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Dépose à l'appui cTu/ie Demande. de BItEVijT ' lJ' INVENTION
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Société 1 ditE, : SOCIETli; DEL! GRANDS TRAVAUX DE IE.uaï111,
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Pour: prétendues pour constructiûnn précontraintes"
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.30' 1<::.:; b-Snéfices de la Convention LmLern.Gionüle de 1883 eu. cc.rd la demande de Brevet déposée' en France le JO lepte;.ibr< 194.LI.. et l'Addition du 12 Mai 1944.
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L'arilbture. qui fai-u l'objet 'de .la présente invention eé-t destinée à l'exécution de constructions précontraintes' : elle comporte deux éléments juxtap,osés, de grande longueur relativement à leur section, l'un de ces ,,1.:ù8nt::;, très résistant à la''trac- tion, Ob'!,;: dE;S :;in à être incorporé dans la construction a pré- contraindre; 'il est associé avec le second élément, qui est très résistant à la compression longitudinale; de fon qu'il puisse être fortement fendu en prenant appui sur 1 u extré.rivés de celui- ci, et rester ainsi tendu jusqu'a ce que la contrainte de la ceni=- truction ,dans laquelle il est incorporé soit devenue définitive.
Il est connu qu'un matériau mis sous étreintes acquiert des propriétés mécaniques bien différentes' de ses qualités initiales. Cette technique, qui a abouti à la généralisation du fret, tare, est particulièrement intéressante dans le cas d'étreinte simple pour retarder la ruine d'un matériau fragile travaillant à la fraction en la soumettant simplement suivant le mène axe à une com-
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,Dre.3ion .pr8al&qle du'il peuttsu?yorter en toute' sécurité.Grace à ses c,,r,4ctéristc,,uc-d mécaniques de compression très favorables le maté- riau ainsi traité devient particulièrement apte au travail de fle- xion, alors qu'à l'état naturel la fissuration des parties tendues
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limitait s'insulièreiRent son utilisation.
Malgré les efforts de nom- breux inventeurs, l'introduction de contraintes internes associées au ::.atériaü conutitue, dans la pratique, une opération'compliquée,
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délicate et onéreuse. C'est pour ces raisons que le béton de ci- ment traité suivant ce principe fécond n'a pu jusqu'à présent s'imposer définitivement malgré le champ d'application immense qui parait lui être réservé.
Sauf quelques cas particuliers, la réalisation des appuis indispensables au maintien d'un potentiel interne'-de forces déterminées n'est passimple et il est nécessaire de recourir à l'usage de tirants absorbant les réactions du matériau traité.
Suivant les procédés antérieurs, la précontrainte des matériaux s'effectue à l'aide d'un organe de compression dont la mise en action est toujours réalisée sur les lieux mêmes de cons- truction des ouvrages. Cette mise en tension a lieu soit immédiate- ment avant le bétonnage en raidissant les tirants sur des ancrages extérieurs, par exemple les coffrages, soit après bétonnage en prenant appui sur le matériau à traiter.
Pour la réalisation des précontraintes la présente invention met au contraire en oeuvre un organe de compression qui, sous sa forme commerciale, possède à l'état stable ,un potentiel interne connu de forces, susceptible d'être reporté sur la cons- truction dans laquelle il est intégré. Un tel organe de compres- sion, toujours préparé à l'avance (par exemple en usine), pourra être manipulé, transporté, façonné suivant certaine courbure, puis utilisé à un moment quelconque comme une armature banale selon les procédés classiques de construction.
L'armature définie ci-dessus, est due aux travaux de Monsieur Marcel CHALOS. Elle peut être constituée par les éléments suivants, ou tous autres équivalents :
1.- Une gaine présentant des caractéristiques mécani- ques élevées en traction (acier traité, fil de verre, etc...).
2.- Une âme très résistante à la compression (acier, béton fretté, etc.....).
3.- Des ligatures plus ou moins espacées qui main- tiannent un contact étroit entre les deux parties précédentes.
4. - Des ancrages d'extrémité qui, avant mise en oeu- vre de l'armature, reportent la réaction de la gaine prétendue sur l'âme, et, lors de son utilisation, reportent la réaction de la gaine sur le matériau à précontraindre.
La gaine peut au contraire être comprimée et l'âme ten- due, et les ligatures peuvent être remplacées, pour tout ou par- tie, par les éléments mêmes composant la gaine si la liaison des constituants est intimement assurée.
Tout en restant dans le domaine élsstique des matériaux utilisés il apparaît, comme le montrent les expériences réalisées par l'inventeur, que l'armature prétendue présente une déformabi- lité extrême rappelant les propriétés des corps plastiques.
