BE488673A

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Publication number: BE488673A
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Description


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  "FLANCHER D'UNE CONCEPTION   NOUVELLE   EN BETON OU AUTRE 
MATERIAU" 
La présente invention a pour objet un nouveau type de plancher à tensions initiales. 



   Le plancher selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait   qu'il   comporte des poutrelles cons- tituées par un nombre approprié d'éléments indépendants, en 

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 forme de vnussoirs circulaires ou de coins, qui sont juxta- posés et assembles par l'intermédiaire de'tirants et entre lesquelles viennent s'adapter des voûtains transversaux qui ont pour but de transmettre aux poutrelles les charges et les surcharges appliquées sur les surfaces correspondant aux vides entre poutrelles. 



   D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront au cours de la description qui en sera donnée ci-après en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention. 



   Sur ces dessins : 
La Fig. 1 est une vue encoupe transversale d'une partie d'un plancher conforme à l'invention. 



   La Fig. 2 est une vue en perspective d'une poutrelle selon l'invention. 



   La   Fig. 3   est une vue également en perspective, mais à plus grande échelle, représentant l'une des plaques d'ancrage d'une poutrelle. 



   La Fig. 4 représente, schématiquement, différentes sections de voussoirs ou de coins. 



   Le plancher que l'on a représenté sur les dessins se compose de deux parties distinctes : 
1 ) de   POUTRELLES   1 (figure 1) représentant l'élé- ment principal ;   2 )   de   VOUTAINS 2   (figure 1)   formant/les   éléments complémentaires destinés à transmettre aux poutrelles les charges et surcharges appliquées sur les surfaces correspon- dant aux vides entre poutrelles. 



    POUTRELLES   (figures 2 et 3)- Elles sont constituées par assemblage de voussoirs circulaires 5 en béton fabriqués à l'avance. Ces voussoirs qui mesurent 10 cm de longueur à la 

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 fibre moyenne de l'arc, sont réunis, au moyen de deux tirants inférieurs 4 et d'un tirant supérieur 5. 



   Au moment du montage des poutrelles, leurs tirants inférieurs 4 sont mis en tension permanente d'intensité va- riant -de 2.200 à 2.700   Kgs   par cm2, ce qui correspond à une valeur dont les limites restent comprises entre la moitié et les deux tiers de la limite élastique-des aciers durs employés que l'on trouve ordinairement sur le marché. 



   Sous l'influence de cette mise en tension, la section droite des voussoirs, qui se trouve comprimée dans la région de l'intrados de la poutrelle, a tendance à s'ouvrir dans la région de l'extrados, suivant les joints de ces vous- soirs. La présence du tirant supérieur n'a pour but que de s'opposer à ce phénomène afin de rendre stable l'ensemble des vous soirs constitutifs de la poutrelle. 



   La mise en tension des tirants 4 est faite au moyen d'un vérin dynamométrique (non représenté) prenant appui sur un des abouts de la poutrelle. Ces abouts sont formés de plaques métalliques 6, dites plaques d'ancrage. La tension développée dans ces tirants est rendue permanente par un dispositif d'arrêt relativement simple   (écrous 7   et contre-écrous 8) à chaque extrémité. 



   La portée des écrous est de forme sphérique, elle s'engage dans une niche d'empreinte également sphérique, dont le rayon de la sphère est légèrement supérieur à celui      de la partie sphérique de l'écrou, l'ensemble forme rotule et permet aux réactions de tension de s'exercer suivant la ligne d'action des tirants inférieurs (corde de   11-arc).   



   Le tirant supérieur 2 est ancré suivant le même principe que ceux inférieurs 4. Les écrous 10 et contre-écrous 

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 11, sont toutefois de forme normale, aucune tension importante n'existant dans ce tirant. En outre, sa ligne d'action qui agit suivant la courbure de la poutrelle,se compose de réac- tions tangentielles et normales à l'arc de cercle. Un logement 12 est prévu à la partie supérieure des voussoirs pour assu- rer leur maintien dans une position fixe. On rappelera que la présence du tirant supérieur 2 dans son logement 12, n'a d'au- tre rôle que de permettre de manipuler les poutrelles sans risques de dislocation des voussoirs les constituant. 



