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Il est connu de soumettre les barres d'acier appelées à constituer des armatures d'ouvrages en béton armé, à un ou plusieurs étirages ou allongements à froid pour améliorer leurs qualités. Un tel traitement d'amélioration à froid peut s'effec- tuer en mène temps qu'une autre déformation à froid connue, ou à sa suite, par exemple après un laminage ou une torsion à froid.
C'est ainsi qu'il est connu d'étirer d'abord les tiges, puis de les torsader.
Une théorie récente concernant le béton armé a mis en lumière qu'il était avantageux que la limite de proportionalité et la limite d'allongement de la matière d'armature soient aussi voisines que possible de la limite de résistance à la traction de celle-ci, à condition qu'une étendue suffisante subsiste avant
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que soit atteint le point le plus élevé de la courbe caractéris- tique du diagramme allongement/traction. On désigne souvent ces propriétés recherchées des matières d'armature du nom d'allongement d'équilibre et on désire que la partie descendante de la courbe caractéristique de l'acier ne commence pas avant une déformation .jale de 5% environ.....
Un simple allongement ou étirage ne permet généralement pas d'apporter en une seule opération les modifications voulues aux propriétés de la/barre et d'obtenir une courbe caractéristique ayant l'allure voulue, 'ce résultat n'étant généralement atteint
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que par la répétition du processus d'étirage..-0'est ainsi, qu'un procédé connu implique deux étires dont le second consiste en une déformation à froid de l'ordre de 1 à 2%.
La présente invention prend en considération le fait que
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ces procédés de déformation à froid sont très 6l:tfirilémeil-t'réa-' "" lisables en pratique. Ils 'consistaient. jusqu'à présent à sou- mettre une barre maintenue à ses deux extrémités à l'action d'une force axiale.
Les barres d'armature pour le béton sont générale- ment livrées en sections ayant une longueur de 14 m, de sorte que
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l'étirage de 1 à 2% que f on" cherche" 'à obteid..r' se . 'tradü:t'c"p"ar'll!Ï - allongement permanent de 14 à 28 cm.-En supposant que la barre à traiter ait un diamètre de 20 mm et que sa limite d'élasticité soit de 45 kg/mm2 pour un allongement de 0,2%, et qu'au-delà de ce point, sa courbe caractéristique s'élève encore un peu, c'est une force d'environ 15 t qu'il faut exercer'au cours de l'allon- gement permanent de 14 à 28 cm. Il va de soi que des machines- capables d'exercer de telles forces doivent être très robustes et que leur mécanisme d'actionnement qui, pendant le déplacement longitudinal des mandrins de serrage, doit exercer une traction uniforme, est compliqué.
Il en résulte des machines très chères et difficiles à manoeuvrer.
Il a également été suggéré par ailleurs de réaliser l'éti- rage à froid de barres en les divisant en parties relativement
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petites qu'on déforme; par application d'une force transversale à l'axe de la barre pour les redresser ensuite. Dans ce cas, la déformation consiste à cintrer la courte portion de la. barre com- prise entre des zones de serrage rapprochées que la barre doit traverser peu à peu au cours de la continuation de l'opération.
Il est évident que rallongement que l'on cherche à obtenir sera, dans ces conditions, maximum sur la face extérieure convexe de- la partie cintrée, alors qu'il sera relativement faible sur la face intérieure concave. Dans le procédé propose;. par suite de la friction, le degré d'allongement à proximité des deux zones de serrage voisines sera différent de la partie centrale entre ces points, et notamment du sommet, de la,courbure. Ce procédé connu. a en conséquence pour effet que'la,fibre de la barre pré- sente des allongements variables sur toute sa longueur, si bien que le résultat final n'étant aucunement satisfaisant, le procédé n'a pas été adopté en pratique.
La présente invention pour but de remédier aux inconvé- nients mentionnés et se propose de réaliser l'étirage de barres d'acier d'une manière plus simple et à l'aide de moyens beaucoup moins importants.
Le procédé objet de l'invention consiste à appliquer, à une barre d'acier maintenue par ses deux extrémités une force transversale à son axe, de façon que les: portions de la barre comprises entre les extrémités maintenues de cette dernière et les points d'application de la force (Du-en fait entre les points d'application de la force), soient soumises à un effort de trac- tion et se trouvent étirées.,
On peut, par exemple, exécuter ce procédé en amenant une portion de barre, maintenue par ses extrémités dans des mandrins de serrage, à occuper une position rectiligne en la soutenant sur toute sa longueur, ou par 'intervalles au moyen d'étais, puis
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en fixant les mandrins de serrage à l'écartement voulu avant d'en- lever le ou les étais;
on applique ensuite une charge unique au milieu de la barre, ou plusieurs charges individuelles ou égales distribuées le long de celle-ci. Les étais peuvent être constitués par des chevalets, la ou les charges appliquées sur la barré étant fournies par un dispositif approprié quelconque, à actionne- ment mécanique, pneumatique ou hydraulique, par exemple.
