CH190945A - Method and device for the execution of constructions and parts of monolithic constructions of reinforced concrete. - Google Patents

Method and device for the execution of constructions and parts of monolithic constructions of reinforced concrete.

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CH190945A
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Freyssinet Eugene
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Freyssinet Eugene
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Description

  

  Procédé et dispositif pour l'exécution de constructions et de parties  de constructions monolithes en béton armé.    Dans ses brevets et     publications    anté  rieurs, l'inventeur a montré que l'on peut  améliorer considérablement les qualités du  béton armé en     utilisant,    pour la     constitution     des armatures, des aciers à haute limite élas  tique soumis à une tension préalable suffi  samment élevée pour qu'il y subsiste des ten  sions qui déterminent dans le béton des sys  tèmes de contraintes permanentes, lesquelles  modifient avantageusement celles qui résul  tent des efforts auxquels la pièce est soumise  en service. On obtient ainsi des pièces jouis  sant de qualités exceptionnelles de résistance  et de prix de revient.  



  L'emploi de ces procédés exige des maté  riels dont le poids, le prix et les difficultés  de manipulation croissent avec la dimension  des éléments à fabriquer et qui finissent par  être non maniables, ce qui a gêné jusqu'ici  leur application à la construction de grands  édifices monolithes.    Le procédé qui fait l'objet de la présente  invention permet d'étendre les avantages des  précontraintes permanentes, imposées aux  matériaux, à, des constructions en béton armé  de dimensions quelconques possédant toutes  les propriétés des     constructions    monolithes  exécutées en place, moyennant l'emploi d'un  matériel peu coûteux et maniable.  



  Ce procédé comporte la création dans la  construction de contraintes permanentes par  la mise en tension préalable des armatures à  un taux suffisant. Sa caractéristique consiste  en ce que le béton de la construction étant  coulé par éléments distincts tels qu'ils ne né  cessitent que des moules de dimensions ré  duites et de réemploi facile, les armatures  communes à plusieurs éléments sont soumises,  avant coulage de chaque élément, sur la por  tion qui traverse ce dernier et après durcisse  ment des éléments précédemment coulés, à  une tension préalable qui est fonction des  fatigues que     cet    élément     supportera    en ser-      vice, mais qui doit être suffisante pour que  le long des surfaces de contact des éléments,

    qui sont obtenues par coulage d'un élément  contre un élément voisin déjà durci, les réac  tions mutuelles desdits éléments résultant de  la tension des armatures, du poids propre et  des charges, soient des compressions qui con  courent à l'assemblage des divers éléments.  



  L'invention s'étend également au dispo  sitif servant à la mise en     oeuvre    de ce pro  cédé.  



  Pour réaliser le procédé, on peut détermi  ner d'abord, comme s'il s'agissait d'une cons  truction en un seul bloc, par l'application des  principes de la résistance des matériaux, les  formes et les dimensions de la construction  ainsi que ses armatures et l'état élastique  qu'il convient de donner à celles-ci avant cou  lage du béton qui doit les enrober, pour obte  nir après la prise et les diverses déformations  du béton, le système de contraintes le plus  favorable à la bonne tenue de la construction.  



  Cet état élastique comporte des     tensions,     variables entre zéro et la limite élastique du  métal, soit d'une armature à l'autre, soit le  long d'une même     armature.     



  Ceci fait, on peut partager la masse du  béton de la construction en éléments de di  mensions telles qu'ils correspondent à des  moules maniables et formés en général d'or  ganes susceptibles de nombreux réemplois.  Lesdits éléments peuvent être coulés séparé  ment ou successivement, les     armatures    de  meurant ininterrompues et traversant les cof  frages des surfaces de contact entre éléments  contigus, par des ouvertures     appropriées.     



  Avant le coulage d'un premier élément de  béton, on placera de préférence les armatures  qui le traversent, au moins sur la longueur de       cette    traversée, dans l'état élastique prévu.  



  Dans le cas le plus général, ceci peut s'ob  tenir conformément au brevet     suisse    antérieur  no 145377 du 25     septembre    1929, en saisis  sant chaque barre ou groupe de barres d'ar  matures entre des ancrages provisoires formés  par des pinces ou autres moyens, que l'on sol  licitera par l'action de vérins, de manière à  allonger l'armature, en prenant appui sur des    organes de transmission des efforts, en géné  ral extérieurs à la     pièce    à exécuter.  



  Quand le durcissement du béton du pre  mier élément sera suffisant, on pourra placer  les     armatures    intéressant le deuxième élément  dans l'état de tension prévu dans la traversée  de ce     deuxième    élément.  



  Pour les     armatures    de cet élément non  solidaires du premier, on peut procéder       comme    pour le premier; pour les armatures  communes au premier et au deuxième élé  ment, on peut tendre la partie de ces arma  tures comprise dans le deuxième élément en  prenant appui en général sur le béton durci  du premier.  



  Les exemples qui vont être décrits     ci-          après        permettront    -de comprendre comment  le procédé peut être mis en     #uvre.    Il est  bien spécifié que ces     exemples    ne sont pas  limitatifs et que     l'invention    peut être appli  quée à toute construction en béton soumise  à des efforts quels qu'en soient l'importance  et la     destination.     



       On    décrira d'abord en regard des     fig.    1  à     4,du    dessin l'exécution d'une     couverture    de  halle de grande portée au moyen de poutres  comportant une "âme     verticale    et deux se  melles.  



