Brevet FR2716221A1 — publié le 19950818

La présente invention concerne les constructions en béton armé ou métalliques, en particulier dans le domaine du " Bâtiment et des Travaux Publics ". Elle consiste en un dispositif de joint entre éléments de structures: ce dispositif de joint assure plusieurs fonctions. On construit des ouvrages de grande longueur dans lesquels les règles de bonne construction et les réglements imposent de créer des discontinuités libérant les contraintes provoquées par les variations dimensionnelles ( dQes aux variations de température; au retrait ) ou par les mouvements du sol d'assise des fondations ( tassements ) ou autres. L'appellation traditionnelle de ces discontinuités, soit joints de dilatation", sera utilisée dans la suite, même si elle peut étre imparfaite. Habituellement donc, les ouvrages d'une certaine longueur sont découpés en tronçons limités par des "joints de dilatation". Chaque tronçon devient indépendant de ses voisins. Ce tronçonnage rompt le monolithisme de l'ouvrage. Le concepteur de la structure est contraint incorporer dans chaque tronçon tous les éléments nécessaires à la stabilité vis-a-vis des actions extérieures auxquelles le tronçon est soumis: Actions type 1 : celles qui entraînent les contraintes verticales invariables, dAes aux poids propres et aux charges permanentes, variables, dAes aux surcharges d'exploitation. Ces contraintes sont établies pratiquement une fois pour toutes. Actions type 2 : celles qui entraînent les contraintes dAes aux variations dimensionnelles: variations de température ( dilatation ou contraction), retrait , ou autres. Ces contraintes s'établissent échelonnées dans le temps et par nature même ne varient que lentement. Actions type 3 : celles qui entraînent les contraintes essentiellement variables, éventuelles mais supplémentaires a celles des types 1 et 2, brèves par nature, dûes - aux équipements mobiles de l'ouvrage - au vent - aux séismes - aux chocs. Ces contraintes peuvent être très importantes, par exemple dans les constructions de grande hauteur ou pour les constructions édifiées en zones a fort risque de séisme. Traditionnellement, les éléments structurels utilisés pour équilibrer ces actions du type 3 sont, pour les bâtiments industriels ou d'habi tation, les murs pignons, les murs en bordure des joints de dilatation, les murs des circulations verticales ( escaliers, ascenseurs, gaines,... ). Le tronçonnage des ouvrages multiplie le nombre des éléments devant résister aux actions de type 3, ce qui peut rendre l'exploitation difficile. L'objet de la présente invention est de rétablir le monolithisme de l'ouvrage vis-a-vis des actions de type 3, malgré la présence des joints de dilatation indispensables, grace a la conception des abouts des tronçons de construction en rive du joint et au garnissage des vides résiduels par un matériau plastique dont la composition est variable selon la grandeur de l'effet désiré. Le tracé du joint de dilatation selon l'invention étant adapté aux directions, sens et positions des réactions a mobiliser, l'invention se caractérise par l'interposition d'un matériau plastique tout au long du joint et de ses équipements ponctuels. Le matériau plastique conforme a l'invention est capable de réaction forte sous l'effet d'actions brèves t vent, séismes) et de réaction quasi nulle sous l'effet d'actions lentes ( dilatation, retrait,...). Sa mise en place, après application d'un produit d'accrochage appelé primaire, entre les faces en vis-avis, assure la pérennité du contact avec les rives du joint. Les exemples d'application imagés dans les dessins annéxés montrent les dispositions possibles qui résultent de l'invention et les multiples cas où son emploi sera utile. Le matériau plastique le plus courant répondant aux caractéristiques exigées est un mélange bitumeux a base de charges minérales telles que le sable, des pulvérulents divers ( ardoise, calcaire, talc,...) ou tout autre matériau plastique ayant les propriétés citées au premier alinéa da la page 3. La figure 1 montre en coupe verticale selon A A de la figure 2 la coupe courante d'un joint conforme a l'invention. La partie Il de la construction, située d'un côté du joint, transmet a la partie 12, situee de l'autre côté du joint, l'effort F du vent ou du séisme, effort bref, grâce à la réaction du matériau plastique 13 : celui-ci est posé, coulé dans l'espace du joint après l'application du primaire 14 sur chaque face. Le primaire 14 sert a améliorer l'adhérence du matériau plastique sur les rives du joint et évite la désolidarisation en cas de rétraction, donc en cas d'ouverture du joint. rî est à noter que le matériau plastique de remplissage est contenu dans un ensemble formant bac de rétention constitué des pièces 17 , cornière inox ou aluminium,"relevée" en rives d'ouvrage par l'apport d'une plaque verticale 17A destinée a fermer latéralement l'espace du joint et a éviter le clouage du produit plastique vers l'extérieur. Les cornières 17 et plaques 17A sont fixées localement par chevilles et par un collage 16 sur toute leur face de contact avec la partie 12. Une feuille de faible épaisseur constituée d'un matériau à faible coefficient d'adhérence , type "TEFLON" ou autre, interposé entre la face supérieure horizontale de la cornière 17 et la face inférieure de la pièce 11 et entre la face latérale de ladite pièce 11 en