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"Disposition de pièces de construction en fer ou acier ou autres métaux soudables.11.
Dans les constructions en fer ou acier sou- dé, il arrive souvent que l'épaisseur de la plaque de ma- téiau est faible vis-à-vis des autres dimensions des élé- ments constructifs.C'est le cas par exemple, des poutres faites de parties en plaques ou en fers laminés. A cause de cette faible épaisseur de la plaque, il sera impossible, dans la plupart des cas, de réaliser une jonction par l'as- semblage d'élements de construction séparés en montant les pièces de serrage directement dans le matériau mince, les conditions de résistance locales étant insuffisantes pour que les forces en jeu dans l'articulation soient transmises d'une manière satisfaisante.
La manière la plus évidente de surmonter cette difficulté consiste à augmenter l'épaisseur de la plaque là où il est désirable de faire la jonction, à savoir en sou- dant sur une plaque de renforcement; mais cette solution n'est cependant pas satisfaisante, car la plaque de renforce-
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ment doit avoir la résistance nécessaire correspondant plei- nement aux pièces de serrage. Ceci a pour conséquence que le matériau déjà existant ne sera pas utilisé et de plus il sera impossible d(obtenir un point d'appui suffisamment bon entre deux plaques soudées l'une à l'autre suivant un bord, pour qu'on puisse utiliser avec sécurité des pièces de ser- rage continues.
La présente invention, qui a pour but de mieux résoudre le-dit problème, consiste dans une disposition d'é- léments de construction en acier, fer, ou autre métal souda- ble en matériau relativement mince, c'est-à-dire, par exemple, en plaques relativement minces, et telle qu'en vue de la transmission des efforts dont la direction dévie considérable- ment du plan de rigidité et de résistance de l'élément de construction, il est indispensable de prévoir une augmentation locale de résistance au point de transmission des forces;
la- dite disposition est caractérisée par une pièce de renforce- ment qui est soudée dans ou par-dessus une ouverture pratiqué-, (par exemple par l'enlèvement de matière) dans l'élément de construction ou dans les pièces avoisinantes, et les efforts sont transmis grâce à des boulons ou autres pièces de con- nexion semblables par ladite pièce de renforcement.
La pièce servant au renforcement est constituée, conformément à l'invention, de préférence par une plaque d'un matéiqn plus lourd que celui dans lequel on a pratiqué l'ouverture, c'est-à-dire d'un matériau qui est suffisamment lourd pour que la résistance locale nécessaire soit obtenue pour transmettre les efforts agissant sur le point de trans- mission des efforts(la jonction).
La pièce ou plaque de renforcement aura, confor- mément à l'invention, les mêmes dimensions que l'ouverture et pourra être soudée à celle-ci, d(une manière connue en elle-même, c'est-à-dire soudée le long de sa circonférence ou bord à bord avec l'ouverture, de sorte que tout le long de sa circonférence ou le long d'une partie de celle-ci, elle
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pourra prendre appui sur la matière du bord de l'ouverture sur laquelle elle est soudée. obtenir
Pour une .rigidité plus grande, il sera avantageux que le matériau fasse une saillie le long du bord de l'ouver- ture, obtenue par exemple par l'ébarbage, le long de laquelle la pièce ou plaque de renforcement est soudée.
L'ouverture peut être obtenue par pressage, poin- çonnage, fraisage ou découpage dans le matériau mince, mais elle peut-être aussi bien "fabriquée" en fondant et en cour- bant extérieurement le matériau, ce qui fait que les languet- tes produites le long du bord ou d'une partie du bord de l'ouverture peuvent être utilisées comme armatures de rigidi- té.L'ouverture peut de plus,former un intervalle entre deux constructions indépendantes en elles-mêmes qui sont alors re- liées par la pièce de renforcement qui est soudée sur du au travers de l'ouverture. Dans ce cas le matériau des deux élé- ments de construction à relier ensemble peut aussi être courbé vers l'extérieur pour donner de la rigidité.
Au lieu d'être une plaque, la pièce de renforce- ment peut être formée par une pièce à section laminée, la section laminée servant à donner de la rigidité. Quand on uti- lise une plaque ordinaire de renforcement, on peut, si néces- saire, souder à cette dernière une ou plusieurs nervures ou pièces de rigidité semblables, qui peuvent-dépasser au delà de la plaque de renforcement et qui peuvent être soudées sur l'élénient de construction proprement dit. Quand l'ouverture a un bord en saillie ou des languettes produites,par exemple en fondant la pièce et en la ployant vers l'extérieur pour former l'ouverture, ladite nervure ou les nervures peut-être de plus soudée sur lesdits bords ou languettes.
