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BREVET D'INVENTION Monsieur Llewellyn Lewis James J 0 N E S Appareillage perrectionne et proceae ae construction d'immeupies coulés sur place.
Demande de brevet anglais en sa faveur du 6 Mars 1944.
La présente invention se rapporte à la construction d'immeubles en béton coulés sur place et a pour objet un procédé et un appareillage perfectionnés grâce auxquels les coffrages et les charpentes nécessaires peuvent être montés rapidement et démontés en vue du transport pour être réutilisés en d'autres lieux. Un autre but de la présente invention est la réalisation d'un corps d'immeuble constitué principalement par du béton avec un revêtement intérieur procurant un bon isolement et fournis- sant une bonne surface de prise pour les plâtres intérieurs.
L'invention a aussi pour but de faire entrer dans l'édification d'un corps complet de maison coulée sur place un toit, des huisseries et des seuils de portes et de fenêtres sans qu'il soit nécessaire d'employer de la main d'oeuvre spécialisée et, de plus, de permettre que des cadres de portes et de fenêtres puissent être placés rapidement et d'une façon simple dans les ouvertures de formes appropriées.
Le procédé objet de l'invention est caractérisé par , le fait que les murs extérieurs et le toit sont moulés entre les parois d'un coffrage de telle mani0re que le toit soit moulé d'une façon continue avec les murs, ce qui donne un en-4 semble sans joint.
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Dans la construction d'un immeuble ayant un ou plusieurs planchers entre les fondations et le toit chacun,de ces planchers est coulé comme prolongement de la partie sous- jacente du mur, de façon à faire corps avec elle et la partie du mur immédiatement au-dessus ainsi que le toit sont coulés entre des coffrages érigés sur le plancher, de sorte que l'im- meuble comprend un monolithe formé par la partie basse des murs et le plancher et un autre monolithe constitué par la partie haute des murs, érigée sur la partie basse de ceux-ci et formant bloc avec le toit.
L'appareillage pour la mise en oeuvre de l'invention comprend une série de pièces de charpente métallique à section en H ou en cornière, des moyens pour les dresser dans des plans verticaux et horizontaux et pour les y maintenir régulièrement espacés, une série de panneaux composés d'une tôle mince de métal ou d'allie ge ou de bois contreplaqué et des moyens pour relier rapidement et d'une manière amovible les panneaux aux pièces verticales intérieures et extérieures de la charpente de manière que les panneaux laissent entre eux la cavité voulue
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devant recevoir le béton, les moyens d'attache qui servent à entretoiser les montants étant utilisés comme supports de coffrage.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif montre l'application de l'invention à la construction d'une maison d'habitation ayant un rez-de-chaussée et un étage.
La fig. 1 est une vue en perspective, avec arrachements montrant la disposition des pièces de charpente et du coffrage et la disposition relative des éléments constituant les murs, le plancher, le toit et les parties qui y sont associées.
La fig. 2 est une vue arrière d'une forme convenable de panneau utilisé pour la construction du coffrage.
La fig. 2A est une vue en perspective de la partie arrière d'un panneau monobloc utilisable pour le coffrage et constitué à l'aide d'alliage convenable ou de tels.
La fig. 3 représente,à plus grande échelle, une vue en plan, avec coupe partielle, de l'attache d'un panneau sur une pièce de la charpente.
La fig. 4 est une vue en plan avec coupe partielle montrant la disposition des panneaux pour constituer un coin dans la coulée d'un mur sur place.
La fig. 5 représente un panneau de coin monobloc.
La fig. 6 est une coupe verticale partielle montrant la construction du soubassement et des plinthes.
La fig. 7 est une coupe partielle horizontale montrant la manière d'élever un coin du mur de la construction..
La fig. 8 est une coupe verticale partielle montrant une disposition convenable pour la constitution des sommiers et des appuis de fenêtre.
La fig. 9 est une coupe verticale partielle montrant la manière de disposer des dalles ou des blocs, par exemple des blocs creux ou des dalles en terre cuite, ou des corps en laine-de bois pour former la face interne dès murs et planchers coulés sur place, cette figure montrant aussi la disposition de? montants et des panneaux pour la construction des murs et du premier plancher.
En se reportant aux dessins on voit que pour l'érec- tion d'une maison d'habitation ou d'une construction analogue, on utilise une série de pièces de charpente 1 qui peuvent avoir une section-en H, comme représenté, ou avoir la forme d'une cornière ou d'un T ; les pièces 1 sont combinées avec une série de panneaux 2 devant former le coffrage, ces panneaux étant munis de moyens de verrouillage rapide et amovible per- mettant de les relier aux pièces de charpente 1 de manière telle que chaque panneau remplisse l'intervalle entre deux pièces successives de la charpente.
