BE468851A

BE468851A -

Info

Publication number: BE468851A
Authority: BE
Original assignee: Billner Karl Pauli
Priority date: 1942-06-07
Filing date: 1946-10-29
Publication date: 1942-11-30
Also published as: US2414011A; FR940646A

Description


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  PROOEDE POUR ARMER LES OUVRAGES EN BETON. 



   Cette invention concerne les ouvrages plastiques armés et leurs modes de construction. 



   La formation de fissures dans les constructions en béton a tou- jours été un problème   particulièrement   embarrassant. De par sa nature   même,   le béton est destiné à supporter   uniquement   des efforts de com- pression, tandis qu'on s'en remet aux éléments de son armature pour résister aux efforts de tension. Cependant la prise et le durcissement du béton sont accompagnés d'une tendance inévitable à la formation de tensions internes qui sont, elles-mêmes, causes d'un fissurage inad- missible. Parmi les diverses propositions faites pour parer à ces ac- tions se trouve le procédé connu des tensions préalables ou   "préten-   sions". 



   Dans les bateaux en béton, par exemple, on a considéré dans le passé comme prudent de ne laisser travailler l'armature d'acier que sous des tensions très faibles, attendu que sous des tensions plus fortes on a observé de petites fissures dans le béton de certaines parties du bateau qui sont soumises à des tensions. Par voie de con- traste, des tensions beaucoup plus élevées ont été admises dans des ouvrages en béton ordinaires, tels que des édifices, utilisant ainsi avec un beaucoup plus grand profit-les propriétés de l'armature d'a- cier. Mais les procédés de prétension de l'armature permettent d'évi- ter les crevasses et fissures, d'assurer   l'étanohéité   à l'air et à l'eau et de réaliser une économie dans l'armature.

   De   ce,fait,   la pra- 

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 tique des prétensions s'applique admirablement,   d'elle-même,   aux ba- teaux, réservoirs et ouvrages analogues. 



   Les avantages des ouvrages plastiques particulièrement en béton armé sous tensions préalables sont connus dans le génie civil depuis bien des années. Cependant malgré les études et efforts importants qui ont été dépensés pour donner   à cette     Notion   un   fondement   pratique, on n'a adopté sur une grande échelle aucune des méthodes proposées jus-   qu'ici. La,   plupart des méthodes connues précédemment ont été orientées dans la voie de l'extension physique des éléments d'armature; on verse les matériaux plastiques autour de ces éléments et on les laisse dur- cir; on libère alors les éléments d'armature et on laisse leur retrait produire des efforts de compression dans le béton.

   Ces méthodes ont   comporté   de nombreuses difficultés en ce qui concernait l'application des efforts de tension et le réglage de la grandeur des efforts qui sont, en fin de compte, exercés sur la masse durcie. 



   On a aussi proposé d'empêcher l'établissement d'une liaison entre le béton et les éléments de son armature en enduisant les barres de l'armature de pétrole ou d'autres matières asphaltiques, comme cela est exposé dans les Brevets américains DILL 1.684.663 du 18 septembre   1928   et HEWETT N 1.818.254 du 11 août 1931, et en entourant les barres de l'armature avec des tubes métalliques comme cela est exposé dans le brevet KENNEDY N 2.185.749 du 2 janvier 1940. Et, dans le brevet améri- cain STEINER N 903.909 du 17 novembre 1908, on a présenté un mode de tension progressive des éléments de l'armature pendant le durcissement du béton. 



   Suivant la présente invention, les effets de la prétension sont obtenus en dilatant par la chaleur les éléments de l'armature après dur- cissement de la masse plastique. Ceci se fait en moulant la masse plasti que autour de l'élément d'armature et supprimant toute liaison entre la masse et   l'élément,   de sorte que ce dernier peut se dilater par rapport à la masse, après quoi on le laisse se contracter partiellement de ma- nière   qu'il   porte sur la masse et exerce à l'intérieur de celle-ci des efforts de   compr ession.   



   L'élément d'armature est dilaté, de préférence, par la chaleur, ce qui peut être effectué en y faisant passer un courant électrique de ca- ractéristiques appropriées. Pour permettre le mouvement voulu de l'élé- 

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 ment d'armature par rapport à la masse plastique quand se produit la dilatation, on peut interposer entre la masse et son armature un en-- duit ou une gaine d'une matière appropriée, pour empêcher l'établisse- ment   d'une   laison directe entre elles. Dans certains cas, on utilise une matière thermoplastique telle qu'elle se ramollisse sous l'effet de la chaleur, pour permettre à l'élément d'armature de se dilater. 