L'effet du procédé de l'invention résulte de ce.' qu'après l'enlèvement des étais, la barre prend la forme d'une "chaînette" sous l'action de la.pesanteur et continue à être déformée dans le même sens, par l'action d'une ou de plusieurs forces transversales.
De cette façon, il suffit d'appliquer des forces beaucoup, -moins intenses, pour obtenir une déformation permanente de.la barre, que lors d'une traction axiale. Le calcul démontre, et l'expérience confirme que, pour obtenir un étirage entre 0,5 et 1% par'exemple, le procédé de l'invention exige seulement la mise-en oeuvre de forces -transversales ne s'élevant qu'à 20 ou 30% des forces néces- saires pour obtenir ce résultat par traction axiale..
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple.non limitatif, fera'bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les. particularités qui ressortent tant du dessin que du texte :Usant, bien entendu,, partie de ladite invention.
La figure 1 est une représentation graphique de la tige déformée, on. les rapports angulaires ont été fortement exagérés pour la clarté du dessin.
La figure 2 est un diagramme qui fait ressortir.,. les rela- tions entre les divers facteurs du procédé en fonction de la charge.
La figure 3 est une courbe allongement/charge d'une tige d'acier au cours de l'exécution du procédé de l'invention.
En se référant à la figure 1, la barre (ou deux barres AC et AD) reliées entre elles par une articulation, occupent
D-A-C
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avant l'étirage la position correspondant à l'angle sso.
L'angle correspond à la flèche ± prise par la barre sous l'ac- tion de la pesanteur et s'élève à 10 environ. L'action de la for- ce p (en kg/cm2 de section de la barre)? appliquée au milieu A soumet la barre à une contrainte # (calculée pour une aire de 1 cm2 de la section) qu'on peut calculer en considérant le poly- gone funiculaire . Les deux moitiés de la barreou chacune d.es barres composantes,de longueur a reçoivent un allongement A a, le point A se déplaçant de la distance y vers le point B. La barre étirée occupe alors la position D-B-C? tandis que ses extrémit forment un angle ss avec l'horizontale.
Les données connues sont la position initiale de la barre qui forme l'angle ss et le degré d'allongement à réaliser pour des raisons techniques et qui est égal à # a. En consultant la a courbe effort/allongement de la barre d'acier, représentée sur la figure 3, on connaît en outre l'effort de traction # correspon- dant à #. Ceci permet de calculer les conditions en fin d'opé- ration, notamment cosss = cos sso et
1 + ruz2 sin z" #1- cos- [p = 2 # sin ss = 2 #. #1 - cos2 sso/(1 + #)2
Pour réaliser un degré d'allongement (.¯. au moyen d'une force de traction axiale, il faudrait mettre en oeuvré un effort #.
Selon l'invention, on obtient le même résultat au moyen d'une force transversale p. Les courbes du haut de la figure 2 repré- sentent d'une part le rapport 12 en fonction de l'allongement (pour mille) et d'autre part en fonction de l'angle ss pour trois positions initiales. A ces trois positions initiales corres- pondent respectivement des angles ss de 1/2o, 2 et 8 . Il ressort de l'examen des courbes que, pour obtenir un allongement de 0,5 à 1%, en partant des positions angulaires spécifiées il suffit, ainsi qu'il a été mentionné précédemment, d'exercer une force ne s'élevant qu'à 20 - 30% de celle devant être mise en jeu dans les procédés courants de traction axiale.
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A la partie inférieure de la figure 2,.on a représenté la relation entre la somme des distances c + y (en mètres) et le degré d'allongement # ou l'angle ss, pour des barres de 14 m de long. Il est apparent qu'il suffit de déplacer la barre de 1 à 3 m pour obtenir l'étirage voulu, condition qu'il n'y a aucune difficul- té à réaliser pratiqueront.
Le procédé de l'invention s'exécute, de préférence, après une déformation à froid, notamment à la suite d'une opération de torsadage; dans ce cas, il suffit d'immobiliser à leur écartèrent les mandrins de serrage de le torsadeuse et d'appliquer une charge p comme décrit. En comparaison des procédés connus, dans lesquels le déplacement des mandrins de serrage doit s'effectuer sous l'ac- tion d'une cha-rge axiale, le procédé de l'invention représente un progrès considérable.
Dans certains cas, il est avantageux d'exécuter le procédé en ceux ou plusieurs passes. On procède alors de la manière sui- vante : après une première application de force et extension, on soulage la barre d'une quantité déterminée, puis on l'étaie à nou- veau et on la redresse en déplaçant les mandrins de serrage (qui peuvent être immobilisés en plusieurs positions d'écartèrent rela- Lif ), en exerçant une légère traction. On bloque alors les mandrin@ ,t on réapplique la charge.
