EP1215346B1 - Plancher utilise pour la construction de batiment compose de profiles metalliques en forme de u - Google Patents

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EP1215346B1
EP1215346B1 EP01403073A EP01403073A EP1215346B1 EP 1215346 B1 EP1215346 B1 EP 1215346B1 EP 01403073 A EP01403073 A EP 01403073A EP 01403073 A EP01403073 A EP 01403073A EP 1215346 B1 EP1215346 B1 EP 1215346B1
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Philippe Angot
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ArcelorMittal Construction France SAS
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
    • E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element
    • E04B5/40—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element with metal form-slabs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/326—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with hollow filling elements

Definitions

  • the present invention relates to a floor used for the construction of building comprising at least one U-shaped metal section with two souls, longitudinal folds located on either side of a beach, a means of isolation thermal content in the space between the souls of the profile, a compression slab reinforced concrete and an air space, according to the preamble of claim 1.
  • the forms are provided with small ribs on which are placed plates or blocks of rigid foam of polyurethane or a material similar.
  • a welded mesh is placed on the flanges of the formwork, before pouring the concrete.
  • the profile is perforated.
  • This structure makes it possible to reduce the thickness of the compression slab while increasing the total inertia of the steel / concrete composite slab. In addition, it ensures thermal insulation in many cases.
  • the floor does not fulfill the optimum conditions in terms of thermal insulation, sound insulation and mass-to-load ratio.
  • the object of the invention is to present an improvement of prior art cited in the field of simplification of construction as well as in the field of technical performance, such as, in particular, the dependence on the floor mass, sound insulation, thermal insulation.
  • the floor promotes also on-site construction as well as prefabricated industrialization.
  • FR-A-1 555 470 has a floor according to the preamble of claim 1.
  • the subject of the invention is a floor used for building construction having at least one U-shaped metal profile with two cores, folds longitudinals located on either side of a beach, a means of thermal insulation contained in the space between the webs of the profile, and a concrete compression slab armed in which floor is spared, between the reinforced concrete slab and the medium thermal insulation, an air space providing additional thermal insulation and in which floor the souls comprise folds for their interlocking, as defined in the characterizing part of claim 1.
  • the floor 1 used for building construction is compound as shown in Figure 1, U-shaped metal sections 2 having a beach 3 and two souls 4, 5, which can be of different shapes, these webs 4, 5 being made by longitudinal folds of a sheet blank.
  • the profiles are juxtaposed with each other to form a formwork by the interlocking of a soul 4 a profile with the core 5 of the concomitant profile.
  • Each of the two souls of each profiles respectively comprises folds 6, 7, 8 for interlocking.
  • the interlocking has in particular the advantages of being able to align the profiles in the plan of the formwork and to be able to close the join between the profiles at the passage of the liquid concrete at the moment of casting.
  • welded mesh reinforcement 9 reinforced concrete.
  • the frames in the form of welded mesh 9 are always connected to their base, of the formwork type, hourdis, to prevent them from rising to the surface of liquid poured concrete, by the effect of the buoyancy of Archimedes.
  • the welded mesh is placed in abutment on the flat surfaces of the folds 6,7 and then bound to a portion of the folds by means selected from, a weld, for example by point, the flat part ensuring a good mechanical and electrical contact for this type of connection; a hanging by a localized cut of the fold of the soul, cutting forming a tongue 10, 11 raised and folded on a round of the lattice welded ; an independent metal link like for example a clip now by pinching the mesh welded to the frame or a wire.
  • the floor comprises insulation means 12, 13, contained in the space between the webs 4,5 of the profiles 2 and between the range 3 of the profile and the slab of the reinforced concrete 14 of the welded mesh 9.
  • the insulation means 12, 13 comprise a part, a solid material 12, placed on the beach 3 and, on the other hand, an air space 13 situated between the solid insulation 12 and the slab 14 providing sound insulation associated with a additional thermal insulation.
  • An air space preferably greater than 3 cm, without circulation, is recognized as one of the best thermal insulators. If this means is known in the case of vertical insulating walls, it is not envisaged in the construction of floor the fact that the floor formwork and a container usually filled with the material liquid that is concrete during its use.
  • Circulationless air space means a closed air space that does not allow not a movement and or a renewal of the air. A movement and or a renewal of air in this space would no longer ensure the function of thermal insulation and or sound of the floor.
  • the use is provided a core 15, as shown in Figure 2, supporting the mass of concrete still liquid, before solidification.
  • the core 15 can be solid and removable, movable longitudinally to the profiles after solidification of the concrete, in particular in the hypothesis a prefabricated floor construction.
  • the core 15 may be an air cushion can be alveolar or an envelope containing a fluid that can be drained. The cushion or envelope can remain locked in the floor structure.
  • the form of the core formed in the space between the solid insulation 12 and the slab 14 allows a clearance 16 at the juxtaposition of the sections 2, to allow the concrete cast to encase a portion 17, 18 of the webs of the sections 4, 5, and to realize a military truss associated with the reinforced concrete slab.
  • the nucleus can remain permanently, and can be constituted by a cellular box or not alveolie, of any matter such that metal, polystyrene, cardboard gummed or tarred.
  • the air space 13, in another application example, as shown in FIG. 3, can be achieved by the use of a panel 20, slightly vaulted supporting the mass of concrete still liquid.
  • the panel 20 vault is for example, a sheet preformed abutting abutment, either on the souls 4,5 of the profiles 2, or on the medium rigid insulation 12.
  • the panel can be of any material, such as the core 15.

