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"Perfectionnements apportés aux constructions ou ouvrages en béton armé ".
L'invention est relative aux constructions ou ouvrages en béton armé, étant entendu que cette expression béton armé est prise dans toute sa généralité et s'applique à tout matériau (voire du plâtre),enrobant des armatures métalliques.
Elle a pour but, surtout, de rendre telles, ces construc- tions, que les charges auxquelles elles sont soumises soient réparties, vers les murs ou appuis, de façon plus rationnelle que jusqu'à présent, afin d'utiliser au mieux la résistance du béton armé à la compression et de réduire, en conséquence, le volume et le poids des matériaux à mettre en oeuvre.
Elle consiste, principalement, à agencer de manière telle, les constructions du genre en question, que les charges qui doi- /\vent leur être appliquées soient supportées, non pas, comme on
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l'a fait jusqu'à présent,'par des dalles planes reposant sur les murs, appuis ou piliers desdites constructions, mais par des voûtes croisées surbaissées, en nombre approprié suivant le nombre des côtés constitués par des lignes des appuis, ces voûtes formant monolithe et étant telles que leurs fibres soient soumises, principalement, à des efforts de compression,
Elle consiste, mise à part cette disposition prin- cipale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de pré- férence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'applî- cation, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dis- positions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les constructions du genre en question comportant application de ces mêmes dis- positions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur éta- blissement.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication,
Les fige 1 à 3, de ces dessins, montrent, respecti- vement, en coupes verticales longitudinale et transversale et en vue par en dessous, un hourdis en béton armé destiné à recouvrir un espace rectangulaire limité par des murs, ce hourdis étant établi suivant les méthodes usuelles de construction et étant représenté pour faire ressortir, par comparaison, l'objet de l'invention,
Les fig. 4 à 7 montrent, respectivement, en coupes verticales axiales, longitudinale et transversale, en vue par en dessous, et en coupe par 7-7 fig.
6, un hourdis en béton armé destiné à recouvrir un espace rectangulaire du même genre, et établi conformément à l'invention.
Les fig. 8 à 11 montrent, suivant des vues analogues
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à celles des fig. 4 à 7 un hourdis du même genre établi suivant une variante du mode de réalisation de ces dernières figures.
Les fig. 12 à 15 montrent, suivant des vues analogues à celles des fig. 4 à 7, un hourdis du même genre destiné à recouvrir un espace rectangulaire et à reposer sur des appuis ménagés aux angles de cet espace, ce hourdis étant établi confor- mément à l'invention.
Les fig. 16 à 19 montrent, respectivement, en élévation, en coupe par 17-17 fig. 18, en vue par en dessous et en coupe par 19-19 fig. 18, une portion de pont en béton armé reposant sur piliers, ce pont comportant un hourdis établi conformément à l'invention.
Les fig. 20 à 23 montrent, suivant des vues analogues à celles des fig. 16 à 19, un pont suspendu en béton armé, compor- tant un hourdis établi conformément à l'invention.
Selon l'invention;, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, de recou- vrir par un hourdis en béton armé un espace limité, par exemple encore, par des murs (d'autres applications seront ensuite envi- sagées), on s'y prend comme suit ou de façon analogue, en se basant sur les considérations qui vont être préalablement exposées.
Si l'on suppose que l'espace en question est en forme de rectangle (ou de parallélogramme), le hourdis aurait été constitué, d'après les méthodes usuelles, d'une part, par une dalle plane 1 formée elle-même, essentiellement, par une série de poutres principales dirigées suivant le long côté du rec- tangle, et, d'autre part, par des nervures secondaires 2 disposées dans l'autre sens et prenant anpui, soit directement sur les murs 3, soit sur des sommiers 4 en pierre dure ou.béton armé.
Or le calcul et la pratique montrent que cette
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manière de procéder conduit à adopter pour la dalle une épaisseur importante, parce qu'une partie notable de ses fibres travaille à l'extension.
