Brevet FR2658222A1 — publié le 19910816

L'invention se rapporte à une armature de longueur réglable pour éléments de construction en béton armé en particulier pour poutres en béton armé ou dalles de béton armé. La mise en place de l'armature avant le coulage du béton pose de gros problèmes sur chantier. En effet, quelle que soit la qualité des plans de construction et l'application déployée lors de la construction sur chantier, il est impossible en général de respecter les cotes de façon suffisamment précise afin d'obtenir entre poteaux la portée exacte prévue. I1 est donc nécessaire de réaliser ou de modifier, par cisaillement ou équivalent, la cage d'armature de la poutre ou dalle sur place, afin de l'ajuster à la portée voulue. Pour permettre au mieux une standardisation des cages d'armature, on a cherché à réaliser des cages d'armature à longueur variable. De façon générale, ce type de cage d'armature télescopique permet une variation de portée d'environ 50 centimètres. Deux systèmes pour poutres en béton armé ont éte envisagés. Un tel dispositif peut être constitué de deux demi-cages d'armature pratiquement symétriques. Ces deux demi-cages sont constituées chacune de façon classique d'un certain nombre de cadres montés sur deux filants supérieurs, deux filants inférieurs et d'une barre inférieure centrale de renforcement. L'un des côtés de chaque demi-cage est constitué de façon classique par un recourbement en forme de crosse des filants inferieurs et par un prolongement de petite longueur des filants supérieurs et de l'autre côté de la cage, les filants supérieurs et inférieurs sont de longueur telle qu'ils débordent des demi-cages et qu'ainsi par emboîtement des deux demi-cages, les prolongements des filants s'encastrent respectivement dans les demi-cages respectives doublant ainsi les filants de celles-ci.Le verrouillage de liaison des demi-cages est réalisé grâce à l'extrémité recourbée d'un des filants, cette extrémité étant bloquée au niveau d'un cadre par recourbement correspondant d'une extrémité de celui-ci afin de réaliser une ligature. Ainsi en encastrant plus ou moins l'une des demi-cages dans l'autre, il est possible de régler le débattement de la longueur de la cage d'armature. Ce type d'armature réglable en longueur est de fabrication particulièrement coûteuse. Il nécessite la fabrication d'éléments spécifiques qui entraînent une fois le ferraillage monte un surdimensionnement en fers d'armature. En effet, les filants sont doublés ce qui n'est nullement nécessaire au ferraillage du béton. Un autre système réglable en longueur de l'art antérieur consiste à réaliser une cage d'armature classique à cadres et filants et à la pourvoir de barres d'extrémité en forme de crosse ainsi que de deux barres centrales inférieures disposées le long des filants inférieurs. Les crosses sont maintenues sur le cadre par un fer en forme d'épingle ouverte disposé à l'intérieur de la cage dont une extrémité est soudee sur un des filants hauts et dont la partie inferieure en forme de U par pression élastique serre les crosses contre les filants inférieurs, sans empêcher leur translation. Ce type d'armature permet de couvrir une plage de portée de 25 centimètres selon le positionnement des crosses. Le problème principal posé par un tel système d'armature est le guidage relativement approximatif de la crosse d'armature et surtout son maintien en position finale. En effet, une fois les crosses tirées à la longueur voulue, aucun agencement particulier ne les maintient dans cette position. Ce système d'armature ne comporte pas d'agencement de limitation du réglage. En particulier rien n'empêche l'enlèvement complet des crosses. Par ailleurs la cage étant complète et classique, il se pose de gros problèmes de mise en place de la cage d'armature au droit des poteaux à cause des armatures de ceux-ci. En effet à cause d'une part de la présence du premier cadre et d'autre part de la longueur des filants inférieurs, le débattement est limité par la butée des armatures de la poutre et du poteau, autrement dit la présence des armatures verticales du poteau limite les possibilités de positionnement des armatures horizontales. La présente invention se propose de résoudre ces problèmes grâce à un nouvel agencement d'armatures de longueur réglable. Conformément à l'invention l'agencement d'armatures d'éléments en béton de longueur réglable destiné en particulier au ferraillage d'une poutre ou dalle en béton armé et comportant une cage d'armature constituée de cadres, d'une série de filants supérieurs, d'une série de filants inférieurs et de deux paires d'éléments d'extrémité translatables formant en particulier le ferraillage de jonction entre poutres