Dans cet agencement , plusieurs dispo- sitifs de blocage et d'immobilisation coopèrent avec des mandrins éplaçables sui@@nt l'axe de la barre, le déplacement de ces man- .,rins s'effectuant sans charge, soit-La sain, soit au moyen d'un écanisme de réglage approprié.
Lorsque l'étirage s'effectue en plusieurs phases, comme A1 vient d'être décrit, il est avantageux de prévoir un dispositif utomatique de rattrapage du @ entre la position de charge et le réglage d'écartenent d s mandrins de serrage.
De par sa nature, il importe peu si, lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, l'application des forces néces- saires à 1' allongement de la barre s'effectue suivant un plan ver-
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tical, la ou les forces pouvant' être appliquées à la barre suivant un-angle ou des plans quelconques, sans que le- résultat en souffre notablement'..-Quoique l'application des charges sur la barre dans, un plan vertical, telle qu'elle a été décrite dans l'exemple choi- si, présente l'avantage que l'action des forces déformantes a lieu dans la même direction que la flèche naturelle prise par la bar.re sous l'action de son propre poidsil peut parfois sembler avanta- geux, pour des raisons pratiques ou techniques, de faire agir les charges dans un autre plan, par exemple dans un plan horizontal,
en les appliquant soit à une barre librement suspendue entre deux mandrins, soit à une barre soutenue par un plateau.
Lors de la réalisation du dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, il peut être avantageux d'agencer pour les mandrins de serrage maintenant les extrémités de la barre/qu'en se déplaçant ou en pivotant, ils permettent néanmoins à la compo- sante provoquant l'étirage de s'exercer, même à proximité des man- drins,en ligne droite sur la section de la barre adjacente à ceux- ci. Avec un tel agencement, il est également possible de monter sur l'un des mandrins au moins un dispositif permettant d'indiquer la valeur de l'allongement en fonction du degré de basculement du mandarin.
Enfin, pour étendre davantage l'automatisation, le dis- positif influencé par le basculement du mandrin de serrage pourrait actionner une boîte de commutation qui, lorsqu'un degré d'allonge- ment déterminé serait atteint, arrêterait automatiquement l'appli- cation de la force perpendiculaire à l'axe de la barre. La même boîte pourrait également amorcer le retour du mandrin de serrage vers sa position de départ, celui-ci devant revenir en arrière d'une quantité correspondant à la déformation élastique subsistant dans la barre pour libérer cette dernière, avant de serrer, dans la position initiale, la barre suivante.
Le procédé de l'invention permet également d'étirer des barres de plus grande longueur, le point de séparation de deux bar- eu res mesurant chacune 14 m étant par exemple situé à l'endroit où a/ lieu l'application de la charge
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EXT.':?ÏI5.
On. relie âeu" barres rendes ayant chacune 1'". El de long et 2C mm de diamètre- en acier ayant un accule à- élasticité de 21.000 1 1 2 dont la figure re.:.'ents 1 '.GL'.i 'v.'ibi ''il:'"ïe'rl.' .tg C":1 , dont firure 3 reprisants courbe 8lor'"G a¯0l1g-::r1en4, au n()Y8n d'un i-¯W'::'.'C On serra las extrémités libres des barres dans des r:W.v.l¯.'.:.1J. montes 2. l):!:ltjJe:19:'1': ai1. tour- d';:'=. axe horizontal? pouvant être déplaces long:":D¯0i¯2.1e::81Tt 6-: immobilises 5 3t dont on fixe la position, relative. P:.:1 suiïs Ce leur poids, les tigss pré- sentent une floche CO:''111e li'-.iq'; 1. figure 1; en 1;;occu:.r1;9lJ.ce, le poing if passe par l'axe dc¯ -accord reliant les deux tiges, 5 tan- dis ue les points Ce": D passant par les axes de rJivoter::3rl des mandrins. La flèche. c est égale à 0,50 m, correspondant à un angle ç 2-'.
-al-)rs z-.u 'ho ur.3 oha -"l.,e f,c- .900 ---0 On appliqua alors au point k une charge Ce .:i I:g, 'ce qui augmente la floche au centre de :J-55 1'1 (-y) ? correspondant à un angle' de 8 19'.
Cette charge soumet la tige à un effort de 45 kg/mm- qui se traduit par un allongement cermanent # a de 14 cm, soit un étirage de 1%. Pour obtenir un allongement identique, par les pro- cèdes connus, il y aurait eu lieu S'appliquer une force axiale d'environ 14.000 kg. Le rapport est donc de 0,29,ce qui repré- sente une économie de force de 71%.