Pour une charge, par exemple, de 2000 kg/cm2, à ré- partir sur un espace de 8 m x 5 m, cette épaisseur serait de om 15 environ, et l'épaisseur totale du plancher, poutraison comprise, atteindrait om 70.
Conformément à l'invention, on remplace cette dalle plane par deux voûtes surbaissées 5, 6, de génératrices respecti- vement paralléles aux deux côtés du rectangle (ou parallélogram- me), la courbure desdites voûtes étant telle, de préférence, qu'elles viennent se croiser au centre du rectangle, et l'ensemble étant agencé de façon à former monolithe.
On constitue par exemple les directrices de chaque voûte, dans chaque plan d'appui extrême correspondant, par deux arcs de courbe sensiblement parallèles, dont les extrémités passent par les coins inférieurs de la section d'encombrement du plancher dans le sens considéré, la courbe supérieure étant tangente par son sommet au côté supérieur de ladite section.
Les voûtes 5, 6 pourront avoir, par exemple, pour la même charge et le même espace à couvrir que ceux ci-dessus considérés,, une épaisseur de 6cm au lieu de 14 cm pour la dalle plane.
La section d'encombrement du plancher pourra, elle aussi, être considérablement réduite, et, pour ce qui est des moyens de remplissage à prévoir à l'intérieur de cette section, dans les quatre angles de l'espace à couvrir, on les réalise avantageusement, dans un but d'allégement, en venant tendre, sur les retombées des voûtes 5,6, quatre dates constituées, de préférence, chacune d'elles, par deux petites voûtes 7, 8 ana- logues aux voûtes principales, aux dimensions près.
'Ces dalles de remplissage seront telles, par exemple, que leur surface supérieure soit plane et vienne affleurer
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les génératrices de clé des extrados des voûtes 5 et 6, et que leurs surfaces inférieures soient façonnées de la même manière que l'intrados de ces mêmes voûtes, et viennent se raccorder avec l'extrados de.. ces dernières suivant des lignes telles que 9.
Il va de soi que l'ensemble ainsi obtenu, bien qu'étant monolithe et offrant une grande rigidité, donne lieu à certaihes poussées horizontales, au niveau- des appuis. Si ces derniers n'offrent pas une résistance suffisante, on prévoit, suivant les côtés de l'espace à recouvrir, des moyens pour soulager les efforts supportés par lesdits appuis,
Dans le cas, qui a été plus spécialement envisagé jusqu?à présent, où les appuis sont constitués par des murs 3, lesdits moyens peuvent être réalisés, par exemple, en renforçant, par des armatures 10, les portions de mur 11 délimitées par les deux plans inférieur, et supérieur du plancher (figo 8 à 11).
Dans le cas où la charge à supporter par le hourdis doit être répartie, non plus sur des murs, mais sur des appuis isolés ou piliers 12, lesdits moyens peuvent être constitués par des poutres en béton armé telles que 13 et 14, reliant entre eux les différents appuis, soit au niveau des retombées des voûtes 5, 6, soit au niveau de leur sommet, soit à la fois à ces deux niveaux (fig. 12 à 15). Ces poutres en béton armé pourraient aussi être remplacées par de simples tirants métal- liques.
Les poutres supérieures 14 pourront être agencées de manière à s'opposer aux poussées des voûtes de remplissage 7,8.
Enfin, pour ce qui est, d'une part, du parquet à faire supporter par le plancher ainsi établi, et, d'autre part, du hourdis de plafond, dans le cas où un tel hourdis est prévu, on les réalise d'une façon appropriée usuelle. Le hourdis de plafond sera relié, par exemple, aux voûtes 5,6, par des tiges verticales scellées dans ces dernières.