Cette particularité intéressante, conséquence du prin- cipe théorique réglant l'équilibre du système proposé, est amélio-
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rée et renforcée 'par Il assemblage approprié des éléments de forme et de'nature quelconques composant la gaine qui sont de préfé- rence câblés et tressés,Ce procédé permet d'équilibrer les cou- ples de torsion sollicitant les câblages mis en tension et, mal- gré les courbures qui 'sont imposées à l'armature, de solliciter également tous les éléments¯de la gaine. nfin si la gaine extérieure est tendue le câblage ou le tressage permet aux éléments de celle-ci de remplacer très économiquement tout ou partie des ligatures.
,Bien entendu, il peut être suffisant pour réaliser la ligature des éléments de la gaine, câblés ou non, de tresser en- tre ceux-ci suivant un pas déterminé un ou plusieurs fils de nature et de section appropriées.
Fréquemment il a été proposé, par raison d'économie, d(utiliser dans les constructions les hautes limites élastiques; des aciers durs tréfilés ou traités. Compte tenu de leur module d'élasticité élevé cette utilisation est particulièrement judi-, cieuse pourle béton précontraint si l'on tient compte des rela- xations diverses de ce matériau. Suivant l'invention, les élé- ' ments tendus de 1.'organe accumulateur seront de préférence cons- titués par des fils durs très''résistants d'un diamètre courant inférieur à 25/10 de millimètre, câblés ou tressés; la gaine obtenue présente ainsi avec avantage un module d'élasticité appa- rent inférieur au module d'Young du métal utilisé.
Cependant, l'emploi d'acier dur de vise qu'un but économique fonction des possibilités industrielles et ne caracté- rise en aucun cas l'invention; car il est possible d'utiliser les caractéristiques mécaniques élevées de toutes les matières lami- nées, filées ou étirées, telles que les résines.naturelles ou artificielles, les verres, les métaux, etc.., les baract1éristi- ques de ces solides pouvant être améliorées et stabilisées par tous traitements {'appropriés physiques ou chimiques.,
Suivant le-procédé de l'invention, l'utilisation de fils de petit ou très petit diamètre, câblés et tressés par élé- ments ou rubans jointifs ou non, augmentant la surface de con- tact et la rugosité du profil,
perme't d'assurer par un ancrage continu la.solidarisation intime de la¯ gaine prétendue dans la construction et par suite la 'diffusion efficace des précontrain- tes lorsque l'âme comprimée est libérée'et récupérée, et cela quel que soit le système de charges et surcharges statiques ou dynamiques..' . Cette adhérence continue; dont l'un des avantages tech- niques est de localiser la chute de tension des aciers dans la. zone de fluage maximum, résout'très économiquement le problème clés ancrages d'extrémité de l'armature en permettant leur remise en service après libération du- potentiel de forces au profit du maté- riau.
Ces ancrages d'extrémité, dont le rôle est d'assurer sous la forme commerciale de l'armature l'appui des forces inter- nes au système, ,peuvent être' quelconques et maintenir les fils du rubans de fils, soit par blocage de coins sur un culot, soit par sertissage d'un cône-métallique-plastique sur une olive très ré- sistante, soit de. préférence par enrobage d'une matière liante fu- sible ou non (mortier de ciment, résines diverses, métaux, etc..) suivant la technique du culottage ,des câbles métalliques.
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Les ancrages faisant partie de l'invention permettent lors ue la fabrication de l'armature le verrouillage immédiat des tensions recherchées à l'aide de tous dispositifs mécaniques ap- propriés : verrpu flexible métallique, clavette, écrou, coins, soudure, etc.. Ils donnent également à l'usager la possibilité de vérifier la valeur des tensions accumulées, ainsi que le moyen de modifier, si besoin est, cet état d'équilibre. Enfin au moment de la mise en service de la construction ces ancrages assurent la diffusion des contraintes artificielles par déverrouillage simul- tané, progressif et automatique de toutes les armatures utilisées. ce déverrouillage est obtenu par tous dispositifs mé- caniques, pyrotechniques, magnétiques, électriques ou chimiques.
Par exemple, il est possible d'utiliser le fluage d'une matière fusible soumise aux réactions de l'âme fortement comprimée. Dans ce cas la matière fusible (résines diverse, métaux, etc...) dont la température de fusion est appropriée aux susceptibilités ther- miques des matériaux utilisés, peut soit sceller un bouchon s'op- posant au mouvement de l'âme, soit 'constituer l'ancrage même des fils de la gaine ainsi qu'il a été exposé ci-dessus.