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Description

La présente invention concerne un plancher utilisé pour la construction de bâtiment comportant au moins un profilé métallique en forme de U présentant deux âmes, plis longitudinaux situés de part et d'autre d'une plage, un moyen d'isolation thermique contenu dans l'espace entre les âmes du profilé, une dalle de compression en béton armé et un espace d'air, selon le préambule de la revendication 1.
Il est connu du brevet FR 2 333 107 un coffrage métallique, pour l'exécution de constructions en béton, plus spécialement des dalles, présentant, en même temps, un coffrage et une armature pour béton. En d'autres termes, le document cité concerne la construction de dalles en béton qui, d'une manière générale, sont formées par une partie inférieure coffrage, en acier, pouvant être revêtu, et une partie supérieure en béton coulé dans ledit coffrage, une partie du coffrage étant comblé d'un matériau isolant.
Il est connu que de telles constructions exigent des éléments formant une liaison entre le coffrage perdu en acier et la dalle en béton et, dans ce but, la surface supérieure des coffrages en acier est, d'une manière générale, pourvue de moyens formant cette liaison entre l'acier et le béton afin de réduire les tensions d'efforts rasants entre acier et béton. Ces moyens peuvent, dans la plupart des cas, également servir d'armature pour le béton.
Dans ce document, les coffrages sont pourvus de petites nervures sur lesquelles sont placées des plaques ou blocs de mousse rigide de polyuréthane ou d'un matériau similaire. Un treillis soudé est posé sur des ailes du coffrage, avant la coulée du béton. Pour la réalisation d'un plafond acoustique, le profilé est perforé.
Cette structure permet de réduire l'épaisseur de la dalle de compression tout en augmentant l'inertie totale de la dalle mixte acier/béton. En outre, elle assure une isolation thermique dans de nombreux cas.
Le plancher, décrit dans le document cité, ne remplit pas les conditions optimum en matière d'isolation thermique, d'isolation phonique et de rapport masse sur charge. Le but de l'invention est de présenter un perfectionnement de d'art antérieur cité dans le domaine de la simplification de la construction ainsi que dans le domaine des performances techniques comme notamment, la tenue à la charge par rapport à la masse du plancher, l'isolation phonique, l'isolation thermique. Le plancher favorise aussi une réalisation sur chantier ainsi qu'une industrialisation en préfabriqué.
FR-A-1 555 470 présente un plancher selon le préambule de la revendication 1.
L'invention a pour objet un plancher utilisé pour la construction de bâtiment comportant au moins un profilé métallique en forme de U présentant deux âmes, plis longitudinaux situés de part et d'autre d'une plage, un moyen d'isolation thermique contenus dans l'espace entre les âmes du profilé, et une dalle de compression en béton armé dans lequel plancher est ménagé, entre la dalle de béton armé et le moyen d'isolation thermique, un espace d'air assurant une isolation complémentaire thermique et phonique et dans lequel plancher les âmes comportent des pliures pour leur emboítement, comme définies dans la partie caractérisante de la revendication 1.
Les autres caractéristiques de l'invention sont :
  • au niveau de la juxtaposition des profilés entre les espaces d'air de deux profilés, le plancher présente une poutrelle armée formée d'une partie des âmes des profilés et du béton de la dalle.
  • le treillis soudé est lié à une partie des pliures par des moyens choisis parmi une soudure, un accrochage par découpe de l'âme, un lien métallique indépendant du type clip, fil.
  • au moins une partie des pliures qui forme au moins un plan parallèle à la dalle assure, par épaulement, le positionnement en hauteur du coffrage de coulage du béton de la dalle.
  • l'espace d'air est ménagé, lors de la réalisation du plancher, par un noyau supportant la masse de béton encore liquide.
  • le noyau est amovible et déplaçable longitudinalement au profilé.
  • le noyau est un coussin contenant un fluide choisi parmi l'air, l'eau.
  • le coussin est alvéolaire.
  • l'espace d'air est ménagé, lors de la réalisation du plancher, par un panneau pouvant être préformé, supportant la masse de béton encore liquide.
  • le panneau formant une voûte est arc-boutée en appui, soit sur les âmes des profilés, soit sur le moyen d'isolation rigide.
Les différentes caractéristiques de l'invention apparaítront dans la description d'une manière plus détaillée ci-après, à simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif en se référant aux dessins annexés.
  • La figure 1 présente en coupe un exemple de réalisation de l'invention.
  • La figure 2 présente en coupe un autre exemple de réalisation de l'invention.
  • La figure 3 présente en coupe un autre exemple de réalisation de l'invention.
    • Selon l'invention, le plancher 1 utilisé pour la construction de bâtiment est composé comme présenté sur la figure 1, de profilés métalliques 2 en forme de U présentant une plage 3 et deux âmes 4, 5, pouvant être de formes différentes, ces âmes 4, 5 étant réalisées par pliages longitudinaux d'un flan de tôle. Les profilés sont juxtaposés les uns aux autres pour former un coffrage par l'emboítement d'une âme 4 d'un profilé avec l'âme 5 du profilé concomitant. Chacune des deux âmes de chacun des profilés comporte respectivement, des pliures 6, 7, 8 pour emboítement. L'emboítement présente notamment les avantages de pouvoir aligner les profilés dans le plan du coffrage et de pouvoir fermer la jointure entre les profilés au passage du béton liquide au moment de la coulée.