  La     fig.    1 est une coupe transversale d'un  dispositif de moulage d'une de ces poutres;  La     fig.    2 est une coupe longitudinale par  tielle;  La     fig.    3 est une coupe     horizontale    de la       fig.    1 .selon     III        III;     La     fig.    4 est une vue schématique en élé  vation verticale de l'ensemble     d'une    installa  tion de moulage;

    La     fig.    4a est une coupe     partielle    en plan,  selon     IVa        IVa,    représentant la fixation des  armatures sur la     base,du    moule.  



  L'armature de la poutre     est    formée d'une  série de barres     horizontales    c,     ci,        c2,        c3...     groupées dans la membrure inférieure, de  barres horizontales     u        réparties        uniformément,     de barres verticales     j,        f.    Toutes     ces        barres     pourraient être en acier par exemple à  100 kg par     mm2-    .de limite de rupture et  <B>80</B> kg de limite élastique, obtenue par étirage      préalable.

   De plus, il sera prévu des arma  tures en acier quelconque, transversales aux       premières    pour améliorer leur ancrage pour  un effet de frettage du béton. Les     armatures     en acier dur seront tendues de telle sorte que,  compte tenu de tous les     efforts    imposés à la  poutre tant de flexion que de cisaillement et  de toutes     les    déformations du béton (défor  mations par retrait. déformations élastiques  et plastiques), il subsiste en celui-ci en tout  point des compressions permanentes.  



  I1 est clair que, par ce moyen, on élimine  toute possibilité de fissuration de la poutre.  On peut dès lors envisager -des taux -de con  traintes au cisaillement, de l'ordre de gran  deur des contraintes de compression, par  suite bien plus élevées que les maxima cou  ramment acceptés. D'autre part, les     con-          traintes    maxima de compression sont consi  dérablement moins élevées que dans le béton  armé ordinaire.

   Le schéma de ces contraintes       est    en effet     (fig.    la) une ligne telle que       A1-B1;    pour le béton armé ordinaire, ce  serait une ligne     A@-B2,    où     0l,        B2    représente  la déformation du béton,<I>'0,</I>     AZ    la déforma  tion de l'acier.  



  Pour l'exécution de la poutre considérée,  on commence suivant la méthode générale à  délimiter des éléments de béton à couler suc  cessivement. En ce cas, ils peuvent être di  visés en quatre     catégories:     l c     Eléments    enrobant à la fois des     parties     des     armatures    c de même longueur, voisines  de     leurs    extrémités et -des parties des arma  tures j qui y pénètrent (voir par     exemple     éléments 59,     fig.    2);

    20     Eléments    enrobant seulement des par  ties des     armatures    j voisines des extrémités  supérieures de ces armatures (par exemple  éléments 59,     fig.    2);  3c     Eléments    enrobant seulement des par  ties des armatures     j    voisines de leurs extré  mités     inférieures;     40     Eléments    limités par des plans verti  caux     équidistants        PN_,,    PIC..     etc.        (fig.    3)  constituant tout le reste de la poutre.  



       Les        éléments    en béton de la première ont       des    largeurs décroissantes de manière -à lais-         ser    le passage libre à.     celles    des armatures c  qui ne les     concernent    pas (voir éléments 11,  lia,     llb    sur la     fig.    4a).  



  On pourrait, pour l'exécution de ces élé  ments, se     conformer    exactement à la méthode  générale,     maie    on peut simplifier beaucoup  en remarquant que, dans la traversée des  trois premières catégories d'éléments, aucune       armature    n'a besoin     d'être    tendue et qu'ils  n'ont pas de surface commune. Rien n'empê  che de les exécuter en une ou     plusieurs    fois  et même d'avance pour ceux d'entre eux,  comme ceux des     catégories    2 et 3, dont le  volume unitaire peut n'être pas très impor  tant et qui, de ce fait, sont faciles à mettre  en place après coulage.  



  On peut remarquer également qu'il est  facile de réaliser d'un seul coup une mise en  tension des armatures c communes à tous les  éléments de la quatrième catégorie qu'elles  traversent.  



  Pour cela, l'ensemble des armatures est  disposé sur un organe qui forme fond de  moule pour toute la poutre. Cet organe est       constitué    par une forte poutre en deux élé  ments a et al portés par des charpentes ap  propriées telles que 50     (fig.    4) sur     des    cha  riots 51 qui     permettent    de les disposer suc  cessivement sous chacune des     poutres    à     cons-          truire.    Les deux demi-poutres<I>a,

   ai</I> doivent  pouvoir être     calées    ou décalées en hauteur de  quelques centimètres à l'aide -de vérins 52  pour permettre les démoulages et prendre de  petits mouvements dans le     sens    de leur lon  gueur grâce à des rouleaux 53 sous l'action  de vérins b qui permettent d'éloigner leurs  extrémités d'abord en contact, avec une puis  sance égale à la     tension    maximum totale à  donner à l'ensemble -des     armatures    princi  pales c,<I>cl,</I>     c2.     



