FR2587394A2

FR2587394A2 - Dispositif autoregulateur de tension pour pieces flechies et tendues

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Publication number: FR2587394A2
Application number: FR8513872A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-19
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1987-03-20
Also published as: FR2587394B2

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE REGLAGE AUTOMATIQUE DE LA TENSION DES CABLES OU TIGES POUR STRUCTURES EN BETON ET PIECES EN METAL OU CARBONE FLECHIES ET TENDUES, PERMETTANT D'EN MENAGER LA RESISTANCE ET LA DUREE. IL COMPREND UN ECROU 7 DE SERRAGE DES CABLES 2 DE LA POUTRE 1. L'ECROU 7 PEUT TOURNER SOUS L'ACTION D'UNE EQUERRE 5 TRANSFORMANT LE DEPLACEMENT "A B" DE L'EXTREMITE DE LA POUTRE 1 EN UN DEPLACEMENT VERTICAL "C D" QUI PROVOQUE LA ROTATION DE L'ECROU 7 PAR UN BRAS 6. PARMI LES APPLICATIONS LES PLUS INTERESSANTES DE L'INVENTION, ON PEUT CITER: UN PONT CURVILIGNE AUTOCONTRAINT FRANCE-ANGLETERRE, DES CAPTEURS SOLAIRES GEANTS SUR STADE OLYMPIQUE, DES PIECES DE RAPPORT ENDURANCEPOIDS PERFORMANT POUR MECANIQUE DE COMPETITION, ET ENFIN UN SYSTEME DE RENFORCEMENT AUTOMATIQUE POUR PROTECTION DES OUVRAGE CONTRE SEISMES ET SINISTRES, EXPLOSIONS OU CHOCS ACCIDENTELS OU CRIMINELS.

Description

Dans le brevet principal et les additions précédentes, il a été question d'armatures traditionnelles, câbles, tiges et frettes héli cotidales pour structures et pièces résistantes fléchies et tendus, sièges de contraintes issues uniquement et directement des efforts appliqués. Alors que dans la présente addition, ces câbles, tiges ou frettes sont associés par construction à un dispositif de serrage automatique qui y introduit une tension complémentaire variable dont l'effet se combine à celui des efforts appliqués à la structure et en proportion de ces efforts. L'effet produit dans la structure par cette tension complémentaire est une forme d'autocontrainte variable selon serrage de l'armature.Cette autocontrainte est, par définition, un état de contrainte que la structure s'impose à elle-même, aux même titre que la précontrainte classique. Cette dernière étant toutefois quasiment immuable dès construction définitive, mis à part relaxation, fluage et autres pertes, alors que liautocontrainte produite par le dispositif selon l'invention est spontanement variable selon chargement.

La précontrainte est un moyen, maintenant très courant, d'améliorer la conception des structures résistantes, comme il a-été souligné dans le brevet principal. Cependant, la précontrainte, telle qu'on la pratique actuellement, consiste à maintenir au sein des matériaux un état de contraintes élevé permanent. Aussi, peut-on se demander s'il n'est pas inutile, voire même nuisible, dans certains cas de soumettre en permanence les matériaux à ces contraintes élevées à seule fin d'absorber des "pics" d'efforts qui ne sont, le plus souvent, que passagers, et parfois même exceptionnels. on sait que les effets pénalisants de la relaxation des cables et du fluage et de la viscosité du béton croissent avec l'intensité et la durée des états de contraintes.Mais il y a peut être plus grave : en effet, la durée de vie d'un ouvrage est tributaire de l'intensité et de la quantité des différents états de contraintes subis au cours du temps. De plus, de nombreuses recherches ont découvert une corrélation certaine entre l'intensité et la durée des contraintes d'une part et, d'autre part, la sensibilité des matériaux à l'action destructrice des agents agressifs. Les annales de l'ITBTP font état de nombreux résultats concernant ce dangereux phénomène, notamment sur la vitesse de corrosion de l'acier en charge.

Il parait donc intéressant de chercher à limiter la durée d'application de la précontrainte maximale dès qu'elle n'est plus nécessaire, grâce au dispositif selon la présente addition, en particulier pour les ouvrages importants. De plus, en cas d'incendie, l'allongement intempestif des câbles de précontrainte fera chuter brutalement la précontrainte, entraînant l'effondrement inévitable de l'ouvrage. Alors qu'un dispositif automatique de remise en tension selon l'invention, et thermiquement isolé, pourra peut être éviter l'effondrement complet. On voit donc qu'une sorte de "gestion" automatique de la précontrainte en service apparaît comme des plus utiles, rôle que peut jouer le dispositif objet de la présente addition.Ce problème important de la gestion de la précontrainte étant posé, il en existe un autre qui pour être secondaire n'en contient pas moins les germes d'une extension probalbe du champ d'application de la précontrainte. En effet, à part le frettage, tres ancien, des tubes de canons et l'utilisation assez récente des boulons à haute résistance en charpente métallique, la précontrainte des matériaux s'est surtout développée dans le domaine des ouvrages de génie civil en béton. Et pourtant, les progrès de l'industrie mécanique, entraînés par les exigences de l'aviation d'abord, de l'aérospatiale ensuite, ainsi que les besoins croissants de la compétition automobile et maritime, réclament des matériaux de rapports résistance/densité et durabilité/densité sans cesse plus performants étant donné les rendements et les régimes imposés aux engins.On en voit la preuve dans les avaries de matériels surmenés et accidents divers dont la presse se fait journellement l'écho. Les matériaux utilisés, alliages spéciaux ou fibres de carbone seraient encore plus performants, sous précontrainte, et peut-être plus fiables sous autocontrainte variable selon la présente addition. Toutefois, l'usage de la précontrainte pour ces matériaux ne paraît pas avoir été jusqu'ici retenue, ni même envisagée. Quelles que soient les raisons techniques ou économiques de cette restriction, il reste qu'une recherche pour généraliser l'utilisation de la précontrainte sur des matériaux plus résistants que le béton serait peut-être rentable.Mais l'utilisation envisagée nécessitera d'établir des forces de précontraintes considérables, d'ou l'intérêt pour la durabilité du matériel d'un dispositif de régulation selon l'addition permettant de doser cette importante précontrainte en fonction des efforts appliqués.

On voit donc que la présente addition devrait permettre une future extension de la précontrainte à d'autres matériaux que le béton, des exemples de ce type de réalisation apparaitront d'ailleurs dans la suite de ce texte. Les avantages à tirer de la précontrainte diffèrent beaucoup selon les matériaux utilisés. Une analyse plus poussée est à faire à ce sujet : le béton est un matériau fragile et la précontrainte, si elle a résolu le problème de la fissuration du béton, reste cependant limitée par la fragilité en traction de ce dernier et son peu de résistance à l'écrasement.Par contre, les métaux et le carbone ne présentent pas la fragilité du béton et possèdent une bien plus grande résistance à l'écrasement, ce qui devrait permettre une exploitation de la précontrainte bien plus poussée que pour le béton grâce, en particulier, à la prétraction du matériau par tiges précomprimées ou étirage contradictoire préalable du matériau avant assemblage des deux parties de la pièce., comme il sera exposé en fin de description. D'ou une augmentation importante des capacités de résistance et de durabilité d'un matériau, à dimension égale des pièces, grâce à la précontrainte utilisée conjointement au dispositif proposé par la présente addition.

Les structures et pièces résistances conçues selon l'invention pourront être initialement comprimées par des câbles ou tiges tout à fait analogues à ceux utilisés en précontrainte classique, mais à la différence essentielle qu'un dispositif placé à leurs extrémités et solidaire de la structure permet, en service, le réglage automatique de la tension des câbles ou tiges précitées, en fonction des besoins de résistance, c'est-à-dire du chargement imposé à la structure.Contrairement à la précontrainte classique, qui tend les câbles à partir d'une valeur assez proche de leur limite d'utilisation et fixée une fois pour toutes à la construction, la tension des câbles, selon l'invention, sera variable, à partir d'une tension initiale de base fixée à une valeur assez éloignée de leur limite d'utilisation, la tension variable due au dispositif, n'étant qu'un appoint complémentaire pour atteindre la tension globale de résistance nécessaire pour une surcharge donnée, à un instant donné, de façon à ménager la résistance et la durabilité de la structure ainsi équipée. Le moyen utilise, selon l'invention, pour faire varier la tension du câble proportionnellement au chargement, est basé sur les déformations de la structure et fait l'objet des differentes variantes mécaniques, électromagnétiques ou encore électroniques proposées ci apres :
Selon une première variante, le moyen mécanique de faire varier la tension des câbles selon chargement est une équerre mobile transformant les déplacements horizontaux de la structure en des déplacements verticaux et permettant ainsi le vissage de l'écrou de serrage des câbles par l'intermédiaire d'un bras solidaire de l'écrou.