  Dans certaines circonstances on emploiera des matières faisant prise sous l'effet de la chaleur. Quand il existe des risques de courts- circuits ou de pertes, la matière de recouvrement peut être électri- quement isolante, mais dans d'autres cas, des métaux ou alliages fon- dant à basse température peuvent donner satisfaction. Les matières de couverture ou de revêtement auront des points de fusion, ou au moins de ramollissement, suffisamment bas pour donner les résultats désirés, sans obliger à élever la température des éléments de l'armature au point de nuire à leurs qualités. 



   Quand l'élément d'armature s'est dilaté d'une quantité suffisante pour exercer les efforts désirés du fait de sa contraction ultérieure, il est assuré d'une manière appropriée contre une contraction excessi- ve, de façon que la fraction voulue de sa force de contraction soit appliquée à produire des efforts de compression à l'intérieur de la masse. Le mode de blocage de l'élément peut varier suivant le type d'ouvrage en cause, mais des moyens tels que le soudage, le cramponna- ge, le vissage et le clavetage se présentent d'eux-mêmes à l'esprit. 



  Quand le mode de blocage employé nécessite un évidement de la masse de béton, on peut y faire un remplissage de béton bourré à sec pour protéger le raccord et pour donner à l'ouvrage un aspect fini. 



   Une matière thermoplastique telle que le soufre, fondant à 1200 environ, est un bon isolant électrique et, en même temps, établit une liaison de qualité raisonnablè entre l'acier et le béton. Dans certain± cas, on peut donner d'avance une forme tubulaire à la matière de cou- verture ou de revêtement, qu'elle soit thermoplastique ou qu'elle fasse prise sous l'effet de la chaleur. 



   Pour expliquer l'invention, on se réfèrera au dessin annexé,dans lequel: 
La   fig.l   est une coupe d'un ouvrage armé réalisant la présente invention. 

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   La   fig.2   est une coupe d'un ouvrage arqué.   @   
La fig. 3 est une coupe d'un ouvrage cylindrique à armature hé- licoïdale. 
 EMI4.1 
 



  La fig. 4 est une 'Ci!O.Bp ,c'tt:o.'ra;- cylinc7.z^3qu-rnfeimânt un --' élément d'armature annulaire,  'et   
La fige 5 est une vue perspective d'un étrier servant à. bloquer les extrémités des éléments d'armature des fige 3 et 4. 



   La masse plastique 10, figurée en béton dans le dessin, comporte un ou plusieurs éléments d'armature 12, et chaque élément est recou- vert d'une matière 14 qui empêche une liaison directe de s'établir entre la masse plastique et son   armature.   Quand la masse plastique est elle-même thermo-plastique ou qu'elle n'a pas tendance à, adhérer à l'élément d'armature, on peut supprimer la, matière 14 interposée en- tre eux. Mais comme le béton et l'acier ont été figurés dans les di- verses figures du dessin, on a également figuré la matière 14 inter- posée entre eux.

   Parmi les matières considérées comme propres à être interposées entre la masse et son armature dans des conditions conve- nables, se trouvent le soufre, les résines fondant à basse température les alliages à bas point de fusion, diverses autres matières thermo- plastiques ou faisant prise sous l'action de la chaleur, ou d'autres matières appropriées qui peuvent être enroulées, enduitos, moulées ou déposées autrement autour des éléments d'armature. 



   Dans la fig.l, la, masse peut représenter une dalle, une poutre, un plancher, un plafond, une route, une paroi ou un autre ouvrage dans lequel l'effet de tension préalable est désiré. une fois que le béton s'est durci suffisamment pour résister à toute déformation sous l'application de l'effort désiré, on chauffe l'élément d'armature 12 en connectant des conducteurs électriques à ses extrémités et y faisant passer un courant de genre et d'intensité déterminés à l'avance, afin de fondre ou ramollir la matière 14 interposée et d'allonger ou dila- ter axialement l'élément 12 de la quantité voulue.

