible d'être inséré un tourillon conique (27) prévu sur l'autre élément intermédiaire (20) pour le centrage et l'alignement précis desdits éléments intermédiaires entre eux. 13 - Coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque vibrante (lit) mobile sur des guides latéraux (42) prévus sur les bords dudit coffrage, ladite plaque vibrante (40) étant apte à définir la surface de l'extrados desdites ailes (3). 14 - Coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des bords mobiles longitudinaux (50) reliés par l'intermédiaire d'un étrier d'articulation (51) aux parois latérales dudit coffrage, lesdits bords mobiles longitudinaux (50) s'appuyant sur le moulage des ailes pour définir la zone de moulage desdites masses d'inertie (10).