Dans la disposition conforme à l'invention, en utili--- sant la matière présente ou restante dans l'élément de construc- tion, on peut obtenir la résistance locale nécessaire pour transmettre les efforts agissant sur une pièce de jonction, et
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de cette manière on obtient ladite augmentation de résistance grâce à la soudure d'une pièce ou d'une plaque de renforcement en supplément, dans ou par-dessus une ouverture dans le maté- riau de peu d'épaisseur; cet accroissement de résistance peut- être ainsi obtenu d'une manière absolument sûre et satisfaisan- te.
Afin d'illustrer l'invention, il en est donné des exemples de réalisation sur les dessins joints:
Les figures 1 à 4 représentent, en coupe, quatre réalisations différentes d'une plaque mince avec une plaque de renforcement soudée sur une ouverture dans celle-ci.
La figure 5 est la vue d'en dessus d'une plaque avec une plaque de renforcement soudée dans'une ouverture.
La figure 6 est une coupee long de la ligne VI-VI de la figure 5.
La figure7 est une coupe le long de la ligne VII-VII de la figure 5.
La figure 8 est une vue de côté d'un élément de contruction angulaire, dont une aile a une ouverture dans la- quelle une plaque de renforcement est soudée.
Las figutes 9 et 10 sont des coupes respectivement le long des lignes I-IX et X-X de la figure 8.
La figure 11 est la vue de côté d'une poutre dans la plaque latérale de laquelle ou a soudé une plaque de renfor- cement, et la figure 12 est une coupe le long de la ligne XII-XII de la figure 11.
1 sur la figure 1 désigne une plaque mince possé- dant une ouverture dans laquelle on a soudé une plaque de ren- forcement 2 plus épaisse. Les dimensions de la plaque de ren- forcement 2 correspondent aux dimensions de l'ouverture, et la soudure a été effectuée le long du bord de la plaque de ren- forcement, au-dessus et en dessous ainsi qu'il est indiqué en 3 et 4.
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Dans le mode de réalisation conforme à la figure 2, la plaque de renforcement 2 a des dimensions un peu plus grandes que l'ouverture 3 dans la plaque 1, de sorte que le long de son bord 'la plaque de renforcement peut reposer sur le bord de l'ouverture 5, et à cet endroit, de même que dans le cas de la figure 1, elle lui est soudée par deux soudures 3 et 4.
Dans le mode de réalisation conforme à la figure 3, l'ouverture 5 dans la plaque 1 a un bord en saillie 7 qui peut être obtenu par exemple dans l'ébarbage. La plaque de ren- forcement 2 a ici, comme dans le cas de la figure 1, les mêmes dimensions que l'ouverture 5 à l'extrémité du bord en saillie 7 et lui est soudée par deux soudures 3 et 4 au-dessus et en des- sous.
Dans le mode de réalisation conforme à la figure 4 la plaque de renforcement 2 est de dimensions légèrement supé- rieures à celles de l'ouverture 5 à l'extrémité du bord en sail- lie7 de la plaque 1, de sorte qu'elle peut être supportée par le bord de l'ouverture, tandis qu'elle est soudée sur la pla- que 1 et le bord en qaillie7 de celle-ci, par des soudures 3 et 4.
Sur les figures 1 à 4, on peut avoir une ouverture à circonférence ininterrompue (un trou), cette ouverture étant obtenue par exemple par pressage,poinçonnage, découpage ou frai- sage, et le rebord 7 donnant de la rigidité, représenté sur les figures 3 et 4 pouvant être obtenu par ébarbage. Mais l'ou- verture 5 peut aussi être imaginée continue d'un opté de la pla- que à 1''autre, de sorte qu'elle constitue une interruption dans la plaque. Les deux parties de plaque séparées par l'ouverture, peuvent alors être dans ce cas particulier, deux pièces ou pla- ques respectivement indépendantes qui ne sont pas reliées tant que la plaque de renforcement ne leur est pas soudée dans ou au-dessus de l'ouverture.Dans ce cas,les bords 7 peuvent être obtenus en courbant ou en faisant bomber les extrémités des plaques.