Selon une deuxieme variante, le moyen électromagnétique de faire varier la tension des câbles selon chargement est un barreau qui assure le vissage de l'écrou de serrage des câbles en se déplaçant sous l'effet du champ magnétique d'un circuit électrique à résistance variable. Cette variation de résistance électrique est provoquée par l'allongement d'une partie du circuit sous l'effet de la déformation de la structure.

Selon une troisième variante, le moyen électronique, cette fois, d'obtenir la variation de la tension des câbles est une jauge électrique de déformation ou un capteur électrique de pression capable d'émettre un signal codé grâce à un courant variable selon la valeur de la sollicitation, signal commandant électroniquement le vissage de l'écrou de serrage des câbles par un moteur électrique. Ce dernier moyen permet des dispositifs miniaturisés, surtout réservés aux très petites pièces ou aux structures peu propices à l'aménagement d'un dispositif de serrage encombrant ou trop exposé aux heurts.

Les trois moyens principaux envisagés, ou combinaisons inspirées de ces moyens, peuvent se concrétiser par différents modes de réalisations dont les dessins annexés montrent quelques exemples possibles.

La figure concerne l'élévation de la zone d'appui d'une poutre précontrainte 1 sur laquelle on a fixé un dispositif de réglage automatique de la tension du câble de précontrainte 2. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte une tige 3 le reliant à l'appui fixe 4. Une équerre rigide 5 articulée sur la poutre 1, ainsi qu'à la tige 3 et au bras 6, transforme la translation horizontale "a b" de l'extrémité de la poutre 1 en un déplacement vertical "c d" qui actionne le bras 6 solidaire de l'écrou 7. Ainsi l'écrou 7 subit une rotation qui a pour effet de tendre plus ou moins le câble de précontrainte 2 coulissant sous gaine lubrifiée. Le filetage de l'écrou 7 et de l'ex trémité taraudée du câble 2 peut être réalisé à grand pas pour assurer un serrage suffisant à partir d'une faible rotation de l'écrou 7.Le retour vertical de l'équerre 5 peut être aussi long que nécessaire pour assurer une rotation suffisante de l'écrou 7. La tension maximale du câble 2 devra toujours être maintenue en dessous de la limite élastique pour éviter la rupture par accumulation de déformations résiduelles dues aux mises en tension répétitives inhérentes au dispositif selon l'invention. Etant donné le principe de fonctionnement du dispositif précédemment décrit, l'effet du chargement risque d'être fatal à la structure avant déclenchement de l'autocontrainte salvatrice, du seul fait de l'inertie pénalisant tout procédé de transmission. Pour éliminer ce risque ou du moins le minorer, il faut prérégler le dispositif de manière que, dès l'amorce d'une déformation, l'autocontrainte produite atteigne une valeur suffisante pour équilibrer le chargement.

On constatera que cette mesure est possible grâce à des systèmes de démultiplication et d'amplification décrits par la suite. D'autre part, si le dispositif reste en panne après desserrage de l'écrou 7, la poutre risque la ruine, au retour d'un chargement maximum, par défaut d'autocontrainte : il y a donc lieu de prévoir ce cas grave par un système de sécurité resserrant automatiquement l'écrou 7, le cas échéant à l'aide des ressorts 8 fixés à la poutre 1, ou encore des biellettes à rotules 9 actionnant le bras 10 fixé à l'écrou 7 et assurant ainsi, à eux seuls et indépendamment du dispositif défaillant, le serrage de l'écrou 7. Un autre danger de fonctionnement défectueux peut consister en un dévissage trop important de l'écrou 7 à la suite d'efforts répétés.Ce risque sera éliminé en plaçant au-delà de l'écrou mobile 7 une tête de boulon fixe (voir fig. 3) à l'extrémité filetée du câble 2 ou encore un écrou 11 (fig. ) condamné par cordon de soudure ou matage des filets. L'écrou 11 est alors utilisé à la mise en tension d'origine du câble de précontrainte 2, l'écrou mobile 7 ne permettant que de faibles variations de cette tension complétant la tension d'origine.

L'écrou 7 peut également se trouver bloqué en position desserrée par grippage dû à l'oxydation du filetage, faute d'avoir fonctionné, en cas d'absence prolongée de chargement par exemple. Pour éviter ce défaut de fonctionnement, un graissage du filetage est nécessaire, mais une protection par capotage étanche ou presse-étoupe spécial est alors à prévoir, à moins d'assurer un entretien périodique de ce graissage, ce qui présente un inconvénient. Un autre moyen d'assurer la tension est le suivant : deux équerres 12 (fig. 4) sont fixées à l'appui 4 en prolongement du câble 2 permettant aux bras 6 et 10 de l'écrou 7 de tourner pour vissage seulement et non pour dévissage, donc seulement pour serrage du câble 2.En cas de charge de la poutre 1, il y a rotation de la section d'appui 13 dont la nouvelle position est indiquée en pointillé sur la fig. 1. Si l'écrou 7 n'a pas tourné pour vissage, alors les tiges 12 figures 4 et 5 retiennent l'écrou 7 par l'intermédiaire des bras 6 et 10 entraînant la sortie du câble 2 de la section d'appui 13 fig. 4. Alors la pièce 14, fig. 4 et 6 , ajourée par une lumière 15 peut tomber sur le câble 3 fig. 7 assurant ainsi la tension définitive de sécurité pour équilibrer le chargement maximum. Un ressort 16 peut aider à la chute de la pièce 14. Le dimensionnement et le réglage des pièces reste à étudier en détail pour obtenir les résultats escomptés, seuls les principes essentiels du dispositif et de son fonctionnement sont évoqués dans ces lignes.

Le dispositif mécanique précité peut être remplacé par le dispositif électromagnétique suivant schématisé en fig. 8. Une jauge électrique de déformation 17, alimentée par pile, émet lors d'un chargement de la poutre, une impulsion de courant dans le solénoïde fixe 18 qui déplace par induction le barreau aimanté mobile 19 selon la translation "c d". Cette translation "c d" provoque le déplacement de l'extrémité du bras 6 entraînant la rotation de l'écrou 7 qui lui est solidaire. Ce serrage produit la tension recherchée dans le câble 2 et donc une autocontrainte de la poutre 1 s'ajoutant à la précontrainte d'origine et proportionnelle à l'intensité de l'impulsion reçue. C'està-dire que la valeur de la compression complémentaire est directement fonction de la sollicitation subie par la poutre. A la place de la jauge 17 mesurant les déformations de la poutre 1, un dispositif basé sur les déplacements peut être monté suivant le principe indiqué en fig. 9 et 10, et fonctionnant de la manière suivante : une tige télescopique 20 fixée en "a" à 1-a poutre 1 et en m à l'appui 4 est le siège d'un courant faible fourni par la pile 21. L'allongement "a b" de la tige 20, par flexion de la poutre 1, entraîne une variation de courant provoquant le déplacement "c d" du barreau aimanté 22 placé dans le solénolde fixe 23. Le déplacement ''c d" de l'extrémité du bras 6 fait tourner l'écrou 7 auquel il est fixé, ce qui produit une tension supplémentaire dans le câble 2. Cette tension est proportionnelle à l'impor tance de la rotation d'appui de la poutre 1 et donc proportionnelle au chargement appliqué.Lorsque la poutre 1 est déchargée, la diminution de longueur de la tige 20 entraîne une variation du courant inverse de la précédente et donc un retour de l'écrou 7 à sa position initiale avant chargement. Un dispositif à bain de mercure, éliminant les problèmes de frottement, peut jouer le rôle de la tige télescopique 20. D'autre part, les faibles variations de courant risquent d'avoir des effets statiques insuffisants, aussi ces derniers pourrontils augmenter par l'intermédiaire de bras de levier amplificateurs fig. 11 ou encore de dispositifs d'amplification électrique accroissant les variations du courant et donc les effets mécaniques consécutifs.