En suite de quoi on peut établir, grâce à l'invention, es hourdis pour lesquels la répartition des charges s'effectue
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d'une façon particulièrement rationnelle et permet d'utiliser un minimum de volume de béton en même temps que de supprimer les nervures généralement prévues sous les dalles planes usuel- les, de sorte que l'épaisseur totale des planchers est également réduite au minimum.
On peut observer, pour ce qui est de la répartition des efforts, que chaque voûte joue un double rôle.
Par la résistance de ses fibres dirigées suivant les directrices des surfaces cylindriques qui la limitent, elle fait face aux poussées de voûte, qui ont pour effet de soumettre sa matière à des compressions.
Par la résistance de ses fibres disposées suivant les génératrices des mêmes surfaces cylindriques, elle fait face aux moments fléchissants, qui ont pour effet de tendre certaines fibres et de comprimer certaines autres suivant leurs positions.
Les pressions résultant des poussées de l'une des voûtes sont transmises à la tranche de l'autre et se décomposent en deux forces, dont l'une a pour effet de comprimer cette dernière suivant ses génératrices et dont l'autre agit comme une charge supplémentaire. Les compressions dirigées suivant les génératrices ont pour effet de diminuer les tensions des génératrices qui sont tendues¯,la.;. où elles le sont.
Finalement, les deux voûtes constituent un ensemble monolithe dans lequel le béton est soumis principalement à des efforts de compression, ledit ensemble ne donnant lieu, grâce à sa rigidité, qu'à des poussées de voûte relativement fai- bles, auxquelles peuvent généralement résister les appuis, ces poussées pouvant toutefois être équilibrées, si nécessaire, par les moyens dont parlé plus haut.
Bien entendu, la forme cylindrique des voûtes n'est donnée qu'à titre d'exemple, et on pourra avoir recours, notam- ment dans le cas où l'espace à couvrir est de forme polygonale quelconque, à des voûtes conoïdales.
En outre, les deux voûtes pourraient avoir les
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génératrices de clé dans des plans horizontaux différents,
Dans ce qui précède, on a envisagé plus spécialement l'application de l'invention aux hourdis de planchers; mais elle peut s appliquer à tous les cas où il s'agit de répartir des char- ges sur des appuis, par exemple, au cas de radiers s'opposant à la pression des terres, ou à la pression de l'eau, et au cas de tabliers de ponts supportés par dessous par des piliers verticaux isolés ou suspendus à des aiguilles pendanteso
On a représenté, d'une part, sur les fig. 16 à 19, un tablier de pont supporté par des piliers 15, et, d'autre part, sur les figo 20 à 23, un tablier de pont suspendu à des aiguilles 16 :
on conçoit que ces piliers et aiguilles jouent le même rôle que les appuis 12 des fig, 12 à 15.
En établissant le tablier de cette manière, on peut réduire considérablement l'importance des longrines et des pièces de pont ces pièces se réduisent aux tirants 13 et aux nervures supérieures 14 (mêmes chiffres de référénce que ceux des fig. 12 à 15).
Les nervures supérieures forment bordure de trottoir au sommet des longrines, et elles soutiennent transversalement, au sommet des pièces de pont, la dalle d'usure formant dalle de remplissage au dessus des quatre retombées des voûtes.
De toute façon, l'ensemble du pont est considérablement allégé, à charge égale.
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"Improvements made to constructions or reinforced concrete structures".
The invention relates to constructions or structures made of reinforced concrete, it being understood that this expression reinforced concrete is taken in all its generality and applies to any material (or even plaster), coating metal reinforcements.
Its purpose, above all, is to make these constructions such that the loads to which they are subjected are distributed, towards the walls or supports, in a more rational way than until now, in order to make the best use of the resistance. concrete reinforced with compression and consequently reduce the volume and weight of the materials to be used.