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La figure 5 repésente une plaque 1 dans laquelle un trou a été obtenu en fondant la pièce le long des lignes a.,b,c,d, et éventuellement le long de la ligne centrale e, après quoi le matériau a été courbé et repoussé extérieurement, de manière à former des languettes 8 servant d'armatures de ri- gidité le long du bord de l'ouverture 5 obtenue, dans laquelle est soudée une plaque de renforcement 2, ainsi qu'il est repré- senté par les soudures 3 et4 de la figure 6. Pour donn-er davantage de rigidité, on a monté ici une nervure centrale spé- ciale 9 qui est soudée en/partie sur la plaque de renforcement 2, en partie sur la plaque 1 elle-même et s'étendant au delà de la plaque de renforcement, en partie sur les languettes 8 obtenues dans la formation du trou,
ainsi qu'il est montré sur les fi- gures 5,6 et 7 par les soudures représentées.10 désigne des trous de boulons pour les boulons de serrage au moyen desquels, un autre élément de construction est lié à la plaque 1 par l'intermédiaire de la plaque de renforcement2.
Sur les figures 8,9 et 10, on représente un élément de construction comprenant deux plaques 1 et 11 montées à angle droit l'une avec l'autre; de ces deux plaques, l'une, la plaque 1 est prévue pour être assemblée avec une autre pièce non re- présentée, immédiatement a/dessus de la plaquell. En conséquen- ce on a prévu de souder une plaque de renforcement dans une ouverture 5 de la plaque 1,partant du coin formé par les deux plaques. Il faut supposer ici que l'ouverture 5 est obtenue en fendant la plaque 1 le long des lignes repérées par f, g et h dans la figure 8 et en repoussant extérieurement le matériau pour former les languettes 8 servant d'armatures de rigidité.
Ces languettes 8 sont soudées en partie à la plaque de renfor- cement 2, en partie en -dessous à la plaquell, ainsi qu'il est montré par les soudures figurées. Les deux plaques 1 et 11 sont de même reliées l'une à l'autre par de la soudure comme figuré.
Sur les figures 11 et 12, on a représenté une poutre comprenant une plaque latérale 1, une aile inférieure ou plaque
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11 et une aile supérieure ou plaque 12, les trois dites plaques étant reliées ensemble par des.soudures. Dans la plaque latéra- le 1, il y a une ouverture dans laquelle ou a soudé une pla- que de renforcement 2.L'ouverture peut être obtenue par une coupure dans la plaque latérale correspondant à la largeur de la plaque de renforcement et de plus,ainsi qu'il est représen- té, un couple de nervures de rigidité 13 peut être inséré en- tre les ailes 11 et 12, lesdites nervures pouvant être en par- tie soudées sur la plaque de renforcement 2, en partie sur les ailes 11 et 12 ainsi qu'il est montré sur le dessin par les soudures figurées.
L'ouverture dans la plaque latérale de la poutre peut aussi être obtenue en fendant la plaque latérale et en courbant vers l'arrière le matériau, de sorte qu'on produit un couple de languettes libres qui sont soudées au-dessus et en dessous aux ailes de la poutre, comme il état fait avec les nervures 13 des figures 11 et 12, et dans cette opération la plaque de renforcement 2 est par ailleurs soudée, en partie aux ailes de poutre comme dans les figures 11 et 12 et en par- tie aux languettes courbées extérieurement, par exemple d'une manière semblable à celle montrée sur la figure 10.
Si l'on désire par exempleque les languettes de ri- gidité aient une largeur plaus grande que la demi-largeur de l'ouverture dans la plaque latérale de la poutre, ladite ou- verture peut être éventuellement obtenue en assemblant la plaque latérale à l'aide de pièces ayant leurs extrémités comr- bées extérieurement et de dimensions appropriées, entre les extrémités desquelles est alors soudée la plaque de renforce- ment 2, et les ailes 11 et 12 sont soudées à la plaque latérale formant bloc obtenue de cette manière.
Ainsi qu'il est dit, les modes de réalisation rep-ré- sentés sont seulement donnés à titre d'exemple, et de nombreu- ses autres formes de construction sont possibles en restant dans les limites de 11.invention.
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"Arrangement of structural parts of iron or steel or other weldable metals. 11.
