Brevet FR2647143A1 — publié le 19901123

Strier complémentaire d'effort tranchant destiné aux poutrelles à treillis métallique du type "à base ouverte" ,qui sont utilisées pour constituer, apres' enrobage de leur partie inférieure dans un talon en béton de section rectangulaire l'élément porteur d'un plancher en béton armé. les poutrelles à treillis dites "à base ouverte" sont formées de deux réseaux ou "cours" d'un treillis métallique on général de type Varren,inclirEs l'un vers l'autre, dans le plan vertical, et reliés par soudure,à leur partie supérieure à un açier filant appellé "raidisseur",ce qui conifère à l'ensemble un profil transversal en forme de "V" renversé. Â la partie inférieure de chaque cours de treillis est fixé,également par soudure,une barre filante dite "açier de base",qui constitue l'armature "en flexion" de la poutrelle à treillis représentée par la figure I ,montrant les deux cours de treillis (I),le raidisseur (2), les açiers de base (3),ainsi que le talon en béton de section rectangulaire (en pointillé sur la figure I). Cette conformation particulière aux poutrelles à treillis à base ouverte",dans laquelle aucune armature ne relie norizontalement entre eux les açiers de base(5) implique que la transmission des efforts de traction ou-de cisaillement entre ces açiers de base (3) et toute autre armature complémentaire"libre" ,c'est à dire non reliée mécaniquement à la poutrelle,ne peut s'effectuer qu'en mettant en jeu la résistance du béton enrobant ces armatures.Ainsi, chaque fois qu'on ajoute un açier de renfort "libre" en flexion, ou ur; étrier "libre" de renfort à 1 effort tranchant, on induit une contrainte dans le béton enrobant la base de la pcutrelle, dépour vue,par sa conformation "à base ouverte't,ae toute armature en position de l'équi- librer,er tenant le rôle des épingles ou des cadres d'armature qu'on connait en béton armé traditionnel. S'agissant d'açiers complémentaires et flexicn,la mise en jeu de cette contrainte ne conduit érdinairement pas à limitations d'emploi gênantes. S'agissant d'étriers complémentaires d'effort trancr.ant,elle constitue au contr- aire un important handicap à leur efficaçité, dans le cas fréquent ou le béton d'enrobage, objet d'un contrtle "atténué",est pris en compte dans le calcul comme étant de "qualité courante". pour pallier ce handicap,il est connu de relier les açiers de base (3),à intervalles réguliers, au moyen de barrettes métalliques soudées (4),ou d'épingles de liaison (5) en açier appellées "Clips",avant pour fonction et résultat de transformer une poutrelle "à base ouverte" en poutrelle "à base fermée", comme le représente, en IA" et en "3",la figure 2. Ceçi résout le problème en le supprimant, la transmission d'effort entre les açiers de base (3) et toute armature de renfort ou complémentaire "libre" s'effectuant alors par ces barrettes métalliques soudées (4) ou ces épingles de liaison (5), et non plus par le béton d'enrobage. Ces solutions entrainent cependant de nombreuses et relativement minutieuses interventions manuelles sur la poutrelle à renforçer, opérations qui réduisent sensiblement la productivité. Une autre solution cannue, toujours pour pallier le caractère restrictif de la limitation, est basé sur le calcul spéçifique de ltefficaçité des armatures complémentaires d'effort tranchant, tel qu'il ressort du "Cahier des prescriptions Techniques Communes aux Proçédés de Planchers préfabriqués",Titre I, Section Â, Chapitre 3;(Cahier no 2I2 du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment). L'application des textes çités montre que la limitation "Ta",calculée avec la contrainte admissible de cisaillement #b d'un béton de qualité courante, cesse d'entre contraignante si la résistance propre à l'effort tranchant de l'étrier complémentaire ntesçède pas la moitié de celle de la poutrelle à renforçer. Une solution évidente et connue est donc de fabriquer industriellement des poutrelles spéçiales,dont la résistance à l'effort tranchant est réduite à dessein,par diminution de la section des açiers du treillis (I). Ces poutrelles spéçiales, affaiblies à dessein, présentent une résistance à l'ef- fort tranchant au plus égale à la moitié de la poutrelle standard du même type; quand le rapport entre les armatures "affaiblies" et "standard" est optimal,la simple superposition d'une certaine lon*-ueur de poutrelle affaiblie,à une poutrelle standard du même type augmente d'environ 5G ç la résistance à l'effort tranchant de ceile-çi. Mais la pratique démontre que la néçessité de renforçer à l'effort tranchant n'est pas assez fréquente pour Justifier économiquement une fabrication spéçiale de poutrelles volontairement "affaiblies"; le caractère épisodique d'une telle production entraidant un court plus élevé, des stocks supplémentaires ,avec des