  Ceci fait, on coule les éléments des trois  premières catégories et on     ,solidarise    provi  soirement de la base de moule les éléments  de la     première    catégorie tels que 11     (fig.    2),  ce qui s'obtient par exemple à l'aide de stries  12 de la surface supérieure de celle-ci et de       tirefonds        1.3    pénétrant dans les éléments mou  lés au travers du fond de moule (voir aussi           fig.    4 ou 4a) ou d'organes de butée tels que  ceux représentés     fig.    5 en élévation et     fig.    6  en coupe.  



  Sur ces figures, 15 est une pièce     r6sis-          tante    engagée dans un orifice prévu dans la.  base da moule a en béton armé. Entre cette  pièce et son appui 1,6 contre la base de moule,  on peut engager une cale 17     destinée,    par  son enlèvement, quand le béton de la pièce       moulée    sur la base a aura fait prise et durci,  à créer, dans la base a, un     vide    qui     facilite     le démoulage.

   Le tout est revêtu     d'une    enve  loppe 18 destinée à <  rendre le démoulage plus  aisé, facile<B>à,</B> déformer, à détruire ou à faire       g        o        lisser,        telle        que        du        caoutchouc,        du        plâtre,     du     carton,    du tissu, du feutre, .du bois ou  de la tôle.  



  On solidarise par des     moyens        analogues     les :éléments de la deuxième     catégorie    avec la  base de moule. Le durcissement complet des       éléments    des trois premières catégories sera  rendu aussi rapide que nécessaire en vibrant  le béton ou en le vibrant et le     comprimant;     ou en le vibrant, le comprimant et le chauf  fant. notamment en disposant les     stries    12 du  fond de moule et même, éventuellement, les       tirefonds    13 pour être chauffés par une cir  culation de vapeur.  



  On écarte     alors    l'une de l'autre les deux  parties a et     cal    de la base<B>de</B> moule par le  jeu des     vérins    hydrauliques b     (fig.    4); on  tend ainsi toutes les     barres   <I>c, ci, c2,</I> etc. si  multanément.  



  Avant la mise en place     des        armatures,    on  aura disposé sur les fonds de moule, sous     les     éléments de la première catégorie, des tôles       h.        écartées    des fonds de moules par des sail  lies i ou des barres ou des évidements pra  tiqués     dans    la surface du béton du moule,  tant pour éviter que la     masse    et la rigidité       des    fonds de moule ne freinent la     vibration     du béton, que pour permettre son chauffage  par de la vapeur envoyée entre la tôle     h    et la  base de moule a., al, enfin pour faciliter le  démoulage.  



  On mettra ensuite en place le coffrage  d'un élément .de la quatrième catégorie ayant  la longueur de celui-ci, qui peut être relati-         vement    faible; ce coffrage peut être constitué  comme représenté, à titre d'exemple, sur les       fig.    1 à 3. Il est     formé    par des éléments en  tôle 11, 12, 13... et profilés     m1,        m2,        m3    assem  blés par des soudures longitudinales et cons  tituant des .éléments     tubulaires    dont les  lignes de contact n ajustées ne laissent pas  passer les éléments solides, mais laissent fil  trer l'eau.

   Ces éléments sont assemblés sur  des     profilés    o de façon à former des     demi-          coquilles    reliées deux à     deux    par des tiges p       traversant    l'âme de la poutre à travers des  tubes de caoutchouc     p1        (fig.    1) qui permet  tent l'extraction facile     des    tiges p     après    le  durcissement du béton.  



  Ce moule étant mis en place, par exem  ple pour l'exécution de l'élément N de la  quatrième     catégorie    en bout de l'élément  N - 1 .déjà réalisé     (fig.    3), on disposera les  coffrages verticaux 54 le séparant de la place  réservée à l'élément suivant N     +    1, l'élé  ment précédent N - 1 déjà moulé fermant  de son côté le bout du moule. Ces coffrages       verticaux    54 seront     fixés    aux armatures ho  rizontales     ?c    qu'on déterminera de manière  qu'au taux de tension désiré pour elles, elles  maintiennent lesdits     coffrages        contre    la pres  sion hydraulique du béton qu'ils supportent.

    On pourra utiliser pour cela     des        diepositifs     formant butée pour les coffrages 54 et venant  s'accrocher et se fixer sur     les        armatures    (par       exemple    un dispositif à coins tel que     celui     indiqué à la partie supérieure     @de    la     fig.    3  et représenté à plus     grande    échelle     fig.    7, le  coin 3 étant bloqué par une vis. 4, les coins 5  et 6 à petit angle sont     indesserrables    et  maintiennent la barre     u;

      le .desserrage de la  vis 4     débloque    le système).  



  Les coffrages verticaux 54 sont munis de  trous laissant passer les     armatures    et pouvant  comporter des joints étanches au béton.  



  Le coffrage supérieur     constituant    le cou  vercle -du moule sera par     exemple    formé de  fers en<B>U</B> transversaux 56 soudés sur les  tôles 57 et sur lesquels s'appuient     des    fers  à<B>I</B> longitudinaux 58.

   Le tout est     maintenu     par des     tire-fonds    59a     vissés    dans les élé  ments<B>69</B> de la     troisième        catégorie,    un cer-      tain jeu étant ménagé entre     ces    éléments et  les tôles<B>57</B> du couvercle pour permettre une  mobilité de     ce    couvercle     vers    l'intérieur du  moule.     Les        tire-fonds    seront reliés, par exem  ple, par     des    palonniers     59b    à des vérins 60  prenant appui sur les fers en<B>1</B> 58.

