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BREVET D'INVENTION Perfectionnements à ou concernant des ouvrages
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--------------------------------------------- 1moulés sur place ou moulés d'avance en béton v -------------------------------------------- ou matière similaire à armer.
Cette invention concerne les ouvrages moulés sur place ou d'avance en béton ou matière similaire, comprenant un tendeur en métal ou analogue.
Jusqu'ici, dans les constructions en béton, réalisées sur place ou moulées d'avance, le tendeur a généralement été entièrement enrobé comme armature dans le béton. Par exemple, lorsqu' on moule sur place ou qu'on moule d'avance des poutres, parois, planchers et similaires en béton ou matière similaire, il est
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de pratique cour.:.nte de disposer le béton de telle manière qu'il ne forme pas seulement l'élément compresseur de l'ouvrage, mais qu'il se prolonge à travers "l'axe neutre", généralement en forme d'âme; pour constituer une partie essentielle de l'ouvrage.
Une fonction du béton ou matière similaire (indiquée ci-après par "béton") comme partie de l'ouvrage, est de fixer et de placer l'armature et d'assurer la rigidité à cette partie de l'ouvrage, l'armature de tension s'employant substantiellement
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comme tendeurs. Une deuxième fonction, secondaire, du béton, est deprotéger l'armature contre lacorrosion, En r@ison de sa premiers fonction,le revêtement en béton doit 'être suffisamment épais autour de l'armature des éléments d'Orne et tendeurs, au moins poux assurer un complet revêtement.
Par conséquent, et pour d'autres raisons, telles que la simplicité de la fabrication, ordinairement lebéton aux endroitsde l'Orne etdestendeurs a la même largeur et, par suite, une section transversale substantiellement rectangulaire.
Comme le principe technique dont il s'agit ici prévoit que l'effet utile relatif des fibres en tension ou compression dans n'importe quellesection d'une poutre ou planche varie comme le carre dela distance des fibres detension et compression relatives à l'axe neutre, il est évident qu'une poutre ou planche de section rectangulaire est de peu d'effet utile en tant que support, vu que 1,ce. majeure quantité de matière comrenant ce support est relativement près de l'axe neutre, et par conséquent n'agit pas pro-portionnellerent comme facteur de sup- port .
Cela paraît encore plus à, l'évidence dans le cas de pièces en béton n'ayant pratiquement aucune valeur en tension.
Par exemple, dans une poutre en béton rectangulaire de 50 ctms de haut sur 25 ctms de larpe, les 5 centimètres supérieurs de section à travers la largeur de 25 ctms présenteront une con-trainte de compression à 340 kgrs par 2,5 ctms carres, suffisante cour supporter une charge donnée, pourvu qu'une contrainte de tension appropriée se présente également dans la partie inférieure de la section. Le restant de 90% de béton dans cette poutre m'a plus aucune valeur cornue facteur de support, mais retient simplement le métal tendeur dans sa position requise d'effet utile par rapport à l'axe neutre.
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Le poids excessif de 90% de béton est un poids relativement "mort" et demande pour le supporter un supplément de métal de tension et de valeur de compression ,tout en augmentant la section, tant des zones de compression que des tendeurs nécessaires.
Des conditions analogues s'appliquent aux planches de planchers et de toitures at aux murs de soutènement.
Il a été toutefois proposé de placer, dans les constructions de planchers et de toits en béton armé, des plaques en béton moulé d'avance sur des poutres en treillis ayant une tête consistant en une armature métallique et un remplissage en béton renfermant cette armature, ou alternativement de mouler ces plaques directement autour des brides supérieures des poutres, ces plaques étant elles-mêmes munies d'une armature métallique supplémentaire et une telle construction met en pratique le susdit principe technique.
L'objet de la présente invention. est une armature perfectionnée pour poutres ou constructions moulées à l'endroit même et poutres perfectionnées ou constructions moulées à l'endroit même, incorporant cette armature, toutes mettant en application le susdit principe.
Conformément à l'invention, une armature perfectionnée pour ouvrages en béton ou similaires, comprenant un assemblage en forme de poutre en treillis, d'éléments de compression, d'âme et de tendeurs, est caractérisée par le fait que la dite compression est adaptée pour former le coffrage d'une couche complémentaire de compression de béton.
