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Poutre à âme en béton armé ou pré- contraint et procédé de fabrica- tion de cette poutre.
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La présente invention est relative une poutre dont la partie située de part et d'autre de la fibre neutre est en béton armé et/ou précontraint.
Les poutres utilisées dans les constructions du génie civil, les constructions industrielle et les immeubles sont le plus souvent du type,à âme pleine ".
Qu'elles soient en acier ou en béton et acier, elles comportent toujours un important excès théorique de matière au @oint de vue résistance aux efforts tranchants.
En d'autres termes, les " âmes pleines " sont souvent trop épaisses théoriquement. Cet excès de matière est géné- ralement dû à des difficultés pratiques de réalisation des âmes aussi minces que le permet la théorie. En outre, dans le domaine particulier du béton armé ordinaire, non précontraint, à ces difficultés s'ajoute souvent une con- ception erronée, relative à la détermination de l'épais- seur minimum de l'âme en fonction de l'effort tranchant.
Le calcul du béton armé prévoit, en effet, une limitation à des valeurs assez faibles de la tension maxi- mum de traction dans le béton, due à l'effort tranchant des armatures sont révues pour palier intégra- même si des armatures sont prévues, pour palier intégra- lement à une défaillance éventuelle du béton. Ce calcul conduit aux endroits des grands efforts tranchants, à des épaisseurs d'âme assez fortes qu'il est difficile de ré- duire pratiquement dans les 'zones où les efforts tranchants sont plus petits.
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Le but de la limitation des tensions imposant des âmes épaisses est de réduire le danger de fissuration.
Un autre moyen de réduire le danger de fissura- tion consiste au contraire à réduire fortement l'épaisseur de l'âme de manière à augmenter suffisamment la densité des armatures. En effet, une réduction suffisante de la section du béton, en présence d'armatures aptes à reprendre l'entièreté des efforts de traction, évite la fissuration nonobstant les grandes tensions existant dans le béton avant sa défaillance éventuelle. Cela est dû à ce que, dans ce cas, la tension de l'acier avant défaillance du béton est plus grande et par conséquent, le supplément de cette tension dû à la défaillance du béton est plus faible. Or ce supplément de tension de l'acier conditionne la largeur d'une fissure éventuelle et si ce supplément est assez fai- ble, cette dernière largeur peut rester assez faible pour ne pas être décelable.
La fissure ne peut donc être que microscopique et par conséquent sans inconvénient. On peut d'ailleurs penser que la fissure, toujours dans le cas en- visagé, n'existe même pas, grâce à un phénomène d'écoule- ment du béton avant rupture par traction, phénomène ana- logue à celui que présente notamment l'acier doux, mais avec cette différence que pour le béton, il se produit sur une longueur extrêmement faible pour qu'il soit impossible de l'observer sur une éprouvette en béton seul, non armé.
Ainsi, en présence d'un effort de traction donné et d'une armature apte à reprendre seule cet effort, il existe deux valeurs limites de la section de béton enrobant cette armature. Lorsque cette section est comprise entre ces
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deux limites, le béton se fissure. Lorsqu'elle est au- dessus de la limite supérieure, le béton ne se fissure pas parce que sa tension de traotion est suffisamment faible.
Lorsqu'elle est en dessous de la limite inférieure, le bé- ton ne se fissure pratiquement pas non plus, car les fis- sures éventuelles ont une largeur faible, au point de ne présenter aucun inconvénient.
La preuve de l'existance du dernier cas susdit est fournie par les zones de grandes tensions de traction dues aux moments fléchissants maxima dans la plupart des poutres en béton armé ordinaire. Dans ces zones, les ten- sions de traction dans le béton avant sa défaillance sont fort grandes et la pratique prouve qu'il n'en résulte au- cune fissuration systématique inadmissible. La raison est que dans ces zones, il y a assez peu de béton pour que la fissuration ne se produise pratiquement pas.
Au contraire, dans les zones les plus affeotées par les efforts tranchants, les âmes étant assez épaisses, on se trouve fréquemment dans le premier cas cité ci-dessus.
Pour éviter la fissuration, on peut augmenter l'épaisseur pour se trouver dans le deuxième cas considéré plus haut.
