EP1538273A1 - Elément de coffrage préfabriqué perdu, module obtenu avec cet élément de coffrage et ossature fabriquée avc ces modules - Google Patents

Elément de coffrage préfabriqué perdu, module obtenu avec cet élément de coffrage et ossature fabriquée avc ces modules Download PDF

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EP1538273A1
EP1538273A1 EP03362022A EP03362022A EP1538273A1 EP 1538273 A1 EP1538273 A1 EP 1538273A1 EP 03362022 A EP03362022 A EP 03362022A EP 03362022 A EP03362022 A EP 03362022A EP 1538273 A1 EP1538273 A1 EP 1538273A1
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concrete
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Florent Bahri
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
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    • E04B2/8635—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with ties attached to the inner faces of the forms

Definitions

  • the present invention relates to a prefabricated formwork element lost, a module obtained with this formwork element and the frame made with these modules.
  • Another technique is to make brick walls, concrete blocks cell or cement blocks bound to the mortar and then to enter reserves verticals, reinforcement and concrete to improve the strength of the whole by constituting poles.
  • filling material which can be concrete, lightened concrete, polystyrene, in the form of bound beads without solvent or polyurethane foam when the desired resistance is less but with better thermal insulation.
  • the formwork according to the present invention allows adaptability to these various materials, and in particular the manufacture of blocks.
  • FIGS. 1A and 1B a formwork element 10 is shown according to FIG. present invention. This detail view makes it possible to understand all the details of the mounting.
  • This formwork element comprises two skins, one 12 exterior and the other 14 so-called inner.
  • These skins are made of a material of the fluted type 16. In this case, these flutes are oriented vertically. To give an order idea of dimensions, without this being of course limiting, we use skins and 6 to 10 millimeters outside and inside with square grooves of side substantially equal to the thickness, to the thickness near the outer sheets 18 and internal of each of the skins.
  • the dimensions of these skins correspond either to the dimensions of the work if it is small, 3 meters by 6 meters to indicate non-limiting values, either at standard dimensions, for example 1 meter per 1 meter or 50 centimeters when it comes to modules related to each other.
  • the formwork element comprises means 24 for connecting the two skins, defining a free space.
  • the connecting means 24 are composed of 24H reinforcement horizontal connections from one skin to another and lock 24V reinforcement vertical.
  • Each skin is provided with blind housings 26 formed in the thickness of every skin. In this case, each inner sheet is cut while each outer sheet 18 remains intact.
  • the vertical 24V reinforcements are rods 28 of suitable dimensions for penetrate into the grooves of each skin.
  • Each stem is introduced in a groove that runs through a blind housing 26 to immobilize each vertex of the sinusoid in said blind housing.
  • spline plates as described can be replaced by plates made of solid material such as polyurethane, polystyrene, or cellular concrete. In this case, provision must be made in reserves for the passage of the stems.
  • FIGS. 2A and 2B the references are retained because they are the same but with skins made of solid and hard material, difficult to pierce or thin.
  • the housings 26 are open because it is difficult and therefore expensive to achieve blind housing.
  • the peaks of the sinusoids then cross the skins and protrude outside.
  • the vertical 24V reinforcement rods can not be introduced in grooves, these are placed on the outside, against the sheet 18 external, inside the sinusoidal curvature.
  • the skins are perfectly braced, so completely regular.
  • profiles 32 junction of the skins can be also used to make formwork complements in order to follow profiles not necessarily of regular or standard dimensions. These profiles are positioned vertically and horizontally, depending on the necessities.
  • Such profiles are advantageously H in order to receive between the two pairs 32-1, 32-2 of branches, the thickness of the skins.
  • An embodiment is shown in Figure 3.
  • stiffeners 34 it may be necessary to have stiffeners 34. In some cases and for certain dimensions, it is indeed useful to provide additional support in one direction.
  • a U- shaped stiffener 34 with one of the branches slightly folded towards the inside of said stiffener, is shown in FIG.
  • a 36 of the wings of this stiffener is housed under one of the branches of pairs 32-1 or 32-2 of the H- section , which facilitates the installation and reinforces the connection between two plates, since there is no 24H reinforcement in this place, since it is impossible to make blind or through dwellings.
  • spacers 38 that bind each stiffener disposed against the inner sheet of one of the 12 skins with the stiffener disposed against the inner sheet of the other skin 14.
  • stiffeners can be curvilinear in order to conform the skins and allow a certain freedom of form.
  • FIG. 5A shows a variant in which 24H reinforcement horizontal are double, arranged in the same plane, with 24V reinforcement introduced between the vertices of the sinusoids, substantially in the median plane located between the skins.