Le cas de la panne de courant en position d'autocontrainte minimale est dangereux, dans l'hypothèse d'un retour du chargement maximum, aussi le circuit sera prévu sans difficulté, de telle manière qu'une rupture de courant entraîne le vissage maximum de l'écrou 7 et, par là, une autocontrainte suffisante pour la résistance maximale de la poutre.

Jusqu'ici, il a été question de poutres autocontraintes, mais la régulation de la tension des câbles peut être utilisée également pour de simples tirants. Les fig. 12 et 13 montrent les extrémités de deux éléments de tirants 24 en béton, ou en alliages spéciaux, ou encore en carbone. Ces tirants sont précomprimés, puis autocomprimés, par un câble axial 25 en acier à très haute résistance mécanique, sous gaine lubrifiée et plus ou moins tendu par vissage ou dévissage de l'écrou 26. Les deux éléments 24 sont assemblés par tiges d'ancrage 27 réunies par boulonnage soudé 28. Les tiges d'ancrage 27 sont entourées d'une frette selon l'invention constituée de deux nappes d'hélices à pas contraires 29 et 30. La tringle 31, fixée à l'autre extrémité 32 de l'élément 24 glisse librement dans les coulisses lubrifiées 33.

L'extrémité "a" de cette tringle 31 se retrouve en "b" par allongement de l'élément 24, lors de la mise en traction du tirant. La figure 13 montre comment l'équerre 34, fixée à l'élément 24 par le pivot 35, transforme la translation horizontale "a b" en déplacement vertical "c d". Sur la figure 14 on voit comment le bras 36 fait tourner l'écrou 26 dont il est solidaire, augmentant ainsi la traction du câble 25 en fonction du déplacement "a b". Ce qui a pour effet de produire l'autocontrainte et de la faire varier proportionnellement à l'effort de traction appliqué au tirant.Un dispositif plus sophistiqué, pouvant.être prévu pour des éléments de tirants 39 en alliage léger précontraint, apparatt sur les figures 15 et 16, ou l'on voit que la tringle 37 est placée, cette fois, à l'intérieur d'une gaine lubrifiée ou d'un trou 35 ménagé à l'intérieur de l'élément de tirant 39 protégeant ainsi la tringle 37. Dans ce cas, l'assemblage des deux éléments 39 se fait par boulonnage direct 40 sur le métal constituant ces éléments. La figure 15 montre comment l'équerre 41 fixée en 42 à l'élément 39 transforme la translation horizontale "a b" de la tringle 37 en déplacement vertical "c d", provoquant ainsi la rotation de l'écrou 43 par l'intermédiaire du bras 44 qui lui est fixé. Là encore, la traction du câble 37 est rendu proportionnelle à l'effort de traction appliqué au tirant.Il s'agit, bien sur, pour tous les mécanismes décrits, de désigner seulement les organes essentiels, et d'exposer succinctement le principe de leur fonctionnement respectif, tout dispositif de détail de transmission mécanique, d'amplification, ou de démultiplication pouvant être ajoutés à cette description schématique pour en assurer une possible ou meilleure réalisation, tout en respectant les caractéristiques essentielles énumérées dans le présent texte : par exemple équerres, bras et écrou peuvent être remplacés par le système de transmission représenté en figures 19 et 20 ou les engrenages coniques 49 et 50 sont mus par le déplacement de la tringle 48 dentée en crémaillere à son extrémité et fixée au tirant en 32.L'engrenage 50 est donc muni d'un filetage pour se visser plus ou moins sur l'extrémité filetée du câble d'autocontrainte 35 et faire ainsi varier la tension de ce câble et donc l'autocontrainte du tirant proportionnellement à l'effort de traction imposé. Le cas de la poutre apparaît en pointillé ou l'appui 4 remplace alors la fixation 32. En outre, les figures 17 et 18 montrent le ferraillage 45 nécessaire dans la tête d'assemblage des éléments métalliques 39. On remarquera, en particulier, les frettes à haute résistance et doubles hélices 46 et 47 à pas contraires selon l'invention, qui assurent une bonne transmission des efforts de traction apportés par les boulons d'attache 40 à l'ensemble de l'élément 39 en alliage léger.En effet, les têtes d'assemblage des éléments 39 sont des zones très sollicitées par traction, dépourvue d'autocontraintes, d'ou l'intérêt des frettes 46 et 47 et du ferraillage 45.

Comme pour la poutre 1 décrite au début, il peut exister, pour les tirants, des dispositifs non plus mécaniques, mais électromagnétiques pour la régulation de l'autocontrainte. Sur la figure schématique 21, on voit, dans le tirant 24 en béton ou en alliage léger, que le câble 25 ferme un circuit électrique 51 alimenté en courant faible par un générateur 52. Le câble 25, en fils d'acier, est rendu conducteur par un noyau d'aluminium ou des fils de cuivre ajoutés aux fils d'acier. Dans le cas d'un tirant en alliage d'aluminium, donc très conducteur de l'électricité, le câble 25 est isolé du tirant 24 par un enrobage adéquat.L'allongement instantané du tirant 24 sous chargement entraîne une variation du courant parcourant le circuit 51 qui provoque le déplacement du barreau 54 et fait tourner ainsi l'écrou 55 dans le sens du vissage par l'intermédiaire du bras 56. Ce qui a pour effet d'augmenter la tension du câble 25 et entraîne une autocontrainte du tirant 24 Proportionnelle à la charge appliquée. Le déchargement produira donc l'effet contraire soit de dévissage de l'écrou 55, donc la diminution de l'autocompression du tirant 24. Cette description très schématique, ne retenant que les principes essentiels du dispositif est à compléter par des dispositions à caractère pratique pour la réalisation matérielle du dispositif, comme par exemple l'inclusion du fil 51, convenablement isolé dans un trou non adhérent au fil et pratiqué dans le tirant 24.Une autre disposition pratique consisterait, par exemple, à prévoir un système de maintien du barreau 54 fig. 23 par coulisseau lubrifié 57 fixé au tirant 24 et formant butée à l'extrémité du manche 58 magnétiquement isolé. En cas de non fonctionnement de l'écrou 55 pour cause de grippage en l'absence prolongée de chargement, ou toute autre raison, le dispositif de sécurité illustré par les fig. 24 et 25 est prévu pour assurer définitivement l'autocompression maximum capable d'équilibrer tout chargement ultérieur. Sur la fig. 24, où l'on voit deux éléments 63 et 64 assemblés, la tringle 59 est fixée en 60 à l'extrémité de l'élément 63 et coulisse dans les glissières 61 ou bien dans la gaine ou encore le trou 53. En fonctionnement normal, le bras 56 du tirant 64 se déplace lors du chargement et évite ainsi de rencontrer le retour d'équerre 62 de la tringle 59 qui se déplace par rapport à l'élément 63 du fait de l'allongement de ce dernier. En cas d'absence de mouvement du bras 56 de l'élément 64, alors le retour d'équerre 62 entraîne, cette fois, le bras 56 qui sépare l'écrou 55 de l'élément 64 provoquant ainsi l'abaissement d'une rondelle spéciale de sécurité 65 fig. 25, qui en position normale "a", fig. 26, vient se placer, en cas de panne, en position "b" fig. 27 assurant définitivement l'autocontrainte maximale de sécurité. Un ressort 66 favorise la chute de la rondelle 65. Mais cette description schématique masque deux problèmes pratiques pourtant non négligeables.

Le premier est que la tringle 59 fig. 24 et son retour d'équerre 62, ainsi que le bras 56, devront pouvoir absorber des efforts correspondants à l'effort maximum supporté par le câble d'autocontrainte 25, ceci pour -permettre-le-"décolement'-' de l'écrou 55 de l'élément 64. D'ou nécessité d'un dimensionnement et d'un agencement adéquats. Le deuxième problème pratique réside dans la nécessité, avant mise en service éventuelle d'une étude très précise et d'essais de réglage particulièrement délicats des positions réciproques des pièces 62 et 56.Et bien d'autres
problèmes de réalisation pratique, comme celui du filetage à adopter pour permettre un déplacement suffisant de l'écrou de serrage, problème
sortant du cadre de cette description sommaire, mais qu'il serait bon de ne pas perdre de vue en cas d'une éventuelle réalisation matérielle du dispositif.