Contrairement à tous les moyens ou procédés connus, la mise en service de la précontrainte s'effectue avec toute la souplesse désirable, fonction de l'élévation de température, et, pour tout ou partie des armatures, -se réalise suivant le program- me établ-i par l'intermédiaire d'un circuit électrique reliant les résistances chauffantes ou les amorces pyrotechniques.
Que les armatures prétendues soient intégrées pendant le bétonnage ou scellées après coup à des éléments préparés à l'avance, leur liaison intime avec toutes constructions pernet néanmoins le réemploi de l'âme.
À cet effet, suivant le procédé ue l'invention, l'é- tanchéité aux laitances et injections de ciment du système gaine- âme est assurée soit par la gaine, soit par l'me, soit par l'en- semble gaine-âme.
Fortement tendus les différents éléments câblés de la gaine se serrent entre eux jusou'à constituer un système tubu- laire analogue aux câbles clos ou semi-clos. Si les éléments sont tressés l'étanchéité de la gaine est obtenue en utilisant pour l'une des nappes de fils des rubans présentant un profil circons- crit lenticulaire août les fils extérieurs sont, si nécessaire, revêtus ou constitués par toutes matières plastioues appropriées.
Il peut être plus indiqué de rechercher l'étanchéité du système en complétant les propriétés de le gaine par l'utili- sation d'une âme particulièrement conçue pour être à la fois re- sistante, articulée, expansible et étanche. L'âme doit en effet transmettre aux ancrages les réactions importantes de la gaine, présenter une inertie extrêmement faible pour s'adapter aux cour- bures, conserver dans les courbes une longueur égale de toutes ses fibres, assurer le parfait centrage des éléments composant l'arma- ture et permettre un décoffrage systématique du noyau tout en ad- mettant une étanchéité suffisante. Ces qualites sont assurées soit
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par un organe unique, soit par une association d'éléments.
L'âme peut être constituée par des éléments métalliques de courtes lon- gueurs de profil approprié : sphérique, cylindrique, bitronconique, etc.....
Les éléments présentent aux extrémités soit deux con- vexités, soit une concavité et une convexité de forme sphérique ou cylindrique se superposant ou, s'emboîtant l'une dans l'autre et en vue de leur extraction sont solidarisés' entre eux par tous moyens ou dispositifs appropriés : fil ou câble passant dans un' canal longitudinal, clavette à bourrelet ou à queue d'aronde, manchon-ressort à agrafage, ressort-spiral exterieur, agrafes élastiques, etc....
Le dispositif expansible assurant le centrage et le décoffrage de l' âme peut être indépendant ou non du noyau râsis- tant et mis en place avec ou avant celui-ci ; ilest constitué soit par des ressorts ballons à lames jointives,ou non, des agrafes flexibles, etc.....
Ce dispositif expansible est mis en action par tous raccourcissements (rapprochement mécanique, dilatation, contrac- tion élastique, 'etc....) des éléments de la chaîneconstituant le noyau résistant, raccourcissements qui provoquent un gonfle- ment transversal'.important de l'ordre du 1/10.
Ces raccourcissements sont obtenus soit par déforma- tion élastique d'arcs élémentaires sous poussées croissantes, soit par glissement d'un système à coins, soit par tous autres moyens produisant le même effet.
Dans certains cas, le dispositif expansible peut rem- placer le.noyau, résistant en assurant la transmission des réac- tions de la gaine.
Le procédé comporte en outre l'utilisation de tous les moyens auxiliaires assurant l'exploitation industrielle de l'âme, par exemple':- :' dispositifs de limitation des rayons de cour- bures, garnissage des vides internes par toute matière appropriée : argile, graisse, etc.. assurant une étanchéité totale sous le bé- ton ou les injections, diminuant les risques de corrosion et créant la lubrification du système.
Lors de la mise -en service d'une armature par chauffa- ge des ancrages les réactions de l'âme provoquent le fluage de la matière fusible puis l'arrachage de l'ancrage sous la double ac-' tion du retour élastique du noyau'résistant et du dispositif expan-' sible dont 'la matière lubrifiante exsude en facilitant le décof- frage.
Suivant le procédé de l'invention, la fabrication des armatures comporte le câblage et tressage des éléments résistants constituant la gaine', le découpage de celle-ci en tronçons de lon- gueurs suffisantes, le.culottage des ancrages sur les extrémités de ces tronçons,;la mise en place du dispositif expansible de l'â- me avant ou après mise en tension du tronçon de gaine sur un banc d'étirage, la compression du noyau résistant en opérant ou non sur chaque ancrage, le verrouillage des èontraintes introduites dans le système.
