Brevet FR2692615A1 — publié le 19931224

La présente invention concerne des armatures pour éléments préfabriqués en usine et destinés à la construction de bâtiments. Elle concerne également les éléments préfabriqués comprenant ces armatures, et les bâtiments ou maisons obtenus par construction de ces éléments. Plus particulierement le problème à résoudre a consisté à concevoir un jeu de panneaux préfabriqués pour realiser, avec un minimum de modèles de panneaux, des constructions résistant à des séismes de force 9. De plus la manutention et l'assemblage des panneaux doivent être facilement réalisables sur chantier et les panneaux doivent présenter une bonne rigidité. Pour résoudre ce problème on a été amené à concevoir des armatures spéciales remplissant plusieurs fonctions d'accrochage, ancrage, et rigidité. Chaque panneau préfabriqué comporte deux de ces armatures spéciales, disposées parallélement l'une par rapport à l'autre et sur deux bordures opposées du panneau. Plus particulièrement une armature spéciale est formée de - Au moins quatre fils parallèles selon la direction de l'armature et d'un ensemble de cadres perpendiculaires à la direction de l'armature et soudés sur les fils parallèles. - Au moins une boucle d'accrochage prévue a l'unie des extrémités des fils parallèles et formée par pliage de ces fils dans le plan qu'ils déterminent. - Une pluralité de boucles d'ancrage rapportées et soudées à intervalles prédéterminés sur la longueur de l'armature de façon à former des boucles dans des plans perpenticulaires aux plans des boucles d'accrochage précités. Lesdites boucles d'ancrage pouvant présenter une forme sensiblement trapêzoîdale en étrier ou une forme rectangulaire en saillie par rapport à la paroi latérale d'assemblage de l'armature. D'une manière générale, l'assemblage des éléments est réalisé par des barres traversant les boucles d'ancrage ou d'accrochage, barres disposées selon la direction du chainage. On peut prévoir en outre des boucles de levage pour faciliter la manutention des éléments, de préférence à l'intérieur des boucles d'accrochage placées en extrémité d'armatures. Chaque élément conforme à l'invention peut présenter, en plus des deux armatures spéciales d'extrémités, des armatures intermëdiaires sans boucles d'ancrage pour une meilleure rigidité de l'élément. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence aux figures annexées suivantes - La figure 1 montre une armature selon l'invention placée à l'extrémité d'un mur extérieur en vue d'un ancrage par chainage vertical avec le mur voisin. - La figure 2 montre une armature selon l'invention placée à l'extrëmite d'un mur extérieur d'angle, en vue d'un ancrage par chainage vertical avec le mur perpenti cul aire. - La figure 3 montre une armature de plancher et l'ancrage du plancher sur le mur porteur. - la figure 4 est un croquis en vue de face d'un mur selon l'invention et comportant des ouvertures. - La figure 5 est une vue de détail d'un mur de refends. - La figure 6 est un croquis d'une armature d'extrémité pour élément de mur de refends. - La figure 7 montre la disposition d'une armature d'extrémité et d'une armature intermédiaire dans un élément de plancher. - La figure 8 montre les armatures d'extrémités de deux panneaux de plancher consécutifs. - Les figures 9 à 12 sont des croquis de différents exemples de réalisation d'armatures pour murs extérieurs. - Les figures 13 à 16 sont des croquis des différents exemples d'armatures pour murs de refends. - Les figures 17 a 20 sont des croquis d'exemples d'armatures pour planchers. - La figure 21 montre le système d'ancrage pour chainage vertical entre panneaux verticaux. - La figure 22 est une coupe horizontale de murs extérieurs réalisés avec des panneaux et armatures selon l'invention. - La figure 23 est un croquis montrant le positionnement relatif de deux panneaux verticaux voisins. - La figure 24 est une coupe horizontale de la liaison entre quatre murs de refends. - La figure 25 est une coupe verticale montrant des liaisons entre planchers et murs. - La figure 26 est une coupe horizontale montrant une liaison entre un mur de refends et deux murs extérieurs. Les armatures selon l'invention presentent diverses variantes d'exécution selon le type d'élément préfabriqué auquel elles sont destinées : mur extérieur, mur de refends, plancher, et selon le type d'assemblage. Pour les murs extérieurs borgnes on se reportera aux figures 1 et 2. Un mur extérieur (1) est forme sur sa plus grande partie et de façon connue d'une paroi exterieure (2) arme d'une nappe de treillis metalliques (3), d'une couche épaisse (4) d'isolant, par exemple en