Mais le même résultat peut être atteint en prévoyant au contraire des âmes très minces pour se trouver dans le troisième cas, à condition toutefois que les tensions de compression dans le béton dues aux efforts tranchants ne dépassent pas les limites permises correspondantes ; mais ces limites sont très élevées.
Malheureusement, la réalisation de poutres à âmes très minces en béton armé suivant les procédés connus, se heurte à des difficultés sérieuses notamment en ce qui con-
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cerne les coffrages ainsi que le passage et l'introduction du béton dans de tels coffrages. Ces difficultés empêchent de réaliser des âmes à épaisseur inférieure à certaines limites pratiques, cette même considération rendant fort difficile la réalisation d'une âme fortement ajourée.
La présente invention a pour objet une poutre à âme en béton armé réduisant les excès de matière cités et éliminant les difficultés de réalisation qui sont la cause de ces excès.
A cet effet, dans une telle poutre, la partie située de part et d'autre de la fibre neutre est suffisam- ment mince pour que son pourcentage volumétrique d'acier par rapport au béton dans les zones des grands efforts tranchants soit élevé et du même ordre de grandeur que celui généralement admis dans les zones des pçutres en béton armé soumises aux plus grandes tensions de traction dues aux m.ments fléchissants maxima.
La présente invention est également relative à un procédé de fabrication d'une poutre composée d'au moins une âme en béton armé et d'au moins une semelle.
Ce nouveau procédé est caractérisé en ce qu'on réalise l'âme en la rendant suffisamment mince pour que son pourcentage volumétrique d'acier par rapport au béton dans les zones des grands efforts tranchants soit élevé et du même ordre de grandeur que celui généralement admis dans les zones des poutres en béton armé soumises aux plus grandes tensions de traction, dues aux moments fléchissants maxima.
De préférence on préfabrique l'&me séparément de la semelle et on solidarise ensuite l'âme ainsi préfabriquée à la semel- le, éventuellement aussi préfabriquée.
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Enfin, l'invention concerne encore un procédé de fabrication d'une poutre composée d'au moins une âme en béton précontraint et d'au moins une semelle.
Ce procédé se caractérise par la préfabrication de l'âme séparément de la'semelle et par la solidarisation subséquente de l'âme et la semelle.
Ce procédé de fabrication de poutres nouvelles facilite la réalisation d'ouvertures ou évidements quel- conques dans l'âme coulée à plat.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, et qui représentent schématiquement.et à titre d'exemple seulement, plusieurs formes de réalisation d'une poutre selon l'invention.
La figure 1 est une coupe transversale d'une poutre selon l'invention.
La figure 2 est une vue latérale longitudinale partielle de la poutre selon la figure 1.
La figure 3 est une coupe transversale d'une autre poutre selon l'invention.
La figure 4 est une vue en élévation d'une poutre selon l'invention avec âme préfabriquée en plusieurs tronçons,
La figure 5 représente un moule dans lequel une poutre selon l'invention est coulée à plat.
La figure 6 représente un moule dans lequel une âme de poutre selon l'invention, est coulée à plat.
La figure 7 est une vue en élévation d'un tronçon d'âme de poutre selon l'invention, illustrant la disposition des armatures.
La figure 8 est une coupe transversale verticale de l'âme faite selon la ligne VIII - VIII de la figure 7.
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La figure 9 est une vue en élévation d'un tronçon d'âme d'une poutre selon l'invention avec une autre disposi- tion d'armature continue.
La figure 10 est une vue en élévation d'un autre tronçon d'âme selon l'invention.
La figure 11 est une coupe transversale verticale faite dans ce tronçon d'âme selon la ligne XI - XI de la figure 10.
La figure 12 est une vue en élévation d'une poutre selon l'invention avec âme constituée de tronçons d'épaisseur inégale,
La figure 13 est une coupe horizontale de l'àme faite suivant la ligne XIII - XIII de la figure 12.
La figure 14 est une vue en élévation d'un tronçon d'âme particulière de poutre selon l'invention.
La figure 15 est une coupe transversale,de tronçon d'âme faite suivant la ligne XV - XV de la figure 14.
La figure 16 est une coupe transversale analogue du tronçon d'âme auquel les semelles sont solidarisées.
La figure 17 illustre un mode de réalisation du tronçon d'âme selon les figures 14 et 15.
La figure 18 est une coupe transversale d'une autre poutre selon l'invention, avec semelle en béton armé..