   Des ori  fices ménagés par exemple dans le coffrage  supérieur     permettent    .de remplir le moule.  



  Le béton est vibré par exemple à l'aide  d'arbres 62     munis    de balourds et tournant à  grande     vitesse    dans des paliers 63 figés sur  les moules latéraux     (fig.    1).  



       Après    avoir rempli le moule, on     fermera     les orifices réservés à cet effet, puis on agira  sur les vérins 60     qui,    d'une part, tendent  les     armatures        verticales        j,    '     j1    et, d'autre part,  pressent sur le couvercle -du moule.

   De     ce     fait, le couvercle du moule est repoussé vers       l'intérieur    et le béton est ainsi     comprimé.          Le    béton     ainsi    comprimé repousse les     cof-          frages        verticaux    54, ce qui produit la mise  en tension des armatures horizontales     u.    On  pourrait aussi agir par     des    vérins ou     des          écrous    sur les tiges p reliant les     deux    moitiés  du moule à     droite    et à gauche de la poutre,

    de manière à     exercer    une compression hori  zontale sur le béton.  



  Si on veut     obtenir    un démoulage rapide,  on enverra ,de la vapeur au contact     @du    béton,  en la faisant     passer    par exemple dans les pro  filés<I>in',</I>     né,        m3...    et 5,6 ou     dans    d'autres ca  naux,     notamment        d'ans        lescavités        interposées     entre la tôle h et la base de     moule,    comme  indiqué     ci-dessus.     



  Une     fois        exécuté    l'élément N de la poutre,  le moule pourra     être    déplacé vers l'élément  suivant N     +    1 par des     chariots    roulant sur  une voie supportée par le fond :de moule a,  as.

   Dans le     cas    de     poutres    de hauteur va  riable,     il    suffira d'ajouter ou de     retrancher     aux moules latéraux un élément de     largeur          constante.    De     même,    on peut faire varier  l'épaisseur des âmes ou -des semelles par de       simples        changements    de     calage.     



  Si le moule a la même     longueur        qu'un     élément à mouler,     l'étanchéité    au raccord avec  l'élément N     -.    1 précédemment moulé est       assurée    par un élément     déformable    65 ne    s'opposant pas à la     compression    du béton;  cet élément peut être une     gouttière    métalli  que munie d'un joint en caoutchouc     (fig.    3).  



  Le moule peut être relié aux     parties    déjà       moulées    par     des    organes appropriés     tels    que  61     (fig.    3)     permettant    ,des     ,d#éform#atio-ns,    figés  sur le     béton,déjà        ,durci    en     utilisant        les        trous          réservés    dans l'âme     ou,

  des    stries 61a     moulées     sur la paroi du béton et contre lesquelles on  maintient appliqués les     organes    à figer. On  peut,     en,ce    cas, prendre appui contre le moule  pour tendre les armatures horizontales au  delà de ce que     permettrait    la     pression        exercée     par le béton sur le coffrage -de séparation 54       des    tronçons     successifs.     



  On peut     exécuter    en     béton        précontraint     les parties de la     construction    reliant une  poutre aux poutres précédemment     réalisées.     



  Pour     cela,    il suffit de     mettre    en     place,     avant coulage des     poutres,    les     armatures    de  ces organes normales     auxdites    poutres et y  pénétrant, après     achèvement    des poutres, on  tendra aisément     ces        armatures    à l'aide de       vérins    hydrauliques,     convenablement        répartis,     agissant entre     les    semelle des poutres,     puis     on     coulera    le béton.  



       Toute        construction,    quelle qu'en soit la       complexité,        pourra    être     réalisée    par     une        ap-          plication.    des méthodes ,générales qui ont été  décrites, mais il sera possible de trouver des       simplifications        applicables    aux     divers        cas          particuliers.     



  L'application du procédé :suivant     l'inven-          tion    est d'autant plus     avantageuse        qu'il    s'agit  de     constructions        soumises    à des     efforts    aux  quels il     est    particulièrement difficile de ré  sister avec les procédés     ordinaires,        tels    que  des     fatigues        exceptionnellement    élevées, no  tamment au cisaillement, ou des     efforts    vio  lemment     alternés.     



  Ce procédé est     évidemment    applicable à  toutes     sortes    de     constructions    autres que des  poutres, par exemple     cylindres    ou     prismes    de  toute forme et toute orientation dont     il    per  met le fonçage, simultanément à     l'exécution,          tubages    et     -colonnes        creuses    ou     pleines    pour  forages, pieux foncés au     vérin,        battus    ou  vissés,

   éléments     souterrains    ou     sous-marins         (exemple: radiers, bajoyers     d'écluse,        etc.)     ayant à résister à de grands efforts de flexion  ou cisaillement et pouvant avoir en     longueur,     largeur et     épaisseur,    -des     dimensions    illimi  tées, colonnes en élévation de     toute        nature,          toutes        dimensions    et     -destinations,        ainsi    que  pour tous     tuyaux,dedestination    quelconque,

    avec d'autant     plus    d'avantage que la     résis-          tance,de   <B>ces</B> éléments à la compression, trac  tion, flexion, torsion est énorme et obtenue à  des prix     extrêmement    bas en raison     des        ré-          sistances        élevées        des    bétons     obtenus    et du  faible     prix    de l'unité de résistance des fils  en acier dur formant les     armatures.  



