CA1303380C - Poutrelle composite - Google Patents
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- CA1303380C CA1303380C CA000515211A CA515211A CA1303380C CA 1303380 C CA1303380 C CA 1303380C CA 000515211 A CA000515211 A CA 000515211A CA 515211 A CA515211 A CA 515211A CA 1303380 C CA1303380 C CA 1303380C
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- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
- E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
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Abstract
L'invention concerne une poutrelle constituée essentiellement par des profilés en acier et du béton, dont l'intérieur du contour défini par les profilés est rempli par du béton, éventuellement armé, et dont au moins un des profilés a la face externe de ses ailes à découvert. Ces derniers profilés comportent sur la majeure partie de leur longueur des évidements allongés qui s'étendent dans la partie de l'âme voisine de l'aile à découvert. Les évidements peuvent par exemple avoir la forme de rectangles oblongs aux bords arrondis, ou être constitués chacun par deux trous reliés par découpage d'un filet mince de matière située entre eux. La poutrelle comporte avantageusement une structure auxiliaire métallique, tel que des ronds à béton, des cornières, des fers plats etc., s'étendant sur la majeure partie de sa longueur, la structure auxiliaire étant disposée le long des faces de l'âme au voisinage des évidements et du côté centre de la poutrelle. Une telle poutrelle peut notamment être utilisée comme poteau ou support de plancher et présente une excellente résistance au feu.
Description
~31~38g~
L'invention concerne une poutrelle composite constituee essentiellement par des profiles en acier et du beton, dont l'intérieur du contour defini par les profiles est rempli par du beton, eventuellement arme, et dont au moins un des profilés a la face externes de ses ailes à
decouvert. Une telle poutrelle peut notamment etre utilisee comme poteau ou support de plancher et presente une excel-lente resistance au feu.
De telles poutrelles composites résistantes au feu ont par exemple été decrites dans les brevets luxembourgeois Nos. 84.772 et 84.966. La masse de remplissage en béton est reliée à l'âme du profile par des armatures tels que des treillis, des fers en T ou des goujons à tête. La section du profile en acier, la section du beton et la section d'armature contribuent selon leurs propriétés mécaniques, qui sont fonction de la temperature, et leur pourcentage de section, à la transmission des charges. En cas d'incendie, il se produit, à rnesure que la temperature augmente, un déplacement continu de la fonc-tion d'absorption de la charge de la section du profilé en acier à la section du beton armé. Des essais d'incendie en laboratoire ont montre que malgré la haute conductivite thermique de l'acier, de telles poutrelles conservent leur force portan-te au delà des gO
minutes requises.
Etant donné que la surface de métal offerte au feu joue un role prépondérant dans le processus d'echauffement de telles poutrelles composites et par suite dans la dimi-nution de portance, des structures intéressantes d'un point de vue esthétique, force portante à froid ou facilité de ~33~
fabrication ne peuvent, ou bien pas être employees darls des bâtiments eleves, ou alors doivent être surdimensionnees de manière telle que leur prix de revient devient prohibitif.
La presente invention a poux but d'eviter cet inconvenient et de proposer une poutrelle composite dont les proprietes à chaud ne sont plus tributaires des surfaces d'acier à decouvert et qui laisse toute latitude dans sa conception architecturale.
La poutrelle composite selon l'invention, consti-tuee essentiellement par des profiles en acier et du beton, dont l'interieur du contour defini par les profiles est rempli par du beton, éventuellement arme, et dont au moins un des profiles a la face externe de ses ailes à decouvert, est caracterisee en ce qu'au moins un des profiles ayant la face externe de ses ailes à decouvert comporte sur la majeure partie de sa longueur des evidements allonges, les evidements s'etendant dans la par-tie de l'âme voisine de l'aile à decouvert.
Les evidements peuvent par exemple avoir la forme de rectangles oblongs aux bords arrondis, ou être consittues chacun par deux trous relies par decoupage d'un filet mince de matière situee entre eux. La poutrelle comporte avanta-geusement une structure auxiliaire rnetallique, tel que des ronds a beton, des cornières, des fers plats ou des fers carres, s'etendant sur la majeure partie de sa longueur, structure auxiliaire etant disposee le long des faces de l'âme au voisinage des evidements et du côte centre de la poutrelle l30a3ao Un des avantages majeurs de l'invention consiste dans le fait qu'elle permet le contrôle du flux des calories ainsi que leur guidage vers des endroits de la poutrelle dont l'échauffement n'a qu'une influence limitee sur la portance de l'ensemble. De cette façon, des poutrelles qui ont une portance elevee à froid, mais de grandes surfaces d'acier à decouvert, gardent une portance acceptable à
chaud. Notons qu'on peut profiter des evidements dans les profiles pour positionner un cerclage renforçant le beton.
