CONSTRUCTION ELEMENT IN THE FORM OF A SLAB AND STRUCTURE COMPRISING SUCH AN ELEMENT

Abstract: 1. Self-supporting, pre-fabricated, plank-like building element in reinforced concrete, characterized in that it comprises a criss-cross reinforcement (12) extending over substantially all the length and width of the element (1) and over at least half the thickness thereof, the said reinforcement (12) defining, in manner known per se, contiguous alveoli (13), evenly distributed through the whole reinforcement (12) and defined by a strip-like material (21, 22; 30; 40) substantially perpendicular to the large faces of the element (1), the said criss-cross reinforcement (12) being completely embedded in the concrete which fills the alveoli (13) and in that the concrete embedding the criss-cross reinforcement (12) is itself reinforced by a skin armature (15) surrounding the said criss-cross reinforcement (12) over its entire periphery.

Description: Elément de construction en forme de planche et structure comportant un tel élément. La présente invention concerne un élément de construction en forme de planche et une structure comportant un tel élément. Par éléments de construction en forme de planche, on entend ici des éléments d'épaisseur relativement faible, généralement inférieure d 10 cm, de largeur supérieure a l'épaisseur mais généralement inférieure a 50 cm, et de longueur de l'ordre de plusieurs mètres. De tels éléments sont utilisés dans l'industrie du bâtiment pour réaliser des structures telles que charpentes, échafaudages,..,.. L'invention a pour but de fournir un élément de construction en forme de planche maniable et d'un cott voisin des matériaux de construction habituels. Ce but est atteint, conformément a l'invention, du fait que l'élément est réalisé en béton renforcé par une armature réticulée s'étendant sensiblement sur toute la longueur et la largeur de l'élément et sur au moins la moitié de l'épaisseur de celui-ci, ladite armature comportant, comme connu en soi, une résille dont les alvéoles sont délimités par une paroi latérale en forme de bande sensiblement perpendiculaire aux grandes faces de l'élément, le béton enrobant complètement la résille et remplissant les alvéoles. Par béton, on entend ici un matériau constitué par des granulats liés entre eux par un liant. Cet élément présente une résistance élevée aux efforts dirigés parallèlement au grand côté de sa section transversale et une résistance mécanique régulière vis à-vis des efforts appliqués suivant les autres directions de l'espace. Ceci est dA au fait que, grâce a la résistance a la compression du béton, les déformations en traction et en flexion de la résille sont limitées par les noyaux résistants de béton qui remplissent les alvéoles. C'est en fait, de façon surprenante, un matériau nouveau que l'on obtient, matériau qui se comporte de façon homogène et avec des propriétés mécaniques particulières. D'une façon générale, la structure de la résille et, en particulier, les dimensions et la forme des alvéoles, sont déterminées de façon à permettre un cheminement correct des contraintes et a procurer aux noyaux de béton remplissant les alvéoles une résistance suffisante aux efforts qui leur sont appliqués. C'est ainsi que la taille des alvéoles doit entre telle que les noyaux de béton qu'elle délimite soient capables, sans désagrégation, de résister aux efforts qui leur sont communiqués par la résille. On conçoit que d'autres paramètres ont aussi une influence sur la valeur optimale de la taille des alvéoles, en particulier la nature du liant utilisé et la granulo métrite des agrégats éventuellement présents dans le béton. A titre indicatif, de préférence, la paroi en forme de bande de chaque alvéole a une largeur au moins égale à 1 cm. Dans le cas d'un élément épais à fabriquer, on utilisera de préférence plusieurs résilles superposées occupant ensemble plus de la moitié de l'épaisseur de l'élément. En général, la dimension de l'alvéole, mesurée