Après les descriptions concernant les poutres et les tirants
autocontraints, le cas des dispositifs selon l'invention destinés aux
boulons précontraints de charpente métallique est à décrire. Ce cas
est assez différent des précédents, car il s'agissait jusqu'ici de pièces
le plus souvent comprimées avant sollicitation par chargement, alors
que pour ces boulons, la précontrainte d'origine consiste, au contraire,
en une prétraction du boulon par vissage préalable de l'écrou avant mise en cnarge deupssembiees par ce boulon. La fig. 28 montre
comment le déplacement "a b" de la platine 69 provoque la rotation
de l'équerre 68 articulée en 70 sur la platine 69, ce qui transforme
le déplacement horizontal "a b" en déplacement vertical "c d" de l'extré
mité de la tige 71.Sur la fig. 29, on voit comment ce déplacement "c
d" actionne le bras 72 solidaire de l'écrou 73, effet entraînant la
rotation de cet écrou. La rotation de l'écrou 73 produit alors un
surserrage de la platine 69 proportionnellement au chargement appliqué.

Si la platine et les attaches sont restées élastiques, le déchargement
devrait occasionner le mécanisme inverse, soit donc le desserrage par
til de l'écrou 73 pour retrouver la valeur de la précontrainte avant chargement. Un seul dispositif peut commander tous les boulons d'une même file verticale de boulons par un dispositif de transmission par tringlerie ou engrenages adéquats. Le dispositif serait surtout utilisable pour des cas de chargements élevés et de courte durée donc pour absorber des "pics" de sollicitations assez importants et non pour un chargement permanent ou de longue durée. Etant donné que l'écrou 73 peut se déplacer fréquemment, cas des manutentions d'usines ou d'entrepôts par exemple, il y a lieu d'empêcher tout dévissage intempestif de cet écrou.A cet effet, sur llextrémité fileté 74 du boulon, on peut rajouter un écrou 75 soudé au boulon 74 et serré au degré de précontrainte permanente désiré, pour assurer par sécurité un serrage minimal, l'écrou mobile 73 pouvant se déplacer entre l'écrou soudé 75 et la platine 69, selon la valeur des excédents de chargement à absorber au-delà de la valeur de la précontrainte permanente choisie au montage. Ce dispositif demandera également un test de réglage précis avant une éventuelle mise en service. L'articulation 70 peut être le siège d'un système de démultiplication du type engrenages d'horlogerie fournissant une amplitude du déplacement "c d" et une force verticale dans la tige 72 telles que l'on obtienne une rotation suffisante de l'écou mobile 73.

Les figures schématiques 30 à 32, concernent le principe de dispositifs électromagnétiques cette fois, et non plus mécaniques de régulation de la traction des boulons de charpente précontraints.

La fig. 30 montre la tige télescopique 76 fixée mécaniquement d'une part en "a" à l'aile 81 du poteau métallique, d'autre part en "b" à la platine 69, mais électriquement isolé de ces deux éléments. Cette tige 76 ferme un circuit électrique reliant les divers points a, b, c, d, e, f, g, h des fig. 31 et 32 et comprenant un générateur 78 à courant faible ainsi qu'un bobinage fixe constitué par le solénolde 79 contenant un barreau magnétique mobile 80. Sous l'effet du chargement, le déplacement horizontal de l'extrémité supérieure de la platine 69, qui se sépare du poteau 81, déplace le point "b" et donc allonge la tige télescopique 76. Cet allongement produit une variation de courant dans le circuit 77, ce qui provoque le déplacement du barreau 80.Le déplacement du barreau 80 entraîne la rotation de l'écrou 73 par l'intermédiaire du bras 82 qui lui est solidaire et donc la majoration de la précontrainte initiale du boulon 74 par une autocontrainte de traction proportionnelle au chargement imposé. Réciproquement, le déchargement doit produire l'effet contraire, c'est-à-dire le desserrage de l'écrou et donc le retour de la traction du boulon 74 à la valeur de la précontrainte initiale. Cependant, pour un fonctionnement sans frottement et une fidélité accrue, le système à bain de mercure préconisé précédemment peut remplacer la tige télescopique 76.De même, la tige 76 peut être également remplacée par le boulon 74 lui-meme s'il est suffisamment conducteur ou bien encore rendu tel par un fil conducteur 84 suffisamment élastique et isolé ménagé dans l'axe d'un boulon spécial 83 comme l'indique la fig. 33. Dans ce cas, le fil électrique 84? fixé en Ha et ilbH aux deux extrémités du boulon 83 complète le circuit 77 à la place de la tige 76. Le fil 84 peut également être remplacé par une tige télescopique conductrice et isolée placée dans l'axe du boulon 83. La fig. 34 montre comment intervient le dispositif de sécurité en cas de panne par absence de rotation automatique de l'écrou 73, c'es-à-dire pour pallier le défaut d'augmentation automatique de l'autocontrainte en présence d'un chargement.Fig. 34, on voit qu'au bras 85 fixé sur la semelle 81 du poteau d'appui est articulé en 86 le levier 87 terminé par une crosse 88. Ce levier 87 est également articulé à l'ergot 90 solidaire de la platine 69. Lors de la mise en charge, la platine 69 se déplace selon la translation 'a b" entraînant la rotation du levier 87 dont la crosse 88 s'avance. Si l'écrou 73 tourne normalement par le processus automatique, comme prévu, le bras 82 tourne avec l'écrou 73 et échappe ainsi à la crosse 88 qui s'est avancée. Dans le cas contraire, si par une défaillance quelconque l'écrou 73 ne tourne pas, alors le bras 82 reste en face de la crosse 88 qui, en avançant, sépre l'écrou 73 de la platine 69. L'éloignement de l'écrou 73 de la platine 69 produit l'autocontrainte recherchée, en dépit de l'absence de rotation de l'écrou 73. Si l'effet d'un seul levier de sécurité 87 est insuffisant parce que trop faible ou asymétri que, alors on pourra multiplier les leviers ainsi que les bras 82, fig. 36 et 37, en respectant de préférence la symétrie, de manière à bien dégager l'écrou 73 de la platine 69. Une lumière 91 est à réserver dans la platine 69 pour passage du levier supplémentaire 92 dont la crosse 93 repoussera le bras inférieur 82. Cette remarque sur la multiplication possible des mécanismes pour en accroître les effets sera valable pour tous les dispositifs, aussi bien automatiques que de sécurité, décrits dans la présente addition, sous réserve d'aménagements adéquats.

Jusqu'ici, la description s'est bornée à des dispositifs capables d'engendrer des champs de contraintes normales de direction longitudinale, c'est-à-dire parallèle à l'axe des pièces, au même titre que les champs induits par les efforts extérieurs, comme pour la précontrainte classique. Cependant, des dispositifs assez inusités, engendrant des champs de contraintes normales de direction transversale à l'axe des pièces, seront décrits maintenant et illustrés par les fig.

38 à 50. Le dispositif apparaissant sur les fig. 38 et 39 est constitué par les spires indépendantes 95. Lorsque la poutre 96 reçoit son chargement, la partie inférieure de la poutre 96 s'allonge. Le fil 99 passant par les poulies 100 et fixé en 94 aux sections 97 et 98 est donc tiré suivant flèches, ce qui provoque le rapprochement des barrettes longitudinales 101 maintenues écartées par les ressorts 102 placés dans le tube télescopique 103. Le rapprochement des barrettes 101 fait glisser ces dernières le long des ergots inclinés 104 fixés aux flancs de la poutre 96, ce qui a pour effet d'éloigner ces barrettes 101, et les tubes 103 qui leurs sont solidaires, des flancs de la poutre 96. La spire 95, enfermée dans une gaine lubrifiée et fixée à la poutre 96 d'une part, et au tube 103 d'autre part, se trouve alors tirée par le tube 103 qui s'écarte de la poutre 96.La spire 95 voit donc son diamètre diminuer, cette diminution entraîne la compression transversale de la portion de la poutre 96 incluse à l'intérieur des spires 95 et des aciers longitudinaux 108 qui les relie. Ce frettage augmente la capacité de résistance de la partie supérieure de la poutre à la compression longitudinale, cette augmentation de résistance étant proportionnelle au serrage des spires 95, donc aux rotations des sections 97 et 98 de la poutre 96? donc, finalement proportionnelle au chargement sollicitant la poutre 96. Dans le cas du déchargement, le ressort 102 redonne au tube télescopique 103 sa longueur avant chargement, ce qui provoque le retour des barrettes 101 à leur position première au contact des flancs de la poutre 96, donc un desserrage des spires 95.