D'autres caracteristiques et avantages de l'inven-tion apparaîtront plus clairement à la lecture de la des-cription ci-après de modes de realisation preferes tels qu'illustres de façon non-limitative dans les dessins ci-joints, dans lesquels: ' - la Fig. 1 est un diagramme montrant l'allure des isothermes pour une poutrelle classique ayant une bonne resistance au feu;
- la Fig. 2 est un diagramme similaire à celui de la Fig. 1 et montrant l'allure des isothermes pour une poutrelle classique offrant une surface métallique elevee au feu;
- la Fig. 3 represente une section droite d'une poutrelle realisee conformement à l'invention;
- la Fig. 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la Fig. 3;
- les Figs. 5 et 6 illustrent des variantes d'evidements;
- La Fig. 7 represente une section droite à
travers une variante d'execution d'une poutrelle; et - les Figs. 8, 9, 10, ll et 12 représentent des sections droites de quelques poutrelles composites à contour polygonal.
Les Fig. l et 2 représentent les isothermes ( en degrés Celsius) dans un quart de section droite de deux poutrelles connues, après les avoir exposées au feu pendant 90 minutes. On remarque, à part les profiles à âme large l (type HE 650 AA), le remplissage en beton 2. Les deux structures se distinguent par le fait que celle representee en Fig. l comporte une armature 4 (on a donne aux ronds de beton une section carree pour des raisons de commodite), alors que la structure representee en Fig. 2 possède au lieu d'une armature un profile H (reference 3) soude à l'âme du profile 1. En comparant l'allure des isothermes de ces deux poutrelles composites, on constate que la presence du profile 3, dont une des ailes n'est pas protegee par du béton, a un effet nefaste sur la distribution des températu-res dans la majeure partie de la section. Bien que le point le plus chaud, situe à l'extremite de l'aile du profile l, a une temperature qui n'est que legèrement plus elevee pour la variante representee en Fig. 2 t975~C comparativement à
961~C). La temperature du point le plus froid, situe à
chaque fois dans le beton, ne vaut que 100~C pour la va-riante montree en Fig. l alors qu'elle est de 220~C dans le cas de la Fig. 2. Le fait le plus grave est que la tempe-rature de la partie centrale de l'âme du profile est plus de deux fois plus elevee dans le cas de la Fig. 2 (255 C
comparativement à 117~C. La presence du profile 3 reduit, par suite de la surface externe 5 d'une de ses ailes exposée à l'action du feu, dans des proportions inacceptables la résistance au feu de l'ensemble.
La Fig. 3 montre une section droite à travers une poutrelle composite constituee par un profile 31 à ame de forte hauteur et par deux profiles 33 à ame de faible hauteur dont les ailes sont fixees par soudage à l'ame du profile 31. L'interieur du contour octogonal defini par les profiles est rempli par du beton 32. par suite des grandes surfaces metalliques à decouvert, une telle structure a en soi une médiocre resistance au feu. Selon l'invention, on prevoit dans l'âme des profiles des evidements 34. Comme on peut le voir sur la Fig. 4, ces evidements 34 ont une forme allongee et sont situés près de l'aile, avoisinant le renflement de metal existant à l'endroit du passage de l'ame à l'aile du profile. A côte de cette première serie d'evi-dements 34, on peut prevoir une deuxième serie d'evidements allonges 44, décalee verticalement (voir Fig. 5).
La longueur 45 d'un tel evidement, réalisé par oxycoupage, est de quelque vingt cm et sa largeur 46 de deux cm. Le flux thermique qui progresse, pour les poutrelles classiques, aisement de la surface exposee vers la partie centrale de l'âme, est freine par la présence de ces evide-ments, qu'ils se remplissent de beton lors de la fabrication ou non. Le frein thermique est evidemment plus efficace lorsque le beton ne prenètre pas dans les evidements, ce qui peut être assure en y logeant du materiau à faible conducti-vite thermique, comme de l'air du styropor ou du PVC chlo-rure de polyvinyle. Des poutrelles composites, realisees conformement aux variantes selon les Fig. 4 et 5, ont des ~303380 - résistances au feu qui valent 1,5 fois respectivement le double de celle d'une structure identique, mais sans évide-ments dans l'âme. Au lieu de choisir des évidements allon-gés et de les disposer parallèlement à l'aile, on peut leur donner, selon les contraintes de fabrication, toute autre forme et disposition apte à assurer le but recherché. On peut par exemple percer des trous 61 d'un diamètre de deux cm dans l'âme et simplement relier ces trous par oxycoupage (voir Fig. 6), ce qui conduit à des fentes 62 de quelques mm de largeur définissant des évidements allongés disposés obliquement par rapport à l'aile à découvert du profilé.