In iron or welded steel constructions, it often happens that the thickness of the material plate is small compared to the other dimensions of the structural elements. This is the case, for example, of beams made of plate or rolled iron parts. Due to this small thickness of the plate, it will be impossible, in most cases, to make a joint by assembling separate construction elements by mounting the clamping pieces directly in the thin material, the conditions local resistance being insufficient for the forces at play in the joint to be transmitted in a satisfactory manner.
The most obvious way to overcome this difficulty is to increase the thickness of the plate where it is desirable to make the joint, namely by welding on a reinforcing plate; but this solution is however not satisfactory, because the reinforcing plate
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must have the necessary resistance fully corresponding to the clamping parts. This has the consequence that the already existing material will not be used and moreover it will be impossible to obtain a sufficiently good fulcrum between two plates welded to each other along an edge, so that we can use with safety of continuous clamping parts.
The present invention, which aims to better solve said problem, consists in an arrangement of structural elements made of steel, iron, or other weldable metal in relatively thin material, that is to say , for example, in relatively thin plates, and such that with a view to the transmission of forces the direction of which deviates considerably from the plane of rigidity and resistance of the construction element, it is essential to provide for a local increase in resistance at the point of force transmission;
said arrangement is characterized by a reinforcing part which is welded in or over an opening made, (for example by the removal of material) in the building element or in neighboring parts, and the forces are transmitted by means of bolts or other similar connecting parts by said reinforcing part.
The part serving for reinforcement is constituted, according to the invention, preferably by a plate of a material heavier than that in which the opening has been made, that is to say of a material which is sufficiently heavy so that the local resistance necessary is obtained to transmit the forces acting on the point of transmission of the forces (the junction).
In accordance with the invention, the reinforcing piece or plate will have the same dimensions as the opening and may be welded to the latter, in a manner known per se, that is to say welded along its circumference or edge to edge with the opening, so that all along its circumference or along part of it, it
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can rest on the material of the edge of the opening to which it is welded. get
For greater rigidity, it will be advantageous for the material to protrude along the edge of the opening, eg obtained by burring, along which the reinforcing piece or plate is welded.
The opening can be obtained by pressing, punching, milling or cutting into the thin material, but it can also be "fabricated" by melting and bending the material outwardly, so that the tabs produced along the edge or part of the edge of the opening can be used as stiffening reinforcements. The opening can furthermore form a gap between two independent constructions which are then connected. by the reinforcement piece which is welded to the through the opening. In this case, the material of the two building elements to be connected together can also be bent outwards to give rigidity.
Instead of being a plate, the reinforcing part may be formed by a part with a rolled section, the rolled section serving to provide rigidity. When using an ordinary reinforcing plate, one or more ribs or pieces of similar rigidity can be welded to it, if necessary, which can protrude beyond the reinforcing plate and which can be welded on the building element itself. When the opening has a protruding edge or tabs produced, for example by melting the piece and bending it outward to form the opening, said rib or ribs may additionally be welded to said edges or tabs .
In the arrangement according to the invention, by using the material present or remaining in the construction element, it is possible to obtain the local resistance necessary to transmit the forces acting on a junction part, and
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in this way said increase in strength is obtained by welding a piece or an additional reinforcing plate, in or over an opening in the material of little thickness; this increase in resistance can thus be obtained in an absolutely safe and satisfactory manner.
In order to illustrate the invention, exemplary embodiments thereof are given in the accompanying drawings:
Figures 1 to 4 show, in section, four different embodiments of a thin plate with a reinforcing plate welded to an opening therein.
Figure 5 is a top view of a plate with a reinforcement plate welded into an opening.
Figure 6 is a section along the line VI-VI of Figure 5.
Figure 7 is a section along the line VII-VII of Figure 5.
Figure 8 is a side view of an angular building member, one wing of which has an opening into which a reinforcing plate is welded.
Figutes 9 and 10 are sections respectively along lines I-IX and X-X in figure 8.
Figure 11 is the side view of a beam in the side plate of which a reinforcing plate has been welded, and Figure 12 is a section along the line XII-XII of Figure 11.
1 in Fig. 1 denotes a thin plate having an opening into which a thicker reinforcing plate 2 has been welded. The dimensions of the backing plate 2 correspond to the dimensions of the opening, and the weld has been made along the edge of the backing plate, above and below as indicated in 3 and 4.