vis-a-vis de la plaque verticale 17A et cette dite plaque 17A, permettra d'éviter des adhérences intempestives lors des déplacements relatifs des pièces 11 et 12 l'une par rapport a l'autre sous l'effet des efforts lents. Le cas décrit fonctionne de méme sous l'action de l'effort bref H, dans l'autre sens. Des boudins 19 en matériau isolant thermique assurent la fonction coupe-feu si c'est nécessaire et sont disposés en dessous ( pour former fond de joint ) et au dessus ( rôle coupe-feu ), du matériau plastique. On comprendra que cette disposition ne permet d'absorber que des efforts du type F ou H tendant a comprimer le matériau plastique 13. La figure 2 est une vue en plan d'une disposition conforme a l'invention permettant a la partie 11 de s'appuyer sur la partie 12 grâce a une excroissance ( ou plusieurs selon les besoins des charges à transmettre ) repérée 20. On voit également sur la figure 2, que la disposition des excroissances 20 et le remplissage des espaces 21 , disposés perpendiculairement au plan général du joint,avec le matériau plastique conforme a l'invention, permettent de recevoir et transmettre à la partie 12 les efforts horizontaux amenés par 11 grâce a la réaction du matériau plastique 13. Les efforts brefs ( vant, séismes ) dans les sens H1 ou H2, comme d'ailleurs r OU H de la figure 1, peuvent donc être intégralement transmis. La figure 3 est une coupe verticale selon B B de la figure 2, dans une excroissance 20 de la partie 11 s'appuyant sur la partie 12. En comparant a la figure 1, il se comprend que les pièces 15 à 18 passent sous l'excroissance 20 pour contenir le matériau 13, et que le remplissage 13 avec les boudins 19 font le tour de l'excroissance 20 pour maintenir la continuité du dispositif tant en résistance aux efforts qu'en fonction coupe-feu.La feuille de glissement 18 participe a l'effet de contention du remplissage 13. La figure 4 représente une extension des capacités de résistance du dispositif de la figure 3 aux efforts tendant a déplacer les parties 11 et 12 l'une par rapport à l'autre et en quelque direction que ce soit. Pour cela, un tube 22 est noyé dans la partie 12. Une barre 24 est noyée dans le remplissage du tube 22 par le matériau plastique conforme a l'invention. La barre 24 peut être un barreau métallique de forme et de dimensions appropriés a l'effort à transmettre, ou encore une barre d'acier pour armature de béton armé ( a haute adhérence ) ce qui facilitera son ancrage dans la partie Il. Les efforts brefs seront transmis entre la partie 11 et la partie 12, tandis que les efforts lents pourront se libérer grâce à l'aptitude de plasticité du remplissage 23. Le dispositif de la figure 4 peut étre utilisé seul, en un ou plusieurs endroits du joint de dilatation: il permet de rétablir le monolithisme de la construction quelle que soit la direction des efforts à transmettre. Les différentes dispositions décrites dans les dessins permettent de comprendre que l'on peut prendre en compte tous les types d'efforts possibles au droit du joint équipé conformément à l'invention. Dans chaque disposition décrite, la grandeur de la réaction dont le matériau plastique d'interposition conforme a l'invention est capable sera ajustée par sa composition et par le choix, calculable, de la surface de contact entre support et matériau 13. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'équipement des joint de dilatation pour rétablir le monolithisme des structures en béton armé ou métal -liques tronçonnées par ces joints lorsqu'elles sont soumises à des actions brèves tout en maintenant la coupure nécessaire entre tronçons (11)(12) lors des actions lentes caractérisé en ce qu'il consiste en l'interposition tout le long du joint (21) d'un matériau plastique (13) enrobant les appareils de liaison ponctuels (20)(22)(24), comblant tous les espaces résiduels (21) entre les faces en vis-à-vis de chaque rive de joint, qui est contenu aux extrémités et limite du joint par le bac de rétention (17)(17A) et est protégé contre les effets du feu par les cordons (19) en matériau isolant thermique. 2. Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé par la juxtaposition sous-et au-dessus du matériau plastique(13) des cordons (19) en matériau isolant thermique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la présence des profilés métalliques(l7)tl7A) formant bac de rétention ceinturant le matériau plastique 13) sur ses limites latérales et inférieures et servant de support à la feuille(18) de matériau à faible coefficient d'adhérence. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tracé du joint permet à une partie (11) de la structure de s'appuyer sur l'autre partie (12) grâce a une ou plusieurs excroissance (20). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par la présence dans la partie (12), sous l'excroissance (20) d'un tube (22) formant alvéole dans la partie (12) rempli du matériau plastique dans lequel est scellé un barreau (24) traversant la surface de contact entre (12) et (20) pour s'ancrer dans la partie (11), liaisonnant la partie (11) a la partie (12) par l'intermédiaire du matériau plastique (13) remplissant l'alvéole (23) du tube (22). 6. Dispositif selon l'une queconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau plastique (13) d'interposition est constitué d'un mélange bitumeux chargé de granulats ou pulvérulents minéraux divers.