Il est bien evident que ces évidements, bien qu'améliorant la résistance au feu de la poutrelle composi-te, affaiblissent sa force portante à froid. Pour''remédier à ce désavantage, on peut fixer au voisinage des évidements 34 et côté âme du profilé, des cornières 71, des ronds à
béton 72, des fers carrés 73 ou des fers plats 74 ~voir Fig.
7). Ces structures auxiliaires métalliques, qui longent le profilé sur la majeure partie de sa hauteur, sont fixées à
; 20 celui-ci par soudage. Lorsqu'on combine les cornières 71 avec les évidements représentés en Fig. 6, on peut profiter des trous 61 (situés à l'extrême droite de cette figure) pour boulonner la cornière sur l'âme. Les ronds à béton 72 sont solidarisés entre eux et fixés sur l'âme du profilé à
l'aide de soudage par points. Les structuxes auxiliaires n'augmentent pas seulement la force portante à froid et à
chaud de la poutrelle composite mais influencent également favorablement à chaud le flux des calories. En effet, il y a redistribution de calories de l'âme vers le béton grâce à
l'effet d'ailette de refroidissement que jouent ces structu-l3033ao res auxiliaires. Cet effet est paritculierement prononcé
pour les cornières 71 et les fers plats 74. Les parties métalliques centrales 75 et 76 des profiles 31 et 33 sont donc d'autant moins rechauffees.
Sur la Fig. 8 a ete representee une poutrelle composite à section rectangulaire, constituee par un profilé
81, à âme de forte hauteur et deux profiles 82, à âme de faible hauteur. Le fait de realiser dans les âmes, près des ailes visibles, les evidements selon la Fig. 4, procure une augmentation de la résistance au feu de 50%.
La poutrelle composite à section hexagonale, montree en Fig. 9, est constituée par du beton 32 et un tube central plein 91 auquel ont ete soudes, avec un decalage de 120 , trois profilés en T 92. Les evidements 34 procurent à
cette poutrelle, en depit du rapport eleve metal à décou-vert/metal protege par le beton, une resistance au feu acceptable. Il est neanmoins conseille de disposer en outre des cornières 71 ou des fers plats 74 près des evidements 34.
La poutrelle composite à section hexagonale, montree en Fig. 10, est constituee par du beton 32 et un profilé à âme de forte hauteur 101, auquel ont été fixés par soudage deux profilés en T 102. Les évidements 34, qui ont également été prévus dans les profilés 102 ne sont, par suite de leur faible surface exposée, pas absolument néces-saires.
La poutrelle composite à section triangulaire et aux coins arrondis, représentée en Fig. 11, est constituée par du béton 32 et trois profilés en T 111, aux extrémités des âmes desquels ont été soudé des tiers de tube 112. Les différentes ailes des profilés 111 sont solidarisées par soudage et définissent un espace 113 qu'on peut garder disponible ou bien remplir par du béton ou même par de l'eau. On distingue en outre des treillis 114, destinés à
renforcer le béton en prévenant son éclatement et fixés aux ailes des profilés 111 par des éléments de liaison 115.
En prenant, à la place des profilés en T, aux extrémités des ames desquels on' été soudés des tiers de tube, trois profiles 120 ayant une section en forme de I, on obtient une poutrelle composite à section hexagonale tel que representee sur la Fig. 12.
Notons que pour ne pas alourdir les figures on n'a pas represente dans les autres variantes des elements d'armature du beton. Ceux-ci peuvent être constitues par des ronds à beton, des treillis, des goujons à tête ou des cerclages passant par les evidements. Pour certaines poutrelles composite (p. ex. celle représentee en Fig. 7), comportant des cornieres au voisinage de chacune des ailes exposees, il peut s'averer superflu de prévoir des armatures ~o supplémentaires pour le béton.
L'invention concerne une poutrelle composite constituee essentiellement par des profiles en acier et du beton, dont l'intérieur du contour defini par les profiles est rempli par du beton, eventuellement arme, et dont au moins un des profilés a la face externes de ses ailes à
decouvert. Une telle poutrelle peut notamment etre utilisee comme poteau ou support de plancher et presente une excel-lente resistance au feu.