Les pièces de charpente 1 sont constituées par des barres d'acier et, en pratique pour la construction d'un mur W, deux jeux parallèles la¯ et 1b de ces pièces sont élevés dans des plans verticaux, les parties basses de ces pièces reposant sur un soubassement 3 placé dans le sol. Les panneaux 2 prennent appui sur les deux jeux de pièces de charpente la et lb ou, comme représenté sur les figs.6, 7 et 9, le jeu 1b placé à l'in- térieur sert de butée à des panneaux creux en terre cuite, à des
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plaques isolantes ou à des pièces analogues 9, ces plaques étant reliées aux matériaux du mur W.
Des boulons d'assemblage 4 peu- vent être introduits transversalement entre les pièces de char- pente intérieures et extérieures la et lb et à travers le coffrage, et traverser des pièces 5 constituées par des cornières ou des U prenant appui sur les montants afin d'assurer l'espa- cement latéral nécessaire entre les panneaux de coffrage.
Ces boulons d'assemblage peuvent être engagés dans des four- rures 6 qui peuvent être laissées dans le béton après enlèvement des boulons lorsque la prise du béton a eu lieu, mais qui de préférence, sont enlevés, l'enlèvement étant facilité si la four- rure est conique comme figuré sur le dessin.
Les montants verticaux la utilisés pour la mise en place des panneaux externes du cof?rage peuvent s'élever depuis le soubassement jusqu'à l'encorbellement du toit, et, lorsque l'on construit un immeuble à deux planchers comme dans l'exemple choisi, les montants intérieur* 1b peuvent s'élever du sol jusqu'au plancher du premier étage et porter à leurs extrémités supérieures, des cornières 7 formant supports pour les extrémités des poutrelles horizontales 8 à section en H qui portent les pan- neaux 2, ou les dalles 9 sur lesquels on établit, au moment opportun, un plancher F en béton armé.
On peut profiter de la présence de ces poutrelles pour leur faire porter des plateformes sur lesquelles peuvent se tenir les ouvriers travaillant au remplissage de l'intervalle compris entre le soubassement et le premier plancher puis ce premier plancher est coulé en continu avec les murs ' de sorte que finalement il n'y a pas de reprise dans le bétonnage. Des barres d'armatures ou des bandes de liaison passent du mur W dans le plancher F et le ferraillage est laissé également à dé- couvert au-dessus du niveau du plancher F pour former Maison avec la partie supérieure du mur 11.
Après la pose de ce plan- cher, d'autres montants 10 sont élevésau-dessus de lui pour pouvoir supporter le jeu supérieur des panneaux de coffrage in- térieur 2 ou les dalles 9 et, entre les extrémités supérieures des montants supplémentaires, des poutrelles horizontales 10 maintenues de la même manière que les poutrelles 8, supportent des panneaux 11, ou des dalles isolantes, sur lesquels on peut, au moment voulu, établir le toit R comme on a établi le plancher F.
Les panneaux 2 ou une combinaison-,dès panneaux 2 et ,des dalles 9 sont placés en assises successives contre les montants verticaux,puis une quantité de béton suffisante pour remplir l'espace compris entre les parois du coffrage sur'la hauteur du mur est envoyée à haute pression par une pompe à béton et avec une vitesse telle que le béton n'ait pu faire prise evant que le plancher F ne soit coulé, le même système étant utilisé avec la partie supérieure du mur et le toit.
Les pièces de charpente horizontales 8 et 10, sur les- quelles on construit le plancher et le toit, ont le même es- pacerent que les pièces verticales et en conséquence les mêmes panneaux rectangulaires ou les mêmes dalles en terre cuite utilisés dans la construction des murs peuvent être employés dans la pose d'un plancher ou d'un toit. En d'autres termes, une série de dalles 9 ou de panneaux 2 sont d'abord posés à cheval sur les pièces horizontales 8 et 10 et sur ces panneaux ou sur ces dalles, le béton est coulé sur place avec les armatures appro- priées pour constituer le plancher, le ferraillage se prolongeant à l'intérieur des murs.