perpendiculairement a sa paroi, reste inférieure a 10 cm. Ce maximum pourra être relevé dans le cas d'un béton chargé par des granulats de forte granulométrie. Pour ce qui concerne la forme de l'alvéole, il s'avère souhaitable que celui-ci soit délimité par une surface en forme de bande restant parallèle a l'axe de l'alvéole et présentant, en section transversale, un contour fermé polygonal ou courbe symétrique par rapport à son centre. En outre, de préférence, les alvéoles de la résille sont identiques et régulièrement distribués dans la résille. L'invention concerne aussi une structure comportant plusieurs éléments en forme de planche. Ceux-ci peuvent être disposés les uns sur les autres et assemblés les uns aux autres pour former une structure lamellaire. On peut aussi assembler les éléments entre eux par des pièces de liaison sensiblement perpendiculaires aux grandes faces des éléments, pour former une structure de charpente. Il est encore possible d'augmenter la résistance de ces éléments par des parties en béton renforcées par des armatures de liaison reliées aux armatures réticulées desdits éléments. D'autres particularités et avantages des éléments de construction conformes a l'invention et des structures les utilisant ressortiront a la lecture de la description faite ci-après, a titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins joints sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en perspective et en partie arrachée illustrant un élément conforme à l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues partielles en plan d'armatures réticulées pour des éléments conformes a l'invention, - les figures 4 a 6 illustrent très schématiquement différents procédés de fabrication d'armatures pour des éléments conformes a l'invention. - la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un élément en forme de planche conforme a l'invention, - la figure 8 est une vue en plan de détail de l'armature réticulée de l'élément illustré par la figure 7, - les figures 9 à 11 illustrent des essais effectués sur l'élément illustré par la figure 7, et - les figures 12 a 15 illustrent différentes structures comportant des éléments conformes a l'invention. L'élément 1 illustré par la figure 1 comporte une armature réticulée 10 noyée dans du béton 14. L'armature 10 comporte un cadre rectangulaire 11 et une résille 12 remplissant ce cadre, tous deux étant formés au moyen d'un matériau en bande. La résille 12 délimite des alvéoles 13 au contour fermé sur lui-même, ces alvéoles étant tous identiques, a l'exception peutcétre de ceux bordant le cadre 11, et étant régulièrement distribués dans la résille. Les parois des alvéoles 13 sont parallèles aux axes de ces alvéoles et, comme les côtés du cadre 11, perpendiculaires aux faces de ce dernier. Sur la figure 1, les alvéoles 13 sont délimités par une surface de section transversale hexagonale. La section transversale de chaque alvéole pourra prendre la forme d'autres polygones (figure 2) ou être courbe (figure 3), tout en conservant, de préférence, une forme symétrique par rapport a son centre. Pour la fabrication de l'armature, on utilise un matériau en bande compatible avec le béton utilisé et présentant une résistance a la traction élevée et une rigidité suffisante. Peuvent convenir, par exemple, des feuillards métalliques ou des rubans de matériaux non métalliques, rigides ou rigidifiés. La figure 4 illustre un mode particulier de réali sation d'une armature réticulée. Des feuillards d'acier 20, 21, 22, sont dévidés de rouleaux 23, 24, 25 Le feuillard 20 est destine a constituer le cadre 11. Les feuillards 21, 22 22,..... sont soumis a une opération de formage pour réaliser des parties en creux 21a, 22a, qui, par assemblage de deux feuillards constituent les alvéoles 13. Cet assemblage est réalisé par soudage ou mécanique ment par rivetage ou agrafage. I1 est a noter que cet assemblage doit être réalisé avec soin car il doit résister aux efforts de traction et de cisaillement qui