polystyrene, d'une paroi intérieure (11) egalement armée d'une nappe de treillis métallique (3). Conformément à l'invention, chaque extrémité verticale du mur est formee : - D'une paroi extérieure (2) prolongeant celle de la partie centrale et débordant du mur d'une bande (5a) sur un des côtés du mur et d'une bande (5b) sur le dessus du mur. Les largeurs de ces bandes correspondent aux largeurs des chaînages qui seront effectués horizontalement et verticalement pour raccorder deux éléments successifs. La bande (5a) peut être plane pour un raccord plan ou en angle pour un raccord d'angle de murs extérieurs. - D'une couche d'isolant mince (6) généralement du même matériau que la couche (4). - D'une armature (7) selon l'invention coulée dans le béton de façon à ce que des boucles d'accrochage (8), des boucles d'ancrage (10) depassent des côtés de la plaque de béton. Ces boucles seront décrites en détail ultérieurement. - D'une paroi intérieure prolongeant la paroi intérieure (11) de la partie centrale. De plus, selon la longueur de l'élément préfabriqué, on prévoit de disposer dans 'é7 ément, à espacement régulier, et parallèlement aux armatures d'extrémité, des armatures intermédiaires appelées nervures (12) dans la suite du texte. Ces nervures sont, comme les armatures (7), noyées dans le béton et l'isolant présente à cet emplacement une épaisseur moindre. Les nervures comportent également des boucles de levage et d'accrochage decrites plus loin. La fabrication de l'élément de mur se déroule comme suit dans un moule métallique huilé - Le treillis (3) est mis en place en fond du moule sur des taquets. - Les armatures d'extrémité (7) ainsi que, si nécessaire, les nervures (12), sont mises en place et attachées au treillis (3). -Le béton est coulé, nivelé et vibré à la regle vibrante pour former la paroi interieure (11). - Le polystyrène est mis en place et enfoncé à la regle vibrante pour polystyrène. - Les nervures sont soigneusement remplies de béton vibre et nivelé à l'arase supérieure du polystyrène. - Le treillis de la paroi extérieure est fixe sur les armatures et nervures. - La paroi exterieure est coulée en beton qui est vibré et régle à la régle vibrante. - La paroi extérieure subit une finition appropriée. Dans le cas de murs exterieurs avec ouvertures, on ajoute des cadres métalliques (13) sur les fonds des moules et le cal pi nage des panneaux est tel que les ouvertures soient toujours implantées entre les nervures ou armatures. Le linteau de l'ouverture fait toujours partie integrante de l'élément préfabriqué. Quatre broches (15) disposees en angles de ce cadre permettent sa fixation sur une table. Un système de vérins permet le décoffrage progressif du cadre. Le coulage de cet élément est identique à celui d'un mur borgne. Les murs de refends (voir figures 5 et 6) sont constitués et fabriqués comme les murs borgnes ou les murs avec ouvertures avec principalement aux deux extrémites verticales du panneau deux armatures (17) avec boucles d'accrochage doubles (16) en saillie et, eventuellement des nervures intermédiaires (12) parallèles aux nervures d'extrémités. On prévoit également en extrémité des boucles de levage. Les planchers sont des elements préfabriqués et obtenus par moulage comme les murs, ils sont constitués d'une paroi supérieure et d'une paroi inférieure horizontales reliées par des nervures (12) ou, en extrémité, par des armatures de plancher (18) (voir figures 7 et 8). Les armatures et nervures sont disposées parallèlement entre elles selon la direction de la portée du panneau. Les panneaux de plancher comportent également une isolation et des boucles de levage pour la manipul-ation et la pose. Les boucles d'ancrage (19) prévues sur les armatures sont placées de telle sorte que la distance entre la premiere extrémité (20) de l'armature et la première boucle est superieure à la distance entre la deuxième extrémité (21) et la derniere boucle. Cette disposition est prévue pour que les boucles des deux panneaux de plancher successifs se placent en quinconce (voir figure 8). On décrit à présent plus précisément les armatures et les nervures. Les nervures de murs (figures 10 et 12) sont formées de deux fils d'acier verticaux (22) (23) maintenus paralleles par des cadres horizontaux (24) sondés sur lesdits fils. En partie haute, un des fils se prolonge verticalement et l'autre est replié pour former une boucle d'accrochage (8) qui sera utilisée lors de la liaison avec le panneau supérieur (voir plus loin dans le texte). Les armatures (7) comportent quatre fils acier (26 à 31) formant une sorte de poutre et maintenus entre eux par des cadres rectangulaires horizontaux (25) (voir figures 9 et 11, 1 et 2). En partie haute des armatures, les deux fils extérieurs (26)(27) se prolongent verticalement, les deux fils interieurs (30,31) sont repliés en boucles d'accrochage (8) et les fils intermédiaires (28,29) s'arrêtent au niveau du dernier cadre. En outre (voir figure 1 et 2), on prévoit latéralement et sur un seul des côtés de l'armature, des boucles d'ancrage en forme d'étriers (26), au moins trois, et régulièrement espacés. On prevoit encore sur certaines armatures ou nervures, des boucles de levage (9) pour la manutention et la pose à l'aide d'engins de levage. Ces boucles de levage (9) sont soudées dans les boucles d'accrochage (8) (voir figures 11,12, 15,16). Les nervures des murs de refends (voir figures 14 et 16) se distinguent des nervures de mur par les formes de leurs boucles d'accrochage (8) et de levage (9). Les armatures de refends (17) (voir figures 13, 15 et 6) sont formées de quatre fils verticaux (31 à 34) formant poutre, maintenus par des cadres métalliques horizontaux rectangulaires soudés et analogues aux cadres (25) des armatures de murs (7). Les boucles d'accrochage (8) en haut des armatures sont formées par continuite et pliage de deux des fils (32 à 35). Eventuellement on prévoit d'y souder une ou deux boucles de levage (9) (voir figure 15). Les doubles boucles d'ancrage (16) (voir figure 6), au moins trois, sont soudées sur les fils (31 à 34) et presentent la particularité d'être conformes en fer à cheval avec deux faces planes parallèles verticales (36,37) en regard l'une de l'autre et en saillie sur une face de l'armature en prevision d'une liaison de l'élément de refends avec un mur extérieur ou d'autres éléments de refends comme expliqué plus loin. Les nervures de planchers (en figure 7, 18 et 20) sont semblables aux autres nervures, mais comportent des boucles d'accrochage (8) aux deux extrémités, boucles formées par pliage puis soudure (38) de l'un des fils sur l'autre. Les armatures de planchers (18) (voir figures 17, 19 et 7) sont formées de quatre fils (39 à 42) formant poutre, de boucles d'accrochage (8) aux deux extrémités formées comme celles des extrémités des nervures de plancher, et des boucles d'ancrage (19) parralèles aux cadres rectangulaires, boucles et cadres étant soudés sur les fils (39 à 42). On décrit à present le procede d'assemblage des éléments entre eux à l'aide des exemples des figures 21 à 26. Les figures 21 à 24 et 26 montrent le principe d'un assemblage par chainage vertical de deux éléments verticaux. Les boucles d'ancrage (10) de deux éléments successifs sont décalés en hauteur (voir figure 23). L'ancrage des deux éléments est réalisé par des barres verticales telles que des barres (43) venant de la fondation, des barres de chai nage (44), lesdites barres traversant la série de boucles d'ancrage (10) appartenant en alternance à l'un ou l'autre des éléments. De préférence, on prévoit deux séries de barres (44) par chainage (voir figure 22). On remarquera que les boucles d'ancrage des murs (lOa, lOb) sont formees par un fil acier plié , soudé, entourant quatre des fils de l'armature (7) qui les porte : les fils intérieurs (30, 31) et les fils intermédiaires (28, 29). Lesdites boucles (lOa, lOb) affectent soit une forme trapézoTdale en étrier pour une liaison joint-joint (45) soit une forme rectangulaire pour une liaison d'angle (46). Dans le cas d'une liaison joint-joint avec un mur de refends (figure 26), les étriers (lOa) des deux boucles d'un meme niveau mais appartenant à deux éléments différents, pénètrent dans les faces planes (36,37) des doubles boucles (16) en forme de fer à cheval de l'armature de refends (17). L'introduction des barres (44) verouille la liaison de toutes les boucles entre-elles. Dans le cas d'un chainage vertical reliant quatre murs de refends, on solidarise les quatre boucles doubles d'un même niveau par un croisillon métallique (47) fixé par soudure. Les angles sont ensuite formés par coffrage sur place et coulage du chainage. D'autre part, les éléments de planchers se posent à l'aide d'une grue directement sur la paroi intérieure (11) des éléments verticaux (voir figure 25). les diverses boucles d'accrochage en attente des éléments verticaux et des éléments de plancher, sont liés et verrouillés par quatre barres acier (48). Les fils en attente (22, 26 et 27) des nervures et des armatures sont moulés dans les bordures (56) de la paroi extérieur du mur. Cette bordure (56) forme, avec le bord du plancher, le coffrage du chai nage horizontal. L'arase supérieure de la bordure (56) se trouve au niveau "sous face plancher". Dans le cas d'une liaison avec la