ou dalles et poteaux est remarquable par le fait que : - la cage d'armature comporte une série de filants de longueur plus petite que celle de l'autre série de filants. - le premier cadre et le dernier cadre de la cage d'armature peuvent être facilement détachés des filants. - chaque paire d'éléments d'extrémités translatables est telle que la distance entre ses deux éléments parallèles à une série de filants est inférieure à la largeur de la cage d'armature. - il est prévu un agencement de verrouillage et de réglage des éléments translatables. Grâce à cet agencement il est possible de concevoir -une seule armature satisfaisant pour plusieurs poutres, dalles, poteaux, linteaux, chaînages, chevêtres, etc.... Dans le cas d'une gamme de produits industrialisés standardisés, cette disposition permet de réduire le nombre de modèles. De plus il est bien évident que les conditions de mise en oeuvre sur chantier sont excessivement améliorées, alors qu'elles sont selon l'art antérieur toujours complexes dans le cas de poutres ou équivalents en béton armé, notamment pour la liaison avec les poteaux sur appui ou autres éléments en béton armé raccordés. Grâce à l'agencement décrit, il est possible de jouer sur la longueur de l'armature, sur la portée entre appui ou jonction et sur la zone occupée par les cadres, tout en garantissant une solution technique adaptée toujours conforme à un dispositif de ferraillage connu et normalisé à ce jour. Par ailleurs, grâce au dispositif de verrouillage une mauvaise utilisation de l'armature par méconnaissance des règles fondamentales de conception de l'armature est évitée. Le dispositif de verrouillage permet d'une part d'assurer le réglage de l'armature sur la longueur, d'assembler les barres d'appui entre elles ce qui rend plus aisé le coulissage et d'autre part de limiter le réglage en position maximum ou minimum du système d'appui dans les limites admises par les règles de conception habituelles du béton armé. Grâce à l'agencement particulier de la longueur des filants, de la fixation facilement amovible des cadres d'extrémité de la cage d'armature et de la distance entre les deux éléments translatables, la jonction notamment, entre le ferraillage de la poutre et le ferraillage des poteaux est particulièrement facilité. En résumé, l'agencement d'armatures conforme à l'invention apporte pour l'entreprise une solution technique intéressante principalement sur le plan de la mise en oeuvre qui est simplifiée, en particulier au niveau de la liaison poutre ou équivalent et poteau et par le fait qu'une seule armature peut convenir pour plusieurs cas de poutres ou équivalent de portée différente ou autres éléments de longueur différente. On obtient donc un très bon compromis entre les exigences de simplification de la mise en oeuvre sur chantier, de conformité aux règles de conception du béton armé et de rationalisation de la fabrication en usine. En particulier, la constitution de l'agencement selon l'invention permet une fabrication automatique de la cage d'armature puisque celle-ci ne comporte que des barres de ferraillage droites. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution - la figure 1 est une vue schématique de l'agencement d'armatures conforme à l'invention et destiné à former l'armature d'une poutre entre deux poteaux ; - les figures 2 et 3 sont des vues partielles (d'extrémité) longitudinale et en coupe A-A d'un agencement d'armatures conforme à l'invention - les figures 4 et 5 sont des vues partielles (d'extrémité) longitudinale et en coupe B-B d'une variante de réalisation de l'agencement d'armatures conforme à l'invention ; - les figures 6, 7 et 8 représentent trois positions de réglage de l'armature conforme à l'invention ; - la figure 9 est une vue du ferraillage à la jonction poutre et poteau, le béton étant coulé ;; - la figure 10 est une vue de dessus selon la coupe B-B d'un tel ferraillage. - les figures 11 à 15 sont des vues schématiques représentant des variantes de réalisation de l'agencement de réglage et de verrouillage. Comme on peut le voir sur la figure 1 l'agencement d'armatures 1 comporte une cage d'armature 2 constituée de façon traditionnelle d'une paire de filants supérieurs 4, d'une paire de filants inférieurs 5 et d'une série de cadres 3 répartis pour répondre aux sollicitations en flexion de la poutre. Cet agencement 1 est de longueur réglable grâce à deux séries de paires d'éléments d'armature d'extrémité translatables 6 et 6' disposées de chaque côté de la cage d'armature 2. Cet agencement d'armature est destiné à venir en appui sur des éléments supports, de préférence des poteaux P, P' selon la portée définie par la distance entre ces deux éléments P, P'. Conformément