La figure 19 est une coupe transversale d'une autre poutre selon l'invention avec semelle en béton précontraint.
La figure 20 représente un mode d'assemblage de tronçon d'âme d'une poutre selon l'une ou l'autre des figures 7, 9 et 19.
La figure 21 représente un autre mode d'assemblage des tronçons d'âme définis dans la figure 20, débordant des
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faces de ces tronçons assemblés.
La figure 22 illustre un mode-d'assemblage bout à bout de deux tronçons d'âme selon la figure 15.
La figure 23 est une coupe transversale partielle d'une autre poutre utilisant des éléments permanents parti- culiers armant une semelle,
La figure 24 est une coupe transversale partielle d'une poutre dont la semelle est formée par l'assemblage d'éléments préfabriqués par exemple en béton précontraint.
La figure 25 est une coupe transversale partielle d'une poutre analogue à la précédente. i
La figure 26 est une coupe transversale partielle d'une poutre utilisant des éléments amovibles particuliers formant une semelle temporaire utilisée avant et/ou pendant. la réalisation d'une semelle définitive.
La figure 27 illustre une âme particulièrement ajourée.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Une poutre selon l'invention, présente une partie en béton armé qui appartient généralement à l'âme 1 de la poutre et qui est située de part et d'autre de la fibre neutre 2 de cette poutre.
Dans les exemples qui sont représentés, cette par- tie de poutre constitue complètement l'âme 1 particulièrement mince. Toutefois, l'invention s'étend au cas où elle est forméepar une portion de l'âme 1.
L'âme 1 est constituée d'une masse de béton 3 dans laquelle sont disposées des armatures d'acier 4. La poutre est complétée généralement par une semelle supérieure 5 et
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par une semelle inférieure 6. Lorsque, par exemple, la poutre placée sur deux appuis simples d'extrémité, est sollicitée extérieurement par des charges uniformément réparties, agissant vers le bas, il apparaît des tensions de traction particulièrement importantes résultant du moment fléchissant dans la partie médiane de la semelle inférieure 6 et des tensions de traction dues à l'effort tranchant particulièrement élevées dans les parties de l'âme 2 voisines des appuis, ceci à hauteur de la fibre neutre.
Dans les zones des grands efforts tranchants, l'âme de la poutre est, selon l'invention, suffisamment mince pour que le pourcentage volumétrique des armatures d'acier 4, par rapport à la masse de béton 3, soit élevé et du même ordre de grandeur que celui généralement admis dans les zones des poutres en béton armé où les tensions de traction dues aux moments fléchissants sont maxima.
Afin de pouvoir être réalisée aussi mince, l'àme 1 de la poutre est de préférence préfabriquée séparément des semelles 5 et 6, soit d'une pièce, soit en plusieurs tronçons, ces tronçons étant ensuite assemblés bout à bout.
La poutre selon l'invention peut être coulée à plat comme 3'indique la figure 5. Lorsque l'âme 1 est pré- fabriquée isolément, cette âme 1 est aussi coulée à plat comme le montre la figure 6. Cette façon de faire permet de réaliser des âmes particulièrement minces et/ou fortement ajourées.
Les figures 7,8 et 9 illustrent des tronçons d'âme, dans lesquels des armatures d'acier 4 sont dirigées suivant les tensions de traction maxima dues à l'effort tranchant. Lesdites armatures 4 peuvent être soumises à
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une prétraction équilibrée par une précompresion de la masse de béton 3.
Les figures 7 à 9 illustrent ainsi la disposition des armatures d'acier 4. Les armatures 4 peuvent être dis- continues (figures 7 et 8) et dépassent alors les bords du tronçon d'âme ou de ligie afin de servir d'ancrages pour la fixation des semelles et des tronçons contigus de l'âme* Les armatures 4 peuvent être continues (figure 9) et dépasser encore les bords du tronçon d'âme pour former des boucles 7 favorisant davantage la fixation des semelles.
Les figures 10 et 11 montrent que les âmes ou les tronçons d'âme peuvent présenter des ouvertures 8 destinées à recevoir des organes de fixation des semelles ou des orga- nes d'assemblage bout à bout de deux tronçons d'âme.