    De plus, au moins une partie des pliures 6, 7, forme un plan parallèle à la dalle pour permettre la pose d'un treillis 9 soudé d'armature du béton armé. Les armatures sous la forme de treillis 9 soudés sont toujours liées à leur base, du type coffrage, hourdis, pour éviter qu'elles remontent à la surface du béton coulé liquide, par l'effet de la poussée d'Archimède.
    Selon l'invention, le treillis soudé est placé en appui sur les surfaces planes des pliures 6,7 puis lié à une partie des pliures par des moyens choisis parmi, une soudure, par exemple par point, la partie plane assurant un bon contact mécanique et électrique pour ce type de liaison ; un accrochage par une découpe localisée de la pliure de l'âme, découpe formant une languette 10, 11 relevée puis rabattue sur un rond du treillis soudé ; un lien métallique indépendant comme par exemple un clip maintenant par pincement le treillis soudé à l'armature ou encore, un fil métallique.
    L'ensemble les liaisons citées peuvent être réalisées sur le chantier ou en usine. Selon l'invention, le plancher comporte des moyens d'isolation 12, 13, contenu dans l'espace situé entre les âmes 4,5 des profilés 2 et entre la plage 3 du profilé et la dalle de béton 14 armé du treillis soudé 9. Les moyens d'isolation 12,13 comprennent d'une part, un matériau solide 12, placé sur la plage 3 et d'autre part, un espace d'air 13 situé entre l'isolation solide 12 et la dalle 14 assurant une isolation phonique associée à une isolation thermique complémentaire.
    Une lame d'air de préférence, supérieure à 3 cm, sans circulation, est reconnue comme étant un des meilleurs isolant thermique. Si ce moyen est connu dans le cas de parois isolantes verticales, il n'est nullement envisagé dans la construction de plancher du fait que le coffrage de plancher et un contenant généralement comblé de la matière liquide qu'est le béton lors de son emploi.
    On entend par lame d'air sans circulation un espace d'air fermé ne permettant pas un mouvement et ou un renouvellement de l'air. Un mouvement et ou un renouvellement de l'air dans cet espace ne permettrait plus d'assurer la fonction d'isolation thermique et ou phonique du plancher.
    Pour la réalisation de cette espace d'air, selon l'invention, il est prévu l'usage d'un noyau 15, comme présenté sur la figure 2, supportant la masse de béton encore liquide, avant solidification. Le noyau 15 peut être solide et amovible, déplaçable longitudinalement au profilés après solidification du béton, notamment dans l'hypothèse d'une réalisation de plancher préfabriqué. Le noyau 15 peut être un coussin d'air pouvant être alvéolaire ou une enveloppe contenant un fluide pouvant être vidangé. Le coussin ou l'enveloppe peuvent rester enfermés dans la structure du plancher. La forme du noyau ménagé dans l'espace entre l'isolation solide 12 et la dalle 14 permet un dégagement 16 au niveau de la juxtaposition des profilés 2, pour permettre au béton coulé d'enrober une partie 17, 18 des âmes des profilés 4, 5, et pour réaliser une poutrelle armée associée à la dalle de béton armé. Le noyau peut rester à demeure, et peut être constitué d'une boíte alvéolée ou non alvéolée, de toute matière telle que métal, polystyrène, carton gommé ou goudronné.
    L'espace d'air 13, dans un autre exemple d'application, comme représenté sur la figure 3, peut être réalisé par l'usage d'un panneau 20, légèrement voûté supportant la masse de béton encore liquide. Le panneau 20 en voûte est par exemple, une tôle préformée arc-boutée en appui, soit sur les âmes 4,5 des profilés 2, soit sur le moyen d'isolation rigide 12. Le panneau peut être en toute matière, comme le noyau 15.
    Le plancher selon l'invention présente les avantages suivants :
    • le coffrage obtenu avec le seul assemblage des profilés selon l'invention est parfaitement étanche en soi,
    • chaque profilé peut présenter sur la plage 3, plusieurs nervures 21 ou plis crénelés longitudinaux permettant ainsi de fabriquer des coffrages de grande largeur, et assurant le montage de panneaux de plâtre en sous plancher.
    • une grande efficacité par l'emploi de treillis soudé pour béton fixés préalablement en usine sur l'une ou deux des âmes.
    Il est précisé que:
    • le plancher selon l'invention est destiné à la réalisation notamment d'habitat individuel, collectif, administratif, industriel et tertiaire,
    • le plancher assure la réalisation de portées jusqu'à 6 ou 7m avec une flèche inférieure ou égale à 1/500 et des surcharges d'exploitation jusqu'à 500 daN/m2,
    • le plancher répond, sous cette forme, à la réglementation acoustique et thermique en vigueur,
    • le plancher est de faible masse surfacique, c'est-à-dire inférieure à 150 Kg/m2, réduisant les descentes de charge,
    • le plancher associé à une plaque de plâtre fixée en sous face, permet d'améliorer le degré coupe feu.
    Il va de soi que l'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits mais qu'elle est susceptible de variantes qui apparaítront utiles à l'homme de l'Art et qui entrent dans l'étendue des revendications.