  • FIG. 5B shows horizontal 24H reinforcement doubles also, with parallel sinusoids, connected by their vertices, on one side, forming an opening angle in the vertical plane.
  • This arrangement avoids the movements of the skins vertically, one by report to the other.
  • partition 40 including pins 42 provided to enter dwellings 26 one-eyed but oriented vertically, in the direction of the grooves.
  • the partitions can be assembled by screwing. These partitions can also support additional reinforcement, arranged in the volume defined by both skins and for this purpose, they are provided with cutouts adapted for to receive.
  • the partitions can advantageously be made of the same material as skins but as needed, the thickness can be increased to ensure filling or cleaning a part without filling material.
  • the operator arranges the formwork element (s) at the location provided for this purpose effect.
  • the operator then ensures the connection of the various elements, if necessary, connects the skins with the H- shaped profiles and positions the stiffeners where it is needed. It can introduce additional rods 28 in the grooves, these rods having a great length extending from one skin of a formwork element to another.
  • the finished module can be obtained by casting a filler material such as ordinary concrete, lightened concrete, comprising balls of expanded material, wood for example, or materials expanded polymers such as polystyrene or polyurethane to factory independent modules to assemble.
  • a filler material such as ordinary concrete, lightened concrete, comprising balls of expanded material, wood for example, or materials expanded polymers such as polystyrene or polyurethane to factory independent modules to assemble.
  • Module assembly means are shown in FIG. 7.
  • reservations are provided in the form of of tubes 46, forming a network after assembling the modules together. It is possible to place rods 48 of concrete reinforcement in these tubes which act as guides. These reinforcements ensure the connection between the modules.
  • the means 24 of connection have been presented according to an embodiment particularly with reinforcements of the type of concrete of round section.
  • the formwork elements according to the present invention are easily transportable even prefabricated since the fixing allows, thanks to the play, bringing the skins closer to one another, horizontal reinforcement forming hinge relative to the skins. This considerably limits the volume. Only the variant of FIG. 5B does not provide this advantage.

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Abstract

L'objet de l'invention est un élément de coffrage perdu pour la réalisation de modules notamment en béton, béton allégé, polystyrène, polyester, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une peau (12) extérieure, une peau (14) intérieure et des moyens (24) de liaison de ces deux peaux en laissant un espace. L'invention couvre aussi le module obtenu à partir d'un élément de coffrage selon l'invention, qui reçoit une composition de béton ordinaire, du béton allégé, comprenant des billes de matériau expansé, du bois, ou encore des matériaux polymères expansés tels que le polystyrène ou le polyuréthane. L' invention couvre aussi l'ossature obtenue. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un élément de coffrage préfabriqué perdu, un module obtenu avec cet élément de coffrage ainsi que l'ossature fabriquée avec ces modules.
On connaít les besoins dans le bâtiment pour la réalisation de produits spécifiques in situ, en béton, en béton allégé du type cellulaire, en polystyrène ou en polyuréthane.
Si de tels éléments préfabriqués en usine ou sur le chantier doivent présenter la plus grande légèreté, ils doivent néanmoins assurer la reprise des efforts et dans certains cas, ces efforts sont importants. Dans le cas des murs de ceinture d'une piscine, la poussée est très forte, surtout si la profondeur est importante.
On connaít les techniques traditionnelles qui consistent à couler des murs en béton armé avec des banches de coffrage entre lesquelles on positionne un ferraillage ayant la structure et la composition adaptées aux efforts à venir et on coule du béton entre les banches. Ce béton est généralement vibré en sorte de retirer les bulles d'air et de densifier ledit béton. Simultanément, les vibrations assurent une bonne pénétration du béton dans toutes les parties du coffrage ainsi qu'une bonne mouillabilité des ferraillages.
Cette technique donne toute satisfaction pour des ouvrages importants, dont les coûts sont élevés mais ne présente pas une grande souplesse. On peut donc difficilement réaliser de façon rapide et à faible coût un mur de soutien ou un mur de ceinture de piscine. De plus, ces opérations sont difficiles à réaliser par temps froid et en cas de pluie.
Cette technique reste réservée à des applications traditionnelles sur chantiers importants.
On peut, en lieu et place des banches, recourir à des coffrages en bois réalisés sur place avec des poutres et des planches. Il est alors possible de conformer plus aisément les formes et de réaliser des ouvrages délicats. On comprend par contre que de telles mises en oeuvre sont longues, délicates et ne peuvent être considérées comme industrielles.