Dans les figures 12 et 13, l'âme 1 de la poutre est constituée de plusieurs tronçons qui ont une épaisseur plus grande aux extrémités de la poutre qu'au centre de cel- le-ci. En d'autres termes, l'épaisseur des tronçons est plus grande dans les sections transversales de la poutre où l'ef- fort tranchant est plus élevé que dans les sections trans- versales où cet effort tranchant est plus faible.
Les figures 14 à 17 et 22 illustrent une poutre selon l'invention avec âme 1 en béton armé et avec semelles 5 et 6 uniquement métalliques. Dans ce cas, l'Ame ou les tronçons d'âme est ou sont coulés à plat selon la figure 17.
Les armatures 4 en acier des tronçons d'âme sont fixées, par exemple par soudures, à des bordures métalliques 9 qui for- ment la paroi, perdue d'ailleurs, du moule dans lequel le tronçon d'âme est coulé. Les bordures métalliques 9 ont la forme d'un T dont l'âme est dirigée vers l'extérieur et est
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assemblée ensuite à un large plat 10 qui sert de semelle supérieure ou inférieure. Afin d'assembler bout à bout les tronçons d'âme pour constituer l'âme complète, les extrémités des âmes des T des bordures latérales transver- sales disposées l'une vis à vis de l'autre sont, par exemple, soudées l'une à l'autre, conformément à la figure 22.
Les figures 18, 20 et 21 illustrent une poutre selon l'invention dans laquelle l'âme 1 est constituée de plusieurs tronçons et dans laquelle les semelles 5 et 6 sont en béton armé. Ces figures montrent particulièrement la liaison par ancrages, des tronçons d'âme entre eux et auxdites semelles.
La figure 19 se rapporte à une semelle en béton précontraint.
Conformément aux figures 23 et 26, lame de la poutre 1 est pourvue, le long d'un de ses bords longitu- dinaux, d'éléments permanents ou amovibles, tels des cor- nières 11 en acier, qui servent de semelle permanente ou temporaire. Ces cornières sont utiles notamment pour saisir et protéger l'àme 1 pendant son transport ou ses manipula- tions. Elles peuvent servir ensuite à solidariser l'àme 1 à une semelle définitive. Dans le cas où ces cornières sont permanentes conformément à la figure 23, elles peuvent être complétées par de nouveaux constituants de semelles tels que du béton armé ou précontraint, un profilé métallique, etc...
Dans le cas où ces cornières sont amovibles, elles restent sur l'âme au moins jusqu'à ce qu'une semelle défini- tive soit réalisée et apte à intervenir dans la résistance de la poutre. Dans le cas de la figure 26, les cornières 11 servent également de supports de coffrage de la semelle défi nitive qui est une dalle.
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Les figures 24 et 25 illustrent deux variantes de réalisation d'une nouvelle poutre dans laquelle au moins une semelle est formée d'éléments plats 12 en béton précon- traint juxtaposés et assemblés entre eux et à l'âme par des boulons 13 à haute résistance, ces éléments plats étant symétriquement disposés par rapport à l'Ame 1 et de longueurs différentes en fonction de la variation des moments fléchissants existant dans la poutre.
La oemelle de la pcutre selon la figure 25 se dif- férentie de la précédente en ce que certains des éléments plats 14 sont en acier et sont serrés entre d'autres élé- -mente 12 en béton précontraint qui notamment les protègent contre la corrosion et le feu.
La figure 27 montre à titre indicatif une âme ou tronçon d'âme présentant des ouvertures circulaires impor- tantes 15 possibles selon l'invention.
L'invention se rapporte aussi au procédé de fabri- cation d'une des poutres décrites ci-dessus. Pour réaliser une poutre, on préf abrique l'âme 1 séparément des semelles
5 et 6 en la rendant suffisamment mince pour que son pourcen- tage volumétrique d'acier par rapport au béton dans les zones des grands efforts tranchants soit élevé et du même ordre de grandeur que celui généralement admis dans les zones des poutres en béton armé soumises aux plus grandes tensions de traction dues aux moments fléchissants maxima et on soli- darise ensuite l'âme ainsi préfabriquée à la semelle.
Comme indiqué aux figures 6 et 17, on coule l'âme 1 à lat dans un moule dans lequel on dispose préalablement les armatures métalliques. On peut fabriquer l'âme en une seule pièce ou en plusieurs tronçons. De préférence, on dirige au moins une partie des armatures suivant les tensions de trac- tion maxima dues à l'effort tranchant. Lorsque la poutre
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est faite de plusieurs tronçons, il est rationnel de donner à ces divers tronçons, diverses épaisseurs pour que l'épais- seur de l'âme soit plus forte dans la zone où l'effort tranchant est élevé et plus faible dans la zone où l'effort tranchant est petit.