Le même mode de construction peut être adopté pour la pose du toit, la périphérie de celui-ci étant prolongée au-delà des murs comme représenté en 12 afin de consti- tuer des avancées importantes dont les faces supérieures sont in- clinées en descendant et vers l'extérieur à un angle convenable
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et qui comprennent une gouttière pour l'enlèvement des eaux de pluie, Ces avancées de toit. peuvent être supportées par une
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sfr1e rite bras 13 boulonnes eux extraites supérieures des mon- tants approprips de la charpente, les extrmits libres de ces bras 0tant courbées comme représente en 14, de façon à mainte-
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nir des planchers ou des panneaux métallioues 15 (voir fig. 9) pour former les extrémités libres des avancées.
Une des cnract0risti0ues de l'invention consiste dans 1n disposition et l'assemblage des panneaux formant le coffrage.
Dans cet ordre d'idées, le coffrage est constitua par un grand
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nOl'1br0 de panneaux allongés 7 faits de prpfprence a l'aide de tôle ou d'alliage lger, chacun d'eux ayant une largeur ou dimension transversale égale à l'écartement entre deux montants successifs la et 1b, de sorte que les panneaux s'appuient sur une face contre la moitié de la semelle intérieure de chacun des montants verticaux.
Chanue panneau comprend une feuille de mtal ou d'alliage ou un certain nombre de feuilles de bois contre-
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plaquez de préfrence réunies au moyen d'une résine synth6,thn)e durabip, de manière que les panneaux puissent être utilisas a de mnt¯t.3ples reprises pour ln construction d'un grand nombre de battants. Chaque panneau, lorsqu'il est constitué par un alliage
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on ppr une feuille de métal, porte sur la face oui n'est pas en contact avec le béton une série de nervures de raidissement transversales 16a faisant corps avec lui (voir fig. 2A).
En va- riante, comme représenta sur la fig.2, si le panneau est compose de matière a feuilles multiples il peut être raidi par un
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certain nombre de cornières mtallio1Jes 16 placées horizontple- mont: et équidistantes les unes des autres (voir fig.2); ces cornières sont boulonnées par leurs ailes verticales à la face externe du panneau de sorte oue les ailes horizontales font saillie perpendiculairement au panneau vers les pièces de la charpente la ou lb. De cette manière les cornières jouent le ròle de pièces d'écartement entre les panneaux et les montants de la charpente et aident à conserver la précision nécessaire dans l'assemblage et la construction du coffrage.
Ainsi que le montre la fig. 2A les panneaux 2 en métal ou en alliage peuvent être munis d'attaches tournantes 10a ponr fixer facilement les panneaux aux montants; la languette de chaîne attache qui prend appui sur la pièce la ou sur une pièce
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rrp'1 v;11ente peut avoir une section transversale en forme de came ou de coin pour obtenir une prise solide contre le montant.
Comme le montre la fig. 3 les ailes horizontales des cornières .16 fixées aux dits panneaux sont munies de moyens pour blcouer facilement les panneaux contre les dite montants,et, à cet, effet, les coins extérieurs ou coins libres de ces ailes horizontales sont coupes à angle droit pour constituer des équerres 17 qui viennent buter contre la face interne des se- melles intérieures des montants et contre les angles de ces se-
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mel.l¯es, le bord libre horizontal de chaque cornière faisant saillie au-delà de l'aile intérieure dudit montant.
Les moyens
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de verrouillage comprennent,pour chacune des extrémités des cor- niéres appropriées, un pivot vertical 18 portant une clpvette radiale et horizontale 19 parallèle à l'aile horizontale de la cornière 16, le pivot traversant cette aile et y tant attache au moyen d'un écrou ou d'une goupille.
La dite clavette radiale ou horizontale a une longueur telle que son extrémité libre peut venir s'arc-bouter contre la face interne de la semelle adjacente d'un montant la ou 1b et, en pratique, on bloque un panneau en position en plaçant ces clavettes radiales au contact des ailes des montants, puis en les immobilisant au moyen de goupilles verticales 20 passant au travers de trous pratiques dans ces clavettes et de trous situés en regard et pratiquas dans les ailes horizontales des cornières.
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Par ce moyen un panneau peut être bloqué facilement contre les semelles appropriées des montants et peut en être d'taché aussi facilement pour un usage ultérieur, sans qu'il soit nécessaire d'employer de la main d'oeuvre qualifiée pour la pose en alignement convenable. Si on le désire, les coins libres de chaque âme 16a peuvent être coupés en équerre selon 17 pour assu- rer un contact selon des arêtes avec les montants, ce contact avec les âmes 16a ou les cornières 16 facilitant un montage précis du coffrage.