risques non négligeables de confusion d'emploi. L'invention présentée içi permet d'éviter ces inconvénients; elle consiste à modifier, par une simple découpe, une longueur quelconque de poutrelle à treillis standard, cette découpe permettant d' obtenir un élément nouveau, aux caracteris- tiques mécaniques quantitativement différentes,qui est parfaitement apte à ren forçer à l'effort tranchant une poutrelle standard du même type. Dans un mode de réalisation préférentiel de 1' invention, présenté içi à titre d'exemple non limitatif,cette modification par découpe selon l'invention, est obtenue en supprimant, par un moyen approprié,par exemple une çisaille pneumatique, l'un des deux cours de treillis (I) d'une poutrelle standard. On obtient ainsi un unique ccurs de treillis (I),soudé à sa partie supérieure sur le raidisseur (2),et à sa partie inférieure sur l'açier de base (7?,comme le montre la figure 3. par ce moyen d'une simple découpe selon l'invention, on dispose éconsmiquement,a partir de produits industriels évidemment disponibles,et qui peuvent avantageusement hêtre des chutes de stock, ou de fabrication, d' un étrier d'effort tranchant, objet de l'invention,qui présente pour cet usage des caracte- ristiques mécaniques et géométriques optimales. pour renforçer, selon la présente invention, une poutrelle standard à l'effort tranchant, il suffit de plaçer cet étrier complémentaire à l'intérieur de cette poutrelle standard,sur la distance utile indiquée par le calcul. L'étrier est plaçé en position verticale, ou faiblement inclinée. Selon cnacun des trois cas suivants,cet étrier selon l'invention et sans sortir du cadre de celle-ci, peut présenter une hauteur inférieure,égale ou supérieure à celle de la poutrelle à renforçer, comme on le voit en A,R,C et fl sur la figure 4. Dans le premier cas (A et ) B) l'étrier,de hauteur inférieure,est suspendu par un moyen approprié au raidisseur (2) de la poutrelle à renforçer,ou encore appuyé sur l'un des deux cours du treillis de celle-çi. Dans le second et le troisième cas,l'étrier est de hauteur égale ou supérieure à celle de la poutrelle à renforcer (C et D de la même figure);on doit alors, toujours selon 1' invention,découper ,par exemple avec une çisaille pneumatique, une partie du raidisseur (2) ou de l'açier de base (3),en respectant l'intégrité des soudures reliant ces armatures filantes au treillis (I). Cette seconde découpe selon l'invention,rend possible la mise en place,par interpénètration, de l'étrier à l'intérieur d'une poutrelle standard de hauteur égale ou inférieure à la sienne propre, en supprimant l'obstacle horizontal ccnstitué par l'un ou l'autre des açiers filants de l'étrier. La figure 5 montre la découpe de l'un des aciers filants d'un étrier de hauteur supérieure à celle de la poutrelle à renforçer,découpe pratiquée à intervalle régulier,sur une distance suffisante pour permettre l'inter-pénétration des treillis (i) tout en respectant les soudures. Au moyen de cet étrier d'effort tranchant objet de l'invention, obtenu toujours selon cette invention par prélèvement opéré sur des poutrelles à treillis stan- dards,aiséesà se procurer en tous lieux,et dont les caractères mécaniques et géométriques sont certifiés par un Organisme Agréé t Le C S T B ),on peut aug menter d'environ 5C % la résistance à l'effort tranchant d'une poutrelle à treillis enrobé,dans de bonnes conditions pratiques et économiques. BEVEhOICATICXS I ) Etrier complementaire d'effort tranchant, destiné à renforçer les poutrelles à treillis métallique dites "à base ouverte" ,et caractérisé par ce qu'il est prélevé par découpe du treillis (I) sur une poutrelle du même type,mais qui peut être de hauteur différente. 2 ) Etrier d'effort tranchant selon la revendication I ,caractérisé en ce qutil présente une résistance propre à effort tranchant au plus égale à la moitié de celle de la poutrelle de même type dont il est issu, et que cette particularité lui confère une aptitude remarquable au renforçement de ces mêmes poutrelles, dites "à base ouverte",et çela sans risque d'engendrer,dans leur talon en béton, des contraintes supérieures aux valeurs réglementaires. 3 ) Etrier d'effort tranchant selon les revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il peut être de hauteur inférieure, égale ou supérieure à celle de la poutrelle à renforçer. 4 ) Etrier effort tranchant selon l'une ou l'autre des préçédentes revendications,caractérisé en ce que l'un ou l'autre de ses açiers filants horizontaux subit une seconde découpe, effectuée à intervalle régulier entre les noeuds de soudure reliant son treillis (I) à ses açiers filants, raidisseur (2) ou açier de base (3) ,afin de permettre son introduction à l'intérieur d'une poutrelle à renforçer de même type,mais de hauteur égale ou inférieure à la sienne.