L'effet de frettage est donc annulé après déchargement. On voit donc que l'on a obtenu ainsi la régulation de l'autocontrainte de frettage recherchée. De même la spire 107, coulissant dans une gaine lubrifiée et se prolongeant par des boucles en spires secondaires 105 entourant les aciers de construction 108 et les barres 109 d'armature de traction, se resserrant au chargement améliore l'adhérence des matériaux en contact et coût les fissures éventuelles. Ce serrage transversal est également proportionnel à la rotation des sections d'appui, donc au chargement appliqué à la poutre 96. Il y a donc, là encore, contrôle de l'autocontrainte recherchée.De plus, ce serrage devrait pouvoir éviter ou retarder la fissuration si le matériau constituant la poutre 96 est du béton, ou la striction s'il s'agit d'une poutre en alliage spécial, ceci par le biais d'un meilleur étalement des tractions internes et des sections fragiles. De toute façon, l'ensemble de ces serrages transversaux contribue à une amélioration certaine de la résistance globale de la poutre 96 à la flexion. Dans le cas d'un chargement réparti assez uniformément le long de la portée, les barrettes 101 peuvent aller d'un bout à l'autre de la poutre 96 et le dispositif de la fig. 38 est alors remplacé par celui de la fig. 40 ou les câbles 110 et 112 fixés à l'appui 114 en a et b passent sur les poulies 111 et tire ainsi, en les rapprochant, sur les barrettes de serrage 101. Le reste fonctionne exactement comme dans l'exemple de la fig. 38. En fig.

41, on voit que les spires indépendantes 95 et 107 sont remplacées par les hélices filantes 115 à 118 dans la zone comprimée de la poutre 96.

Selon l'invention, les hélices du ler lit 115 sont croisées à pas contraire avec les hélices du 2e lit 116. Ces hélices sont constituées de fils souples et résistants, ou petits câbles torsadés, placés sous gaines lubrifiées. Le tout entoure les aciers de construction 119. Les aciers 120, câbles rectilignes be précontraintes ou bien fers à béton classiques, sont entourés de barres des constructions 119 sur lesquelles sont 1 es fw ttes hdlicoldales filantes 117 en ler lit, croisées à pas contraires avec- les frettes 118 de 2e lit. Ces frettes 117 et 118 sont des fils souples et résistants coulissants dans des gaines lubrifiées.Le serrage de ces frettes 115 à 118 est commandé depuis les extrémités 121 et 122 de la poutre 96 par la rotation des tambours 123 à 128 fig. 42, les frettes de ler lit 115 et 117 étant fixées d'un côté aux tambours 124, 127 et 128 et de l'autre à la section 121, et les frettes de 2e lit 116 et 118 étant fixées d'un côté aux tambours 123, 125 et 126 et de l'autre à la section 122. Lorsque la poutre 96 reçoit un chargement, ses extrémités tournent autour de ses appuis 129 et cette nouvelle position amenez en krdlr l'extrémité "c" de l'équerre 131, fig. 43, articulée sur la poutre 96 et retenue par le fil 132 relié au nu d'appui 133. Ce déplacement "c d" a un double effet mécanique.

Le premier effet est la rotation du tambour 123 par l'intermédiaire du bras 130 solidaire du tambour 123 > fig. 44, rotation qui resserre la frette 115. Le deuxième effet du déplacement "c d11 est la rotation du tambour 125 par l'intermédiaire de la bielle verticale 134 et des bras 130 et 135 solidaires respectivement des tambours 123 et 126.

La rotation du tambour 126 entraîne la rotation des deux tambours 125 par l'intermédiaire de la biellette rigide 136 articulée sur ces trois tambours fig. 44. La rotation du tambour 123 resserre la frette 115, alors que la rotation des tambours 125 et 126 resserre la frette 117 fig. 41 et 42. A l'autre extrémité de la poutre, par un processus équivalent, la rotation des tambours 124, 127 et 128 resserre les frettes 116 et 118. Comme dans les dispositifs précédents, l'autosserrage des frettes est proportionnel au chargement supporté, but du dispositif décrit. Les fig. 41 à 44 concernent des câbles de précontrainte rectilignes 120 ou encore des fers à béton droits. Par contre, la fig. 45 décrit le cas d'un câble de précontrainte parabolique 136.Ce câble 136 est entouré des frettes hélicoldales 137 et 138 enroulées sur les barres de cosntruction 139 d'allure parabolique également. On constate que dans la section d'extrémité 121, le câble parabolique 136 rejoint la position du tambour 123 des fig. 42 à 44, ce qui permet de simplifier beaucoup la commande des frettes transversales, puisqu'elle peut être associée à la commande de l'autocontrainte longitudinale du câble 136.

En effet, les tambours 123 à 128 ainsi que l'écrou de serrage du câble 136 sont réunis cette fois en un seul écrou-tambour 140 apparaissant fig. 45 et 46, tambour qui commande à la fois toutes les tensions aussi bien longitudinales que transversales. Un dispositif beaucoup plus rudimentaire pourrait s'inspirer du principe des câbles de freins de bicyclette. Les fig. 47 à 50 représente ce dispositif. Sur la fig. 47 on voit que la nouvelle position 148 de la poutre 96 après rotation élastique sous chargement, entraîne le tirage des câbles souples 141, 142, 146 et 147 coulissant dans leur'gaine lubrifiée 145. Des plaquettes métalliques 144 formant arrêt de gaine et scellées au rez de la surface de la poutre, empêchent la gaine de sortir de la poutre lors du tirage des câbles. Les câbles à leur sortie de la poutre 96 sont dirigés vers leur fixation à l'appui 4 par des poulies 143. Comme pour l'autocontrainte longitudinale, un dispositif électromagnétique analogue à celui représenté en fig. 8 ou 10 peut contribuer également au serrage des frettes par rotation, cette fois, des tambours 123 à 128 fig. 42, au lieu de la rotation de l'écrou 7 prévue en fig. 8.

Après description des divers dispositifs de régulation de l'autocontrainte, il est présenté dans la suite quelques modes de réalisation en alliages métalliques spéciaux précontraints et munis de dispositifs selon l'invention assurant l'autocontrainte variable.

La fig. 51 montre un pont-tunnel en alliage d'aluminium autocontraint par câbles d'acier 150. Fig. 52, on voit l'un des divers tronçons 149 constituant le pont. Ces tronçons 149 sont assemblés par boulonnage 151, et les câbles de précontrainte 150 sont raboutés, à la jonction des tronçons 149, par écrou commun 153 et mis en tension apres assemblage fig. 53. Les câbles 150 sont sous gaine lubrifiée avec arrêt de gaine 144 en bout. Ce pont est destiné au trafic ferroviaire et routier, mais peut également affecter la forme bicylindrique adoptée figure 54, et être conçu pour trains-fusée à réaction "guidés" latéralement par patins sur coussins d'air comprimé 154. Dans ce cas, chacun des deux cylindres juxtaposés est constitué par deux coques moulées 156 et 157, boulonnées entre elles en 158.La coque inférieure 157 contient des câbles d'autocontrainte 159 en acier à très haute résistance. Les câbles 150 et 159 sont maintenus sous tension variable selon l'addition, par les écrous de raboutage 153 associés à des vérins électroniques commandés, eux-mêmes, par les jauges de déformation électriques 164. Un autre exemple de mode de réalisation d'élément autocontraint selon l'invention est la piece de mécanique 160 figure 55 en fonte d'aluminium, par exemple, et autocontrainte par câbles ou tiges 161 à 163 tendus par un vérin électronique miniature intégré dans l'écrou de serrage (7), lui-même, l'écrou (7) étant, dans ce cas un écrou de conception sophistiquée, du genre de ceux décrits dans la suite, et non un écrou standard normalisé d'usage courant. Le vérin est commandé par la jauge de déformation 164 placée sur le câble et solidaire de l'écrou 7.La variation de tension peut être en plus ou en moins selon la position du câble et le sens de la flexion imposée, la pièce 160 étant le siège d'un mouvement complexe de va et vient rotatoire. En fig. 57 apparaît un autre mode de réalisation d'ouvrage métallique autocontraint selon l'invention. Il s'agit de la paroi mince d'un silo cylindrique 165 en tôle laminée d'alliage léger autocontraint par les câbles circulaires périphériques 166 en acier à très haute résistance et placés sous gaines lubrifiées 145. Des armatures longitudinales rectilignes 167 relient les câbles 166 entre eux. Dans ce cas, la régulation de la tension des câbles est réalisée, selon l'invention, par un bouchon spécial de réglage en acier 170 vissé dans la paroi 165, fig. 58 et contenant un capteur de pression très sensible 169 aux variations de pression consécutives à un changement d'ensilage.Ce changement~d'ensilage, apport ou retrait de matière dans le silo, provoque une variation de pression P en surface intérieure de la paroi 165 et commande le vissage ou le dévissage de l'écrou 153 de raboutage des extrémités filetées des câbles 166, augmentant ou diminuant ainsi la tension des câbles 166 et par là, produisant l'autocompression-de la paroi 165 recherchée.