   Les voussoirs 3, dessinés en élévation de profil, (figure 4) qui peuvent être en verre coulé, céramique ou en tout autre matériau présentant les qualités requises à leur destination, sont généralement en béton de ciment. Ils sont fabriqués en grande série et ne sont utilisés au mon- tage des poutrelles qu'après trois mois   d'âge.   Leur forme, ainsi que leurs dimensions, sont étudiées pour obtenir des poutrelles en forme d'arcs dont les flèche's sont les sui- vantes : 2 m/m pour 1 mètre de .longueur, 8 m/m pour 2 mètres de longueur, 18 m/m pour 3 mètres de longueur, 32 m/m pour 4 mètres de longueur, 50 m/m pour 5 mètres de longueur, 72 m/m pour 6 mètres de longueur, etc... 



   Les voussoirs circulaires que l'on a décrits ci- dessus peuvent êtreremplacés par des éléments rectilignes, en forme de coin 13, dont les parements d'assemblage à double direction (efforts tranchants positifs et négatifs) font un angle Dc avec la verticale (figure 4) un élément spécial com- portant un axe de symétrie 14 est prévu dans l'axe de la pou- trelle. Ces éléments offrent, sur les précédents, l'avantage de présenter des poutrelles   vec     contreflèche   moins marquées pour les portées au-dessus de 4 mètres - la   contref lèche   par mètre linéaire = 5g Ó - ; leur exécution est également 

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 plus facile que celle des voussoirs circulaires où une très grande précision est nécessaire quant aux   contrefLèches   à obtenir. 
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  LES AVHTa#SS TECHNIQUES DES J?OUTR2LLES SOTiJT 
1 ) Elimination intégrale du retrait hygroscopi- que inhérent à la prise du béton (élément de petites di- mensions, fabriqués à l'avance et mis en oeuvre/qu'après plusieurs mois d'âges). 



   2 ) Suppression totale des dangers corrélatifs au phénomène de déformation différée lente du béton (qualité exceptionnelle du béton des éléments préfabriqués et forme en voussoirs ou coins de ces éléments. ) 
En effet, même dans l'éventualité improbable, où pour une cause complexe, l'équilibre du couple élasti- que de la poutrelle se trouverait modifié (chute de tension dans les aciers) la stabilité de cette dernière n'en serait pas compromise. La qualité exceptionnelle du béton permet une tolérance de déplacement de la fibre neutre dans la section jusqu'à une réduction des 2/3 de la zone comprimée, et ce, avec une sécurité encore équivalente à celle prescrite par les règlements Ministériels en vigueur pour le béton armé classique. Il en est de même pour les efforts tranchants. 



  Dans le cas où les efforts tranchants réduits tendraient vers des efforts tranchants simples, la section des poutrel- les est telle que le taux de cisaillement unitaire dans cet- te hypothèse conserve un coefficient de sécurité encore su- périeur à celui prescrit par les règlements Ministériels en vigueur. Comme dans le cas de la flexion, la forme des élé- ments en voussoirs ou coins assure la transmission des ef- forts de proche en proche d'une section à l'autre (ce qui ne peut se concevoir dans une poutre classique); en outre, 

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 la résistance intrinsèque du béton permet, dans tous les cas, à la section de la poutrelle, d'équilibrer, sans le concours d'étriers, les efforts développés dans cette dernière. 



   De ce qui précède, on peut dire sans crainte, que la poutrelle selon l'invention présente, au point de vue stabilité, des avantages sur les procédés actuels de précon- traint pour lesquels la sécurité dépend exclusivement de l'immuabilité des tensions initiales de précontraintes, nécessairement très élevées, créés à l'origine dans les matériaux acier, béton. 



  LES   AVANTAGES ECONOMIQUES     ET     TECHNOLOGIE   DE FABRICATION 
DES   POUTRELLES   SELON L'INVENTION sont : 
Fabrication en série des éléments, voussoirs ou coins dont l'assemblage constitue les poutrelles. 