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Ainsi traitées les armatures prétendues peuvent âtre enroulées sur des tambours appropriés sans altération de leurs propriétés élastiques et expédiées économiquement.
Pour leur emploi, elles s'incorporent dans les cons- tructions comme des armatures ordinaires après avoir subi un fa- çonnage quelconque respectant uniquement la longueur d'origine et une courbure limite fonction du câblage des éléments de la gaine.
Lorsque le matériau de liaison à la construction présente une ré- sistence suffisante, le potentiel de forces est libéré par déver- rouillage des ancrages. Ceux-ci et les éléments constituant l'âme peuvent être retournés en usine sur les tourets ayant transporté les armatures.
Le dessin annexé représente à titre d'exemples deux formes d'exécution de l'armature suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe transversale d'une forme d'exé- cution de l'armature, telle qu'elle est préparée pour son emploi ultérieur.
La fig. 2 montre, en vue perspective à échelle agrandie, un ancrage d'extrémité.
La fig. 3est une coupe longitudinale de l'armature complète avec ses deux ancrages.
La fig. 4 représente l'ancrage en coupe longitudinale plus grande échelle.
La fig. 5 montre en perspective une seconde forme d'exé. cution, dans la zone de son ancrage.
La fig. 6 représente schématiquement des détails de la constitution de l'âme de cette armature.
Sur les figs. 1 à 4, 1 est le gaine, 2 l'âme, 3 une ligature.
La section transversale de l'armature peut être quel- conque : circulaire, carrée, méplate, etc....
La gaine est constituée par un tube ou préférablement par des éléments parallèles, jointifs ou non, tels que des fils en acier dur (ronds, carrés, méplats, torsadés, etc...). Dans la forme d'exécution choisie au dessin, la gaine 1 est formée par des fils d'acier tels que la, fies. 2 à 4.
Le choix des élémentconstituant la gaine est fonc- tion de l'économie générale de la construction et du maximum d'ad- hérence possible avec le matériau précontraint.
L'âme peut être pleine et continue, frettée ou non, ou de préférence constituée soit par un ressort à fil carré join- tif, soit par un empilage de pastilles métalliques très dures, soit par un faisceau de fils durs parallèles. Le dessin ne figure l'âme 2 que d'une manière schématique.
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La forme optimum de l'âme est liée uniquement à la possibilité dé son réemploi, car elle est rendue libre lorsqu'a eu lieu le report des réactions de la gaine sur la construction et elle peut être alors extraite de la gaine par tout artifice approprié (traction, contraction, etc...).
Les ligatures peuvent être constituées soit par des spires de fils jointifs, des anneaux, bagues ou rondelles suffi- samment élastiques pour maintenir un serrage étroit des éléments formant l'armature, soit par un'fil continu enroulé dont l'écar- tement des spires, comme celui dès-autres attaches définies ci- dessus, peut être calculé en fonction des courbures recherchées et de la résistance des éléments constituant l' âme.
, Les ancrages d'extrémitérépondent aux conditions suivantes
1.- Sous la forme commerciale de l'armature : assu- rer l'équilibre du 'système interne de forces.
2.- Lors de son-utilisation : permettre une répar- tition suffisante :des efforts sur le matériau précontraint.
A titre d'exemple, les ancrages peuvent correspondre au dispositif de la fig. 2.
Les éléments lb de la gaine 1 sont épanouis et bloqués dans une tête 4 quelconque, plaine ou composée béton fretté ou frette serrante métallique. Sol'idaires de.la tête 4, des agrafes ou oreilles 5; par exemple disposées en deux paires comme on le voit à la fig. 2, permettent de réaliser'une traction sur cette, tête 4, c'est-à-dire sur la gaine 1, comme l'indiquent les flèches T, tandis qu'on exerce une reaction de compression sur l'âme 2 par un moyen quelconque (vérin, etc..) suivant la flèche C. Le système interne de'forces recherché est alors stabilisé par. une clavette 6, qui verrouille l'âme sur la gaine par l'intermédiaire des oreilles, 5. A la fig. 2, la ligne 6' indique l'axe du clave- tage .
La mise en tension et pression de l'armature peut se faire à l'aide de'tous moyens mécaniques ou thermiques (vérins, vis, coins, dilatation, torsion, etc..) en opérant indifféremment sur l'un ou l'autre des ancrages d'extrémité, alors que la clavet- te verrouille au préalable la gaine et l'âme sur l'ancrage opposé.