à l'invention, la cage d'armature 2 comporte les deux caractéristiques suivantes - la paire de filants supérieurs 4 est de longueur supérieure à la paire de filants inférieurs 5, - chaque extrémité de la cage d'armature 2 comporte un cadre 3E simplement fixé sur les filants supérieurs et disposé au-delà de l'extrémité des filants inférieurs 5. Les armatures translatables d'extrémité 6 et 6' sont reliées à la cage d'armature 2 d'une façon qui sera explicitée plus loin. La longueur débordante des filants supérieurs 4 et la relative amovibilité des cadres d'extrémité 3E permet d'augmenter la possibilité d'adaptation de l'agencement d'armature de longueur réglable. En effet, de par la constitution d'une telle cage travaillant en flexion, les filants supérieurs 4 sont des fers de diamètre relativement réduit faciles à cisailler et il est donc possible de compléter le réglage en longueur par le cisaillage de ces fers débordants. Par ailleurs, les cadres d'extrémité 3E étant fixés par simple soudure ou selon un autre mode de fixation facilitant le démontage des filants supérieurs 4, il est aisé d'éventuellement les supprimer afin d'augmenter encore plus l'adaptabilité en longueur de l'agencement d'armature conforme à l'invention. Le système d'armatures translatables 6 et 6' est explicité sur les figures 2 et 3. Selon l'exemple représenté, ces éléments d'armature sont constitués d'armatures en forme de crosse 6, la forme recourbée étant destinée à l'ancrage dans le béton. Leur longueur droite est disposée parallèlement aux filants inférieurs 5 comme il est particulièrement visible sur la figure 3. Ces deux armatures 6 sont reliées selon l'exemple représenté par deux fers transversaux 8 qui d'une part assurent la stabilité de leur ensemble et d'autre part constituent l'agencement de réglage de leur position. En effet, ces deux fers transversaux 8 sont destinés à coopérer avec un autre fer transversal 7 fixé quant à lui à la paire de filants inférieurs 5 et destiné à former le dispositif de verrouillage des ensembles mobiles. Comme il peut être compris grâce aux figures, la barre transversale 7 maintient le système d'armatures mobile en place le long des filants 5 et par ailleurs sert de butée maxi et mini à la translation des armatures 6, comme on le verra plus précisément sur les figures 5 à 7. Selon l'agencement précédemment décrit, les barres transversales 7 et 8 sont des fers droits de gros diamètre comparable à celui des filants inférieurs 5. La figure 4 représente une variante de réalisation du système de verrouillage et de réglage. Selon cette variante, le fer transversal 7 de verrouillage fixé sur les filants 5 est constitué d'un fer de petit diamètre dont la partie centrale comporte un élément en saillie, dirigé vers le bas une fois disposé sur les filants. Cet élément en saillie peut être obtenu par un pliage du fer, selon une forme en V, en U ou autre forme ou par fixation d'une partie métallique sur le fer droit. Cet agencement du fer de verrouillage est particulièrement adapté lorsque l'écart entre les diamètres des filants inférieurs 5 et des armatures mobiles 6 est important.En effet, pour permettre la butée conforme à la représentation de la figure 3, si cette différence de diamètre est importante, il va de soi qu'un simple fer transversal ne peut réalisé la butée souhaitée, puisqu'il est alors nécessaire de réaliser celle-ci en dessous du plan horizontal comportant des génératrices hautes des filants 5. Cet agencement est représenté en vue transversale par la figure 5. De plus selon un tel agencement, la barre de réglage 8 peut être disposée à une distance supérieure par rapport à l'extrémité en crosse des armatures mobiles 6 ce qui permet une plus grande flexibilité transversale des crosses et facilite ainsi la mise en place de leurs parties dépassantes au travers des armatures de poteau. Une barre transversale supplémentaire 8', n'ayant pas de fonction de réglage ou de verrouillage, relie les armatures 6 à leur extrémité afin de les maintenir en position. Les figures 6, 7 et 8 représentent trois positions de réglage de l'agencement d'armatures conforme à l'invention. Ces représentations ne concernent pour plus de simplicité, qu'une des extrémités de la cage d'armature. La figure 6 représente le positionnement de l'agencement d'armatures selon une portée maximum et une longueur maximum. Dans ce cas, le système d'armatures mobiles 6 est donc tiré au maximum jusqu'à ce que la barre de réglage la plus intérieure 8 vienne buter contre la barre de verrouillage 7. Dans ce cas, le cadre d'extrémité 3E joue le rôle de ferraillage d'un cadre classique. La jonction et l'appui du ferraillage sur le poteau est réalisé de façon classique