   A ce moment les écrous   16   sont serrés d'une   certaine   quantité sur les extrémités file- tées 18 de la barre relativement unie 12, de sorte que quand on dimi- nue l'effet thermique, en   réduisant   le passage du courant, la barre se contracte jusqu'à ce que les,rondelles ou plaques de portage 20 ren- contrent la masse de béton et que, la force du retrait continuant son 

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 action, l'élément d'armature exerce un effort de compression sur l'ouvrage en béton. Alors qu'un seul élément d'armature a été repré- senté dans la fig.l, il est entendu qu'un nombre quelconque de ces éléments peut être employé,   en, ,fonction   des dimensions de la masse plastique, des positions admises pour les éléments de l'armature et des efforts de'compression à exercer.

   Ces éléments supplémentaires d'armature peuvent être disposés parallèlement à celui qui est figuré ou faisant un angle quelconque désiré avec lui. 



   La fig. 2 montre l'application de l'invention à un ouvrage arqué ou incurvé qui peut être une voûte, un plancher, un toit, un mur, une coque ou tout autre ouvrage armé auquel une telle conformation convient par elle-même. Dans ce cas, on a figuré deux éléments d'arma- ture comportant des extrémités filetées 18, des écrous 16 et des pla- ques de portage ou rondelles 28, et recouverts d'une matière de revê- tement 14. Dans cet exemple, les éléments d'armature peuvent être chauffés et bloqués successivement ou simultanément, le mode d'opérer étant exactement le même que celui qui a été exposé à propos de la fig. 1. 



   La   fig.3   représente un ouvrage cylindrique en béton armé de deux hélices de sens opposés 24, dont les extrémités supérieures en regard   .,   l'une de l'autre sont réunies par des soudures 26 ou un autre disposi- tif approprié. Dans une telle disposition, les hélices sont, de préfé- rence, chauffées simultanément de manière que les deux atteignent leur allongement désiré au même moment, après quoi leurs extrémités libres comportant des   brides 28   sont engagées dans les extrémités fourchues d'un étrier 32 de longueur fixée à l'avance ou reliées d'une autre manière appropriée, pour restreindre le retrait.

   Après exécution des raccords, la tendance des hélices à se contracter appliquera les spires contre les surfaces contiguës de béton, ce qui soumettra l'en- semble de la masse de béton à des efforts de compression. Comm on l'a indiqué en traits interrompus, le raccordement.des extrémités infé- rieures des hélices peut être fait dans un évidement ménagé dans le béton. Les ouvrages auxquels l'invention peut être appliquée sous cette forme sont, par exemple, des réservoirs, silos, canalisations, tuyaux, anneaux et autres ouvrages. 



   La   fig.4-représente   un ouvrage cylindrique en béton armé où les 

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 extrémités de plus fort diamètre 28 des éléments d'armature 12 sont logées dans un évidement 30 qui est ménagé pour permettre de faire le raccordement à l'intérieur de la masse. Quand un courant est amené aux extrémités   28,   la matière thermoplastique ou telle autre appro- priée 14 se ramollit et   l'anneau   discontinu ou cerceau se dilate axia- lement. Une fois que la dilatation est suffisamment avancée, le cou- rant est interrompu et un étrier 32 aux extrémités fourchues 34 est glissé pu-dessus les têtes de diamètre plus fort28. L'élément 12 se contracte alors partiellement et exerce l'effort de compression voulu sur la masse plastique 10.

   Si on le désire, l'évidement 30 peut être rempli de béton bourré à sec 33 ou d'un autre remplissage analogue, pour donner à l'ouvrage une surface extérieure ininterrompue et proté- ger aussi le raccordement contre les éléments atmosphériques. 



   Quand on emploie des matières thermoplastiques ou faisant prise   à   la chaleur, elles durcissent après retour de la température en-des- sous de leur point de fusion ou de ramollissement et assurent une liaison entre la masse plastique et son armature. En ce qui concerne ces matières de revêtement, quand on désire empêcher leur arrachement excessifpendant la manipulation, on peut employer une gaine   protec-   trice en filet ou autre tissu approprié, ou bien on peut incorporer dans la matière de revêtement elle-même une substance appropriée telle que la fibre d'amiante. 



   Le courant de chauffage peut être du courant continu ou alternatif de la fréquence désirée et de voltages divers, qui seront fixés suivant la, résistance des éléments d'armature, le taux de dilatation désiré et la limite de température à observer pour éviter de nuire aux proprié- tés de l'acier ou des autres matériaux. 