  Method and device for the execution of constructions and parts of monolithic constructions of reinforced concrete. In his previous patents and publications, the inventor has shown that the qualities of reinforced concrete can be considerably improved by using, for the constitution of the reinforcements, steels with a high elastic limit subjected to a pre-tension sufficiently high to that there remain tensions which determine permanent stress systems in concrete, which advantageously modify those which result from the forces to which the part is subjected in service. Parts are thus obtained which enjoy exceptional qualities of resistance and cost price.



  The use of these processes requires materials whose weight, price and handling difficulties increase with the size of the elements to be manufactured and which end up being unmanageable, which has hitherto hampered their application to the construction of large monolithic buildings. The method which is the subject of the present invention makes it possible to extend the advantages of permanent prestressing, imposed on the materials, to reinforced concrete constructions of any dimensions having all the properties of monolithic constructions executed in place, through the use of inexpensive and handy material.



  This process involves the creation in the construction of permanent stresses by pre-tensioning the reinforcements at a sufficient rate. Its characteristic consists in that the concrete of the construction being poured by separate elements such that they only require molds of small dimensions and easy to reuse, the reinforcements common to several elements are subjected, before casting of each element, on the portion which crosses the latter and after hardening of the previously cast elements, to a preliminary tension which depends on the fatigue that this element will withstand in service, but which must be sufficient so that along the contact surfaces of the elements ,

    which are obtained by casting an element against an already hardened neighboring element, the mutual reactions of said elements resulting from the tension of the reinforcements, the dead weight and the loads, ie compressions which concur in the assembly of the various elements.



  The invention also extends to the device used for the implementation of this process.



  In order to carry out the process, one can first of all determine, as if it were a single block construction, by applying the principles of material resistance, the shapes and dimensions of the construction. as well as its reinforcements and the elastic state which should be given to them before casting the concrete which is to cover them, in order to obtain, after setting and the various deformations of the concrete, the stress system most favorable to the good performance of the construction.



  This elastic state comprises tensions, which vary between zero and the elastic limit of the metal, either from one reinforcement to another, or along the same reinforcement.



  Once this is done, the mass of the concrete of the construction can be divided into elements of dimensions such that they correspond to manageable molds and generally formed of or ganes susceptible of numerous re-uses. Said elements can be cast separately or successively, the die reinforcements uninterrupted and passing through the cof frages of the contact surfaces between contiguous elements, through appropriate openings.



  Before casting a first concrete element, the reinforcements which pass through it will preferably be placed, at least along the length of this crossing, in the expected elastic state.



  In the most general case, this can be achieved in accordance with previous Swiss patent no.145377 of September 25, 1929, by gripping each bar or group of mature bars between temporary anchors formed by clamps or other means, that will be ground licitera by the action of jacks, so as to lengthen the reinforcement, by resting on force transmission members, generally external to the part to be performed.



  When the hardening of the concrete of the first element is sufficient, the reinforcements concerning the second element can be placed in the state of tension provided for in the crossing of this second element.



  For the reinforcements of this element not integral with the first, one can proceed as for the first; for the reinforcements common to the first and second element, the part of these reinforcements included in the second element can be stretched, generally resting on the hardened concrete of the first.



  The examples which will be described below will make it possible to understand how the process can be carried out. It is clearly specified that these examples are not limiting and that the invention can be applied to any concrete construction subjected to forces whatever the importance and the destination.



       We will first describe with reference to FIGS. 1 to 4, from the drawing the execution of a hall covering of great span by means of beams comprising a "vertical web and two melles.



  Fig. 1 is a cross section of a device for molding one of these beams; Fig. 2 is a partial longitudinal section; Fig. 3 is a horizontal section of FIG. 1. According to III III; Fig. 4 is a schematic view in vertical elevation of the assembly of a molding installation;

    Fig. 4a is a partial sectional plan, along IVa IVa, showing the attachment of the frames to the base of the mold.



  The reinforcement of the beam is formed by a series of horizontal bars c, ci, c2, c3 ... grouped in the lower chord, of horizontal bars u distributed evenly, of vertical bars j, f. All these bars could be made of steel, for example at 100 kg per mm2-. Of breaking point and <B> 80 </B> kg of elastic limit, obtained by prior drawing.

   In addition, any steel reinforcement will be provided, transverse to the first to improve their anchoring for a concrete hooping effect. The hard steel reinforcements will be tensioned in such a way that, taking into account all the forces imposed on the beam, both bending and shearing, and all the deformations of the concrete (deformations by shrinkage, elastic and plastic deformations), there remains in this one in every point of the permanent cuts.



  It is clear that, by this means, any possibility of cracking of the beam is eliminated. It is therefore possible to envisage -de stress rates in shear, of the order of magnitude of the compressive stresses, consequently much higher than the maxima currently accepted. On the other hand, the maximum compressive stresses are considerably lower than in ordinary reinforced concrete.

   The diagram of these constraints is in fact (fig. La) a line such as A1-B1; for ordinary reinforced concrete this would be a line A @ -B2, where 0l, B2 represents the deformation of concrete, <I> '0, </I> AZ the deformation of steel.