se développent a l'interface entre alvéoles contigus lorsque l'élément contenant l'armature est soumis a des contraintes. A titre de variante, on pourra utiliser, pour former les alvéoles, des feuillards 30 (figure 5) qui sont soumis chacun à une opération de découpage pour former des découpes 32, parallèles aux bords du feuillard, qui partagent en trois bandes égales 33a, 33b, 33c des segments de feuillard repartis le long de celui-ci en étant sEpa- rés les uns des autres par des intervalles 31 non prédécoupés. Le feuillard est ensuite soumis à une opération de déployage consistant à replier les bandes 33a, 33b, 33c alternativement d'un côté et de l'autre du plan du feuillard, les bandes 33a et 33c situées le long des bords du feuillard étant à chaque fois repliées du côté du feuillard opposé a celui du cbté duquel est repliée la bande centrale 33b située initialement entre ces deux bandes. Des méplats 34 sont formés aux sommets des parties repliées pour permettre la construction de la résille par assemblage des feuillards déployés,l'assemblage étant réalisé par exemple par soudage. La figure 6 illustre un autre mode de fabrication d'une armature conforme a l'invention. La résille est obtenue à partir d'une tresse 40 tissée de façon à former les alvéoles et rigidifiée par immersion dans un matériau, par exemple une résine, qui se rigidifie en se solidifiant. A titre de variante,on pourra utiliser des tresses assemblées entre elles, comme les feuillards 21, 22 illustrés par la figure 4, après avoir été plissées ou ondulées et rigidifiées. L'armature est enrobée sur toute sa périphérie par une couche de béton 14. Cet enrobage vise, d'une part, a protéger l'armature d'une éventuelle corrosion et, dlau- tre part, à résister aux poussées exercées par les noyaux, en particulier par bombement de ceux-ci, lorsque l'armature est soumise a des efforts. Si l'enrobage s'avère insuffisant pour remplir cette dernière fonction, il est possible de renforcer le béton d'enrobage au moyen d'une armature de peau 15 constituée par un treillis métallique a mailles fines et serrées entourant l'armature réticulée sur toute sa périphérie. L'épaisseur du béton d'enrobage 14, notamment s'il est renforcé, peut mètre limitée a valeur de l'ordre du cm, par exemple comprise entre 0,5 et 2 cm. I1 faut noter aussi que l'armature doit occuper au moins la moitié de l'épaisseur de 1'6lCment pour que les propriétés mécaniques de cet élément soient aussi proches que possible de celles d'un matériau homogène. Pour la fabrication de l'élément, l'armature est mise en place dans un moule avant ou après remplissage de celui-ci par le béton . Le béton utilisé est un béton de liant hydraulique ou autre présentant une bonne résistance à la compression. I1 est important que le béton remplisse totalement les alvéoles de l'armature de manière à ne pas laisser de jeu entre les parois des alvéoles et les noyaux de béton contenus dans ceux-ci. Ce remplissage correct des alvéoles est obtenu par vibration ou tassement du béton dans le moule. La vibration peut en particulier être réalisée au moyen de l'armature elle-même. On donne ci-après un exemple de réalisation d'un é 1 é m e n t conforme à l'invention en forme de planche. On se référera aux figures 7 a 11. Exemple La résille est fabriquée en feuillard d'acier de largeur de 20 mm, l'acier étant un acier de classe A33 ayant une limite élastique égale a 18hbars et un allongement rémanent de 18 %. Le cadre rectangulaire 11 (figure 8) est en feuillard d'épaisseur 3 mm. Sa longueur et sa largeur sont respectivement égales a s m et 18,6 cm. Les alvéoles 13 sont en feuillard d'épaisseur 2 mm et à section transversale hexagonale. Les dimensions référencées a, b et c sur la figure 8 sont respectivement égales a 75 mm, 60 mm et 15 mm. Des soudures sont réalisées entre tous les côtés adjacents des alvéoles. Autour de la résille, on dispose, en tant qutarma- ture de peau, un treillis 15 métallique en fil d'acier de 1 mm de diamètre et a