L'armature ainsi constituée et préparée-renferme à l'é- tat stable un potentiel connu de forces. Pour son emploi, on l'in- corpore dans la construction à la façon d'une armature ordinaire,- puis, lorsque le durcissement du béton, par exemple, a atteint le degré voulu, on reporte sur le matériau à étreindre ledit po- tentiel de forces; en chassant;les clavettes hors des deux ancrages.
On pourra ensuite extraire l'âme 2 ainsi qu'il a été dit ci-dessus.
, Suivant la seconde forme d'exécution représentée, les extrémités de, la gaine 11, constituée par des torons ou fils 12, câblés et tressés, sont scellées par .une matière fusible 16 dans l'espace annulaire compris entre un culot 14 et un cône.15.
L'âme 17; dont le noyau résistant se compose d'éléments emboîtés 18 et d'un dispositif expansible 19 constitué par des ressorts ballons imbriqués à lamelles flexibles'arquées 19', est
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placée à l'intérieur de la gaine 11 etcomprimée par le poussoir 10 par l'action d'un vérin dynamométrique. Cette opération amène le contact de tous les éléments 18 du noyau résistant de l'âme et leur raccourcissement élastique, en provoquant le gonflement transversal du dispositif expansible 19 par accentuation de la flèche des arcs flexibles 19' et, par conséquent, le centrage étroit de l'âme 17 dans la gaine 11.
Pour une tension de service donnée, le système gaine- âme est verrouillé par l'action de l'écrou 21. La mise en service de l'armature, c'est-à-dire le déverrouillage des forces accumu- lées s'effectue par l'action d'une résistance chauffante 2. coif- fantle culot 14.
Le fluage de la matière fusible 16 et la libération de l'ancrage 13 se produisent sous la double action de la chaleur et du retour élastique du noyeu résistant de l'âme ,et de son disposi- tif expansible.
Il est alors possible de récupérer l'âme par extrac- tion, grâce au jeu transversal important donné par les ressorts flexibles 19 qui solidarisent par ailleurs tous les éléments 18 du noyau résistant.
Il doit être bien entendu que les deux formes d'esxdcu- tion ci-dessus décrites ne sont données qu'à titre démonstratif et non limitatif.
REVENDICATIONS -:- 1.- Une armature prétendue pour l'exécution de cons- tructions précontraintes, cette armature ayant une section trans- versÛle très petite par rapport à sa longueur et étant caractérisée par la combinaison de deux éléments, l'un tendu 1 , l'autre com- primé longitudinalement 2, liés ensemble et réagissant statiquement entre eux de manière que le flambage de l'élément comprimé ne puisse se produire quel oue soit le taux de contrainte élastione auquel est soumis le matériau comprimé.
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Filing to support cTu / ie Request. by BItEVijT 'lJ' INVENTION
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Company 1 ditE,: SOCIETli; OF THE! MAJOR WORK BY IE.uaï111,
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For: pretended for constructiûnn prestressed "
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.30 '1 <::.:; b-Snefices of the LmLern.Gionüle Convention of 1883 eu. cc.rd the patent application filed in France, the JO lepte; .ibr <194.LI .. and the Addition of May 12, 1944.
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The arilbture. which fai-u the object 'of the present invention ee-t intended for the execution of prestressed constructions': it comprises two juxtap elements, daring, of great length relative to their section, one of these ,, 1 .: ù8nt ::;, very resistant to '' traction, Ob '!,;: dE; S:; in to be incorporated in the construction to be pre-stressed; 'it is associated with the second element, which is very resistant to longitudinal compression; so that it can be strongly split by resting on 1 u extré.rivé thereof, and thus remain stretched until the constraint of the ceni = - truction, in which it is incorporated has become final.
It is known that a material placed under pressure acquires very different mechanical properties from its initial qualities. This technique, which has resulted in the generalization of freight, tare, is particularly interesting in the case of a simple embrace to delay the ruin of a fragile material working on the fraction by simply subjecting it along the leads axis to a com-
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, Dre.3ion .pr8al & qle du'il cantsuorter in complete safety. Thanks to its very favorable c ,, r, 4ctéristc ,, uc-d compression mechanics, the material thus treated becomes particularly suitable for the work of fle- xion, while in the natural state the cracking of the tensioned parts
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limited its use.
Despite the efforts of many inventors, the introduction of internal stresses associated with the ::. Ateriaü is, in practice, a complicated operation.
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delicate and expensive. It is for these reasons that cement concrete treated according to this fruitful principle has so far not been able to establish itself definitively despite the immense field of application which appears to be reserved for it.