   La fabrication de ces éléments se fait en deux opérations distinctes la première consiste à vibrer les matières inertes (avec un minimum d'eau de gâchage), la seconde à comprimer fortement dans le moule, au moyen d'un piston, le mélange déjà vibré. 



   Le piston est actionné au moyen d'une presse hydraulique spécialement conçue à cet effet. Le béton ainsi obtenu est d'une très haute compacité et, par conséquent, d'une très grande résistance Son coefficient d'élasticité est nettement supérieur à celui des bétons classiques dits à haute résistance. 



   Le montage des poutrelles se fait par assemblage à la chaîne des éléments voussoirs nu coins. La mise en tension préalable des tirants est réalisée par l'utilisation de vérins dynamométriques dont la manipulation est extrême- ment simplifiée du fait des tensions nécessaires originelles peu élevées. 

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   -En résumé, la fabrication des poutrelles selon l'invention ne nécessitant pas un matériel important, leur prix de revient est réduit au maximum ; à cette économie de fabrication s'ajoute naturellement celle constatée déjà pour tous les systèmes précontraints par rapport au béton armé classique, à savoir : réduction sensible de matière première mise en oeuvre pour une égale résistance. 



   Il va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification de détail conforme à son esprit, sans sortir de son cadre.

Claims

RESUME.

Plancher à tensions initiales essentiellement caractérisé par les points suivants, pris séparément ou en combinaisons : 1 ) Il comporte des poutrelles constituées, chacune, par un nombre approprié d'éléments indépendants, en forme de voussoirs circulaires ou de coins, qui sont juxtaposés et assemblés par l'intermédiaire de tirants et entre lesquels viennent s'adapter des voûtains trans- versaux qui ont pour but de transmettre aux poutrelles les charges et les surcharges appliquées sur les surfaces correspondant aux vides entre poutrelles.

2 ) Les éléments de poutrelles sont fabriqués à l'avance en béton de ciment, en verre, coulé..en céra- mique ou en tout autre matériau présentant les qualités voulues.

3 ) Ces éléments de poutrelles sont assemblés entre eux au moyen de deux tirants inférieurs et d'un tirant supérieur dont les extrémités sont fixées à des plaques d'an crage, prévues à l'extérieur des deux éléments d'extrémité. <Desc/Clms Page number 8>

4 ) les tirants inférieurs sont mis, au moment du montage, sous une tension permanente, dont la valeur est comprise de préférence entre la moitié et les deux tiers de la limite élastique des aciers utilisés, cette tension étant obtenue par l'intermédiaire d'un vérin dynamo- mètrique qui vient prendre appui sur l'une des plaques d'ancrage d'extrémité de la poutrelle.

5 ) Ces tirants inférieurs.sont fixés sur chacune des plaques d'ancrage au moyen d'écrous et contre-écrous, la portée des écrous étant de forme sphérique et venant s'engager dans des niches également sphériques mais de diamètre légèrement supérieur qui sont prévues dans la plaque d'ancrage, ceci afin de permettre aux réactions de tension de s'exercer suivant les lignes d'action des tirants inférieurs, c'est-à-dire suivant la corde de l'arc de la poutrelle.

6 ) Le tirant supérieur est fixé aux plaques d'ancrage d'extrémité au moyen d'écrous et de contre- écrous et vient s'engager, sur toute sa longueur, dans un logement prévu à la partie supérieure des éléments de poutrelle, ce logement ayant pour but de maintenir lesdits éléments dans leurs positions relatives et d'éviter tout risque de dislocation.

7 ) Les éléments de poutrelle en forme de voussoirs dont les dimensions sont telles qu'on puisse réaliser des poutrelles en forme d'arc dont la flèche exprimée en millimètres, est égale au produit de la longueur de la poutrelle, exprimée en mètres, par le double de cette même longueur, exprimée également en mètres.

8 ) Suivant une variante les éléments sont en forme de coins dont les parements d'assemblage sont à <Desc/Clms Page number 9> double direction, afin de correspondre aux efforts tranchants positifs et négatifs, et font, chacun, le même angle déterminé avec la verticale, un coin spécial à axe de symétrie vertical étant prévu pour constituer la partie centrale de la poutrelle.