Les figures 9 et 18 à 21 et 26 montrent que l'on solidarise l'àme aux semelles ou les tronçons drame entre eux par ancrage au moyen des armatures métalliques dépassant les bords de l'âme ou des tronçons d'âme. Confor- mément aux figures 14 à 17 et 22 on fixe les armatures de l'âme ou des tronçons d'âme à des bordures métalliques 9 qui, par ailleurs, servent de paroi perdue du moule dans lequel on coule l'âme ou chaque tronçon d'âme. En outre, dans ce oas, on solidarise ces bordures 9 aux semelles. On peut en- core solidariser l'âme ou les tronçons d'âme aux semelles et les tronçons d'âme entre eux, en employant des organes d'assemblage que l'on introduit à travers les ouvertures 8 prévues le long des bords de l'âme ou de chaque tronçon d'âme.
A l'âme ou aux tronçons d'âme, on peut fixer une semelle en béton armé où précontraint ou en métal. Lorsque la semelle est métallique, elle peut encore être enrobée ultérieurement de béton éventuellement précomprimé par pré- flexion.
Conformément aux figures 23 et 26, on pourvoit l'âme, par exemple, le long d'un de ses bords longitudinaux et sur ses deux faces latérales longitudinales, de deux éléments permanents ou amovibles tels des cornières 11.
Celles-ci peuvent servir de semelle permanente ou temporaire.
Dans le cas où ces cornières sont permanentes, on peut les compléter par d'autres constituants de semelle tels du béton armé ou précontraint, des membrures métalliques etc...
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Dans le cas où ces cornières sont temporaires, on s'en sert pour le transport, le montage et éventuellement la réalisation d'une semelle définitive, telle une dale.
Lorsque cette dernière est apte à intervenir dans la résistance de la poutre, on peut enlever les cornières temporaires et ainsi les récupérer.
L'invention concerne encore un procédé de fa- brication d'une poutre composée d'au moins une âme en béton précontraint et d'au moins une semelle.
Selon l'invention, on préfabrique l'âme séparé- ment de la semelle d'une manière analogue à celle de l'âme en béton armé. Avantageusement, on utilise des fils adhérents comme fils de précontrainte.
Il est évident que l'invention n'est pas excluais vement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifi- cations ne soient pas en contradiction avec l'objet de cha- cune des revendications suivantes.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Reinforced or pre-stressed concrete core beam and method for manufacturing this beam.
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The present invention relates to a beam, the part of which situated on either side of the neutral fiber is made of reinforced and / or prestressed concrete.
The beams used in civil engineering constructions, industrial constructions and buildings are most often of the solid core type ".
Whether they are made of steel or concrete and steel, they always contain a large theoretical excess of material in terms of resistance to shearing forces.
In other words, "full cores" are often too thick theoretically. This excess of material is generally due to practical difficulties in making cores as thin as theory allows. In addition, in the particular field of ordinary, non-prestressed reinforced concrete, to these difficulties is often added an erroneous conception relating to the determination of the minimum thickness of the web as a function of the shearing force. .
The calculation of the reinforced concrete foresees, in fact, a limitation to fairly low values of the maximum tensile stress in the concrete, due to the shear force of the reinforcements are revised for full bearing even if reinforcements are provided, to fully compensate for possible concrete failure. This calculation leads, at the places of the large shearing forces, to fairly large web thicknesses which it is difficult to reduce practically in the areas where the shearing forces are smaller.
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The purpose of limiting the stresses requiring thick cores is to reduce the danger of cracking.
Another means of reducing the danger of cracking consists on the contrary to greatly reduce the thickness of the web so as to sufficiently increase the density of the reinforcements. Indeed, a sufficient reduction of the concrete section, in the presence of reinforcements capable of absorbing all of the tensile forces, prevents cracking notwithstanding the great tensions existing in the concrete before its possible failure. This is because, in this case, the tension of the steel before concrete failure is greater and therefore the supplement of this tension due to the failure of the concrete is lower. However, this additional tension of the steel conditions the width of a possible crack and if this additional charge is low enough, this latter width may remain small enough not to be detectable.