Except in a few special cases, the realization of the supports essential to the maintenance of an internal potential '- of determined forces is not simple and it is necessary to resort to the use of tie rods absorbing the reactions of the treated material.
According to the prior methods, the prestressing of the materials is carried out by means of a compression member, the actuation of which is always carried out on the site of the construction of the works. This tensioning takes place either immediately before concreting by stiffening the tie-rods on external anchors, for example formwork, or after concreting by resting on the material to be treated.
In order to achieve prestressing, the present invention, on the contrary, uses a compression member which, in its commercial form, has, in a stable state, a known internal force potential, capable of being transferred to the construction in which it is integrated. Such a compression member, always prepared in advance (for example in the factory), can be handled, transported, shaped according to a certain curvature, then used at any time as an ordinary reinforcement according to conventional construction methods.
The reinforcement defined above is due to the work of Mr. Marcel CHALOS. It can be made up of the following elements, or any other equivalent:
1.- A sheath with high tensile mechanical characteristics (treated steel, glass wire, etc.).
2.- A core very resistant to compression (steel, shrink-wrapped concrete, etc .....).
3.- Ligatures more or less spaced which maintain close contact between the two previous parts.
4. - End anchors which, before implementation of the reinforcement, transfer the reaction of the pretended sheath to the core, and, during its use, transfer the reaction of the sheath to the material to be prestress.
On the contrary, the sheath can be compressed and the core stretched, and the ligatures can be replaced, in whole or in part, by the elements making up the sheath if the connection of the constituents is closely ensured.
While remaining in the elastic domain of the materials used it appears, as shown by the experiments carried out by the inventor, that the alleged reinforcement has an extreme deformability reminiscent of the properties of plastic bodies.
This interesting peculiarity, consequence of the theoretical principle regulating the equilibrium of the proposed system, is improved.
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reed and reinforced by the appropriate assembly of the elements of any shape and nature composing the sheath which are preferably cabled and braided, This process makes it possible to balance the twisting torque stressing the cabling under tension and, despite the curvatures which are imposed on the reinforcement, to also stress all the elements of the sheath. Finally, if the outer sheath is stretched, the cabling or braiding allows its elements to replace all or part of the ligatures very economically.
Of course, it may be sufficient to carry out the ligation of the elements of the sheath, cabled or not, to braid between them at a determined pitch one or more threads of appropriate nature and section.
Frequently it has been proposed, for reasons of economy, to use high elastic limits in constructions; drawn or treated hard steels. Given their high modulus of elasticity this use is particularly judicious for prestressed concrete. taking into account the various relations of this material. According to the invention, the tensioned elements of the accumulator member will preferably be constituted by very strong hard wires of a diameter. current less than 25/10 of a millimeter, cabled or braided: the sheath obtained thus has the advantage of an apparent modulus of elasticity lower than the Young's modulus of the metal used.
However, the use of hard steel is only for an economic purpose depending on industrial possibilities and does not in any way characterize the invention; because it is possible to use the high mechanical characteristics of all rolled, spun or drawn materials, such as natural or artificial resins, glasses, metals, etc., the baracteristics of these solids can be improved and stabilized by all appropriate physical or chemical treatments.
According to the process of the invention, the use of small or very small diameter wires, cabled and braided by adjoining elements or tapes or not, increasing the contact surface and the roughness of the profile,
allows to ensure by a continuous anchoring the intimate connection of the sheath pretended in the construction and consequently the 'effective diffusion of the pre-stresses when the compressed core is released' and recovered, and this whatever the static or dynamic load and overload system .. '. This adhesion continues; one of the technical advantages of which is to localize the voltage drop of the steels in the. maximum creep zone, very economically solves the problem of key end anchorages of the reinforcement by allowing them to be put back into service after releasing the potential of forces for the benefit of the material.
These end anchors, the role of which is to ensure, in the commercial form of the reinforcement, the support of the forces internal to the system, may be of any type and hold the threads of the thread tapes, either by corners on a base, either by crimping a cone-metal-plastic on a very resistant olive, or by. preferably by coating with a binding material, which may or may not be fusible (cement mortar, various resins, metals, etc.) using the seasoning technique, with metal cables.
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The anchors forming part of the invention allow, during the manufacture of the reinforcement, the immediate locking of the tensions sought by using any suitable mechanical device: flexible metal lock, key, nut, wedges, welding, etc. They also give the user the possibility of checking the value of the accumulated voltages, as well as the means of modifying, if necessary, this state of equilibrium. Finally, when the construction is put into service, these anchors ensure the diffusion of artificial stresses by simultaneous, progressive and automatic unlocking of all the reinforcements used. this unlocking is obtained by any mechanical, pyrotechnic, magnetic, electrical or chemical device.