par l'extrémité en crosse du système d'armatures 6 et par le prolongement des filants supérieurs 4. La figure 7 représente un positionnement selon une portée courante et une longueur variable. Dans ce cas le système d'armatures mobile 6 est plus ou moins tiré vers l'extérieur, selon la longueur nécessaire. Le cadre d'extrémité 3E restant dans une mesure raisonnable au bord du poteau, ctest-à-dire ne gênant pas au ferraillage de celui-ci, il est également laissé en place et joue le rôle classique d'un cadre de ferraillage. Eventuellement, selon le dispositif de ferraillage prévu sur appui, le cadre d'extrémité peut être supprimé. La figure 7 représente la position en portée minimum et longueur minimum. Dans ce cas, les armatures mobiles 6 sont donc rentrées au maximum dans la cage d'armature jusqu'à ce que la barre de réglage 8 la plus extérieure vienne buter contre la barre de verrouillage 7, il est possible alors de supprimer le cadre d'extrémité 3E et de raccourcir les filants supérieurs 4 comme il est représenté sur la figure en trait pointillé, pour adapter l'armature à la longueur du coffrage et faciliter la liaison avec le poteau. Comme on peut donc le comprendre à la vue des figures 6, 7 et 8 la combinaison des armatures translatables, des filants inférieurs raccourcis et du cadre d'extrémité facilement amovible permet au maximum l'adaptation de l'agencement d'armatures conforme à l'invention à la portée determinée. En plus de ces trois caractéristiques, comme il est visible maintenant sur la figure 10, il est important de remarquer que la distance entre les deux armatures translatables 6 est inferieure à la distance entre les filants inférieurs 5. Ainsi, ces armatures mobiles 6 s'encastrent sans problème dans l'armature classique 1' du poteau. La figure 9 représente le poteau et la poutre coulée dans le cas d'une position semblable à celle de la figure 5. On obtient donc un ferraillage complet d'une poutre en portée s'intégrant parfaitement au ferraillage de poteau correspondant 1'. Il est à remarquer que la disposition filants supérieurs longs et filants inférieurs courts est particulièrement judicieuse puisque les filants inférieurs 5 sont des fers porteurs de diamètre important contrairement aux filants supérieurs 4 et que contrairement au dispositif antérieur, grâce à l'invention il n'est pas nécessaire de cisailler ces filants inférieurs, opération problématique à cause de leur section. Pour le stockage et la manipulation des armatures conformes à l'invention on peut prévoir une ligature simple immobilisant les élements mobiles 6 sur les filants 5 ou sur les filants 4. L'armature décrite comporte des cadres rectangulaires, mais il est bien évident qu'elle peut être d'une section quelconque ; l'agencement peut être adapté à tous les profils habituels d'armatures, triangulaire, trapézoïdal, etc.... De même ce dispositif de réglage en longueur d'armatures peut s'adapter aux armatures destinées aux dalles, poteaux, linteaux, chaînages, chevêtres, etc... Par ailleurs, les éléments d'armatures mobiles 6 peuvent être de formes diverses. Dans le cas de dalles de béton armé, ils peuvent être constitués de simples fers droits reliés par des fers transversaux qui permettent la réalisation réglable des appuis ou équivalent en bordure de la dalle. Selon l'exemple décrit, il s'agit de deux fers d'armatures recourbés à leur extrémité en forme de crosse, mais cet ensemble de paire d'armatures peut être d'autre forme, à savoir formé d'un seul fer recourbé en U longitudinalement, les branches du U se dirigeant vers l'intérieur de la cage d'armature ou vers l'extérieur de la cage d'armature ; ces armatures peuvent être droites, en deux parties ou en une seule partie repliée en U ou même selon un rectangle fermé éventuellement la barre transversale de réglage 8 la plus intérieure peut être remplacée par une extrémité recourbée vers le haut en forme de crochet de la barre d'armature. Dans ce dernier cas, on peut concevoir un dispositif de réglage différent constitué d'une barre soudée sur un cadre de la cage d'armature et sur lequel vient buter en position de tirage maximum le crochet de l'armature mobile 6. Cette armature alors peut être maintenue en place par n'importe quel dispositif, par exemple, par un étrier ou bague de maintien. De même, le dispositif de verrouillage et de reglage peut être réalisé de diverses façons, par exemple par un système de bagues soudées 9 sur les armatures translatables 6 et pouvant coulisser sur les filants 5 de la cage d'armature venant ainsi buter sur deux cadres 3 de celle-ci. (figure 11) L'agencement conforme à l'invention peut également être adapté à des armatures mobiles supérieures 60 disposées le