De telles poutrelles composites résistantes au feu ont par exemple été decrites dans les brevets luxembourgeois Nos. 84.772 et 84.966. La masse de remplissage en béton est reliée à l'âme du profile par des armatures tels que des treillis, des fers en T ou des goujons à tête. La section du profile en acier, la section du beton et la section d'armature contribuent selon leurs propriétés mécaniques, qui sont fonction de la temperature, et leur pourcentage de section, à la transmission des charges. En cas d'incendie, il se produit, à rnesure que la temperature augmente, un déplacement continu de la fonc-tion d'absorption de la charge de la section du profilé en acier à la section du beton armé. Des essais d'incendie en laboratoire ont montre que malgré la haute conductivite thermique de l'acier, de telles poutrelles conservent leur force portan-te au delà des gO
minutes requises.
Etant donné que la surface de métal offerte au feu joue un role prépondérant dans le processus d'echauffement de telles poutrelles composites et par suite dans la dimi-nution de portance, des structures intéressantes d'un point de vue esthétique, force portante à froid ou facilité de ~33~
fabrication ne peuvent, ou bien pas être employees darls des bâtiments eleves, ou alors doivent être surdimensionnees de manière telle que leur prix de revient devient prohibitif.
La presente invention a poux but d'eviter cet inconvenient et de proposer une poutrelle composite dont les proprietes à chaud ne sont plus tributaires des surfaces d'acier à decouvert et qui laisse toute latitude dans sa conception architecturale.
La poutrelle composite selon l'invention, consti-tuee essentiellement par des profiles en acier et du beton, dont l'interieur du contour defini par les profiles est rempli par du beton, éventuellement arme, et dont au moins un des profiles a la face externe de ses ailes à decouvert, est caracterisee en ce qu'au moins un des profiles ayant la face externe de ses ailes à decouvert comporte sur la majeure partie de sa longueur des evidements allonges, les evidements s'etendant dans la par-tie de l'âme voisine de l'aile à decouvert.
Les evidements peuvent par exemple avoir la forme de rectangles oblongs aux bords arrondis, ou être consittues chacun par deux trous relies par decoupage d'un filet mince de matière situee entre eux. La poutrelle comporte avanta-geusement une structure auxiliaire rnetallique, tel que des ronds a beton, des cornières, des fers plats ou des fers carres, s'etendant sur la majeure partie de sa longueur, structure auxiliaire etant disposee le long des faces de l'âme au voisinage des evidements et du côte centre de la poutrelle l30a3ao Un des avantages majeurs de l'invention consiste dans le fait qu'elle permet le contrôle du flux des calories ainsi que leur guidage vers des endroits de la poutrelle dont l'échauffement n'a qu'une influence limitee sur la portance de l'ensemble. De cette façon, des poutrelles qui ont une portance elevee à froid, mais de grandes surfaces d'acier à decouvert, gardent une portance acceptable à
chaud. Notons qu'on peut profiter des evidements dans les profiles pour positionner un cerclage renforçant le beton.
D'autres caracteristiques et avantages de l'inven-tion apparaîtront plus clairement à la lecture de la des-cription ci-après de modes de realisation preferes tels qu'illustres de façon non-limitative dans les dessins ci-joints, dans lesquels: ' - la Fig. 1 est un diagramme montrant l'allure des isothermes pour une poutrelle classique ayant une bonne resistance au feu;
- la Fig. 2 est un diagramme similaire à celui de la Fig. 1 et montrant l'allure des isothermes pour une poutrelle classique offrant une surface métallique elevee au feu;
- la Fig. 3 represente une section droite d'une poutrelle realisee conformement à l'invention;
- la Fig. 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la Fig. 3;
- les Figs. 5 et 6 illustrent des variantes d'evidements;
- La Fig. 7 represente une section droite à
travers une variante d'execution d'une poutrelle; et - les Figs. 8, 9, 10, ll et 12 représentent des sections droites de quelques poutrelles composites à contour polygonal.
Les Fig. l et 2 représentent les isothermes ( en degrés Celsius) dans un quart de section droite de deux poutrelles connues, après les avoir exposées au feu pendant 90 minutes. On remarque, à part les profiles à âme large l (type HE 650 AA), le remplissage en beton 2. Les deux structures se distinguent par le fait que celle representee en Fig. l comporte une armature 4 (on a donne aux ronds de beton une section carree pour des raisons de commodite), alors que la structure representee en Fig. 2 possède au lieu d'une armature un profile H (reference 3) soude à l'âme du profile 1. En comparant l'allure des isothermes de ces deux poutrelles composites, on constate que la presence du profile 3, dont une des ailes n'est pas protegee par du béton, a un effet nefaste sur la distribution des températu-res dans la majeure partie de la section. Bien que le point le plus chaud, situe à l'extremite de l'aile du profile l, a une temperature qui n'est que legèrement plus elevee pour la variante representee en Fig. 2 t975~C comparativement à
961~C). La temperature du point le plus froid, situe à
chaque fois dans le beton, ne vaut que 100~C pour la va-riante montree en Fig. l alors qu'elle est de 220~C dans le cas de la Fig. 2. Le fait le plus grave est que la tempe-rature de la partie centrale de l'âme du profile est plus de deux fois plus elevee dans le cas de la Fig. 2 (255 C
comparativement à 117~C. La presence du profile 3 reduit, par suite de la surface externe 5 d'une de ses ailes exposée à l'action du feu, dans des proportions inacceptables la résistance au feu de l'ensemble.