Une autre technique consiste à réaliser des murs en briques, en blocs de béton cellulaire ou en parpaings liés au mortier puis à introduire dans des réserves verticales, des ferraillages et du béton pour améliorer la résistance de l'ensemble en constituant des poteaux.
Des chaínages permettent ensuite la liaison horizontale des poteaux réalisés.
Néanmoins, de telles fabrications ne permettent pas la reprise d'efforts mécaniques importants. On peut donc difficilement réaliser un mur de soutien ou une ceinture de piscine de cette façon.
Il se trouve sur le marché de la construction une forte demande pour un dispositif de coffrage d'éléments préfabriqués à finaliser sur place et à forte résistance mécanique. Ce type de dispositif doit être léger pour faciliter le transport, voire peu encombrant. Quant à son prix, il doit être réduit et sa mise en oeuvre doit également être très rapide pour diminuer la durée du chantier.
De même, une certaine souplesse permettrait des conformations avec une possibilité de courbure, utile pour certains ouvrages.
On sait également que la fabrication de ferraillage est longue et que les différents fers doivent être liés les uns aux autres pour respecter une géométrie donnée. Le ferraillage de l'élément préfabriqué selon la présente invention doit être simple de mise en oeuvre.
Une autre contrainte est engendrée par le matériau de remplissage qui peut être du béton, du béton allégé, du polystyrène, sous forme de billes liées sans solvant ou du polyuréthane sous forme de mousse lorsque la résistance recherchée est moindre mais avec une meilleure isolation thermique.
Le coffrage selon la présente invention permet une adaptabilité à ces divers matériaux, et notamment la fabrication de blocs.
Lorsque plusieurs éléments de coffrage sont utilisés pour la réalisation d'un ouvrage avec plusieurs modules, il est aussi prévu des liaisons par chaínage de ces modules.
La présente invention est maintenant décrite en détail, selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent :
  • figure 1A, une vue en perspective d'une partie d'un élément de coffrage selon la présente invention, avec des peaux alvéolaires,
  • figure 1B, une vue de dessus de cette même partie de l'élément de coffrage,
  • figure 2A, une vue en perspective d'une partie d'un élément de coffrage selon la présente invention, avec des peaux pleines,
  • figure 2B, une vue de dessus de cette même partie de l'élément de coffrage,
  • figure 3, une vue en perspective de deux peaux et d'un jonc de liaison,
  • figure 4, une vue d'un jonc de liaison avec des raidisseurs entretoisés,
  • figure 5A, une vue d'une variante à ferraillage double, dans le plan horizontal,
  • figure 5B, une vue d'une variante à ferraillage double, à angle d'ouverture,
  • figure 6, une vue en perspective d'une intercalaire et d'une face de réception, et
  • figure 7, une vue en perspective d'un élément de coffrage selon l'invention avec des moyens de chaínage intégrés.
Sur les figures 1A et 1B, on a représenté un élément 10 de coffrage selon la présente invention. Cette vue de détail permet d'appréhender tous les détails du montage.
Cet élément de coffrage comprend deux peaux, l'une 12 extérieure et l'autre 14 dite intérieure.
Ces peaux sont réalisées dans un matériau du type à cannelures 16. En l'occurrence, ces cannelures sont orientées verticalement. Pour donner un ordre d'idée des dimensions, sans que cela soit bien sûr limitatif, on utilise des peaux extérieure et intérieure de 6 à 10 millimètres avec des cannelures carrées de côté sensiblement égale à l'épaisseur, à l'épaisseur près des feuilles 18 externe et 20 interne de chacune des peaux.
Ces peaux définissent les parements de chaque module fini comme cela sera expliqué plus avant.
Les dimensions de ces peaux correspondent soit aux dimensions de l'ouvrage entier si celui-ci est peu important, 3 mètres par 6 mètres pour indiquer des valeurs non limitatives, soit à des dimensions standards, par exemple 1 mètre par 1 mètre ou 50 centimètres lorsqu'il s'agit de modules liés les uns aux autres.
Dans tous les cas, l'élément de coffrage comprend des moyens 24 de liaison des deux peaux, définissant un espace libre.
Dans le cas présent, les moyens 24 de liaison sont composés de ferraillages 24H de liaison horizontaux d'une peau à l'autre et de ferraillages 24V de verrouillage verticaux. Les ferraillages 24V horizontaux présentent dans le mode de réalisation représenté des formes sinusoïdales.
Chaque peau est munie de logements 26 borgnes, ménagés dans )'épaisseur de chaque peau. En l'occurrence, chaque feuille 20 interne est découpée tandis que chaque feuille 18 externe reste intègre.