  For the execution of the considered beam, one starts according to the general method to delimit the concrete elements to be poured successively. In this case, they can be divided into four categories: lc Elements encasing both parts of the reinforcements c of the same length, adjacent to their ends, and parts of the reinforcements j which penetrate them (see for example elements 59, fig. 2);

    20 elements covering only parts of the reinforcements j adjacent to the upper ends of these reinforcements (for example elements 59, FIG. 2); 3c Elements wrapping only parts of reinforcements j adjacent to their lower ends; 40 Elements limited by equidistant vertical planes PN_ ,, PIC .. etc. (fig. 3) constituting all the rest of the beam.



       The concrete elements of the first have decreasing widths so as to leave the passage free to. those of the reinforcements c which do not concern them (see elements 11, 11a, 11b in fig. 4a).



  One could, for the execution of these elements, conform exactly to the general method, but one can simplify a lot by noting that, in crossing the first three categories of elements, no reinforcement needs to be stretched. and that they do not have a common surface. Nothing prevents them from being performed in one or more times and even in advance for those of them, such as those in categories 2 and 3, whose unit volume may not be very large and which, therefore fact, are easy to install after pouring.



  One can also notice that it is easy to carry out at one go a tensioning of the reinforcements c common to all the elements of the fourth category which they cross.



  For this, all the reinforcements are placed on a member which forms the mold base for the whole beam. This member is constituted by a strong beam in two elements a and al carried by appropriate frames such as 50 (fig. 4) on chariots 51 which allow them to be placed successively under each of the beams to be constructed. The two half-beams <I> a,

   ai </I> must be able to be wedged or offset in height by a few centimeters using jacks 52 to allow demoulding and take small movements in the direction of their length thanks to rollers 53 under the action of jacks b which allow their ends to be moved away, first in contact, with a power equal to the total maximum tension to be given to the assembly of the main reinforcements c, <I> cl, </I> c2.



  This done, the elements of the first three categories are cast and the elements of the first category such as 11 (fig. 2) are temporarily secured to the base of the mold, which is obtained for example using striations. 12 of the upper surface thereof and of lag screws 1.3 penetrating into the soft elements les through the mold base (see also fig. 4 or 4a) or stop members such as those shown in fig. 5 in elevation and FIG. 6 in section.



  In these figures, 15 is a resistant part engaged in an orifice provided in the. reinforced concrete mold base. Between this part and its support 1.6 against the mold base, we can engage a wedge 17 intended, by its removal, when the concrete of the molded part on the base has set and hardened, to create, in the base a, a vacuum which facilitates demolding.

   The whole is coated with a casing 18 intended to <make demoulding easier, easy <B> to, </B> deform, destroy or make go smooth, such as rubber, plaster, cardboard, fabric, felt, wood or sheet metal.



  The elements of the second category are secured by similar means with the mold base. The complete hardening of the elements of the first three categories will be made as fast as necessary by vibrating the concrete or by vibrating and compressing it; or by vibrating it, compressing it and heating it fant. in particular by arranging the ridges 12 of the mold base and even, optionally, the lag screws 13 to be heated by a circulation of steam.



  The two parts a and cal of the base <B> of </B> mold are then separated from each other by the set of hydraulic jacks b (fig. 4); we stretch all the bars <I> c, ci, c2, </I> etc. simultaneously.



  Before the installation of the reinforcements, we will have placed on the mold bases, under the elements of the first category, sheets h. spaced from the mold bases by ribs i or bars or recesses made in the concrete surface of the mold, both to prevent the mass and rigidity of the mold bases from slowing down the vibration of the concrete, and only to allow its heating by steam sent between the sheet h and the mold base a., al, finally to facilitate demolding.



  We will then put in place the formwork of an element .de the fourth category having the length thereof, which can be relatively short; this formwork can be formed as shown, by way of example, in FIGS. 1 to 3. It is formed by sheet elements 11, 12, 13 ... and profiles m1, m2, m3 assembled by longitudinal welds and constituting tubular elements whose contact lines n adjusted do not leave pass the solid elements, but let the water flow.

   These elements are assembled on profiles o so as to form half-shells connected two by two by rods p crossing the web of the beam through rubber tubes p1 (fig. 1) which allows easy extraction tent. of the rods p after the concrete has hardened.



  This mold being put in place, for example for the execution of the element N of the fourth category at the end of the element N - 1. Already produced (fig. 3), the vertical formwork 54 separating it from the place reserved for the next element N + 1, the previous element N - 1 already molded closing the end of the mold on its side. These vertical forms 54 will be fixed to the horizontal reinforcements? C which will be determined so that at the desired tension rate for them, they maintain said forms against the hydraulic pressure of the concrete which they support.

    For this, we can use diepositifs forming a stop for the shutterings 54 and coming to hook and be fixed on the reinforcements (for example a device with wedges such as that indicated at the upper part of FIG. 3 and shown on a larger scale. ladder Fig. 7, wedge 3 being locked by a screw 4, wedges 5 and 6 at small angles cannot be released and hold bar u;

      loosening screw 4 releases the system).



  The vertical forms 54 are provided with holes allowing the reinforcements to pass through and which may include watertight joints to the concrete.



  The upper formwork constituting the cover -of the mold will for example be formed of transverse <B> U </B> irons 56 welded to the sheets 57 and on which the longitudinal <B> I </B> irons are supported. 58.