La Fig. 3 montre une section droite à travers une poutrelle composite constituee par un profile 31 à ame de forte hauteur et par deux profiles 33 à ame de faible hauteur dont les ailes sont fixees par soudage à l'ame du profile 31. L'interieur du contour octogonal defini par les profiles est rempli par du beton 32. par suite des grandes surfaces metalliques à decouvert, une telle structure a en soi une médiocre resistance au feu. Selon l'invention, on prevoit dans l'âme des profiles des evidements 34. Comme on peut le voir sur la Fig. 4, ces evidements 34 ont une forme allongee et sont situés près de l'aile, avoisinant le renflement de metal existant à l'endroit du passage de l'ame à l'aile du profile. A côte de cette première serie d'evi-dements 34, on peut prevoir une deuxième serie d'evidements allonges 44, décalee verticalement (voir Fig. 5).
La longueur 45 d'un tel evidement, réalisé par oxycoupage, est de quelque vingt cm et sa largeur 46 de deux cm. Le flux thermique qui progresse, pour les poutrelles classiques, aisement de la surface exposee vers la partie centrale de l'âme, est freine par la présence de ces evide-ments, qu'ils se remplissent de beton lors de la fabrication ou non. Le frein thermique est evidemment plus efficace lorsque le beton ne prenètre pas dans les evidements, ce qui peut être assure en y logeant du materiau à faible conducti-vite thermique, comme de l'air du styropor ou du PVC chlo-rure de polyvinyle. Des poutrelles composites, realisees conformement aux variantes selon les Fig. 4 et 5, ont des ~303380 - résistances au feu qui valent 1,5 fois respectivement le double de celle d'une structure identique, mais sans évide-ments dans l'âme. Au lieu de choisir des évidements allon-gés et de les disposer parallèlement à l'aile, on peut leur donner, selon les contraintes de fabrication, toute autre forme et disposition apte à assurer le but recherché. On peut par exemple percer des trous 61 d'un diamètre de deux cm dans l'âme et simplement relier ces trous par oxycoupage (voir Fig. 6), ce qui conduit à des fentes 62 de quelques mm de largeur définissant des évidements allongés disposés obliquement par rapport à l'aile à découvert du profilé.
Il est bien evident que ces évidements, bien qu'améliorant la résistance au feu de la poutrelle composi-te, affaiblissent sa force portante à froid. Pour''remédier à ce désavantage, on peut fixer au voisinage des évidements 34 et côté âme du profilé, des cornières 71, des ronds à
béton 72, des fers carrés 73 ou des fers plats 74 ~voir Fig.
7). Ces structures auxiliaires métalliques, qui longent le profilé sur la majeure partie de sa hauteur, sont fixées à
; 20 celui-ci par soudage. Lorsqu'on combine les cornières 71 avec les évidements représentés en Fig. 6, on peut profiter des trous 61 (situés à l'extrême droite de cette figure) pour boulonner la cornière sur l'âme. Les ronds à béton 72 sont solidarisés entre eux et fixés sur l'âme du profilé à
l'aide de soudage par points. Les structuxes auxiliaires n'augmentent pas seulement la force portante à froid et à
chaud de la poutrelle composite mais influencent également favorablement à chaud le flux des calories. En effet, il y a redistribution de calories de l'âme vers le béton grâce à
l'effet d'ailette de refroidissement que jouent ces structu-l3033ao res auxiliaires. Cet effet est paritculierement prononcé
pour les cornières 71 et les fers plats 74. Les parties métalliques centrales 75 et 76 des profiles 31 et 33 sont donc d'autant moins rechauffees.
Sur la Fig. 8 a ete representee une poutrelle composite à section rectangulaire, constituee par un profilé
81, à âme de forte hauteur et deux profiles 82, à âme de faible hauteur. Le fait de realiser dans les âmes, près des ailes visibles, les evidements selon la Fig. 4, procure une augmentation de la résistance au feu de 50%.
La poutrelle composite à section hexagonale, montree en Fig. 9, est constituée par du beton 32 et un tube central plein 91 auquel ont ete soudes, avec un decalage de 120 , trois profilés en T 92. Les evidements 34 procurent à
cette poutrelle, en depit du rapport eleve metal à décou-vert/metal protege par le beton, une resistance au feu acceptable. Il est neanmoins conseille de disposer en outre des cornières 71 ou des fers plats 74 près des evidements 34.