For example, it is possible to use the creep of a fusible material subjected to the reactions of the highly compressed core. In this case, the meltable material (various resins, metals, etc.), the melting point of which is appropriate to the thermal susceptibilities of the materials used, can either seal a plug opposing the movement of the core, or 'constitute the very anchoring of the wires of the sheath as has been explained above.
Contrary to all known means or methods, the putting into service of the prestressing is carried out with all the desired flexibility, depending on the temperature rise, and, for all or part of the reinforcements, is carried out according to the program. established by means of an electrical circuit connecting the heating resistors or the pyrotechnic primers.
Whether the pretended reinforcements are integrated during concreting or sealed afterwards to elements prepared in advance, their intimate connection with all constructions nevertheless allows the re-use of the core.
To this end, according to the method of the invention, the sealing against laitance and cement injections of the sheath-core system is ensured either by the sheath, or by the core, or by the sheath assembly. soul.
Strongly taut, the different cable elements of the sheath tighten together to form a tubular system similar to closed or semi-closed cables. If the elements are braided, the sealing of the sheath is obtained by using, for one of the layers of threads, tapes having a circumscribing lenticular profile. The outer threads are, if necessary, coated or made of any suitable plastic material.
It may be more appropriate to seek the tightness of the system by supplementing the properties of the sheath by the use of a core particularly designed to be at the same time strong, articulated, expandable and waterproof. The core must in fact transmit the significant reactions of the sheath to the anchors, have an extremely low inertia to adapt to the curvatures, keep in the curves an equal length of all its fibers, ensure the perfect centering of the elements composing the reinforcement and allow systematic stripping of the core while allowing sufficient sealing. These qualities are guaranteed either
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by a single organ, or by an association of elements.
The core can be made up of metallic elements of short lengths of appropriate profile: spherical, cylindrical, bitronconical, etc.
The elements have at the ends either two convexities, or a concavity and a convexity of spherical or cylindrical shape superimposed on each other or, fitting into one another and with a view to their extraction are secured to each other by any means or suitable devices: wire or cable passing through a longitudinal channel, beaded or dovetail key, clip-on spring-sleeve, outer spiral spring, elastic clips, etc.
The expandable device ensuring the centering and stripping of the web may or may not be independent of the resistant core and placed with or before the latter; it is constituted either by balloon springs with contiguous leaves, or not, flexible clips, etc .....
This expandable device is put into action by any shortening (mechanical approximation, expansion, elastic contraction, etc.) of the elements of the chain constituting the resistant core, shortening which causes significant transverse swelling of the chain. order of 1/10.
These shortenings are obtained either by elastic deformation of elementary arcs under increasing thrusts, or by sliding a wedge system, or by any other means producing the same effect.
In some cases, the expandable device may replace the resilient core while ensuring transmission of sheath reactions.
The process also comprises the use of all the auxiliary means ensuring the industrial exploitation of the core, for example ': -:' devices for limiting the radii of curvature, lining of the internal voids with any suitable material: clay , grease, etc. .. ensuring complete sealing under concrete or injections, reducing the risk of corrosion and lubricating the system.
During the commissioning of a reinforcement by heating the anchors, the reactions of the core cause the flow of the fusible material then the tearing of the anchor under the double action of the elastic return of the core. The strong and expandable device from which the lubricating material exudes facilitating deforming.
According to the method of the invention, the manufacture of the reinforcements comprises the cabling and braiding of the resistant elements constituting the sheath ', the cutting of the latter into sections of sufficient length, the caping of the anchors on the ends of these sections. ,; the installation of the expandable device of the core before or after tensioning of the sheath section on a drawing bench, the compression of the resistant core by operating or not on each anchor, the locking of the stresses introduced in the system.
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Thus treated, the so-called reinforcements can be wound on suitable drums without altering their elastic properties and shipped economically.
For their use, they are incorporated in the constructions like ordinary reinforcements after having undergone any shaping respecting only the original length and a limit curvature function of the cabling of the elements of the sheath.
When the bonding material to the construction has sufficient strength, the potential forces are released by unlocking the anchors. These and the elements constituting the core can be returned to the factory on the reels which transported the reinforcements.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the reinforcement according to the invention.
Fig. 1 is a cross section of one embodiment of the reinforcement, as prepared for its subsequent use.
Fig. 2 shows, in perspective view on an enlarged scale, an end anchor.