   The whole is maintained by lag bolts 59a screwed into the elements <B> 69 </B> of the third category, a certain clearance being left between these elements and the plates <B> 57 </B> of the cover to allow mobility of this cover towards the interior of the mold. The lag bolts will be connected, for example, by lifting beams 59b to jacks 60 bearing on the irons at <B> 1 </B> 58.

   Orifices made for example in the upper formwork allow .de to fill the mold.



  The concrete is vibrated for example using shafts 62 fitted with unbalances and rotating at high speed in bearings 63 fixed on the lateral molds (FIG. 1).



       After filling the mold, we will close the orifices reserved for this purpose, then we will act on the jacks 60 which, on the one hand, stretch the vertical reinforcements j, 'j1 and, on the other hand, press on the cover -du mold.

   As a result, the mold cover is pushed inwards and the concrete is thus compressed. The concrete thus compressed repels the vertical formwork 54, which produces the tensioning of the horizontal reinforcements u. One could also act by jacks or nuts on the rods p connecting the two halves of the mold to the right and to the left of the beam,

    so as to exert a horizontal compression on the concrete.



  If we want to obtain rapid demolding, we will send steam in contact with the concrete, passing it for example through the profiles <I> in ', </I> born, m3 ... and 5.6 or in other channels, in particular in lescavités interposed between the sheet h and the mold base, as indicated above.



  Once the element N of the beam has been executed, the mold can be moved to the next element N + 1 by carriages rolling on a track supported by the bottom: of mold a, as.

   In the case of beams of variable height, it will suffice to add or subtract from the side molds an element of constant width. Likewise, the thickness of the webs or soles can be varied by simple changes in wedging.



  If the mold has the same length as an element to be molded, the sealing at the connection with the element N -. 1 previously molded is provided by a deformable element 65 which does not oppose the compression of the concrete; this element can be a metal gutter fitted with a rubber seal (fig. 3).



  The mold can be connected to the parts already molded by suitable members such as 61 (fig. 3) allowing, deform # atio-ns, fixed on the concrete, already hardened by using the holes reserved in the core or,

  streaks 61a molded on the concrete wall and against which the members to be fixed are kept applied. In this case, it is possible to rest against the mold in order to tension the horizontal reinforcements beyond what the pressure exerted by the concrete on the formwork -dividing 54 of the successive sections would allow.



  The parts of the construction connecting a beam to the beams previously made can be executed in prestressed concrete.



  For this, it suffices to put in place, before casting the beams, the reinforcements of these members normal to said beams and penetrating therein, after completion of the beams, these reinforcements will easily be stretched using hydraulic jacks, suitably distributed, acting between the flanges of the beams, then we will pour the concrete.



       Any construction, no matter how complex, can be achieved by an application. general methods which have been described, but it will be possible to find simplifications applicable to the various particular cases.



  The application of the process: according to the invention is all the more advantageous as it is a question of constructions subjected to forces to which it is particularly difficult to resist with ordinary processes, such as exceptionally high fatigue , especially in shear, or violently alternating forces.



  This process is obviously applicable to all kinds of constructions other than beams, for example cylinders or prisms of any shape and any orientation which it allows for driving, simultaneously with the execution, casings and hollow or solid columns for drilling, piles dark with the jack, beaten or screwed,

   underground or submarine elements (example: rafts, lock walls, etc.) having to withstand great bending or shearing forces and which may have in length, width and thickness, - unlimited dimensions, columns in elevation of any kind, all dimensions and -destinations, as well as for all pipes, of any destination,

