Brevet FR2937351A1 — publié le 20100423

La présente invention concerne les constructions en béton armé ou précontraint et plus particulièrement les extrémités des poutres au niveau desquelles les liaisons sont réalisées entre poutres bout à bout reposant sur le sommet d'un poteau ou tout autre support également en béton. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Dans le domaine de la construction à partir d'éléments préfabriqués tels que des poutres en béton armé ou précontraint, il convient d'assurer les liaisons des ex- trémités de poutres ou de pannes de toiture avec d'une part, des tronçons qui les prolongent et d'autre part les poutres et les poteaux qui les soutiennent. D'une manière habituelle, cette liaison s'opère par un clavetage en béton qui noie l'espace au-dessus du poteau dans lequel s'enchevêtrent les armatures passives du poteau et de chaque poutre bout à bout, grâce auxquelles la transmission des efforts est assurée. Cette opération de clavetage est réalisée manuellement dans des conditions très inconfortables pour les opérateurs. Il est d'abord nécessaire de cof- frer cet espace dont le profil n'est pas simple (par exemple en forme de I) puis de couler un volume relativement important de béton de bonne qualité dont la prise peut prendre plusieurs jours pour obtenir la pleine tenue mécanique. Avant que ce clavetage ait assuré pleinement sa fonction, les poutres sont simplement en appui par leur extrémité sur un poteau ou plus généralement un support, appui qui n'est sécurisé par aucune mesure empêchant, par exemple, la chute d'une telle poutre heurtée malencontreusement par un engin de chantier. Dans le but de simplifier la constitution d'un tel nœud d'assemblage, il existe des assemblages par brochage de pannes sur des surfaces supérieures de poteaux ou sur l'aile supérieure d'une poutre, les broches traversant des réserves ménagées soit la totalité de la hauteur de la panne quel que soit la section de l'about qu'elle présente, soit au travers de ses ailes si elle présente un about en I, ailes inférieures si la panne n'est pas engravée, aile supérieure si la panne est engravée à son extrémité. On constate que la tendance actuelle est de procé- der, préalablement à la coulée d'un béton, à une liaison de certains éléments d'armature présents dans l'espace du noeud d'assemblage. Cette technique requiert une précision dans le positionnement des éléments à relier qui est importante eu égard à celle courante de la construction et des travaux publics et rend la constitution des liaisons quelques fois problématiques. L'invention entend proposer une solution par la-quelle on permet que le noeud d'assemblage soit pré établi de manière mécanique avec une précision à larges tolérances puis que la liaison soit confirmée et renforcée par un apport de béton et que cette liaison tienne à l'épreuve du temps . OBJET DE L'INVENTION A cet effet donc la présente invention a pour objet un système constructif comprenant un premier élément de support, en béton, avec une surface supérieure à partir de laquelle s'étend au moins une broche perpendiculaire à cette surface filetée à son extrémité libre, au moins un deuxième élément, en béton, en forme de poutre avec au moins une aile inférieure dont l'extrémité est pourvue d'au moins une réserve pour le passage de la broche susdite quand elle repose sur la surface supérieure du premier élé- ment et un mortier de comblement de la réserve traversée par la broche, caractérisé en ce que la réserve est gainée par un fourreau oblong dans le sens longitudinal de la pou- tre et dont au moins les parois sensiblement parallèles à cette direction divergent à partir de la surface de l'élément de support, en ce qu'un écrou est prévu pour être vissé sur la broche et prendre appui sur le bord supérieur du fourreau et en ce que la broche est entourée d'une gaine qui l'isole du contact avec le mortier de comblement. Le système constructif ainsi défini présente plu-sieurs avantages. Tout d'abord, la forme oblongue du fourreau de l'insert autorise une certaine tolérance dans la position relative de la poutre par rapport à la broche notamment dans la direction de la longueur de cette poutre, c'est-à-dire dans la dimension où l'incertitude absolue sur les dimensions est la plus grande. En outre, la divergence entre les parois longues de la réserve