La poutrelle composite à section hexagonale, montree en Fig. 10, est constituee par du beton 32 et un profilé à âme de forte hauteur 101, auquel ont été fixés par soudage deux profilés en T 102. Les évidements 34, qui ont également été prévus dans les profilés 102 ne sont, par suite de leur faible surface exposée, pas absolument néces-saires.
La poutrelle composite à section triangulaire et aux coins arrondis, représentée en Fig. 11, est constituée par du béton 32 et trois profilés en T 111, aux extrémités des âmes desquels ont été soudé des tiers de tube 112. Les différentes ailes des profilés 111 sont solidarisées par soudage et définissent un espace 113 qu'on peut garder disponible ou bien remplir par du béton ou même par de l'eau. On distingue en outre des treillis 114, destinés à
renforcer le béton en prévenant son éclatement et fixés aux ailes des profilés 111 par des éléments de liaison 115.
En prenant, à la place des profilés en T, aux extrémités des ames desquels on' été soudés des tiers de tube, trois profiles 120 ayant une section en forme de I, on obtient une poutrelle composite à section hexagonale tel que representee sur la Fig. 12.
Notons que pour ne pas alourdir les figures on n'a pas represente dans les autres variantes des elements d'armature du beton. Ceux-ci peuvent être constitues par des ronds à beton, des treillis, des goujons à tête ou des cerclages passant par les evidements. Pour certaines poutrelles composite (p. ex. celle représentee en Fig. 7), comportant des cornieres au voisinage de chacune des ailes exposees, il peut s'averer superflu de prévoir des armatures ~o supplémentaires pour le béton.
Claims (20)
1. Poutrelle composite résistante au feu, compre-nant:
un élément structural en acier formé d'au moins trois profilés comportant des âmes qui sont solidaires l'une de l'autre et disposées à angle l'une par rapport à
l'autre, au moins une desdites âmes étant pourvue d'au moins deux ailes perpendiculaires à son âme respective et définissant des surfaces externes respectives de ladite poutrelle;
une masse de béton remplie dans des régions définies entre lesdites âmes et définissant des surfaces externes de ladite poutrelle entre des bords externes desdits profilés de sorte que ladite masse de béton soit disposée à l'intérieur de plans définis par lesdits bords externes des profilés et laisse lesdites surfaces externes des ailes complètement exposées, lesdits bords externes de tous lesdits profilés s'étendant aux surfaces externes de la poutrelle et de la masse de béton; et des moyens pour limiter la conductivité
thermique desdits profilés et leur détérioration thermi-que, lesdits moyens incluant au moins deux séries d'évidements allongés qui sont formes dans chaque âme près d'une portion externe de l'âme, les évidements respectifs des première et deuxième séries étant décalés longitudina-lement les uns par rapport aux autres de sorte que, transversalement, il y ait chevauchement entre les évidements respectifs des deux séries, lesdits évidements étant remplis d'un matériau ayant une conductivité
thermique plus faible que celle dudit élément structural en acier.
un élément structural en acier formé d'au moins trois profilés comportant des âmes qui sont solidaires l'une de l'autre et disposées à angle l'une par rapport à
l'autre, au moins une desdites âmes étant pourvue d'au moins deux ailes perpendiculaires à son âme respective et définissant des surfaces externes respectives de ladite poutrelle;
une masse de béton remplie dans des régions définies entre lesdites âmes et définissant des surfaces externes de ladite poutrelle entre des bords externes desdits profilés de sorte que ladite masse de béton soit disposée à l'intérieur de plans définis par lesdits bords externes des profilés et laisse lesdites surfaces externes des ailes complètement exposées, lesdits bords externes de tous lesdits profilés s'étendant aux surfaces externes de la poutrelle et de la masse de béton; et des moyens pour limiter la conductivité
thermique desdits profilés et leur détérioration thermi-que, lesdits moyens incluant au moins deux séries d'évidements allongés qui sont formes dans chaque âme près d'une portion externe de l'âme, les évidements respectifs des première et deuxième séries étant décalés longitudina-lement les uns par rapport aux autres de sorte que, transversalement, il y ait chevauchement entre les évidements respectifs des deux séries, lesdits évidements étant remplis d'un matériau ayant une conductivité
thermique plus faible que celle dudit élément structural en acier.
2. Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque âme comporte au moins une aile et que des parties internes desdites âmes sont solidarisées par soudage de façon à définir un espace interne de ladite poutrelle.
3. Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un tube central plein auquel sont fixées par soudage lesdites âmes.
4. Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un desdits profilés est un premier profilé en I comportant deux ailes formant des surfaces externes de la poutrelle et une âme reliant lesdites ailes entre elles, et que chacun des autres profilés est un autre profilé en I comportant une aile interne fixée par soudage à l'âme dudit premier profilé en I, ledit premier profilé
en I ayant environ deux fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
en I ayant environ deux fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
5. Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un desdits profilés est un premier profilé en I comportant deux ailes formant des surfaces externes de la poutrelle et une âme reliant lesdites ailes entre elles, et que chacun des autres profilés est un autre profilé en I comportant une aile interne fixée par soudage à l'âme dudit premier profilé en I, ledit premier profilé
en I ayant environ quatre fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
en I ayant environ quatre fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
6. Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un desdits profilés est un profilé en I et que chacun des autres profilés est un profilé en T comportant une aile fixée par soudage à l'âme du profilé en I.
7. Poutrelle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de renforcement fixés à au moins une desdites âmes au voisinage desdits évidements pour compenser l'affaiblissement structural des profilés causé par lesdits évidements.
8. Poutrelle selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de renforcement comprennent des cornières.
9. Poutrelle selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de renforcement comprennent des ronds à béton rassemblés en groupes.
10. Poutrelle selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de renforcement comprennent des fers carrés.
11 11. Poutrelle composite résistante au feu, compre-nant:
un élément structural en acier formé d'au moins trois profilés comportant des âmes qui sont solidaires l'une de l'autre et disposées à angle l'une par rapport à
l'autre, au moins une desdites âmes étant pourvue d'au moins deux ailes perpendiculaires à son âme respective et définissant des surfaces externes respectives de ladite poutrelle;
une masse de béton remplie dans des régions définies entre lesdites âmes et définissant des surfaces externes de ladite poutrelle entre des bords externes desdits profilés de sorte que ladite masse de béton soit disposée à l'intérieur de plans définis par lesdits bords externes des profilés et laisse lesdites surfaces externes des ailes complètement exposées, lesdits bords externes de tous lesdits profilés s'étendant aux surfaces externes de la poutrelle et de la masse de béton; et des moyens pour limiter la conductivité
thermique desdits profilés et leur détérioration thermi-que, lesdits moyens incluant au moins deux séries d'évidements allongés qui sont formés dans chaque âme près d'une portion externe de l'âme, les évidements respectifs des première et deuxième séries étant décalés longitudina-lement les uns par rapport aux autres de sorte que, transversalement, il y ait chevauchement entre les évidements respectifs des deux séries, lesdits évidements étant remplis d'un matériau ayant une conductivité
thermique plus faible que celle dudit élément structural en acier, les évidements de l'une des deux séries étant inclinés dans une direction opposée aux évidements de l'autre série.
un élément structural en acier formé d'au moins trois profilés comportant des âmes qui sont solidaires l'une de l'autre et disposées à angle l'une par rapport à
l'autre, au moins une desdites âmes étant pourvue d'au moins deux ailes perpendiculaires à son âme respective et définissant des surfaces externes respectives de ladite poutrelle;
une masse de béton remplie dans des régions définies entre lesdites âmes et définissant des surfaces externes de ladite poutrelle entre des bords externes desdits profilés de sorte que ladite masse de béton soit disposée à l'intérieur de plans définis par lesdits bords externes des profilés et laisse lesdites surfaces externes des ailes complètement exposées, lesdits bords externes de tous lesdits profilés s'étendant aux surfaces externes de la poutrelle et de la masse de béton; et des moyens pour limiter la conductivité
thermique desdits profilés et leur détérioration thermi-que, lesdits moyens incluant au moins deux séries d'évidements allongés qui sont formés dans chaque âme près d'une portion externe de l'âme, les évidements respectifs des première et deuxième séries étant décalés longitudina-lement les uns par rapport aux autres de sorte que, transversalement, il y ait chevauchement entre les évidements respectifs des deux séries, lesdits évidements étant remplis d'un matériau ayant une conductivité
thermique plus faible que celle dudit élément structural en acier, les évidements de l'une des deux séries étant inclinés dans une direction opposée aux évidements de l'autre série.