Ces logements ont des dimensions et un positionnement tels que chaque sommet de sinusoïde du ferraillage 24H horizontal correspondant pénètre dans ledit logement.
Les ferraillages 24V verticaux sont des tiges 28 de dimensions adaptées pour pénétrer dans les cannelures de chacune des peaux. Chaque tige est introduite dans une cannelure qui traverse un logement 26 borgne pour immobiliser chaque sommet de la sinusoïde dans ledit logement borgne.
Ceci est particulièrement visible sur la figure 1B.
Il est à noter que les plaques à cannelures telles que décrites peuvent être remplacées par des plaques en matériau plein comme du polyuréthane, du polystyrène, ou du béton cellulaire. Dans ce cas, il faut prévoir en fabrication des réserves pour le passage des tiges.
Sur les figures 2A et 2B, les références sont conservées car il s'agit du même agencement mais avec des peaux en matériau plein et dur, difficile à percer ou de faible épaisseur.
Dans cette variante, les logements 26 sont débouchants car il est difficile et donc coûteux de réaliser des logements borgnes.
Les sommets des sinusoïdes traversent alors les peaux et font saillie sur l'extérieur. Les tiges des ferraillages 24V verticaux ne pouvant être introduites dans des cannelures, celles-ci sont placées à l'extérieur, contre la feuille 18 externe, à l'intérieur de la courbure sinusoïdale.
De façon à maintenir les peaux par rapport aux moyens de maintien, il est prévu dans cette variante, des butées 30 internes. Dans cet exemple, celles-ci sont des tiges 31 rapportées sur le ferraillage 24H horizontal par tout moyen comme des points de soudure, identiques à ceux qui sont réalisés pour les treillis couramment utilisés dans le bâtiment, ou des ligatures à l'aide de fil de fer, également bien connues dans le bâtiment.
Les peaux sont ainsi parfaitement entretoisées, de façon tout à fait régulière.
Lorsque l'on souhaite juxtaposer des éléments de coffrage, il convient de prévoir des profilés 32 de jonction des peaux. De tels profilés peuvent être utilisés aussi pour réaliser des compléments de coffrage afin de suivre des profils non nécessairement de dimensions régulières ou standards. Ces profilés sont positionnés dans le sens vertical comme horizontal, en fonction des nécessités.
En effet, dans l'industrie, les panneaux cannelés ou pleins dans lesquels sont réalisées les peaux, ont nécessairement des dimensions standardisées.
De tels profilés sont avantageusement en H afin de recevoir entre les deux paires 32-1, 32-2 de branches, les épaisseurs des peaux. Un mode de réalisation est représenté sur la figure 3.
De même, il peut être nécessaire de disposer de raidisseurs 34. Dans certains cas et pour certaines dimensions, il est en effet utile d'assurer un maintien supplémentaire dans une direction. A cette fin, un raidisseur 34 de forme en U, avec une des branches légèrement rabattues vers l'intérieur dudit raidisseur, est représenté sur la figure 4.
Une 36 des ailes de ce raidisseur vient se loger sous une des branches des paires 32-1 ou 32-2 du profilé en H, ce qui facilite la pose et permet de renforcer la liaison entre deux plaques, puisqu'il n'y a pas de ferraillage 24H en cet endroit, puisqu'il est impossible de réaliser des logements borgnes ou traversants.
Afin d'assurer un maintien adapté, il est prévu des entretoises 38 qui lient chaque raidisseur disposé contre la feuille 20 interne de l'une 12 des peaux avec le raidisseur disposé contre la feuille 20 interne de l'autre peau 14.
La fixation de ces entretoises sur les raidisseurs s'effectue avantageusement par soudure préalable.
On note aussi que ces raidisseurs peuvent être curvilignes afin de conformer les peaux et permettre une certaine liberté de forme.
Sur la figure 5A, on a présenté une variante dans laquelle les ferraillages 24H horizontaux sont doubles, disposés dans le même plan, avec des ferraillages 24V introduits entre les sommets des sinusoïdes, sensiblement dans le plan médian situé entre les peaux.
Une autre variante sur la figure 5B montre des ferraillages 24H horizontaux doubles également, avec des sinusoïdes parallèles, reliées par leurs sommets, d'un seul côté, formant un angle d'ouverture dans le plan vertical.
Cet agencement évite les déplacements des peaux verticalement, l'une par rapport à l'autre.
On peut aussi réaliser des séparations de volumes au sein d'un même élément de coffrage grâce à des cloisons 40. Un exemple est donné sur la figure 6, la cloison 40 comprenant des tenons 42 prévus pour pénétrer dans des logements 26 borgnes mais orientés verticalement, dans le sens des cannelures.