   On ne mentionnera que quelques-uns des nombreux ouvrages auxquels peuvent être appliqués les principes de la présente invention, savoir: ponts, routes, piliers, planchers, toitures, arches, murs, bateaux, tuyaux, réservoirs, silos, canalisations souterraines, anneaux de fon- dations de coupoles, colonnes, poutres et dalles.    



  REVENDICATIONS. 

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Claims

-------------------------- 1. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature d'un <Desc/Clms Page number 7> corps ou masse en matière plastique durcie, qui consiste à dilater ou allonger thermiquement le dit élément par rapport au dit corps ou masse, à amener le dit élément à se contracter par rapport au dit RESUME corps ou masse, à utiliser une partie au moins de la force de con- traction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse et à établir une liaison entre le dit élé- ment et le dit corps ou masse.

2. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature lié dans un corps ou masse en matière plastique. durcie, qui consiste à réduire thermiquement la liaison et à dilater axialement le dit élé- ment par rapport au dit corps ou masse, à réduire l'action thermique, à utiliser une partie au moins de la force de contraction du dit élé- ment pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse, et à rétablir la liaison entre l'élément et le corps ou masse.

3. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature lié dans un corps ou masse en matière plastique durcie, qui consiste à ram?llir thermiquement une zone de liaison entourant le dit élément et à dilater axialement le dit élément par rapport au dit corps ou masse, à amener cet élément à se contracter par rapport au dit corps ou masse, à utiliser une portion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrecdes efforts de compression dans le dit corps ou masse, et à durcir la dite zone de liaison.

4. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature isolé dans un corps ou masse en matière plastique, durcie, qui consiste à ramollir thermiquement l'isolement' et à allonger le dit élément par rapport au dit corps ou masse, à amener le dit élément à se contrac- ter par rapport au dit corps ou masse, à utiliser une portion au moins de la force de contraction du dit élément.pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse, et à durcir le dit isolement pour établir une liaison entre le dit élément et le dit corps ou masse.

5. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature lié dans un corps ou masse en matière plastique, durcie, qui consiste à faire passer un courant électrique à travers le dit élément, de ce fait réduisant la liaison et dilatant axialement le dit élément par rapport au dit corps ou masse, à réduire le dit courant et à utiliser <Desc/Clms Page number 8> une portion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse.

6. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature recou- vert dans un corps ou masse en matière plastique. durcie, qui consiste à ramollir le recouvrement sur le dit élément et à dilater axialement cet élément par rapport au dit corps ou masse, à amener le dit élément à se contracter par rapport au dit corps ou masse, à utiliser une por- tion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse, et à durcir la dit recouvrement pour établir une liaison entre le dit élément et le dit corps ou masse.

7. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature recou- vert dans un corps ou masse en matière plastique durcie, qui consiste à ramollir thermiquement le recouvrement du dit élément et à, dilater axialement cet élément par rapport au dit corps ou masse, à amener le dit élément à se contracter par rapport au dit corps ou masse, à uti- liser une portion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse et à lier le dit élément au dit corps ou masse.

8. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature lié dans un corps ou masse en matière plastique durcie, qui consiste à réduire thermiquement la liaison et à, allonger le dit élément pa,r rap- port au dit corps ou masse, à, provoquer une contraction limitée du dit élément par rapport au dit corps ou masse, à utiliser une portion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse et à rétablir la dite liaison.

9. Une méthode de mise en tension d'un élément d'armature lié dans un corps ou masse en matière plastique durcie, qui consiste à réduire thermiquement la liaison et à allonger le dit élément par rap- port au dit corps ou masse, à disposer un organe d'appui sur le dit élément, propre à venir en engagement avec le dit corps ou masse lors d'une contraction subséquente, à amener le dit élément à se contracter dans une position intermédiaire, ensuite de quoi le dit organe vient en engagement avec le dit corpsou masse pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse, et à accroître la dite liaison. <Desc/Clms Page number 9>

10. Une méthode de mise sous tension d'un élément d'armature thermoplastiquement recouvert dans un corps ou mas,se en matière plas- tique durcie, qui consiste à ramollir thermiquement le recouvrement sur le dit élément et à dilater axialement cet élément par rapport au dit corps ou masse, à disposer un organe d'appui sur le dit élé- ment, propre à venir en engagement avec le corps ou masse lors d'une contraction subséquente, à réduire l'action thermique, à amener le dit élément à se contracter jusqu'à une position dans laquelle le dit organe engage le dit corps ou masse afin d'engendrer des efforts de compression dans ce corps ou masse, et à durcir le dit recouvre- ment.