L'armature perfectionnée peut encore se caractériser par le fait que l.e dit élément de compression est placé intermédiairement sur la hauteur des éléments d'âme, de telle sorte que la partie supérieure de cet élément d'âme est adaptée pour se caler dans une couche complément-aire de compresion de béton, pour laquelle l'élément compresseur de l'armature est approprié pour former coffrage; ou par le fait que le dit élément d'âme comprend une barre en zigzag , dont les coudes supérieurs se prolongent
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à travers l'élément compresseur de façon à. se caler dans une couche complémentairede compression de bâton , pour laquelle l'élément compresseur de l'armature est approprié pour former coffrage;
ou par le fait qve les éléments compresseurs d'assemblages avoisinants sont appropriés pour supporter des éléments intermédiaires en forme de fermeture; ov par le fait que l'élément compresseur est en forme de U; ou par le fait qu'il incorpore un prolongement métallique au ou au-dessus du niveau de l'élément compresseur et approprié pour fonctionner en qualit-- de prolongement cantilever de l'assem- blage, le dit prolongement étant réglable en longueur par un mouvement de coupe ou de prolongement relatif en vue de régler la longueur totale de l'assemblage.
L'invention comprend également des ouvrages en béton ou similaires incorpor nt la ditearmature. l'armature préfabriquée est de préférence en métal,' bien qu'elle puisse 'être en une autre matière appropriée ...L'arma- ture préfabriquée peut être réalisée en longueurs courantes avec des prolongements à chaque bout fixés par soudure ou autres moyens convenables à l'élément tendeur coudé, et parallèles à, celui-ci, mais près du sommet de l'élément d'âme auquel ils seront aussi fixement assujettis, l'objet étant d'avoir des longueurs courantes d'armatures en forme de poutre avec extrémités cantilever dont la longueur peut , au besoin, 'âtre diminuée,
en vue de satis@aire aux nécessités normales sans avoir recours à aucune modification dans l'uvrage principal ou en forme de poutre. On peut ajouter une armature supplémentaire pour le béton afin d'obtenir une plus grande résistance lors de l'expédition et de la manutention.
lorsque dans la construction d'éléments préfabriqués combinés de tension et d'âme, comme décrits, les mêmes sont réali- sées avec des espaces ajourés, comme dans une ferme, ces ouvertures se révéleront extrêmement avantageuses pour le passage de tuyaux, tubes, conduites et similaires, généralement employés dans la construction, et ces tuyaux,tubes, conc,uites et similaires peuvent 'être dissimulés sans avoir recours à. un plafond suspendu supplémen-
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taire, comme par exemple par le placement d'un faux-plafond, qu'on peut fixer directement à la semelle de tension du bloc complet.
Ce faux-plafond peut être un panneau en fibres ou similaires ou en plâtre concret, ou matière similaire, et est plâtré sur des lattes métalliques fixées aux semelles de tension infé-- @ rieures, ce qui préserve du feu les parties métalliques autrement exposas et réduit au minimum les effets de la corrosion.
Dans le cas du bloc moulé d'avance, le béton peut dépasser suffisamment le sommet pour permettre la réalisation d'un plancher ou toit complet en plaçant ces blocs l'un à côté de l'autre. Alternativement, le béton peut se fabriquer en sections relativement étroites, de telle sorte que ces blocs se placent à intervalles avec des espaces entre eux; du béton supplémentaire peut s'ajouter pour remplir les espaces libres et former ainsi une planche complète, fixement liée à la semelle supérieure en béton.
Dans les dessins ci-annexés:
La figure 1 est une vue en coupe d'une partie d'un plancher construit à l'endroit même conformément à un exemple de l'invention.
La figure 2 est unevue perspective montrant une extrémité de l'armature métallique préfabriquée de la figure 1.
.La figure 3 est une vue perspective d'une extrémité d'un élément de coffrage répartiteur ou supplémentaire , représenté à la figure 1.
La figure 4 est une vue perspective de détail d'une plaque de fermeture utilisable dans la construction de l'arma- ture représentée à la figure 2.
La figure 5 représenteune extrémité d'une variante d'armature métallique préfabriquée conformément à l'invention.
.Les figures 6 et 7 montrent d'autres variantes d'armatures métalliques préfabriquées.
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La figure 8 montre une extrémité d'un exemple d'une poutre en béton armé moulée d'avance et réalisée conformément à cette invention.