12 12. Poutrelle composite résistante au feu, compre-nant:
un élément structural en acier formé d'au moins trois profilés comportant des âmes qui sont solidaires l'une de l'autre et disposées à angle l'une par rapport à
l'autre, au moins une desdites âmes étant pourvue d'au moins deux ailes perpendiculaires à son âme respective et définissant des surfaces externes respectives de ladite poutrelle;
une masse de béton remplie dans des régions définies entre lesdites âmes et définissant des surfaces externes de ladite poutrelle entre des bords externes desdits profilés de sorte que ladite masse de béton soit disposée à l'intérieur de plans définis par lesdits bords externes des profilés et laisse lesdites surfaces externes des ailes complètement exposées, lesdits bords externes de tous lesdits profilés s'étendant aux surfaces externes de la poutrelle et de la masse de béton; et des moyens pour limiter la conductivité
thermique desdits profilés et leur détérioration thermi-que, lesdits moyens incluant au moins une série d'évidements allongés qui sont formés dans chaque âme près d'une portion externe de l'âme et qui s'étendent au moins sensiblement dans une direction longitudinale de chaque profilé, la distance entre lesdits évidements de chaque série étant sensiblement plus petite que la longueur desdits évidements, lesdits évidements étant remplis d'un matériau ayant une conductivité thermique plus faible que celle dudit élément structural en acier.
un élément structural en acier formé d'au moins trois profilés comportant des âmes qui sont solidaires l'une de l'autre et disposées à angle l'une par rapport à
l'autre, au moins une desdites âmes étant pourvue d'au moins deux ailes perpendiculaires à son âme respective et définissant des surfaces externes respectives de ladite poutrelle;
une masse de béton remplie dans des régions définies entre lesdites âmes et définissant des surfaces externes de ladite poutrelle entre des bords externes desdits profilés de sorte que ladite masse de béton soit disposée à l'intérieur de plans définis par lesdits bords externes des profilés et laisse lesdites surfaces externes des ailes complètement exposées, lesdits bords externes de tous lesdits profilés s'étendant aux surfaces externes de la poutrelle et de la masse de béton; et des moyens pour limiter la conductivité
thermique desdits profilés et leur détérioration thermi-que, lesdits moyens incluant au moins une série d'évidements allongés qui sont formés dans chaque âme près d'une portion externe de l'âme et qui s'étendent au moins sensiblement dans une direction longitudinale de chaque profilé, la distance entre lesdits évidements de chaque série étant sensiblement plus petite que la longueur desdits évidements, lesdits évidements étant remplis d'un matériau ayant une conductivité thermique plus faible que celle dudit élément structural en acier.
13 13. Poutrelle selon la revendication 12, caractéri-sée en ce que chaque âme comporte au moins une aile et que des parties internes desdites âmes sont solidarisées par soudage de façon à définir un espace interne de ladite poutrelle.
14. Poutrelle selon la revendication 12, caractéri-sée en ce qu'elle comprend en outre un tube central plein auquel sont fixées par soudage lesdites âmes.
15. Poutrelle selon la revendication 12, caractéri-sée en ce que l'un desdits profilés est un premier profilé
en I comportant deux ailes formant des surfaces externes de la poutrelle et une âme reliant lesdites ailes entre elles, et que chacun des autres profilés est un autre profilé en I comportant une aile interne fixée par soudage à l'âme dudit premier profilé en I, ledit premier profilé
en I ayant environ deux fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
en I comportant deux ailes formant des surfaces externes de la poutrelle et une âme reliant lesdites ailes entre elles, et que chacun des autres profilés est un autre profilé en I comportant une aile interne fixée par soudage à l'âme dudit premier profilé en I, ledit premier profilé
en I ayant environ deux fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
16. Poutrelle selon la revendication 12, caractéri-sée en ce que l'un desdits profilés est un premier profilé
en I comportant deux ailes formant des surfaces externes de la poutrelle et une âme reliant lesdites ailes entre elles, et que chacun des autres profilés est un autre profilé en I comportant une aile interne fixée par soudage à l'âme dudit premier profilé en I, ledit premier profilé
en I ayant environ quatre fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
en I comportant deux ailes formant des surfaces externes de la poutrelle et une âme reliant lesdites ailes entre elles, et que chacun des autres profilés est un autre profilé en I comportant une aile interne fixée par soudage à l'âme dudit premier profilé en I, ledit premier profilé
en I ayant environ quatre fois la largeur de chacun desdits autres profilés en I.
17. Poutrelle selon la revendication 12, caractéri-sée en ce que l'un desdits profilés est un profilé en I et que chacun des autres profilés est un profilé en T compor-tant une aile fixée par soudage à l'âme du profilé en I.
18. Poutrelle selon la revendication 12, caractéri-sée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de renfor-cement fixés à au moins une desdites âmes au voisinage desdits évidements pour compenser l'affaiblissement structural des profilés causé par lesdits évidements.
19. Poutrelle selon la revendication 18, caractéri-sée en ce que lesdits moyens de renforcement comprennent des cornières.
20. Poutrelle selon la revendication 18, caracteri-sée en ce que lesdits moyens de renforcement comprennent des ronds à béton rassemblés en groupes.
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