11. Une méthode de mise sous tension d'un élément d'armature dans une masse'de béton durci, qui consiste à allonger thermiquement lé dit élément par rapport au dit corps ou masse, à assujettir les extrémités du dit élément à l'encontre d'une contraction.complète à sa longueur initiale, à amener le dit élément à se contracter par rapport au dit corps ou masse, à utmliser une portion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse, et à établir une liaison en- tre le dit élément et le dit corps ou masse.

12. Une méthode de mise sous tension d'un élément d'armature lié dans un corps ou masse de béton durci, qui consiste à réduire thermiquement la liaison et à dilater,. axialement le dit élément, à assujettir les extrémités du dit élément à l'encontre d'une contrac- tion complète à sa longueur initiale, à réduire l'action thermique, à accroître la liaison et à utiliser une portion au moins de la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compres- sion dans le dit corps ou masse.

13. Une méthode de renforcement de matières plastiques consistant à disposer un recouvrement autour d'un élément d'armature, à former un corps ou masse plastique autour de ce recouvrement, à permettre au dit corps ou masse plastique de se durcir, à-ramollir le dit recou- vrement, à allonger le dit élément d'armature, à amener cet élément à se contracter par rapport au dit corps ou masse, à utiliser la for- ce de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de com- pression dans le dit corps ou masse plastique et à durcir le dit re- <Desc/Clms Page number 10> couvrement. @ 14.

Une méthode de renforcement de matières plastiques consistant à. disposer un recouvrement thermoplastique autour d'un élément d'arma- ture, à former un corps ou masse plastique autour de ce recouvrement, à permettre à ce corps ou masse plastique de se durcir, à ramollir thermiquement le dit recouvrement et à allonger le dit élément d'ar- mature, à réduire l'action thermique, à utiliser la force de contrac- tion du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le corps ou masse plastique et à durcir le dit recouvrement.

15. Une méthode de renforcement de matières plastiques consis- tant à disposer un recouvrement thermoplastique autour d'un élément d'armature, à former un corps ou masse plastique autour de ce recou- vrement, à permettre à ce corps ou masse plastique de durcir, à a.llon- ger thermiquement le dit élément d'armature et à. conditionner le dit recouvrement, à réduire l'action thermique, et à utiliser la force de contraction du dit élément pour engendrer des efforts de compression dans le corps ou masse plastique.

16. Une méthode de renforcement de matières plastiques consis- tant à disposer un recouvrement isolant électrique, thermoplastique, autour d'un élément d'armature, à, former un corps ou masse plastique autour de ce recouvrement, à permettre au dit corps ou masse plastique de durcir, à thermiquement ramollir le dit recouvrement et allonger @ le dit élément d'armature, à réduire l'action thermique. afin de dur- cir le dit recouvrement et à utiliser la force de contraction dudit élément pour engendrer des efforts de compression dans le dit corps ou masse plastique.

17. Une méthode de renforcement de corps ou masses de béton con- sistant à disposer un recouvrement autour d'un élément d'armature re- lativement lisse, à former un corps ou masse de béton plastique autour du dit recouvrement, à permettre au béton de durcir, à thermiquement modifier le dit recouvrement et allonger le dit élément d'armature, à mettre en place un organe d'appui sur le dit élément pour engager le dit corps ou masse lors d'une contraction subséquente, à réduire l'action thermique et à permettre au dit élément de se contracter jusqu'à ce que le dit organe vienne en engagement avec la dit corps ou masse pour engendrer des efforts de compression dans le béton. <Desc/Clms Page number 11>

18. Une méthode de renforcement de corps ou masses en béton consistant à recouvrir un élément d'armature à l'aide de soufre, à mettre en place du béton autour de cet élément recouvert, à permet- tre au béton de durcir, à faire passer un courant électrique à travers le dit élément pour ramollir le soufre et allonger l'élément, à assujettir les extrémités du dit élément à l'encontre d'une contrac- tion complète à sa longueur initiale, à réduire le dit courant, et à permettre.au soufre de durcir et au dit élément de se contracter partiellement pour appliquer des efforts de compression dans le bé- toh.