The crack can therefore only be microscopic and consequently harmless. One can moreover think that the crack, still in the case considered, does not even exist, thanks to a phenomenon of flow of the concrete before rupture by traction, a phenomenon similar to that which presents in particular the mild steel, but with this difference that for concrete, it occurs over an extremely short length so that it is impossible to observe it on a single, unreinforced concrete specimen.
Thus, in the presence of a given tensile force and of a reinforcement capable of taking this force on its own, there are two limit values of the concrete section coating this reinforcement. When this section is between these
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two limits, the concrete cracks. When it is above the upper limit, concrete does not crack because its tensile stress is low enough.
When it is below the lower limit, the concrete hardly cracks either, since any cracks are so narrow as to present no inconvenience.
The proof of the existence of the last above-mentioned case is provided by the zones of great tensile stresses due to the maximum bending moments in most ordinary reinforced concrete beams. In these areas, the tensile stresses in the concrete before its failure are very high and practice proves that no inadmissible systematic cracking results. The reason is that in these areas there is not enough concrete that cracking hardly occurs.
On the contrary, in the areas most affected by the shearing forces, the cores being quite thick, we often find ourselves in the first case mentioned above.
To avoid cracking, one can increase the thickness to be in the second case considered above.
But the same result can be achieved by providing on the contrary very thin cores to be in the third case, provided however that the compressive stresses in the concrete due to the shearing forces do not exceed the corresponding allowable limits; but these limits are very high.
Unfortunately, the realization of beams with very thin reinforced concrete according to the known methods, comes up against serious difficulties in particular as regards
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identifies the formwork as well as the passage and introduction of concrete into such forms. These difficulties prevent the production of cores with a thickness less than certain practical limits, this same consideration making it very difficult to produce a highly perforated core.
The present invention relates to a beam with a reinforced concrete core reducing the excess material mentioned and eliminating the production difficulties which are the cause of these excess.
To this end, in such a beam, the part located on either side of the neutral fiber is thin enough so that its volumetric percentage of steel relative to the concrete in the areas of high shearing forces is high and same order of magnitude as that generally accepted in the zones of reinforced concrete beams subjected to the greatest tensile stresses due to the maximum bending elements.
The present invention also relates to a method of manufacturing a beam composed of at least one reinforced concrete core and at least one flange.
This new process is characterized in that the core is produced by making it thin enough so that its volumetric percentage of steel relative to the concrete in the areas of high shearing forces is high and of the same order of magnitude as that generally accepted. in the areas of reinforced concrete beams subjected to the greatest tensile stresses, due to the maximum bending moments.
Preferably, the & me is prefabricated separately from the sole and then the core thus prefabricated is secured to the sole, possibly also prefabricated.
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Finally, the invention also relates to a method of manufacturing a beam composed of at least one prestressed concrete core and at least one flange.
This process is characterized by the prefabrication of the core separately from the sole and by the subsequent joining of the core and the sole.
This method of manufacturing new beams facilitates the production of any openings or recesses in the flat cast core.
Other details and features of the invention will emerge from the description of the drawings appended hereto, and which represent schematically and by way of example only, several embodiments of a beam according to the invention.
Figure 1 is a cross section of a beam according to the invention.
Figure 2 is a partial longitudinal side view of the beam according to Figure 1.
Figure 3 is a cross section of another beam according to the invention.
FIG. 4 is an elevational view of a beam according to the invention with a web prefabricated in several sections,
FIG. 5 represents a mold in which a beam according to the invention is cast flat.
FIG. 6 represents a mold in which a beam web according to the invention is cast flat.
FIG. 7 is a view in elevation of a beam web section according to the invention, illustrating the arrangement of the reinforcements.
Figure 8 is a vertical cross section of the core taken along the line VIII - VIII of Figure 7.
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FIG. 9 is an elevational view of a web section of a beam according to the invention with another continuous reinforcement arrangement.
FIG. 10 is an elevational view of another core section according to the invention.
Figure 11 is a vertical cross section taken in this core section along the line XI - XI of Figure 10.
FIG. 12 is an elevational view of a beam according to the invention with a web made up of sections of unequal thickness,
Figure 13 is a horizontal section of the soul taken along the line XIII - XIII of figure 12.