Dans le cas de peaux pleines, les trous seraient débouchants.
Les cloisons peuvent être assemblées par vissage. Ces cloisons peuvent aussi supporter des ferraillages supplémentaires, disposés dans le volume défini par les deux peaux et à cet effet, elles sont munies de découpes adaptées pour les recevoir.
Les cloisons peuvent avantageusement être réalisées dans le même matériau que les peaux mais en fonction des besoins, l'épaisseur peut être augmentée pour assurer un comblement ou ménager une partie sans matériau de remplissage.
Ces éléments décrits sont ainsi prêts à être disposés sur le lieu de réalisation d'un ouvrage.
Lorsque l'on souhaite une coulée avec un fort volume de béton, la reprise des efforts en pied de coffrage sur les peaux est assurée par les cloisons.
La mise en oeuvre d'un tel élément de coffrage est très simplifiée.
L'opérateur dispose l'élément ou les éléments de coffrage sur le lieu prévu à cet effet.
L'opérateur assure ensuite la liaison des différents éléments, si nécessaire, relie les peaux grâce aux profilés en H et positionne les raidisseurs aux endroits qui le nécessitent. Il peut introduire des tiges 28 supplémentaires dans les cannelures, ces tiges ayant une grande longueur se prolongeant d'une peau d'un élément de coffrage à un autre.
Une fois le coffrage réalisé, on peut obtenir le module fini par coulage d'un matériau de remplissage tel que du béton ordinaire, du béton allégé, comprenant des billes de matériau expansé, du bois par exemple, ou encore des matériaux polymères expansés tels que le polystyrène ou le polyuréthane pour réaliser en usine des modules indépendants à assembler.
Des moyens d'assemblage de modules sont présentés sur la figure 7.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, il est prévu des réserves sous forme de tubes 46, formant un réseau après assemblage des modules entre eux. Il est possible de placer des tiges 48 de ferraillage à béton dans ces tubes qui agissent comme des guides. Ces ferraillages assurent la liaison entre les modules.
On remarque aussi dans le cas de l'agencement des éléments de coffrage avec des peaux pleines, que les ferraillages 24H présentent des sommets en saillie, ce qui peut faciliter la préhension et la manipulation des éléments de coffrage avant et/ou après fabrication, en usine ou sur place.
Les moyens 24 de liaison ont été présentés suivant un mode de réalisation particulier avec des ferraillages du type fer à béton de section ronde.
Néanmoins, d'autres sections peuvent être utilisées en fonction des besoins ou des disponibilités.
Ces ferraillages 24H horizontaux peuvent être remplacés par des plaques perforées, métalliques ou en matériau de synthèse, en métal déployé, sans changer l'esprit de la présente invention.
On peut noter que les éléments de coffrage selon la présente invention sont aisément transportables même préfabriqués puisque la fixation permet, grâce au jeu, un rapprochement des peaux l'une vers l'autre, les ferraillages horizontaux formant charnière par rapport aux peaux. Ceci limite considérablement le volume. Seule la variante de la figure 5B ne procure pas cet avantage.
Quant au poids, il est extrêmement réduit par la conception même et par les matériaux employés.
On obtient en utilisant des tels coffrages, des ossatures en béton armé très résistantes à partir de modules légers et isolants, sans montage d'une charpente de coffrage.

Claims (8)

  1. Elément de coffrage perdu pour la réalisation de modules notamment en béton, béton allégé, polystyrène, polyester, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une première peau (12) et une deuxième peau (14) avec des logements (26) et des cannelures (16) ainsi que des moyens (24) de liaison de ces deux peaux (12, 14) comportant des ferraillages (24V) verticaux susceptibles de se loger dans lesdites cannelures (16) et des ferraillages (24H) horizontaux avec des parties prévues pour coopérer avec les logements (26) et avec les ferraillages (24V) verticaux.
  2. Elément de coffrage perdu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les logements (26) sont borgnes.
  3. Elément de coffrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ferraillages (24H) horizontaux ont une forme sinusoïdale.
  4. Elément de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des profilés (32) de jonction des peaux.
  5. Elément de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des raidisseurs (34).
  6. Elément de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des tubes (46) prévus pour recevoir des tiges (48) de ferraillage.
  7. Module obtenu à partir d'un élément de coffrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il reçoit une composition de béton ordinaire, du béton allégé, comprenant des billes de matériau expansé, du bois, ou encore des matériaux polymères expansés tels que le polystyrène ou le polyuréthane.
  8. Ossature obtenue à partir de modules réalisés selon la revendication 7.
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