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:: "'.outre composée.
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Dans les constructions métalliques il est fait usage d'élé- mente profilés possédant les formes les plus diverses; ainsi pour servir de support et résister à certaines sollicitations on utilise, entre autres, des poutrelles ou des poutres qui peu- vent s'obtenir directement jusqu'à certaines dimensions, par la- minage. Cependant il arrive bien souvent que les conditions d' emploi sont telles que pour y satisfaire il est nécessaire d' avoir recours à des poutres de grandes dimensions qu'il est impos: -sible de réaliser par laminage direct.
Dans ce cas,une poutre s'obtient en assemblant les divers éléments qui peuvent la cons- ti.tuer puis à les réunir par rivets ou par soudure; c'est ainsi, par exemple, que peuvent être exécutées notamment des poutres dont l'âme pleine est une tale plane. Si une poutre ainsi fabri- quée donne de bons résultats dans certains cas, elle possède pourtant l'inconvénient d'avoir une âme qui, quand elle est min- ce n'offre pas toute la rigidité voulue au flambage quand la se- - melle supérieure est fortement chargée.
Pour remédier à cet inconvénient il a déjà été prévu de rendre l'âme plus épaisse, ce qui n'est pas économique, ou d'adjoindre à l'âme plane des raidisseurs qui sont généralement des fers de section en forme de± et sont placés et soudés de distance en distance entre les semelles. Si ces raidisseurs suppriment le flambage de l'Orne, il est aisément compréhensible que leur mise ' en place augmente fortement le poids de la poutre et les frais de main d'oeuvre. Il en résulte donc que le prix de revient d'une' poutre semblable peut s'élever jusqu'à devenir presque prohibi- tif.
La présente invention qui a comme but de supprimer cet in- convénient se rapporte à une poutre métallique composée dont l'âme pleine est raidie et renforcée contre la flexion et le
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flambage sans augmentation du poids et qui en même temps fournit une meilleure répartition du métal que l'âme plane,tout en faei- litant la soudure électrique aux semelles qui ont de plus une capacité portante accrue;autrement dit,l'objet principal de l'invention est de fournir une poutre composée légère,résistante et rigide,c'est-à-dire,présentant la résistance et la rigidité maximum pour son poids et ses dimensions comparées à une poutre semblable de même encombrement.
Selon une caractéristique, une poutre suivant l'invention comporte deux ailes planes tandis que l'âme est constituée par une tôle profilée, c'est-à-dire pourvue de sinuosités à laquelle sont éventuellement associés une tôle plane et des raidisseurs.
Ces sinuosités qui constituant des surfaces qui peuvent être engendrées par les déplacements parallèles d'une génératrice suivant une directrice ayant les formes les plus diverses pomme par exemple la forme d'ondulations, de dentelures, de fers U, de dents de scie ou autres,sont, de préférence, régulières et elles peuvent être disposées pour avoir leur génératrice perpendiculaire ou parallèle' aux semelles.
D'autres particularités pourront apparaître dans la des- cription suivante des dessins annexés qui montrent à titre illue- tratif seulement quelques exemples de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une vue partielle en perspective d'une poutre exécutée selon l'invention et la figure 2 est une vue schématique en perspective de la semelle inférieure,l'âme étant coupée suivant II-II de la figure l,à ras de la face supérieure de la dite semelle.
La figure 3 est une vue semblable à la figure 2 d'une autre réalisation
La figure 4 est une vue partielle,en perspective,d'une troisième forme d'exécution.
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La figure 5 est une vue semblable à.la figure 2 encore d'une autre réalisation.
Si l'on se reporte aux figures 1 et 2 on voit qu'une pou- tre composée comprend deux semelles planes 2a et 2b entre les- quelles est soudée une âme en tôle profilée 3 de faible épais- seur ;dans cette réalisation,l'âme pourvue de sinuosités,est une tôle ondulée, c'est-à-dire pourvue d'ondulations obtenues par le déplacement parallèlement à elle-mêmme de la génératrice rectiligne le long d'une ligne ondulée régulière telle que celle qui apparaît en 4 dans la figure 2;la génératrice est perpendiculaire aux semelles.
Aux extrémités de la poutre,de part et d'autre de l'âme
3 se trouvent des raidisseurs transversaux 5 qui ont une sec- tion transversale en forme de T.
Par la figure 3 qui concerne une seconde réalisation sem- blable à celle des figures 1 et 2,il apparaît que dans ce cas, l'âme ayant les sinuosités est soudée entre les semelles et comprend une tôle ondulée 6,de faible épaisseur à laquelle est soudée une tôle plane 7 aussi de faible épaisseur;des fers de raidissement transversaux 8 en forme de T sont encore prévus aux extrémités de la poutre.