It consists, mainly, in arranging in such a way, the constructions of the kind in question, that the loads which should be applied to them are supported, not, as one
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has done so until now, 'by flat slabs resting on the walls, supports or pillars of said constructions, but by lowered cross vaults, in an appropriate number according to the number of sides formed by lines of the supports, these vaults forming monolith and being such that their fibers are subjected, mainly, to compressive forces,
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to certain modes of application, as well as certain embodiments, of said provisions; and it relates more particularly still, and this as new industrial products, to constructions of the type in question comprising the application of these same provisions, as well as the special elements specific to their establishment.
And it can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication,
Figures 1 to 3 of these drawings show, respectively, in longitudinal and transverse vertical sections and in view from below, a reinforced concrete slab intended to cover a rectangular space limited by walls, this slab being established according to the usual methods of construction and being shown to highlight, by comparison, the subject of the invention,
Figs. 4 to 7 show, respectively, in axial vertical sections, longitudinal and transverse, in view from below, and in section through 7-7 fig.
6, a reinforced concrete slab intended to cover a rectangular space of the same kind, and established in accordance with the invention.
Figs. 8 to 11 show, following analogous views
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to those of fig. 4 to 7 a slab of the same type established according to a variant of the embodiment of the latter figures.
Figs. 12 to 15 show, in views similar to those of FIGS. 4 to 7, a slab of the same type intended to cover a rectangular space and to rest on supports provided at the corners of this space, this slab being established in accordance with the invention.
Figs. 16 to 19 show, respectively, in elevation, in section by 17-17 fig. 18, in view from below and in section through 19-19 fig. 18, a portion of a reinforced concrete bridge resting on pillars, this bridge comprising a slab established in accordance with the invention.
Figs. 20 to 23 show, according to views similar to those of FIGS. 16 to 19, a reinforced concrete suspension bridge, comprising a slab constructed in accordance with the invention.
According to the invention ;, and more especially according to those of its modes of application as well as those of the embodiments of its various parts to which it seems that preference should be given, proposing, for example, , to cover a limited space with a reinforced concrete slab, for example again with walls (other applications will then be considered), this is done as follows or in a similar way, based on the considerations which will be explained beforehand.
If we assume that the space in question is in the form of a rectangle (or parallelogram), the slab would have been constituted, according to the usual methods, on the one hand, by a flat slab 1 formed itself, essentially, by a series of main beams directed along the long side of the rectangle, and, on the other hand, by secondary ribs 2 arranged in the other direction and taking anpui, either directly on the walls 3, or on 4 box springs in hard stone or reinforced concrete.
However, calculation and practice show that this
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This way of proceeding leads to adopting a large thickness for the slab, because a significant part of its fibers works on extension.
For a load, for example, of 2000 kg / cm2, to be distributed over a space of 8 m x 5 m, this thickness would be approximately om 15, and the total thickness of the floor, including the beam, would reach om 70.
In accordance with the invention, this flat slab is replaced by two lowered vaults 5, 6, of generatrices respectively parallel to the two sides of the rectangle (or parallelogram), the curvature of said vaults being such, preferably, that they come to cross in the center of the rectangle, and the whole being arranged so as to form a monolith.
For example, the guiding lines of each vault are formed, in each corresponding extreme bearing plane, by two substantially parallel curved arcs, the ends of which pass through the lower corners of the footprint section of the floor in the direction considered, the curve upper being tangent at its apex to the upper side of said section.
The vaults 5, 6 may have, for example, for the same load and the same space to be covered as those considered above, a thickness of 6 cm instead of 14 cm for the flat slab.
The footprint section of the floor can also be considerably reduced, and, as regards the filling means to be provided inside this section, in the four corners of the space to be covered, they are made. advantageously, for the purpose of lightening, by coming soft, on the fallouts of the vaults 5,6, four dates formed, preferably each of them, by two small vaults 7, 8 analogous to the main vaults, with dimensions near.
'These filling slabs will be such, for example, that their upper surface is flat and comes flush
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the key generatrices of the upper surface of the vaults 5 and 6, and that their lower surfaces be shaped in the same way as the lower surface of these same vaults, and come to connect with the upper surface of the latter along lines such as 9.