FIG. 14 is an elevational view of a particular web section of a beam according to the invention.
Figure 15 is a cross section of a core section taken along the line XV - XV of Figure 14.
Figure 16 is a similar cross section of the core section to which the flanges are secured.
Figure 17 illustrates an embodiment of the core section according to Figures 14 and 15.
Figure 18 is a cross section of another beam according to the invention, with a reinforced concrete footing.
FIG. 19 is a cross section of another beam according to the invention with a prestressed concrete flange.
FIG. 20 represents a method of assembling the web section of a beam according to either of FIGS. 7, 9 and 19.
FIG. 21 represents another method of assembling the core sections defined in FIG. 20, extending beyond the
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faces of these assembled sections.
FIG. 22 illustrates an end-to-end assembly method of two web sections according to FIG. 15.
Figure 23 is a partial cross section of another beam using special permanent elements reinforcing a flange,
FIG. 24 is a partial cross section of a beam, the flange of which is formed by the assembly of prefabricated elements, for example of prestressed concrete.
Figure 25 is a partial cross section of a beam similar to the previous one. i
Figure 26 is a partial cross section of a beam using particular removable elements forming a temporary sole used before and / or during. the realization of a final sole.
FIG. 27 illustrates a particularly perforated core.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
A beam according to the invention has a reinforced concrete part which generally belongs to the web 1 of the beam and which is located on either side of the neutral fiber 2 of this beam.
In the examples which are shown, this part of the beam completely constitutes the particularly thin web 1. However, the invention extends to the case where it is formed by a portion of the core 1.
The web 1 consists of a mass of concrete 3 in which are placed steel reinforcements 4. The beam is generally completed by an upper flange 5 and
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by a lower flange 6. When, for example, the beam placed on two single end supports, is stressed externally by uniformly distributed loads, acting downwards, particularly high tensile stresses appear resulting from the bending moment in the middle part of the lower sole 6 and particularly high tensile stresses due to the shearing force in the parts of the core 2 adjacent to the supports, this at the level of the neutral fiber.
In the areas of high shearing forces, the web of the beam is, according to the invention, sufficiently thin so that the volumetric percentage of the steel reinforcements 4, relative to the mass of concrete 3, is high and of the same order of magnitude than that generally accepted in the areas of reinforced concrete beams where the tensile stresses due to bending moments are maximum.
In order to be able to be made so thin, the core 1 of the beam is preferably prefabricated separately from the flanges 5 and 6, either in one piece or in several sections, these sections then being assembled end to end.
The beam according to the invention can be cast flat as shown in FIG. 5. When the web 1 is pre-fabricated in isolation, this web 1 is also cast flat as shown in FIG. 6. This method allows to produce particularly thin and / or highly perforated cores.
Figures 7, 8 and 9 illustrate web sections in which steel reinforcements 4 are directed according to the maximum tensile stresses due to the shearing force. Said reinforcements 4 can be subjected to
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a pretraction balanced by a precompression of the concrete mass 3.
FIGS. 7 to 9 thus illustrate the arrangement of the steel reinforcements 4. The reinforcements 4 can be separated (FIGS. 7 and 8) and then protrude beyond the edges of the web or tie section in order to serve as anchors for the fixing of the soles and of the contiguous sections of the core * The reinforcements 4 can be continuous (FIG. 9) and still exceed the edges of the core section to form loops 7 further promoting the attachment of the soles.
FIGS. 10 and 11 show that the cores or the core sections can have openings 8 intended to receive members for fixing the sole or end-to-end assembly members of two core sections.
In Figures 12 and 13, the web 1 of the beam is made up of several sections which have a greater thickness at the ends of the beam than at the center of the latter. In other words, the thickness of the sections is greater in the cross sections of the beam where the cutting force is greater than in the cross sections where this cutting force is lower.
FIGS. 14 to 17 and 22 illustrate a beam according to the invention with a reinforced concrete core 1 and with flanges 5 and 6 only of metal. In this case, the core or the core sections is or are cast flat according to figure 17.
The steel reinforcements 4 of the core sections are fixed, for example by welding, to metal edges 9 which form the wall, lost moreover, of the mold in which the core section is cast. The metal borders 9 have the shape of a T, the core of which is directed outwards and is
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then assembled to a wide plate 10 which serves as an upper or lower sole. In order to assemble the web sections end to end to constitute the complete web, the ends of the webs of the T's of the transverse side edges arranged opposite each other are, for example, welded together. to each other, as shown in Figure 22.