La poutre montrée dans la figure 4 comprend deux semelles planes de faible épaisseur 9 et lo;entre celles-ci est soudée l'âme 11 qui est une tdle mince profilée dont les sinuosités!!! sont engendrées par le déplacement parallèlement à elle-même d'une génératrice droite sur me directrice formée d'une ligne brisée dont les diverses portions sont semblables à des auges évasées orientées alternativement dans un sens puis dans l'au- tre;
cette ligne 13 est visible en bout de l'âme 11 qui,dans le présent cas est disposée pour avoir ses sinuosités horizontales afin de mieux résister à un effort rasant.Des raidisseurs 14 sont prévus de distance en distance,des deux c'tés de l'âme.
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Une troisième réalisation qui cet analogue à celles des , figures 1, 2 et 3 est représentée dans la figure 5 ; dans ce cas cependant, 124 ^ soudée entre les semelles est composée d'une tôle 15 dont les sinuosités ont la forme d'auges trapézoïdales évasées 16 disposées alternativement dans un sens puis dans l'autre et d'une tale plane 17; il est aussi prévu des raidisseurs additionnels 18.
Une poutre exécutée selon la présente invention est avantageuse car pour un poids relativement faible elle permet de supporter des charges élevées comme l'ont montré certains
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essais auxquels 1.10 été soumise.
Ainsi on a fabriqué une poutre selon la réalisation de la figure 5 qui avait des semelles de 300 mm de largeur sur 18 mm d'épaisseur. l'âme avait 1000 mm de hauteur entre les semelles et était'exécutée avec une tôle de 2 mm d'épaisseur et une tôle profilée de 2 mm d'épaisseur; les auges trapézol- dales avaient un fond de 70 mm de large, une hauteur de 55 mm et une inclinaison des ailes de 35 mm; cette poutre a été placée sur des appais distants de 7500 mm, puis a été soumise à des charges variables situées respectivement à 1500mm; 2000 mm; 2500 mm; 3000 mm; 3500 mm; 4000 mm ; 4500 mm ; 5000 mm; 5500 mm et 6000 mm de l'appui de gauche.
Ces charges ont varié toutes ensembles proportionnelle- ment à partir de zéro jusqu'à la rupture qui a été atteinte pour des valeurs respectives de 17, 18 tonnes; 17, 18 tonnes; 17, 18 tonnes ; 17, 18 tonnes; 9,93 tonnes, 9,93 tonnes; 4,97 tonnes ; 4,97 tonnes; 4,97 tonnes, 4,97 tonnes.
L'effort tranchant dans le panneau de gauche a atteint alors 64 tonnes et le moment maximum 138,9 Tm et la tension de comparaison dans l'âme 32 Kg/mm2.
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Une poutre conventionnelle ayant une âme plane de 4 mm d'épais- seur et ne possédant pas de raidisseurs intermédiaires, ne peut supporter que 10 % de ces charges; si l'on veut que la poutre conventionnelle supporte une charge de même importance que la poutre exécutée selon l'invention, qui a été soumise à l'essai ci-dessus il faut lui donner une âme d'une épaisseur de 9mm.
Ceci montre bien l'avantage d'une poutre réalisée selon l'inven- tion.
REVENDICATIONS --------------
1. Poutre composée dans laquelle une âme pleine en tôle mince est soudée entre les semelles, caractérisée en ce que la dite âme est constituée par une tôle profilée, pour$' vue de sinuosités, à laquelle sont éventuellement associés une tôle plane et des raidisseurs.
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:: "'. compound addition.
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In metal constructions, use is made of section elements having the most diverse shapes; thus to serve as a support and withstand certain stresses, beams or beams are used, among others, which can be obtained directly up to certain dimensions, by rolling. However, it often happens that the conditions of use are such that in order to satisfy them it is necessary to have recourse to beams of large dimensions which it is impossible: - possible to produce by direct rolling.
In this case, a beam is obtained by assembling the various elements which can constitute it and then joining them together by rivets or by welding; it is thus, for example, that beams of which the solid web is a flat tale can be executed in particular. If a beam thus manufactured gives good results in certain cases, it nevertheless has the drawback of having a web which, when it is thin, does not offer all the desired rigidity to buckling when the second upper is heavily loaded.
To remedy this drawback, provision has already been made to make the core thicker, which is not economical, or to add stiffeners to the flat core which are generally bars with a ± -shaped section and are placed and welded from distance to distance between the soles. If these stiffeners remove the buckling of the Orne, it is easily understandable that their installation greatly increases the weight of the beam and the labor costs. It follows therefore that the cost price of a similar beam can rise to the point of becoming almost prohibitive.
The present invention, which aims to eliminate this drawback, relates to a composite metal beam, the solid core of which is stiffened and reinforced against bending and stress.