La figure 9 montre une extrémité d'un autre exemple 6'une poutre en béton armé moulée d'avance et réalisée conformément à l'invention,
Comme le montrent les figures 1, 2 et 3, le béton 20 d'un plancher est moulé sur place sur une armature métallique comprenant une combinaison d'un élément d'Orne 21 et de tendeurs 22 a et 22 b ,qui sont supportés par des moyens de coffrage , comprenant des profils métalliqv.es en U 23, attachés aux éléments d'âme et.aux tendeurs,et des U de coffrageintermédiaires 24.
l'élémentd'âme 21 a une forme en zigzag, ses bouts supérieur se prolongent dans des encoches dans le profil U 23 de telle fa- çon qu'ils sont enrobés dans le béton, auquel ils sont attachés par tous moyens appropriés, tels que la plaque à encoche 25 (voir figure 4), qu'on peut glisser en position au-dessus ou à l'intérieur du profil U et fixer par soudure. Les bouts inférieurs des éléments d'âme se trouvent entre les tendeurs et sont soudés à ceux-ci. le coffrage intermédiaire 24 est tenu en place par des clavettes ou cales aporopriées 24 a; placées dans des encoches coincidentes 23 b et 24 b respectivement dans les U 23 et24.
-Les bouts des U 23 sont raidis par des pièces d'extré- mité 28 a, plus épaisses pour pouvoir mieux résister à 1 effort de cisaillement et les bouts des éléments d'âme et des tendeurs sont soudés à ces pièces. -Les élémentsd'acmaturedepoutre , formés chacun par un élément d'âme 21 etdeux tendeurs 22 a et 22 b et les profils U de coffrage 23, sont préfabriqués et peuvent se placer en position , avec ou sans des U de coffrage intermédiaires 24 ,et chacun de ces U constitue un élément compresseur suffisamment résistant pour supporter le poids et le travail de pose de béton; ce béton, une fois posé, est lié à la
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poutre et forme alors lui même un élément compresseur.
Un pla- fond 26 est représenté, placé contre les éléments d'Orne et les . endeurs.
Comme le montre la figure 5, l'élément de poutre armée préfabriquée comprend un élément d'âme en zigzag 27, une paire de tenteurs 28 a et 28 b, un profil U de coffrage 29 et une pièce d'extrémité pour celui-ci en profil T renversé, à laquelle les bouts des élémentsd'âme et des tendeurs sont solidarisés. -Les bouts supérieurs de l'élément d'âme sont fixés au profil U, par exemple par des plaques 25, comme représenté à la figure 4, tandis que les bouts inférieurs se trouvent entre les tendeurs et sont soudés à ceux-ci.
Comme le montre la figure 6 ,l'élément de poutre préfabriquée comprend deux éléments d'âme parallèles, respectivement 31 et 32, de forme en zigzag, soudés à des ten- deurs, respectivement 33 a, 33 b et 34 a, 34 b, et un profil U simple 35.Des entretoises 36 relient les tendeurs entre eux.
La figure 7 nous montre un élément d'Orne simple
37 de forme en zigzag, dont les sommets sont disposés en quin- conce de chaque côté d'un profil en U simple 38 , tandis qua les bouts inférieurs se trouvent entre les tendeurs 39 a et
39 b et sont soudés à ceux-ci de la même manière que dans les exemples décrits plus haut.
Comme le montre la figure 8, une poutre en béton moulée d'avance comprend un élément compresseur 40 en béton, moulé sur une armature métallique représentée par la figure 5 et dont les extrémités forment prolongements; les extrémités de ces prolongements peuvent 'être coupées au chalumeau à toute longueur totale de poutre désirée.
Comme le montre la figure 9,une poutre en béton coulée d'avance 41 comprend la même armature métallique comme celle représentée à la figure 5, seulement au lieu du prolon-
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cément fixé de la figure 8, des manchons tubulaires métalliques 42 sont prévus, soudés aux pièces en bout 30 et s'emmanchant avec tiges ou tubes 43 ajustable par plissement.
En pratique, les armaturess préfabriquées ou poutres moulées 6'avance peuvent 'être fabriquées dans une gamme de lon- gueurs prédéterminées avec des extensions qui sont ajustables en les coupant, ou à l'aide d'éléments mobiles, de sorte qu'une poutre d'une portée à toute longueur est immédiat'ment utilisable.
-L'invention est évidemment applicable à la construction de murs en béton armé , --.lors que la solidarité doit 'être combinée avec la légèreté du poids.
L'invention ne se limite évide-,ment pas à tous les détails de construction des exemples décritsci-dessus, dont Quelques uns peuvent âtre modifiés sans s'éloigner de la nature de l'invention.
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PATENT OF INVENTION Improvements to or relating to works
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--------------------------------------------- 1 molded on site or molded concrete advance v -------------------------------------------- or similar material to be armed.
This invention relates to articles cast in place or in advance of concrete or similar material, comprising a tensioner of metal or the like.