Cette autocompression est variable proportionnellement à la poussée P, donc à la quantité de matière ensilée. Des jauges de dilatation 164 peuvent remplacer ou compléter les capteurs de pression 169.

La fig. 59 propose les détails d'un dispositif de régulation inclus dans le boulon de serrage du câble. Il s'agit d'un boulon autorégulateur de contraintes basé sur le principe des moteurs électriques à bobinages et constitué d'une part de la tige filetée 171 terminant le câble d'autocontrainte 172, et d'autre part de l'écrou spécial 173.

La tige 172 contient un circuit fermé à plusieurs spires 174 alimenté par une minipile 175 et isolé de la masse de la tige 172. L'écrou 173 contient également des circuits à plusieurs spires 176, circuits alimentés par une pile 177 et isolés de la masse de l'écrou 173. Une jauge de contrainte 178 mesurant la pression sur la face de l'écrou 173 au contact de l'appui 96, commande par un circuit électrique secondaire 168, la fermeture de l'interrupteur 179 du circuit 176 dès qu'apparait une augmentation de contrainte dans le câble 172, le courant circule alors dans les spires 176, qui se déplaçant pour que leurs axes coinci- dent avec l'axe des spires 174, tendent à faire tourner l'écrou 173 dont elles sont solidaires.Ce qui produit une augmentation de tension du câble 172 et donc l'autocontrainte de la pièce recherchée. Le démarrage du vissage de l'écrou 173 est assisté par un ressort adéquat 186 fixé d'un bout à l'appui 96 en "a" et de l'autre à l'écrou 173 en "b" et placé dans une rainure de l'écrou. Un autre problème étant l'introduction des circuits 174 et 176 dans la tige filetée 171 et l'écrou 173,
les fig. 59 et 60 proposent un moyen de réaliser cette introduction en plaçant les spires 174 et 176 dans des cavités 180 et 181 dessinées en pointillé et remplies, après pose des circuits isolés d'un matériau
collant ou collé, colmatant ces cavités, à moins de prévoir des bouchons
vissés remplaçables type 170 fig. 58.Ecrou 173 et tige filetée 172
seront dimensionnés suffisamment pour tenir compte de la perte de résis
tance mécanique due aux cavités ainsi qu'aux passages de fils et
rainures.

Les fig. 61 à 72 montrent trois montages différents permettant d'obtenir une régulation de l'autocontrainte en service dans des
poutres métalliques ou à base de carbone. Le dispositif de régulation
automatique sera détaillé pour chacun de ces modes de montage. Les
fig. 61 à 65 concernent le premier type de montage. Il s'agit d'une
poutre 184 en alliage léger dont la partie supérieure contient une tige
précomprimée 182 en alliage à base nickel et percée d'un filetage apparaissant sur le détail D de la fig. 62. Ce filetage reçoit un boulon de serrage 191 vissé dans la platine 197 spécialement taraudée à cet
effet. La tête du boulon 191 est actionnée par un dispositif analogue à l'un de ceux dessinés en fig. 1, 8 ou 10.Une biellette 196, fig. 63,
transmet la rotation du boulon 191 à l'écrou 192 de serrage du câble
prétendu 183 en fils d'acier à tres haute résistance. Les filetages
des pieces 191 et 192 doivent être à pas contraires car tournant dans
le même sens, la piece 191 doit, au chargement surcomprimer la tige 182
alors que la pièce 192 surtend, au contraire, le câble 183, et vise
versa au déchargement. Des tiges de scellement 193 soudées a la platine
d'about 197 entourent la tige 182et, sont elles-mêmes entourées, à faible
distance, de frettes 194 constituées selon l'invention de deux nappes
de fils hélicoldaux à pas contraires et de barres de construction recti
lignes. De même, le câble 183 est entouré d'une frette en doubles hélices
à pas contraires 188 et 189 selon l'invention et de barres de construc
tion rectilignes 190. Les hélices 188 et 189 peuvent être également
faites de câbles à tension variable, suivant l'addition, à condition
de les placer sous gaines lubrifiées. Dans ce cas, l'écrou 192, en plus
de son rôle de serrage du câble 183, peut également assurer la tension
des câbles 188 et 189 d'une manière analogue à l'écrou-tambour 140 de
la figure 45. La fig. 64 montre une élévation schématique de la poutre ~18L déformée aores precontrainte et avant chargement : on remarque la courbure, à concavité vers le bas, inverse de celle qu'imposera le futur chargement, l'alliage léger constituant la poutre 184 étant tendu en partie supérieure de la poutre et comprimé en partie inférieure.

En fig. 65, le gain de résistance due à l'autocontrainte apparaît dans le coefficient T compris entre 1 et 2. Le diagramme de contraintes 198 représente l'autocontrainte, le diagramme 199 l'effort appliqué, poids mort compris, enfin le diagramme 200 représente l'effet résultant de 198 plus 199. Le deuxième mode possible de montage pour obtenir l'autocontrainte variable est illustré par les fig. 66 à 69. Ce montage est constitué par deux plaques 201 et 202, en carbone par exemple, fig. 66 ou a < b < d et b - a = d - b. Les deux plaques 201 et 202 étant tout d'abord séparées, la plaque 201 est comprimée par les forces "c" dans son plan et appliquée au bord supérieur AB de cette plaque 201, de manière que la longueur AB = FG.La plaque 202 est, de son côté, tendue dans son plan par les forces "T" = -"C" appliquées au bord inférieur HI de cette plaque 202, de manière que la longueur HI = DE.

Les deux plaques 201 et 202 sont ensuite assemblées, pour constituer la poutre 203, à l'aide des boulons 206 et 207 à collerette 236, détail fig. 68, le point A co7ncidant avec F, B avec G, D avec H, et E avec I, comme il apparait en fig. 66 où a < f < b < e < d. Les boulons 206 et 207 ne sont filetés que de la collerette 236 à leur extrémité, détail
D fig. 70. Les boulons 206 traversent librement, avec un jeu lubrifié, les ergots 204 de la plaque 201 et vont se visser dans le filetage des ergots taraudés 205 de la plaque 202. De même, les boulons 207 traversent librement les ergots 208 de la plaque 202 et vont se visser dans les ergots taraudés 209 de la plaque 201.On supprime alors les forces "C" et "T", ce qui donne à la poutre assemblée 203 une courbure à concavité dirigée vers le bas fig. 66, et donc contraire à la courbure que provoquera le futur chargement. L'autocontrainte obtenue est indiquée par les diagrammes de la fig. 69. Sous chargement, l'extrémité de la poutre 203 tourne sur appui. On voit sur la fig. 68 qu'après cette rotation sur appui, la nouvelle position de la poutre 203, dessinée en pointillé, éloigne la partie supérieure 213 de la poutre de l'appui fixe 214. Ce qui fait pivoter l'équerre 211 articulée à la plaque 202 et retenue par la tringle 217 fixée à l'appui 214. L'équerre 211 soulève ainsi la tige 215 qui fait tourner le boulon 206 par le bras 216. Ce qui éloigne les ergots 204 et 205 l'un de l'autre, augmentant ainsi la traction en partie supérieure de la poutre 202.La rotation de l'équerre 211 abaisse alors la bielle articulée 210 qui fait tourner le boulon 207 par le bras 218. Ce qui, d'après le dessin, éloigne également les ergots 208 et 209, augmentant ainsi la compression en partie inférieure de la plaque 201. Un certain nombre de ces dispositifs à ergot et équerre est disposé le long de la poutre pour assurer l'autocontrainte variable recherchée. Le troisième mode de montage proposé pour obtenir l'autocontrainte suivant l'invention est détaillé en figures 71 et 72. Il s'agit d'une poutre en gIN 239 d'alliage léger par exemple, qui une fois montée revêt tout à fait l'apparence d'un profil composé de charpente métallique courante, mis à part le dispositif selon l'invention pour produire l'autocontrainte variable.Les semelles 221 et 222 et l'âme 223 sont tout d'abord séparées, et de dimentions initiales celles que a < b b(d d et b - a = d - comme il apparaît sur la fig. 73.