Pour l'édification des coins dans la construction d'un mur, les panneaux correspondants du coffrage interne peuvent se chevaucher et buter l'un contre l'autre à leurs extrémités pour former des angles droits et l'on utilise pour le coffrage extérieur, des panneaux de coin spécialement construits. Chaque assemblage de coin du coffrage peut comprendre deux ensembles de panneaux allongés 21 et 22 (voir fig. mp ajustés à angles vifs, l'extrémité de l'un venant buter juste contre la face de l'autre, de façon que le bord extérieur du dernier panneau soit dans le même plan que la face extérieure de l'autre. Des équerres de renforcement 25 sont fixées aux âmes des montants verticaux la voisins du coin formé et le coin, à la rencontre des panneaux, est maintenu par une équerre 24.
En variante, on peut utiliser, au lieu de l'assemblage de panneaux et de cornières, des panneaux d'angles 21a (voir fig. 5) en une seule pièce en alliage coulé ou en acier laminé à froid présentant une section horizontale courbe ou anguleuse et munis de nervures de raidissement 23a.
Pour ménager les ouvertures des portes et des fenêtres, on place entre les montants de la charpente, pendant la construc- tion des murs, des formes 26 (voir fig. 1) en bois en alliage coulé ou en acier laminé à froid, de sorte que le béton est moulé avec le profil choisi pour l'ouverture sans qu'il soit nécessaire d'employer de la main-doeuvre qualifiée dans le travail du béton.
Par la suite, pour constituer les portes et les fenêtres, on peut utiliser des cadres métalliques 27 (voir fig.8) qui sont montés dans les ouvertures appropriées, ces cadres étant munis de rebords
28 pour épouser les coins de ces ouvertures.
Les pièces de la charpente 1a et lb, 8 et 10 peuvent être faites de la même matière que celle qui est employée pour les poutrelles en acier laminé et la ou ces'pièces de charpente doivent se chevaucher, par exemple dans la pose des planchers et des toits,,les extrémités voisines des pièces de charpente horizontales et verticales 1b, 8 et 10 sont coupées avec un certain angle comme représenté en 29 pour faciliter le démontage, c'est- à-dire pour empêcher les extrémités supérieures des montants de gêner les extrémités des pièces horizontales.
Des appuis de fenêtres 30 coulés d'avance et comportant une dalle 30a de pierre,de terre cuite, owde matière semblable (fig. 8) ainsi que des larmiers 31 peuvent être tenus en attente pour le scellement aux ouvertures correspondantes 30b après construction du mur W.
La surface intérieure de la construction terminée peut être formée par une matière isolante épaisse, par exemple par des plaques de liège, de laine de bois, de pierre ponce, des panneaux rectangulaires sous la forme de carreaux intérieurs de terre cuite qui sont fixés aux murs en béton, au toit et aux planchers au moyen de broches ou qui y sont assemblés.
Afin d'entretoiser les montants verticaux supportant le coffrage et d'empêcher une séparation latérale dans un plan parallèle au coffrage qu'ils supportent, des tirants, tiges ou
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bandes métalliques convenables 32 sont prévus de manière à pouvoir être reliés en diagonale rapidement et d'une façon déta- chable à ces montants. A cet effet, les montants sont espacés régulièrement comme 11 a déjà été dit et ce haubannage est prévu pour couvrir un nombre de montants occupant exactement une largeur gale à la hauteur d'un montant, c'est-à-dire un ensemble de montpnts constituant un carré.
Deux tirants constitués par deux plats métalliques sont fixés diagonalement au carré défini par les montants, ces plats métalliques allant jusqu'aux coins du carré et étant mis en tension. Les tirants sont maintenus en position par boulonnage contre tous les montants intéressés et, à cet effet, chaque montant peut être muni de trous régulièrement espaces destinés à recevoir des goujons qui traversent également les bandes métalliques. Fn d'autres termes, si l'espacement prévu entre deux montants successifs est de Om,60, les trous seront dans ces montants espacés de Om,60 ce qui permet aux deux tirants de s'étendre symétriquement a 45 à travers le carré limi- té par les montants et donne ainsi la certitude que tous les montants sont fermement maintenus en bonne position par les tirants.
En se reportant à la fig. 6, on verra que chaque mur est coulé in situ sur le soubassement 3 et à fleur du socle surélevé 33 et aue le revêtement intérieur 9 s'appuie contre la surface de ce socle.