Until now, in concrete constructions, made in situ or molded in advance, the tensioner has generally been completely embedded as reinforcement in the concrete. For example, when in situ or pre-molding beams, walls, floors and the like of concrete or the like, it is
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It is common practice to arrange the concrete in such a way that it does not only form the compressor element of the structure, but that it extends through the "neutral axis", generally in the form of a soul; to constitute an essential part of the work.
A function of concrete or similar material (hereinafter referred to as "concrete") as part of the structure, is to fix and place the reinforcement and to provide rigidity to that part of the structure, the reinforcement of tension working substantially
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as tensioners. A second, secondary function of the concrete is to protect the reinforcement against corrosion. As a result of its primary function, the concrete coating must be sufficiently thick around the reinforcement of the Orne elements and tensioners, at least lice ensure a complete coating.
Therefore, and for other reasons, such as simplicity of manufacture, ordinarily the concrete at the points of the Orne and the expander has the same width and hence a substantially rectangular cross section.
As the technical principle in question here provides that the relative useful effect of fibers in tension or compression in any section of a beam or board varies as the edge of the distance of the tension and compression fibers relative to the axis neutral, it is obvious that a beam or board of rectangular section is of little useful effect as a support, since 1, ce. Most of the material comprising this support is relatively close to the neutral axis, and therefore does not act proportionally as a support factor.
This seems even more obvious in the case of concrete parts having practically no value in tension.
For example, in a rectangular concrete beam 50 ctms high by 25 ctms of larp, the top 5 centimeters of section across the width of 25 ctms will present a compressive stress at 340 kgrs per 2.5 ctms square, sufficient to support a given load, provided that an appropriate tensile stress is also present in the lower part of the section. The remaining 90% concrete in this beam gave me no more retort support factor, but simply retains the tension metal in its required position of useful effect relative to the neutral axis.
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The excess weight of 90% concrete is a relatively "dead" weight and requires additional metal tension and compression value to support it, while increasing the cross section, both of the compression areas and of the necessary tensioners.
Similar conditions apply to floor and roof planks and retaining walls.
However, it has been proposed to place, in constructions of reinforced concrete floors and roofs, pre-cast concrete slabs on lattice girders having a head consisting of a metal reinforcement and a concrete infill enclosing this reinforcement, or alternatively to mold these plates directly around the upper flanges of the beams, these plates themselves being provided with an additional metal reinforcement and such a construction puts into practice the aforesaid technical principle.
The object of the present invention. is an improved reinforcement for spot-molded beams or constructions and spot-molded improved beams or constructions incorporating such reinforcement, all implementing the above principle.
According to the invention, an improved reinforcement for concrete or similar structures, comprising an assembly in the form of a lattice beam, compression elements, web and tensioners, is characterized by the fact that said compression is suitable to form the shuttering of an additional compression layer of concrete.
The improved reinforcement can also be characterized by the fact that said compression element is placed intermediately on the height of the core elements, so that the upper part of this core element is adapted to fit into a layer. complement-area of concrete compression, for which the compressor element of the reinforcement is suitable for forming shuttering; or by the fact that said core element comprises a zigzag bar, the upper elbows of which are extended
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through the compressor element so as to. wedging in an additional layer of stick compression, for which the compressor element of the reinforcement is suitable for forming formwork;
or by the fact that the compressing elements of neighboring assemblies are suitable for supporting intermediate elements in the form of a closure; ov by the fact that the compressor element is U-shaped; or by the fact that it incorporates a metal extension at or above the level of the compressor element and suitable for functioning as a cantilever extension of the assembly, the said extension being adjustable in length by a relative cutting or extending movement to adjust the total length of the assembly.
The invention also includes concrete or similar structures incorporating said reinforcement. The prefabricated reinforcement is preferably of metal, although it may be of another suitable material ... The prefabricated reinforcement can be made in standard lengths with extensions at each end secured by welding or other means. suitable for, and parallel to, the elbow tensioning element, but near the top of the web element to which they will also be fixedly attached, the object being to have running lengths of reinforcement in the form of a beam with cantilevered ends, the length of which can be reduced if necessary,
with a view to satisfying normal needs without having to resort to any modification in the main structure or in the form of a beam. Additional reinforcement can be added for the concrete to provide greater strength during shipping and handling.
when in the construction of combined prefabricated tension and core elements, as described, the same are made with openwork spaces, as in a truss, these openings will prove to be extremely advantageous for the passage of pipes, tubes, conduits and the like, generally employed in construction, and such pipes, tubes, designs, and the like can be concealed without recourse to. an additional suspended ceiling
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silencing, for example by placing a false ceiling, which can be fixed directly to the tension sole of the complete unit.