L'âme 223 subit une compression "C" sur son bord supérieur FG et également une traction "T" = - "C" sur son bord inférieur HI de maniere que FG = AB et HI = DE. Les trois éléments 221, 222 et 223 sont alors assemblés par des boulons supérieurs 224 à collerette 236, traversant librement, avec jeu, les ergots 225 de la semelle 221 et vissés dans les ergots 226 taraudés comme des écrous et solidaires de l'âme 223.

Les trois éléments 221, 222 et 223 sont également assemblés par les boulons inférieurs 227 à collerette 236 traversant librement, avec jeu lubrifié, les ergots 228 de la semelle 222 et vissés dans les ergots 229 taraudés comme des écrous et solidaires de l'âme 223. Tous ces boulons ne sont filetés seulement que de la collerette 236 à leur extrémité. L'assemblage de l'âme 223 et des semelles 221 et 222 est réalisé de façon que A coTncide avec F, B avec G, D avec H et E avec I, fig. 73, où l'on constate que a < f < b < e < d, ce qui donne à la poutre 239 après montage et avant chargement, une courbure à concavité dirigée vers le bas, fig. 73? et donc contraire à celle que provoquera le futur chargement.Sous chargement, l'extrémité de la poutre tourne sur appui, selon pointillé fig. 72, ce qui éloigne l'extrémité de la semelle 221 de l'appui fixe 230 et fait pivoter l'équerre supérieure 231 articulée en 237 à la semelle 221 et retenue par la tringle 232 fixée à l'appui 230. L'équerre 231 abaisse ainsi la tige 233 qui fait tourner la tête du boulon 224 par le bras 234 qui lui est solidaire. Ce qui rapproche les deux ergots 225 et 226 l'un de l'autre, augmentant ainsi la traction dans la semelle 221. De l'autre côté de l'âme, il est à prévoir un dispositif analogue mais pas symétrique par rapport au plan de l'âme, car le bras homologue du bras 234 devra monter au lieu de descendre pour un vissage de même sens des boulons, ce qui est obtenu en plaçant l'équerre dans l'autre sens.L'abaissement de la tige 234 fait tourner également le boulon 227 par l'intermédiaire de la bielle articulée 235 et du bras 238 solidaire du boulon 227. Le boulon 227 tourne en sens contraire du boulon 224, ce qui d'après le dessin, éloigne les deux ergots 228 et 229 l'un de l'autre augmentant ainsi la compression dans la semelle 222. De plus, il existe le long de la poutre une suite d'un certain nombre de ces dispositifs à équerre et ergot selon l'invention pour bien assurer l'autocontrainte variable recherchée. Il résulte des tractions et compressions complémentaires obtenues dans les- semelles une augmentation du moment résistant proportionnelle à la rotation sur appui de la poutre sous chargement, donc proportionnelle à ce dernier.

Donc, la résistance de la poutre est bien ajustée au chargement imposé, but essentiel de la présente invention, sous condition toutefois de ne pas dépasser le domaine élastique pour éviter impérativement le cumul des contraintes résiduelles sous chargements répétitifs.

Des simplifications possibles du dispositif selon l'invention sont représentées par les fig. 78 à 81. Fig. 78, l'équerre 5 utilisée jusqu'ici est remplacée par un système à poulies 261 à 263. Une barre indéformable 264 est fixée aux appuis 265 de la poutre 1 et longe le flanc 266 de la poutre 1 sans le toucher. La barre 264 supporte la poulie 261, les poulies 262 et 263 étant respectivement fixées aux angles extrêmes inférieur et supérieur de la poutre 1. Un câble souple 267 passant sur les poulies 261 et 263 est fixé d'une part à l'extrémité 268 du bras 6 solidaire de l'écrou 7, et d'autre part au point médian inférieur 270 de la poutre 1. Un second câble souple 269 passant sur les poulies 261 et 262 est fixé à l'extrémité 268 du bras 6 ainsi qu'au point médian supérieur 271 de la poutre 1. On vi̲t-dsapres les flèches sur les fig. 78 et 79tique la flexion vers le bas de la poutre 1 entraîne bien le vissage de l'écrou de serrage 7, augmentant ainsi la tension du câble 2 d'autocontrainte de la poutre 1. Un autre avantage de ce système réside dans le fait que la flèche verticale "f" est le plus souvent beaucoup plus important que le déplacement quasi horizontal "a" ce qui peut éviter l'emploi d'amplificateurs de déplacement pour le vissage de l'écrou. Fig. 80, le dispositif avec équerre 5 est rendu indépendant du nu d'appui 4 grâce à une barre rigide 272 remplaçant la tige 3 de la figure 1. La barre 272 est articulée d'un côté à l'équerre 5 et de l'autre à un ergot 273 dépassant du milieu de la poutre 1.La flexion de lapoutre 1 entraîne le déplacement "a b" du sommet de l'angle droit de l'équerre 5 ce qui, d'après les fig. 80 et 81 produit l'abaissement "Cd" de l'extrémité du bras 6 et donc le vissage de l'écrou 7.

Avant la fin de cette description, et pour éviter toute erreur d'interprétation des dessins, il faut bien préciser que la plupart des écrous mobiles de vissage du dispositif selon l'invention ont été dessinés comme des "écrous 6 pans" standards de l'industrie pour des raisons de clarté des figures, mais qu'ils peuvent en réalité revêtir un tout autre aspect, l'essentiel restant de savoir qu'ils sont filetés et jouent le même rôle de serrage qu'un écrou classique du commerce.De même, les ancrages fixes d'extrémité de câbles de la précontrainte classique ont été peu représentés par souci de simplification des dessins et surtout parce qu'ils ne font pas partie de la présente invention, mais il est bien certain que, dans le cas du béton par exemple, des ancrages et des plaques d'about sont indispensables et coexistent avec les écrous selon l'invention, en particulier dès l'instant qu'une précontrainte constante classique est associée à l'autocontrainte variable objet de l'invention.Le mode d'ancrage des câbles n'étant pas revendiqué dans la présente addition, n'est donc jamais décrit en détail mais seulement vaguement esquissé pour les besoins du dessin, toutefois le mécanisme intime de tirage variable du câble 2 par vissage automatique en service de l'écrou 7 sur l'attache du câble est schématisé en fig. 82 où apparaît en coupe un cône d'ancrage femelle 274 terminé par un filetage 275 recevant l'écrou 7. Ce cône 274 peut coulisser, un peu comme un piston, à l'intérieur lubrifié d'un cylindre métallique 276 fixé en surface de la pièce 1. On voit, ainsi, comment la rotation de l'écrou 7 peut, par vissage ou dévissage des filets 275, faire avancer ou reculer le cône 274 lequel tire ou relâche le câble 2 qui s'y trouve fixé, d'où la variation de tension du câble 2 spécifiquement recherchée par la présente invention..On voit également que le cône 274 ne peut reculer plus en arrière que la rondelle 277 placée au fond du cylindre 276, ce qui peut garantir, selon réglage, une tension minimale de sécurité en cas de dévissage intempestif de l'écrou 7.