It goes without saying that the assembly thus obtained, although being monolith and offering great rigidity, gives rise to certain horizontal thrusts, at the level of the supports. If the latter do not offer sufficient resistance, means are provided, depending on the sides of the space to be covered, for relieving the forces supported by said supports,
In the case, which has been more especially considered up to now, where the supports are formed by walls 3, said means can be produced, for example, by reinforcing, by reinforcements 10, the wall portions 11 delimited by the two lower and upper planes of the floor (figs 8 to 11).
In the case where the load to be supported by the slab must be distributed, no longer on the walls, but on isolated supports or pillars 12, said means may be constituted by reinforced concrete beams such as 13 and 14, connecting them the various supports, either at the level of the fallouts of the vaults 5, 6, or at their summit, or both at these two levels (Figs. 12 to 15). These reinforced concrete beams could also be replaced by simple metal tie rods.
The upper beams 14 can be arranged so as to oppose the thrusts of the filling vaults 7,8.
Finally, as regards, on the one hand, the parquet to be supported by the floor thus established, and, on the other hand, the ceiling slabs, in the case where such a slab is provided, they are made from a customary appropriate manner. The ceiling slabs will be connected, for example, to the vaults 5,6, by vertical rods sealed in the latter.
As a result of which it is possible to establish, thanks to the invention, the slabs for which the load distribution is carried out
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in a particularly rational manner and makes it possible to use a minimum volume of concrete at the same time as eliminating the ribs generally provided under the usual flat slabs, so that the total thickness of the floors is also reduced to a minimum.
We can observe, as regards the distribution of the forces, that each vault plays a double role.
By the resistance of its fibers directed along the guidelines of the cylindrical surfaces which limit it, it faces the arch thrusts, which have the effect of subjecting its material to compressions.
By the resistance of its fibers arranged along the generatrices of the same cylindrical surfaces, it faces bending moments, which have the effect of stretching certain fibers and compressing others according to their positions.
The pressures resulting from the thrusts of one of the vaults are transmitted to the edge of the other and break down into two forces, one of which has the effect of compressing the latter according to its generators and the other of which acts as a load additional. The compressions directed according to the generators have the effect of reducing the tensions of the generators which are strained¯, la.;. where they are.
Finally, the two vaults constitute a monolith unit in which the concrete is subjected mainly to compressive forces, said unit giving rise, thanks to its rigidity, only to relatively low vault forces, which can generally withstand supports, these thrusts can however be balanced, if necessary, by the means mentioned above.
Of course, the cylindrical shape of the vaults is given only by way of example, and recourse may be had, in particular in the case where the space to be covered is of any polygonal shape, to conoidal vaults.
In addition, the two vaults could have the
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key generators in different horizontal planes,
In the foregoing, the application of the invention to floor slabs has been considered more specifically; but it can be applied to all cases where it is a question of distributing loads on supports, for example, in the case of rafts opposing the pressure of the land, or the pressure of the water, and in the case of bridge decks supported from below by isolated vertical pillars or suspended from pendantso
There is shown, on the one hand, in FIGS. 16 to 19, a bridge deck supported by pillars 15, and, on the other hand, on figs 20 to 23, a bridge deck suspended from needles 16:
it is understood that these pillars and needles play the same role as the supports 12 of figs, 12 to 15.
By setting up the deck in this way, the importance of the outriggers and bridge pieces can be considerably reduced. These pieces are reduced to the tie rods 13 and the upper ribs 14 (same reference numbers as those in Figs. 12 to 15).
The upper ribs form the edge of the sidewalk at the top of the stringers, and they support transversely, at the top of the bridge pieces, the wear slab forming the infill slab above the four dropouts of the vaults.
In any case, the entire bridge is considerably lightened, at the same load.
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