This false ceiling may be a fiber or similar panel or concrete plaster, or similar material, and is plastered on metal slats attached to the lower tension flanges, thus protecting the otherwise exposed metal parts from fire. minimizes the effects of corrosion.
In the case of the pre-cast block, the concrete can protrude sufficiently from the top to allow the realization of a complete floor or roof by placing these blocks next to each other. Alternatively, the concrete can be made in relatively narrow sections, such that these blocks are placed at intervals with spaces between them; additional concrete can be added to fill in the free spaces and thus form a complete plank, fixedly linked to the concrete upper flange.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a sectional view of part of a floor constructed at the same location in accordance with an example of the invention.
Figure 2 is a perspective view showing one end of the prefabricated metal frame of Figure 1.
Figure 3 is a perspective view of one end of a distribution or additional formwork element, shown in Figure 1.
Figure 4 is a detail perspective view of a closure plate usable in the construction of the frame shown in Figure 2.
FIG. 5 represents an end of a variant of a prefabricated metal frame according to the invention.
Figures 6 and 7 show other variants of prefabricated metal frames.
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Figure 8 shows one end of an example of a reinforced concrete beam molded in advance and made in accordance with this invention.
FIG. 9 shows one end of another example 6 ′ of a reinforced concrete beam molded in advance and produced in accordance with the invention,
As shown in Figures 1, 2 and 3, the concrete 20 of a floor is cast in place on a metal frame comprising a combination of an Orne element 21 and tensioners 22 a and 22 b, which are supported by formwork means, comprising U-shaped metal profiles 23, attached to the web elements et.aux tensioners, and intermediate formwork U 24.
the core element 21 has a zigzag shape, its upper ends extend into notches in the U profile 23 so that they are embedded in concrete, to which they are attached by any suitable means, such as the notched plate 25 (see FIG. 4), which can be slid into position above or inside the U profile and fixed by welding. The lower ends of the web elements are between the turnbuckles and are welded to them. the intermediate formwork 24 is held in place by aporopriées keys or wedges 24 a; placed in coincident notches 23 b and 24 b respectively in U 23 and 24.
The ends of the U 23 are stiffened by end pieces 28 a, thicker in order to be able to better withstand the shearing force and the ends of the web elements and of the tensioners are welded to these pieces. -The beam-maturedelements, each formed by a web element 21 andtwo tensioners 22a and 22b and the U formwork profiles 23, are prefabricated and can be placed in position, with or without intermediate formwork U 24, and each of these U constitutes a compressor element strong enough to withstand the weight and the work of laying concrete; this concrete, once laid, is linked to the
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beam and then itself forms a compressor element.
A ceiling 26 is shown, placed against the elements of Orne and the. endors.
As shown in figure 5, the prefabricated reinforced beam element comprises a zigzag web element 27, a pair of tensioners 28a and 28b, a formwork U profile 29 and an end piece for it. in an inverted T profile, to which the ends of the web elements and the tensioners are secured. -The upper ends of the core element are fixed to the U profile, for example by plates 25, as shown in FIG. 4, while the lower ends are located between the tensioners and are welded to them.
As shown in figure 6, the prefabricated beam element comprises two parallel web elements, respectively 31 and 32, of zigzag shape, welded at tensioners, respectively 33 a, 33 b and 34 a, 34 b , and a simple U profile 35. Spacers 36 connect the tensioners together.
Figure 7 shows us a simple Orne element
37 of zigzag shape, the vertices of which are arranged in a quadrangle on each side of a simple U-profile 38, while the lower ends are between the tensioners 39 a and
39 b and are welded to them in the same way as in the examples described above.
As shown in Figure 8, a pre-cast concrete beam comprises a compressor element 40 of concrete, molded on a metal frame shown in Figure 5 and whose ends form extensions; the ends of these extensions can be torch cut to any total length of beam desired.
As shown in Figure 9, a pre-cast concrete beam 41 comprises the same metal reinforcement as shown in Figure 5, only instead of the extension.
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fixed cement of Figure 8, metal tubular sleeves 42 are provided, welded to the end pieces 30 and engaging with rods or tubes 43 adjustable by pleating.
In practice, prefabricated reinforcements or 6 'advance molded beams can be fabricated in a range of predetermined lengths with extensions which are adjustable by cutting them, or using movable elements, so that a beam from a span to any length is immediately usable.
-The invention is obviously applicable to the construction of reinforced concrete walls, -. When the solidarity must 'be combined with the lightness of the weight.
The invention is of course not limited to all the details of construction of the examples described above, some of which may be modified without departing from the nature of the invention.