    with all the more advantage that the resistance of <B> these </B> elements to compression, traction, bending, torsion is enormous and obtained at extremely low prices due to the high resistances the concretes obtained and the low price of the unit of resistance of the hard steel wires forming the reinforcements.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I Procédé pour l'exécution de constructions et de parties de constructions monolithes, en béton armé, avec création .de contraintes permanentes par la tension préalable d'ar matures à un taux suffisant, CLAIMS I Process for the execution of constructions and parts of monolithic constructions, in reinforced concrete, with creation of permanent stresses by the preliminary tension of mature arches at a sufficient rate, . caractérisé en ce que le béton -de la construction étant coulé par éléments distincts tels qu'ils ne nécessitent que des moules de dimensions réduites et de réemploi facile, .les arma- tures communes à plusieurs éléments sont soumises, avant coulage de -chaque élé ment, sur la portion qui traverse ce der nier et, . characterized in that the concrete -of the construction being poured by separate elements such that they only require molds of reduced dimensions and easy to re-use, the reinforcements common to several elements are subjected, before casting -each element ment, on the portion that crosses this last and, après durcissement des éléments précédemment coulés, à une tension préa lable qui est fonction des fatigues que cet élément supportera -en service, mais qui doit être suffisante pour que le long -des surfaces de contact des éléments, qui sont obtenues par coulage d'un élément contre un élément voisin déjà durci, after hardening of the previously cast elements, to a preliminary tension which is a function of the fatigue that this element will withstand -in service, but which must be sufficient so that the long contact surfaces of the elements, which are obtained by casting a element against an already hardened neighboring element, les réactions mutuelles desdits éléments résultant,de la, tension des armatures, du poids propre et des charges, :soient des compressions qui concourent à l'assemblage des divers élé ments. the mutual reactions of said elements resulting from the tension of the reinforcements, the self-weight and the loads, ie compressions which contribute to the assembly of the various elements. II Dispositif pour la mise en oeuvre du pro cédé suivant la revendication I, caractérisé par au moins un moule de dimensions correspondant à celles d'un élément et susceptible d'être déplacé au fur et à mesure .de l'avancement de la construction pour l'obtention des éléments successifs, II Device for the implementation of the process according to claim I, characterized by at least one mold of dimensions corresponding to those of an element and capable of being moved as the construction progresses. obtaining successive elements, <B>ce</B> moule étant associé à des dispositifs permettant de mettre en tension les arma tures dans chaque élément et à. des moyens .-l'accélération .de la prise du béton. <B> this </B> mold being associated with devices making it possible to tension the armatures in each element and to. means.-acceleration. of the setting of concrete. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la, revendication I, carac- térisé en ce que le durcissement du béton d'un élément coulé dans un des moules partiels servant à. l'exécution des éléments distincts est accéléré par une vibration. 3 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la vibration. est suivie d'une compression. SUB-CLAIMS 1 A method according to claim I, characterized in that the concrete hardening of an element cast in one of the partial molds used for. the performance of the separate elements is accelerated by a vibration. 3 A method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that the vibration. is followed by compression. 3 Procédé suivant la, revendication I et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vibration est suivie d'une com pression et .d'un chauffage. 3 A method according to claim I and sub-claims 1 and 2, characterized in that the vibration is followed by com pressure and .d'un heating. 4 Procédé suivant la, revendication I et les sous-revendications 1 et 2, .caractérisé en ce que la mise en compression du béton dans le moule est utilisée pour obtenir simultanément la mise en tension des ar matures sur la portion correspondant à la traversée de l'élément considéré, 4 A method according to claim I and sub-claims 1 and 2, .characterized in that the compression of the concrete in the mold is used to simultaneously obtain the tensioning of the mature arches on the portion corresponding to the crossing of the element considered, ainsi que la réaction sur les éléments -déjà dur cis, grâce à la liaison :des armatures de l'élément à au moins une paroi mobile du moule par des moyens d'ancrage ap propriés, as well as the reaction on the elements - already hard cis, thanks to the connection: of the reinforcements of the element to at least one movable wall of the mold by appropriate anchoring means, la misse en compression du béton étant elle-même obtenue par une diminu- tion de la capacité du moule. 5 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1, 2 et 4, caractérisé en, ce que la diminution de la capacité , the setting in compression of the concrete itself being obtained by a reduction in the capacity of the mold. 5 The method of claim I and sub-claims 1, 2 and 4, characterized in that the decrease in capacity, du moule est obtenue par le refoulement d'une paroi du moule. 6 Procédé suivant la revendication I, carac- térisé en ce que les éléments de béton déjà durcis sont fixés à une paroi du moule reliée, extérieurement auxdits élé ments, aux organes de mise en tension des armatures. of the mold is obtained by upsetting a wall of the mold. 6 The method of claim I, charac- terized in that the already hardened concrete elements are fixed to a wall of the mold connected, externally to said elements, to the members for tensioning the reinforcements. 7 Procédé suivant la revendication I, carac- térisé en ce que les armatures communes à plusieurs éléments, dans la traversée desquels ces armatures doivent être por tées à des taux de tension égaux, sont mises en tension simultanément et @de bout en bout. 7. The method of claim I, charac- terized in that the reinforcements common to several elements, in the crossing of which these reinforcements must be carried at equal tension rates, are tensioned simultaneously and from end to end. S Dispositif suivant la. revendication II pour l'exécution du procédé suivant les sous-reven:dications 1, 2, 4 et 5, ca,racté- ri6é par un moule comportant au moins une paroi mobile et par des vérins pre nant appui. entre celles-ci et des points d'accrochage pris sur ,les armatures, de manière que la mise en tension @d-es arma tures produise le refoulement de la. paroi mobile et la compression du béton. S Arrangement according to. claim II for carrying out the method according to subclaims 1, 2, 4 and 5, ca, reacted by a mold comprising at least one movable wall and by supporting jacks. between these and attachment points taken from the reinforcements, so that the tensioning @ d-es reinforcements produces the repression of the. moving wall and compression of concrete. 9 Dispositif suivant la revendication II pour l'exécution du procédé suivant la sous-reven:dication 6, caractérisé par une paroi de moule munie de saillies pouvant s'engager .dans des saillies correspondantes ,du béton des éléments durcis et par des moyens permettant d'appliquer fortement les saillies -du moule sur celles du béton. 9 Device according to claim II for carrying out the method according to sub-claim: dication 6, characterized by a mold wall provided with protrusions which can engage .in corresponding protrusions, the concrete of the hardened elements and by means allowing strongly apply the protrusions of the mold on those of the concrete. 10 Dispositif suivant la revendication II pour l'exécution du procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé par une paroi de moule .en deux pièces qui peu vent être écartées l'une de l'autre et par des moyens de fixation de points appro priés des armatures sur ces deux pièces, ladite paroi en deux pièces étant commune aux moules partiels qui servent à l'exé cution ries éléments et sont déplacés le long de ladite paroi au fur et à mesure du moulage de ces, 10 Device according to claim II for carrying out the method according to sub-claim 7, characterized by a mold wall. In two parts which can be spaced apart from one another and by means for fixing approximate points. required reinforcements on these two parts, said wall in two parts being common to the partial molds which are used for the execution of the elements and are moved along said wall as these are molded, derniers. last.
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