charpente, des fils verticaux (49) laissés en attente dans les chai nage verticaux, permettent l'ancrage des pignons (50) sur les éléments porteurs. D'une façon générale, l'ancrage ou l'accrochage des éléments entre eux est réalisé - Soit par des barres, le plus souvent deux ou quatre, introduites dans les boucles perpendiculairement au plan de ces boucles, - Soit par croisement de boucles en étriers et de doubles boucles perpendiculaires aux étriers, croisements verrouillés par des barres perpendiculaires au plan des étriers. - Soit par des éléments rapportés soudés sur des doubles boucles, par exemple des croisillons. D'une façon générale également, l'ensemble des joints verticaux et horizontaux est etanché par joints élastomères habituels répondants aux normes en vigueur. Les éléments préfabriqués décrits ci-dessus ne sont pas limitatifs. Ils présentent tous la particularité de comporter deux armatures parallèles, une à chaque extrémité et éventuellement une ou plusieurs nervures intermédiaires, armatures et nervures étant ligaturées sur le treillis incorporé à l'élément. Chaque armature remplit - Une fonction d'accrochage pour chai nage horizontal au moyen d'une ou deux boucles prévues à l'une ou aux deux extrémités. - Une fonction d'ancrage pour chainage vertical au moyen d'une pluralité de boucles réparties sur leur longueur et en saillie sur une même face latérale. - Une fonction de rigidification de l'élément. Chaque nervure remplit pour sa part - Une fonction d'accrochage pour chainage vertical au moyen d'une ou deux boucles prévues aux extrémités. - Une fonction de rigidification de l'élément. Les boucles de levage et de manutention (9) sont d'une manière générale prévues à l'intérieur des boucles d'accrochage de façon à ne pas gêner l'assemblage. Les divers éléments décrits permettent de constuire des maisons individuelles parasysmiques à l'échelle 9 avec des éléments préfabriqués en usine et assemblés sur le chantier. REVENDICATIONS 1. Armature pour panneaux préfabriqués en béton arme de treillis métalliques caractérisée en ce que - Elle est compose de quatre fils au moins, parallèles selon la direction de l'armature, et d'un ensemble de cadres, perpendiculaires à la direction de l'armature, soudes sur les fils métalliques, et l'ensemble fils-cadres ayant une forme de poutre. - Elle comporte au moins une boucle d'accrochage (8) prévue à l'une des extrémités des fils parallèles et formée par pliage de l'un au moins de ces fils dans le plan qu'ils déterminent. - Elle comporte en outre une pluralité de boucles d'ancrage (10) rapportes et soudes à intervalles prédéterminés sur la longueur de l'armature de façon à former des boucles dans des plans perpendiculaires aux plans des boucles d'accrochage précitées, boucles disposes en saillie le long d'une même paroi latérale de l'armature. 2. Armature selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle comporte une boucle d'accrochage à chaque extrémité. 3. Armature selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisée en ce que les boucles d'ancrage presentent une forme trapézoidale (lOa) en étrier, en saillie par rapport à la paroi latérale d'assemblage de l'armature. 4. Armature selon d'une des revendications 1 à 2 caractérisée en ce que les boucles d'ancrage présentent une forme rectangulaire (19) en saillie par rapport à la paroi latérale de l'armature. 5. Armature selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisée en ce que les boucles d'ancrage présentent une forme en fer à cheval (16) à deux faces parallèles (36,37). 6. Armature selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une boucle de levage soudee à l'intérieur d'une boucle d'accrochage. 7. Panneau préfabriqué en béton armé d'au moins une nappe de treilli métallique comportant des armatures selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux armatures disposées parallélement le long de deux extrémités opposees du panneau, de façon à laisser en saillie par rapport au béton l'ensemble des boucles. 8. Panneau préfabriqué selon la revendication précédente caractérisé en ce qu il comporte en outre des armatures intermédiaires à deux fils sur lesquels sont soudées des cadres perpendiculaires aux fils, lesdites armatures comportant au moins une boucle d'accrochage à une de ses extrémités. 9. Construction anti sysmi que de type maison, hangar, bâtiment ou analogue, comportant des panneaux selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les panneaux à armatures sont assemblés entre eux, par des tiges d'acier traversant les boucles de deux éléments voisins puis par chai nage vertical ou horizontal selon la direction des tiges d'acier.