Figures 18, 20 and 21 illustrate a beam according to the invention in which the web 1 is made up of several sections and in which the flanges 5 and 6 are made of reinforced concrete. These figures show in particular the connection by anchors, of the core sections to each other and to said flanges.
Figure 19 relates to a prestressed concrete footing.
According to Figures 23 and 26, the blade of the beam 1 is provided, along one of its longitudinal edges, with permanent or removable elements, such as steel cornices 11, which serve as a permanent or temporary sole. . These angles are useful in particular for gripping and protecting the core 1 during its transport or its handling. They can then be used to secure the core 1 to a final sole. In the case where these angles are permanent in accordance with figure 23, they can be supplemented by new components of footings such as reinforced or prestressed concrete, a metal profile, etc ...
In the case where these angles are removable, they remain on the web at least until a definitive flange is produced and capable of intervening in the resistance of the beam. In the case of FIG. 26, the angles 11 also serve as formwork supports for the definitive footing which is a slab.
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FIGS. 24 and 25 illustrate two variant embodiments of a new beam in which at least one flange is formed of flat elements 12 of precast concrete juxtaposed and assembled to each other and to the web by high strength bolts 13. , these flat elements being symmetrically arranged with respect to the Core 1 and of different lengths depending on the variation of the bending moments existing in the beam.
The oemelle of the pcutre according to figure 25 differs from the preceding one in that some of the flat elements 14 are made of steel and are clamped between other elements 12 of prestressed concrete which in particular protect them against corrosion and fire.
Figure 27 shows, by way of indication, a core or core section having large circular openings possible according to the invention.
The invention also relates to the method of manufacturing one of the beams described above. To make a beam, web 1 is prefabricated separately from the flanges.
5 and 6 by making it sufficiently thin so that its volumetric percentage of steel relative to the concrete in the areas of high shearing forces is high and of the same order of magnitude as that generally accepted in the areas of reinforced concrete beams subjected to the greatest tensile stresses due to the maximum bending moments and the core thus prefabricated is then joined to the sole.
As indicated in Figures 6 and 17, the core 1 to lat is cast in a mold in which the metal frames are placed beforehand. The core can be made in one piece or in several sections. Preferably, at least part of the reinforcements is directed according to the maximum tensile stresses due to the shearing force. When the beam
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is made of several sections, it is rational to give to these various sections, various thicknesses so that the thickness of the web is greater in the zone where the shearing force is high and lower in the zone where the The shearing effort is small.
FIGS. 9 and 18 to 21 and 26 show that the core is secured to the soles or the drama sections between them by anchoring by means of metal reinforcements extending beyond the edges of the core or the core sections. In accordance with Figures 14 to 17 and 22, the reinforcements of the core or of the core sections are fixed to metal edges 9 which, moreover, serve as the lost wall of the mold in which the core or each section is cast. lady. In addition, in this oas, these edges 9 are secured to the soles. It is still possible to secure the core or the core sections to the flanges and the core sections to one another, by using assembly members which are introduced through the openings 8 provided along the edges of the flange. soul or every soul stump.
To the core or to the core sections, a reinforced concrete or prestressed or metal sole can be fixed. When the sole is metallic, it can also be coated subsequently with concrete optionally precompressed by pre-bending.
According to Figures 23 and 26, the core is provided, for example, along one of its longitudinal edges and on its two longitudinal side faces, with two permanent or removable elements such as angles 11.
These can serve as a permanent or temporary sole.
In the event that these angles are permanent, they can be supplemented with other base components such as reinforced or prestressed concrete, metal frames, etc.
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In the event that these angles are temporary, they are used for transport, assembly and possibly the production of a final sole, such as a slab.
When the latter is able to intervene in the resistance of the beam, the temporary angles can be removed and thus recovered.
The invention also relates to a method of manufacturing a beam composed of at least one prestressed concrete core and at least one flange.
According to the invention, the core is prefabricated separately from the sole in a manner analogous to that of the reinforced concrete core. Advantageously, adherent threads are used as prestressing threads.
It is obvious that the invention is not excluded to be limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications - cations are not in contradiction with the object of any of the following claims.
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