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buckling without increasing the weight and which at the same time provides a better distribution of the metal than the flat core, while making the electric welding to the flanges which also have an increased load-bearing capacity; in other words, the main object of the The invention is to provide a light, strong and rigid composite beam, that is to say, having the maximum strength and rigidity for its weight and dimensions compared to a similar beam of the same size.
According to one characteristic, a beam according to the invention comprises two flat flanges while the core consists of a profiled sheet, that is to say provided with sinuosities with which are optionally associated a flat sheet and stiffeners.
These sinuosities which constitute surfaces which can be generated by the parallel displacements of a generatrix along a directrix having the most diverse forms of apple, for example the form of undulations, indentations, U irons, saw teeth or others, are preferably regular and they can be arranged to have their generatrix perpendicular or parallel to the soles.
Other features may appear in the following description of the appended drawings which show, by way of illustration, only a few examples of embodiment of the invention.
Figure 1 is a partial perspective view of a beam produced according to the invention and Figure 2 is a schematic perspective view of the lower flange, the core being cut along II-II of Figure 1, flush with the upper face of said sole.
Figure 3 is a view similar to Figure 2 of another embodiment
FIG. 4 is a partial perspective view of a third embodiment.
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Figure 5 is a view similar to Figure 2 of yet another embodiment.
If we refer to Figures 1 and 2 we see that a composite beam comprises two flat flanges 2a and 2b between which is welded a profiled sheet core 3 of low thickness; in this embodiment, the 'core provided with sinuosities, is a corrugated sheet, that is to say provided with undulations obtained by the displacement parallel to itself of the rectilinear generatrix along a regular corrugated line such as that which appears in 4 in figure 2; the generator is perpendicular to the soles.
At the ends of the beam, on either side of the web
3 are transverse stiffeners 5 which have a T-shaped cross section.
From FIG. 3 which relates to a second embodiment similar to that of FIGS. 1 and 2, it appears that in this case, the core having the sinuosities is welded between the flanges and comprises a corrugated sheet 6, of small thickness to which A flat sheet 7, also of small thickness, is welded; transverse T-shaped stiffening irons 8 are also provided at the ends of the beam.
The beam shown in Figure 4 comprises two flat flanges of small thickness 9 and lo; between these is welded the core 11 which is a thin profiled plate whose sinuosities !!! are generated by the displacement parallel to itself of a straight generatrix on the directing me formed by a broken line whose various portions are similar to flared troughs oriented alternately in one direction then in the other;
this line 13 is visible at the end of the core 11 which, in this case is arranged to have its horizontal sinuosities in order to better withstand a grazing force. Stiffeners 14 are provided from distance to distance, on both sides of blade.
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A third embodiment which this analogous to those of, Figures 1, 2 and 3 is shown in Figure 5; in this case, however, 124 ^ welded between the flanges is composed of a sheet 15 whose sinuosities have the shape of flared trapezoidal troughs 16 arranged alternately in one direction then in the other and of a flat plate 17; additional stiffeners are also provided 18.
A beam executed according to the present invention is advantageous because for a relatively low weight it allows to support high loads as shown by some
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tests to which 1.10 has been subjected.
Thus, a beam was manufactured according to the embodiment of FIG. 5 which had flanges 300 mm wide by 18 mm thick. the core was 1000 mm high between the flanges and was executed with a 2 mm thick sheet and a 2 mm thick profiled sheet; the trapezoidal troughs had a bottom 70 mm wide, a height of 55 mm and an inclination of the wings of 35 mm; this beam was placed on supports at a distance of 7500 mm, then was subjected to variable loads located respectively at 1500 mm; 2000 mm; 2500 mm; 3000 mm; 3500 mm; 4000 mm; 4500 mm; 5000 mm; 5500 mm and 6000 mm from the left support.
These loads all varied proportionally from zero to the failure which was reached for respective values of 17, 18 tons; 17, 18 tons; 17, 18 tons; 17, 18 tons; 9.93 tons, 9.93 tons; 4.97 tons; 4.97 tons; 4.97 tons, 4.97 tons.
The shearing force in the left panel then reached 64 tonnes and the maximum moment 138.9 Tm and the comparison tension in the web 32 Kg / mm2.
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A conventional beam having a flat web 4 mm thick and not having intermediate stiffeners can only support 10% of these loads; if we want the conventional beam to support a load of the same magnitude as the beam made according to the invention, which has been subjected to the above test, it must be given a web with a thickness of 9mm.
This clearly shows the advantage of a beam produced according to the invention.
CLAIMS --------------
1. Composite beam in which a solid core of thin sheet metal is welded between the flanges, characterized in that said core consists of a profiled sheet, for $ 'view of sinuosities, to which are optionally associated a flat sheet and stiffeners .