long des filants supérieurs 4 de la cage d'armature et fixées de la même façon par des étriers ou bagues de maintien 9. Dans ce cas, une fois les armatures mobiles 60 mises en place, les extrémités d'un des cadres 3 peuvent être recourbées vers le bas 3' afin de bloquer l'armature 60 en position. (figures 12 et 13). Un autre mode de réalisation du dispositif de verrouillage est constitué d'un fer en forme de U 10 fixé par l'extrémité de ses branches à une série de filants opposés aux éléments translatables 6 et de hauteur légèrement supérieure à celle de la cage d'armature. Ce dispositif est disposé de telle façon à l'intérieur de la cage d'armature qu'il bloque en position de longueur maximum l'armature mobile 6 par sa barre de réglage la plus intérieure. (figures 14 et 15). Le système d'armatures mobiles 6 qui a été précédemment décrit spécialement adapté au ferraillage d'une poutre peut également être constitué de plusieurs nappes de barres à savoir, être constitué d'une cage d'armature tridimensionnelle. En particulier, il sera constitué de deux fers d'armature en U longitudinaux reliés par un certain nombre de barres transversales. Ce mode de réalisation sera en particulier destiné à la réalisation de ferraillage à longueur réglable pour poteaux. REVENDICATIONS 1) Agencement d'armatures de longueur réglable pour éléments en béton armé, destiné en particulier au ferraillage de poutres ou dalles de béton armé, et comportant une cage d'armature (2) constituée de cadres (3), d'une série de filants supérieurs (4), d'une série de filants inferieurs (5) et de deux paires d'éléments d'extrémités translatables (6) formant en particulier le ferraillage de jonction entre poutre ou dalle et poteau ou équivalent, agencement caractérise en ce que - la cage d'armature (2) comporte une série de filants de longueur plus petite que celle de l'autre série de filants - les cadres d'extrémités (3E) de la cage d'armature (2) peuvent être facilement détachés des filants, sont fixés sur les filants longs et sont disposés au-délà des filants courts - chaque paire d'éléments d'extrémité translatables (6) est telle que la distance transversale entre ses deux éléments parallèles à une série de filants est inférieure à la largeur de la cage d'armature ; - il est prévu un agencement de verrouillage et de réglage des éléments translatables (6). 2) Agencement d'armatures selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paire d'éléments translatables (6) est constituée d'une paire de barres d'armature parallèles et reliées l'une à l'autre par au moins une barre transversale (8). 3) Agencement d'armatures selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments translatables (6) sont disposes le long des filants inferieurs (5) et prolongent ceux-ci, les filants inférieurs (5) étant les filants les plus courts. 4) Agencement d'armatures selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'agencement de verrouillage comporte une barre transversale (7) reliant les filants inférieurs (5) de la cage d'armature (2). 5) Agencement d'armatures selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agencement de réglage comporte au moins une barre transversale (8) sur les éléments translatables (6) constituant au moins une butée de reglage en cooperant avec la barre de verrouillage (7). 6) Agencement d'armatures selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cadres d'extrémité (3E) sont fixés par soudure sur une série de filants. 7) Agencement d'armatures selon la revendication 4, caractérisé en ce que la barre de verrouillage (7) est constituée d'un fer de gros diamètre droit. 8) Agencement d'armatures selon la revendication 4, caractérisé en ce que la barre de verrouillage (7) est constituée d'un fer de petit diamètre dont la partie centrale présente une partie saillante vers le bas. 9) Agencement d'armatures selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque paire d'éléments translatables (6) est formée de deux barres en forme de crosse. 10) Agencement d'armatures selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux barres font partie d'un fer unique plié selon un U longitudinalement. 11) Agencement d'armatures selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est constitué par deux bagues soudées (9) sur les barres des éléments translatables (6) et coulissant sur une série de filants. 12) Agencement d'armatures selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est constitué d'au moins un fer (10) en forme de U fixé par l'extrémité de ses branches à une série de filants opposée aux éléments translatables, de hauteur légèrement supérieure à celle de la cage d'armature et disposé à l'intérieur de la cage d'armature (2).