Fig. 3 is a longitudinal section of the complete frame with its two anchors.
Fig. 4 shows the anchor in a larger scale longitudinal section.
Fig. 5 shows in perspective a second form of exe. cution, in the area of its anchoring.
Fig. 6 schematically shows details of the constitution of the core of this frame.
In figs. 1 to 4, 1 is the sheath, 2 the core, 3 a ligature.
The cross section of the reinforcement can be any: circular, square, flat, etc.
The sheath is formed by a tube or preferably by parallel elements, contiguous or not, such as hard steel wires (round, square, flats, twisted, etc.). In the embodiment chosen in the drawing, the sheath 1 is formed by steel son such as the, fies. 2 to 4.
The choice of the elements constituting the sheath depends on the general economy of the construction and the maximum possible adhesion with the prestressed material.
The core can be solid and continuous, wrapped or not, or preferably constituted either by a spring with joined square wire, or by a stack of very hard metal pellets, or by a bundle of hard parallel wires. The drawing only shows the core 2 in a schematic way.
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The optimum shape of the core is linked only to the possibility of its reuse, because it is made free when the reactions of the sheath have been transferred to the construction and it can then be extracted from the sheath by any suitable device. (traction, contraction, etc ...).
The ligatures can be constituted either by contiguous turns of threads, rings, rings or washers sufficiently elastic to maintain a tight clamping of the elements forming the reinforcement, or by a continuous thread wound with the spacing of the turns. , like that of other fasteners defined above, can be calculated according to the desired curvatures and the resistance of the elements constituting the core.
, The end anchors meet the following conditions
1.- In the commercial form of the reinforcement: to ensure the equilibrium of the internal system of forces.
2.- When in use: allow sufficient distribution: forces on the prestressed material.
By way of example, the anchors may correspond to the device of FIG. 2.
The elements lb of the sheath 1 are spread out and blocked in any head 4, plain or composed of shrink-wrapped concrete or metal clamping band. Solids of the head 4, staples or ears 5; for example arranged in two pairs as seen in FIG. 2, make it possible to achieve traction on this head 4, that is to say on the sheath 1, as indicated by the arrows T, while a compression reaction is exerted on the core 2 by a any means (jack, etc. ..) along arrow C. The desired internal de'forces system is then stabilized by. a key 6, which locks the core on the sheath via the ears, 5. In FIG. 2, line 6 'indicates the keying axis.
The reinforcement can be put under tension and pressure using any mechanical or thermal means (jacks, screws, wedges, expansion, torsion, etc.) by operating either on one or the other. end anchors, while the key locks the sheath and the core on the opposite anchorage beforehand.
The framework thus formed and prepared contains in the stable state a known potential of forces. For its use, it is incorporated in the construction in the manner of an ordinary reinforcement - then, when the hardening of the concrete, for example, has reached the desired degree, we transfer to the material to be hugged said po- tential of forces; by driving; the keys out of the two anchorages.
The core 2 can then be extracted as has been said above.
, According to the second embodiment shown, the ends of the sheath 11, consisting of strands or son 12, cabled and braided, are sealed by .une fusible material 16 in the annular space between a base 14 and a cone. 15.
Soul 17; whose resistant core is composed of nested elements 18 and of an expandable device 19 consisting of interlocking balloon springs with flexible 'arched lamellae 19', is
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placed inside the sheath 11 and compressed by the pusher 10 by the action of a dynamometric jack. This operation brings about the contact of all the elements 18 of the resistant core of the core and their elastic shortening, causing the transverse swelling of the expandable device 19 by accentuating the deflection of the flexible arcs 19 'and, consequently, the tight centering of core 17 in duct 11.
For a given operating voltage, the sheath-core system is locked by the action of nut 21. The armature is put into service, that is to say the unlocking of the accumulated forces. by the action of a heating resistance 2. cap base 14.
The creep of the fusible material 16 and the release of the anchor 13 occurs under the dual action of heat and springback of the resistive core of the core, and of its expandable device.
It is then possible to recover the core by extraction, thanks to the large transverse play given by the flexible springs 19 which moreover secure all the elements 18 of the resistant core.
It must be understood that the two forms of esxdcution described above are given only for demonstration and not to limit.
CLAIMS -: - 1.- A pretensioned reinforcement for the execution of prestressed constructions, this reinforcement having a cross section very small in relation to its length and being characterized by the combination of two elements, one tensioned 1 , the other longitudinally compressed 2, bonded together and statically reacting with each other so that buckling of the compressed element cannot occur regardless of the level of elastione stress to which the compressed material is subjected.