mailles carrées de 15 mm de côté. Le béton est réalisé avec un dosage en ciment de 500 kg/m et des granulats de dimension maximale égale a 8 mm. La résistance a la compression mesurée a 28 jours est 550 bars et la résistance a la traction mesurée a 28 jours est 42 bars. L'armature est positionnée dans un moule a l'aide de distanciers avant coulage du béton. La mise en place du béton est effectuée à l'aide d'une règle vibrante. La planche 50 obtenue, représentée en coupe transversale sur la figure 7 a une longueur égale a 5,05 m, une hauteur h égale à 23 cm et une épaisseur e égale à 4 cm. Des essais de transport ont démontré que la planche peut être, sans problème, soulevée a ses extrémités ou en son milieu en étant tenue horizontalement avec ses faces verticales ou horizontales. Des essais de flexion ont ensuite été effectués. Deux planches 50 identiques ont été boulonnées en trois points, à leurs extrémités et en leur milieu (figure 9) avec interposition de cales 56 en bois. Un essai de flexion de cet assemblage suivant le sens de la hauteur a été effectué comme illustré par la figure 10, les planches reposant horizontalement de chant sur deux points d'appui distants d'une longueur L1 égale à 4,80 m. Une charge verticale F1 appliquée sur les planches en étant répartie par moitié ## en deux points situés symétriquement par rapport au milieu des planches et distants l'un de l'autre d'une longueur 11 égale d 1,45 m. Un essai de flexion d'une planche dans le sens transversal a ensuite été effectué comme représenté sur la figure 11, la planche reposant horizontalement a plat sur deux points d'appui distants d'une longueur L2 et étant soumise à une charge verticale F2 en un point situé a égales distances des points d'appui. Les résultats des essais de flexion sont donnés dans dans le tableau suivant. EMI8.1 <tb> <SEP> Essai <SEP> : <SEP> suivant <SEP> le <SEP> : <SEP> suivant <SEP> le <tb> <SEP> de <SEP> : <SEP> sens <SEP> de <SEP> la <SEP> : <SEP> sens <tb> <SEP> flexion <SEP> : <SEP> hauteur <SEP> transversal <tb> <SEP> Portée <SEP> : <SEP> L1 <SEP> = <SEP> 4,80 <SEP> m: <SEP> L1=1;77m <SEP> : <SEP> L2=2,10m <tb> <SEP> Fissuration <tb> <SEP> de <SEP> l'élément <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> ; <SEP> <tb> - <SEP> charge <SEP> F1 <SEP> en <SEP> daN <SEP> : <SEP> 1.600 <SEP> 250 <SEP> : <SEP> <SEP> 250 <tb> - <SEP> moment <SEP> en <SEP> m.daN <SEP> : <SEP> 1.300 <SEP> : <SEP> 111 <SEP> <SEP> 131 <tb> - <SEP> flèche <SEP> a <SEP> mi- <SEP> 30 <SEP> : <SEP> 38 <SEP> : <SEP> 56 <tb> <SEP> portée <SEP> (en <SEP> mm) <tb> <SEP> Rupture <SEP> : <tb> - <SEP> charge <SEP> F2 <SEP> en <SEP> daN <SEP> : <SEP> 2.000 <SEP> : <SEP> 350 <SEP> : <SEP> 350 <tb> - <SEP> moment <SEP> en <SEP> m.daN <SEP> : <SEP> 1.700 <SEP> : <SEP> 155 <SEP> 183 <tb> La planche présente une bonne résistance aux efforts exercés suivant le grand axe de sa section transversale. En outre, bien que dans l'essai de flexion dans le sens de la hauteur, la rupture soit imputable a une soudure défectueuse entre deux alvéoles contigus, les résultats des essais montrent que l'élément de béton conforme à l'invention présente un comportement mécanique semblable a celui d'un matériau homogène pour des valeurs de charges assez élevées. En effet, le rapport entre charge de rupture et charge de fissuration est de 1,40 dans le sens transversal. On peut encore noter que l'élément en forme de planche conforme a l'invention présente des caractéristiques mécaniques en flexion tout d fait acceptables eu égard a l'utilisation que l'on peut envisager pour de tels éléments. L'élément en forme de planche conforme a l'invention peut convenir pour la réalisation de glissières de sécurité le long de voies de circulation routière, de coffrage perdu, d'échafaudage,..... Le cas échéant, l'élément conforme a l'invention peut être renforcé de façon supplémentaire par des procédés connus, par exemple par la mise en place d'armatures rectilignes a section circulaire le long des