oblongue confère au mortier de comblement lors-qu'il est pris la forme d'un coin qui s'oppose au déchaussement de la poutre lors d'une rotation de celle-ci autour d'un axe parallèle à sa direction longitudinale. Enfin, la gaine qui entoure la broche isole cette dernière du mortier de comblement. Le résultat de cette absence de contact est que les variations dimensionnelles de la broche dues aux variations des sollicitations mécaniques qu'elle subit à cause des variations climatiques dans le- quel est placé l'assemblage (dilatations, charges variables s'il s'agit par exemple de pannes de toiture, sollicitations en cisaillement,...) ne sont pas transmises au mortier de scellement qui de ce fait ne se désagrège pas avec pour inconvénient la création d'un jeu allant s'agrandissant et mettant en cause les qualités de la liai-son. Dans un mode préféré de réalisation, le fourreau de gainage de la réserve est solidaire d'une armature passive s'étendant horizontalement dans l'aile inférieure de la poutre et reposant sur les étriers de la cage d'about. La solidarisation de ce fourreau sera réalisée par soudure. Le fourreau présente avantageusement une surface extérieure texturée, c'est-à-dire pourvue de reliefs d'accrochage et d'ancrage dans le béton de la poutre. D'autres caractéristiques et avantages de 4 l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi 5 lesquels : - la figure 1 illustre par une vue de profil schématique, le système constructif de l'invention, - la figure 2 est une vue en, coupe également schématique, de l'extrémité d'une poutre en appui sur la face 10 supérieure d'un poteau, DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se reportant aux figures, on a illustré le système constructif selon l'invention mis en oeuvre entre une poutre ou panne 1 de section en I et un poteau 2. Ce ne se- 15 rait pas sortir du cadre de l'invention que de prévoir à la place du poteau 2 une autre poutre ou tout autre élément de support. La surface supérieure 2a de ce poteau est traversée par des broches telles que celle 3a, 3b représentées, qui s'étendent perpendiculairement à cette surface 2a et 20 qui traversent un patin 4 de matériau élastomère interposé entre le poteau et la poutre. Les ailes inférieures la et lb de la poutre en I possèdent une réserve 5, 6 traversante depuis la surface inférieure 1c de la poutre jusqu'à la surface supérieure de 25 l'aile et chacune gainée d'un fourreau 7 et 8. Chaque ré- serve donc chaque fourreau est de section oblongue avec sa plus grande dimension L orientée parallèlement à la dimen- sion longitudinale de la poutre 1 qui est dans le plan de la figure 1. Cette ouverture constitue un espace de loge- 30 ment pour la broche 3a, 3b correspondante, comme illustré par les figures. On comprend que la dimension L de la ré- serve permet d'accommoder la dispersion des côtes de lon- gueur de la poutre 1 qui peut être de plusieurs centimè- tres. Typiquement la dimension L sera de l'ordre de 80 à 35 100 millimètres, le diamètre de la broche étant de l'ordre de 12 millimètres. Chaque fourreau 7 et 8 possède des parois 7a, 7b, 8a, 8b, parallèles à sa plus grande dimension. Ces parois divergent vers le haut c'est-à-dire à partir de la face in- 5 férieure 1c de la poutre. L'espace qu'elles délimitent ainsi forme un coin qui, rempli de mortier, constitue un élément de retenue de la poutre contre son soulèvement ou sa rotation autour d'un axe longitudinal. On notera en réalité que cette divergence n'est pas symétrique par rapport à un plan vertical et que la paroi la plus extérieure 7a, 8a de la gaine est verticale (perpendiculaire à la surface inférieure 1c de la poutre) alors que la paroi la plus intérieure 7b, 8b est inclinée vers le haut et en direction de l'axe de symétrie longitudinal de la poutre. De manière connue, chaque poutre comporte une armature passive d'about formée par des épingles et des étriers. On a représenté aux figures des étriers 10, 11, 12, chaque étrier comme celui 10 par exemple, comportant un élément vertical 10a qui s'étend dans l'âme de la poutre, un retour 10b supérieur qui s'étend dans une aile supérieure de la poutre et un retour inférieur 10c qui s'étend dans l'aile inférieure lb de celle-ci. Chaque retour est recourbé à son extrémité libre. Ces étriers sont maintenus en place par rapport et grâce aux câbles de précontrainte tels que 13, 14, 15, 16 et 17 que comporte également de manière connue la poutre 1. Les retours inférieurs de ces étriers forment le support horizontal pour une boucle 18, 19 qui s'étend à la base de la poutre et qui constitue le pied de maintien du fourreau 7,8 qui lui est soudée. Les soudures sont représentées en 20 et 21 sur les figures. Cette boucle arrime fermement chaque gaine à l'armature passive de chaque about de poutre. Cet arrimage ferme est nécessaire pour reprendre les efforts auxquels la liaison sera soumise. 