    Claims (10)

    1. Plancher (1) utilisé pour la construction de bâtiment comportant au moins un profilé métallique (2) en forme de U présentant deux âmes (4,5), plis longitudinaux situés de part et d'autre d'une plage (3), un moyen d'isolation thermique (12) contenus dans l'espace entre les âmes (4,5) du profilé (2), et une dalle de compression (14) en béton armé, et dans lequel plancher est ménagé, entre la dalle de béton (14) armé et le moyen d'isolation thermique (12), un espace d'air (13) assurant une isolation complémentaire thermique et phonique, caractérisé en ce que les âmes (4) (5) comportent des pliures (6) (7) (8) pour leur emboítement, assurant une liaison mécanique bloquant tout mouvement du profilé (2) dans le sens perpendiculaire au plan de la dalle (14), et en ce qu'au moins une partie des pliures (6) (7), en bout de l'âme, forme un plan parallèle à la dalle au-dessus de l'espace d'air (13) pour le support d'un treillis soudé (9), armature du béton armé.
    2. Plancher selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au niveau de la juxtaposition des profilés (2) entre les espaces d'air de deux profilés (2), il présente une poutrelle armée formée d'une partie des âmes (4) (5) des profilés (2) et du béton de la dalle.
    3. Plancher selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le plancher comprend le treillis (9) soudé et en ce que le treillis (9) soudé est lié à une partie des pliures (6) (7) par des moyens choisis parmi une soudure, un accrochage par découpe de l'âme, un lien métallique indépendant du type clip, fil.
    4. Plancher selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'au moins une partie des pliures (6) (7) qui forme au moins un plan parallèle à la dalle assure, par épaulement, le positionnement en hauteur du coffrage de coulage du béton de la dalle.
    5. Plancher selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le plancher comprend un noyau (15) et en ce que l'espace d'air (13) est ménagé, lors de la réalisation du plancher (1), par ce noyau (15) supportant la masse de béton encore liquide.
    6. Plancher selon la revendication 5 caractérisé en ce que le noyau (15) est amovible et déplaçable longitudinalement au profilé.
    7. Plancher selon l'une des revendications 5 à 6 caractérisé en ce que le noyau (15) est un coussin contenant un fluide choisi parmi l'air, l'eau.
    8. Plancher selon la revendication 7 caractérisé en ce que le coussin est alvéolaire.
    9. Plancher selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le plancher comprend un panneau (20) et en ce que l'espace d'air (13) est ménagé, lors de la réalisation du plancher (12), par ce panneau pouvant être préformé, supportant la masse de béton encore liquide.
    10. Plancher selon la revendication 9 caractérisé en ce que le panneau (20) formant une voûte est arc-boutée en appui, soit sur les âmes des profilés, soit sur le moyen d'isolation rigide.
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