grands cotés de l'armature réticulée. L'élément peut être imprégné d'une résine qui durcit en polymérisant. Il pourrait aussi être précontraint. On notera notamment que le renforcement du béton d'enrobage entourant l'armature réticulée pourra être réalisé par imprégnation au moyen d'une résine polymérisable. Les figures 12 a 15 illustrent des structures comportant plusieurs planches assemblées entre elles. L'assemblage peut être réalisé en disposant les planches 60 les unes sur les autres et en les assemblant, par exemple, par collage pour former une membrane lamel laire (figure 12) ou un arc de cercle de grande portée (figure 13). Dans le cas illustré par la figure 14, les planches 70 sont assemblées en elles et, éventuellement, a des éléments intermédiaires, au moyen de goupilles ou boulons 76 traversant les planches perpendiculairement Åa leurs grandes faces. I1 est à noter que le perçage d'un trou dans une planche, au travers d'un alvéole, n'engendre pas de fissures et n'amoindrit en rien les propriétés mécaniques de la planche. Les planches ainsi assemblées peuvent etre utilisées pour la réalisation de charpente ou de plancher. La figure 15 illustre une autre structure comportant des éléments 80 conformes a l'invention. Ceux-ci forment les flancs d'un profil monolithe creux et sont reliés par des parties de liaison en béton 86. Des armatures de liaison reliées aux armatures réticulées des éléments 80 peuvent être prévues dans les parties de liaison 86.

Claims: Revendications 1. Elément de construction en forme de planche, caractérisé en ce qu'il est réalise en béton renforcé par une armature réticulée s'étendant sensiblement sur toute la longueur et la largeur de l'élément et sur au moins la moitié de l'épaisseur de celui-ci, ladite armature comportant, comme connu en soi, une résille dont les alvéoles sont délimités par une paroi latérale en forme de bande sensiblement perpendiculaire aux grandes faces de l'élément, le béton enrobant complètement la résille et remplissant les alvéoles. 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résille est entourée et délimitée par un cadre rectangulaire en forme de bande. 3. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'armature réticulée est renforcé par des armatures rectilignes suivant sa plus grande dimension. 4. Elément de consstruction selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que la résille est constituée par un assemblage de feuillards découpés et déployés pour former chacun une rangée d'alvéoles. 5. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que la résille est constituée par une tresse tissée rigidifiée par imprégnation d'un matériau et formant les parois des alvéoles. 6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 a S, caractérisé en ce que le béton enrobant l'armature réticulée est renforcé par une armature de peau entourant cette armature sur toute sa périphérie. 7. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que le béton enrobant l'armature réticulée est renforcé par imprégnation au moyen d'une résine polymérisable. 8. Structure comportant plusieurs éléments de construction selon l'une quelconque des revendications 1 a 7. 9. Structure selon la revendication 8, caractérisée en ce que les éléments en forme de planche sont disposés les uns sur les autres et assemblés les uns aux autres pour former une structure lamellaire. 10. Structure selon la revendication 8, caractérisée en ce que les éléments en forme de planche sont assemblés entre eux par des pièces de liaison perpendiculaires aux grandes faces des éléments, pour former une structure de charpente. 11. Structure selon la revendication 8, caractérisée en ce que les éléments en forme de planche sont reliés par des parties en béton renforcées par des armatures de liaison reliées aux armatures réticulées desdits éléments.

Inventors: DARDARE, JACQUES
Applicants: CERIB CENTRE ET RECH IND BETON MANUFACTURE
Application year: 1979
Main classification: E04C2
IPC codes: E04C5