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In the embodiment according to figure 2, the reinforcement plate 2 has dimensions a little larger than the opening 3 in the plate 1, so that along its edge the reinforcement plate can rest on the edge of the opening 5, and at this location, as in the case of Figure 1, it is welded to it by two welds 3 and 4.
In the embodiment according to Figure 3, the opening 5 in the plate 1 has a protruding edge 7 which can be obtained for example in the burring. The reinforcement plate 2 has here, as in the case of figure 1, the same dimensions as the opening 5 at the end of the projecting edge 7 and is welded to it by two welds 3 and 4 above and below.
In the embodiment according to figure 4 the reinforcing plate 2 is of dimensions slightly larger than those of the opening 5 at the end of the protruding edge 7 of the plate 1, so that it can be supported by the edge of the opening, while it is welded to the plate 1 and the qaillie7 edge thereof, by welds 3 and 4.
In Figures 1 to 4, there can be an opening with uninterrupted circumference (a hole), this opening being obtained for example by pressing, punching, cutting or milling, and the flange 7 giving rigidity, shown in the figures 3 and 4 obtainable by deburring. But the opening 5 can also be imagined continuous from one side of the plate to the other, so that it constitutes an interruption in the plate. The two plate parts separated by the opening, can then be in this particular case, two respectively independent parts or plates which are not connected as long as the reinforcing plate is not welded to them in or above the l 'opening.In this case, the edges 7 can be obtained by bending or bulging the ends of the plates.
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Figure 5 shows a plate 1 in which a hole has been obtained by melting the part along lines a., B, c, d, and possibly along the center line e, after which the material has been bent and pushed back. externally, so as to form tongues 8 serving as stiffness reinforcements along the edge of the opening 5 obtained, in which is welded a reinforcing plate 2, as represented by the welds 3 and4 of Fig. 6. To give more rigidity, a special central rib 9 has been mounted here which is welded partly to the reinforcing plate 2, partly to the plate 1 itself and s' extending beyond the reinforcement plate, partly on the tongues 8 obtained in the formation of the hole,
as shown in figures 5,6 and 7 by the welds shown. 10 denotes bolt holes for the clamping bolts by means of which another construction element is connected to the plate 1 by the middle of the reinforcement plate 2.
Figures 8, 9 and 10 show a construction element comprising two plates 1 and 11 mounted at right angles to each other; of these two plates, one, the plate 1 is intended to be assembled with another part, not shown, immediately above the plate. As a result, provision has been made to weld a reinforcing plate in an opening 5 of the plate 1, starting from the corner formed by the two plates. It must be assumed here that the opening 5 is obtained by splitting the plate 1 along the lines marked by f, g and h in FIG. 8 and by pushing the material outwardly to form the tongues 8 serving as stiffness reinforcements.
These tongues 8 are welded partly to the reinforcing plate 2, partly below the plate, as is shown by the welds shown. The two plates 1 and 11 are likewise connected to each other by welding as shown.
In Figures 11 and 12, there is shown a beam comprising a side plate 1, a lower wing or plate
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11 and an upper wing or plate 12, the three said plates being connected together by des.soudures. In the side plate 1 there is an opening into which or has welded a reinforcement plate 2. The opening can be obtained by a cut in the side plate corresponding to the width of the reinforcement plate and furthermore, as shown, a pair of stiffness ribs 13 can be inserted between the wings 11 and 12, said ribs being able to be partly welded to the reinforcement plate 2, partly to the legs. wings 11 and 12 as shown in the drawing by the illustrated welds.
The opening in the side plate of the beam can also be achieved by slitting the side plate and bending the material backwards, so that a couple of free tabs are produced which are welded above and below to the flanges of the beam, as it is done with the ribs 13 of Figures 11 and 12, and in this operation the reinforcing plate 2 is moreover welded, partly to the beam flanges as in Figures 11 and 12 and partly tie to the tongues curved outwardly, for example in a manner similar to that shown in Figure 10.
If, for example, it is desired that the stiffness tabs have a width greater than the half-width of the opening in the side plate of the beam, said opening can optionally be obtained by assembling the side plate together. Using pieces having their ends rounded externally and of suitable dimensions, between the ends of which the reinforcing plate 2 is then welded, and the flanges 11 and 12 are welded to the side block plate obtained in this way.
As stated, the illustrated embodiments are only given by way of example, and many other forms of construction are possible within the limits of the invention.