6 L'extrémité de chaque broche est filetée pour recevoir un écrou 22 qui, en fin de serrage, prend appui sur la paroi 7a,8a du fourreau 7,8 la plus verticale. La poutre est alors mécaniquement assujettie au poteau ou au support 2, ce qui supprime tout risque de chute ou mouvement relatif de l'une par rapport à l'autre. Il suffit ensuite de remplir l'espace intérieur de la gaine par un mortier prévu à cet effet pour achever l'assemblage. Dans une variante non représentée, la surface exté- rieure de chaque fourreau est texturée par des reliefs d'ancrage de cet insert dans le béton de la poutre. On notera sur les figures la présence d'une gaine 23 qui entoure la partie de broche qui est logée dans le fourreau correspondant. Cette gaine ou manchon 23 isole la broche du contact avec le mortier de scellement versé dans le fourreau, ce qui préserve une liberté de micro mouvements de la broche dans le mortier. Cette liberté est importante car elle préserve l'intégrité du bouchon de mortier alors que la broche se déforme sous l'effet des solli- citations mécaniques qu'elle subit et qu'il est préjudiciable à la qualité de la liaison que ces déformations soient transmise au mortier car ce dernier s'effrite au niveau de son contact avec la broche et un jeu apparaît entre la broche et son scellement. Ce jeu ne peut qu'augmenter et un descellement peut devenir possible. Le manchon 23 joue en réalité le rôle d'anti-friction qui efface les texturations d'ancrage dans le mortier que constitue le filet de la broche. La fixation entre la poutre et son support est verticalement assurée par l'écrou 22 assisté de la forme en coin du tampon de mortier tandis que ce tampon joue un rôle de butée de transmission des efforts pour ce qui concerne la fixation horizontale dans le sens longitudinal et dans le ses transversal. L'armature passive d'about de la poutre sera ren-35 forcée selon les règles de l'art et conçue avec le souci de permettre un écoulement harmonieux du béton autour des fourreaux 7,8, lors de sa coulée dans le moule de fabrication de la poutre. REVENDICATIONS1. Système constructif comprenant un premier élément (2) de support en béton avec une surface supérieure (2a) à partir de laquelle s'étend au moins une broche (3a,3b) perpendiculaire à cette surface, filetée à son extrémité libre, au moins un deuxième élément (1) en forme de poutre en béton, avec au moins une aile inférieure (la,lb) dont l'extrémité est pourvue d'au moins une réserve pour le passage de la broche susdite quand elle repose sur la sur-face supérieure (2a) du premier élément (2) et un mortier de comblement de la réserve traversée par la broche, caractérisé en ce que la réserve est gainée par un fourreau (7,8) oblong (L) dans le sens longitudinal de la poutre et dont au moins les parois (7a,7b,8a,8b) sensiblement parallèles à cette direction divergent à partir de la surface (2a) de l'élément de support (2), en ce qu'un écrou (22) est prévu pour être vissé sur la broche (3a,3b) et prendre appui sur le bord supérieur du fourreau (7,8) et en ce que la broche est entourée d'une gaine (23) qui l'isole du contact avec le mortier de comblement. 2. Système constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau (7,8) de gainage de la réserve est solidaire d'une armature passive (16,17) s'étendant horizontalement dans l'aile inférieure (la,lb,) de la poutre et reposant sur les étriers (10,11,12) de l'armature d'about. 3. Système constructif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solidarisation de ce fourreau (7,8) et de l'armature (10,11,12) est réalisée par soudure. 4. Système constructif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fourreau (7,8) présente avantageusement une surface extérieure texturée, c'est-à-dire pourvue de reliefs d'accrochage et d'ancrage dans le béton de la poutre.