Cette tension minimale peut d'ailleurs être la précontrainte classique d'origine prévue pour la pièce, le jeu variable d fournissant le complément de tension désiré suivant "pointes" de chargement, selon l'invention. Le déplacement du cône 274 peut également être commandé, non seulement par l'écrou 7, mais aussi par un système de mise en pression du jeu "d" en face arrière du cône 274 et poussant ce dernier vers l'avant, comme un véritable piston cette fois, pour atteindre de suite une tension extrême de sécurité du câble 2 si nécessaire, en cas de risque exceptionnel. Dans ce cas, et s'il y a lieu, la rondelle de sécurité 14, fig. 4 à 7, peut si elle est prévue, descendre et maintenir l'écrou 7 en position de sécurité jusqu'à intervention manuelle.

Un exemple d'ouvrage particulièrement complexe, utilisant divers modes de réalisation des dispositifs objets de l'invention, est illustré par les fig. 74 et 75 où l'on voit l'élévation schématique et la coupe transversale d'un pont métallique curviligne traversant le Pas de Calais sur trois piles en mer seulement. Les très grandes portées entre appuis de 8,750 km encore inégalées à ce jour, sont atteintes grâce à la combinaison de plusieurs mesures d'amélioration du rapport robustesse-poids décrites ci-après : la première mesure est l'emploi pour toute la structure d'un matériau nouveau. Il s'agit d'un alliage métallique allégé par microbulles gazeuses réparties, métal qui devra faire l'objet de recherches approfondies pour tests de résistance et procédés de fabrication.La deuxième mesure réside dans le fait que ce nouveau métal sera armé et également précontraint par câbles, fils ou tiges type armatures à béton, afin d'améliorer encore sa capacité de résistance. La troisième mesure réside dans l'utilisation, dans ce nouveau métal, de frettes hélicoldales à pas contraires et tension variable, entourant armatures et câbles de précontraintes pour améliorer la contribution de ce métal à la résistance globale de la pièce à la fatigue.Une quatrième mesure est l'adjonction au système de précontrainte précitée de dispositifs selon l'addition pour réaliser une régulation de l'autocontrainte basée, à la fois sur l'amplitude des rotations aux articulations d'appui, la mesure de la pression moyenne maximale des sections et de la tension des câbles et armatures incorporés, ménageant ainsi la capacité de résistance des matériaux, tout en limitant le flambage des parties comprimées. Une cinquième mesure, inspirée de la précédente addition, est la forme exclusivement curviligne adoptée pour tous les éléments de la structure autorisant d'assez grandes déformations élastiques, d'origine statique, constructive ou climatique avec un minimum de fatigue résiduelle.La sixième et dernière mesure, inspirée également de la précédente addiction, est l'aménagement, dans l'âme de la structure, de grands réservoirs à vide partiel mobilisant la poussée aérostatique vers le haut, pour contribuer à l'allégement de l'ouvrage en charge.

La structure de ce pont est constituée d'un tablier 251 à usage routier supporté par 21 arcs tubulaires 240 à 245, articulés aux appuis. Les tubes 240, 242 et 244 sont réservés à la circulation d'un convoi spécial 219 à réaction guidé sur coussins d'air 249. Les tubes 241, 243 et 245 sont le siège d'un vide partiel ainsi que les grands réservoirs 246 et 247 ménagés à l'intérieur des arcs circulaires 257 et 258, constituant l'âme de la structure, comme cela apparaît en fig. 75. Des trajets directs Paris-Londres ultra-rapides sont à étudier, grâce à une traction électrique classique équipant les convois en sus du réacteur et la présence des roues à boudins 248 fig. 76, encastrées sous la caisse des wagons, permettant le passage direct à la voie normale SNCF sans arrêt à la sortie du pont.Le ralentissement indispensable du convoi à réaction avant le point d'accès sur circuit SNCF, ainsi que lesinévitables et importantes variations de courbures au droit des culées 259 et surtout des piles intermédiaires 260, ont conduit à l'étude d'un système de récupération de l'énergie de freinage, schématisé en fig. 77, et consistant en un circuit fluide 250 reliant la turbine 252 de la tuyère de propulsion 253 aux roues à aubes 254 et aux roues motrices 248 par l'intermédiaire d'un jeu de pignons 255 et 256 et d'un embrayage souple manuel, semi-automatique ou encore téléprogrammé. Ce qui permet freinages nuancés ou puissants, et reprises immédiates ou progressive, c'est-à-dire un contrôle très précis de la traction fournissant cette gestion fine de la conduite indispensable aux engins à très grande vitesse. Ce circuit "embarqué", monté sur la motrice est, d'ailleurs, manifestement inspiré des circuits de régulation de vitesse proposés dans la précédente addition, ces derniers étant, toutefois conçus pour équiper uniquement des installations fixes.

On ne construit pas un immense ouvrage, comme ce pont France
Angleterre, pour seulement une décennie, et cela principalement en période de crise mondiale, alors que l'économie devient plus que jamais d'actualité. il faudra "faire durer" les équipements de toutes natures.

La durabilité des grands ouvrages est donc essentielle de nos jours, et toute disposition tendant à augmenter cette durée d'utilisation s'avère primordiale : l'objet du dispositif selon la présente addition est précisément de contribuer à la durabilité des constructions, ou à défaut, d'ouvrir la voie dans cette direction qui peut être stimulante et fructueuse pour toute la technologie moderne. On dit souvent que le besoin est source de découverte, or le monde d'aujourd'hui se trouve justement dans cette situation difficile, mais propice au progrès.De plus, la sauvegarde des vies humaines et la protection des biens, exigent une sécurité renforcée, s'agissant de grands ouvrages pour lesquels une défaillance technique entraînerait une véritable catastrophe, d'autant que des impératifs économiques encouragent actuellement les concepteurs à dimensionner les ouvrages au plus juste, en limitant les marges de sécurité. Il s'ensuit, qu'en plus des vérifications périodiques d'usage courant, un dispositif de gestion automatique contrôlant et ménageant les potentialités de résistance de l'ouvrage paraît très utile : le dispositif selon l'invention peut, parmi d'autres, remplir cette fonction, après étude technologique approfondie et mise au point expérimentale suffisante, toutefois.L'intérêt de ce pont serait non seulement d'ordre économique, mais aussi humanitaire car sa construction fournirait de nombreux emplois à des regions durement éprouvées par le manque d'activité.

Par ailleurs, lorsqu'on songe au béton précontraint, on est admiratif devant les performances atteintes par cette technique par rapport aux modestes réalisations du béton armé de naguère. Mais on peut se demander quelles seraient, alors, ces performances si l'on remplaçait le béton précontraint par un alliage léger précontraint.Par exemple, les bretelles d'autoroute enjambant la Marne entre le pont de Charenton et celui de Maisons-Alfort par caissons préfabriqués jointifs en béton sont de très belles constructions, mais atteindraient certainement une élégance incomparable si elles avaient été réalisées en alliage d'aluminium, grâce au dispositif selon l'invention. En effet, en construction métallique le plus contraignant est souvent la condition d'instabilité par flambage de compression ou le déversement de flexion, d'ou une limitation importante des possibilités de précontrainte avant chargement.Or, le dispositif selon l'addition élimine cet inconvénient puisque l'autocontrainte ne peut exister qu'en présence des contraintes de chargement opposées qui l'atténuent ou la suppriment, donc l'effet dangereux de la compression maximale de flambage n'existe plus. Ainsi, ce dispositif permet, en évitant le flambage, d'appliquer la précontrainte à des matériaux bien plus performants que le béton.

Le dispositif objet de la présente invention peut également trouver une application particulièrement intéressante dans la construction de structures à haut quotient robustesse-densité, pouvant avoir à absorber des efforts très grands mais de courte durée, comme par exemple les voiles rigides de marine, la toute nouvelle voile-tambour, un mât ou une coque de bateau de compétition, une cheminée d'usine, un phare côtier, certains éléments d'une plateforme en mer. Dans ce cas, le dispositif permet de mobiliser une très grande force d'auto contrainte pour équiliber ce genre d'effort et d'annuler cette autocontrainte à la disparition de l'effort, pour éviter les effets de fatigue de fluage et de flambage.De même, les installations nucléaires, stratégiques ou sanitaires peuvent avoir à résister à des chocs exceptionnels en provenance de séismes, attentats ou faits de guerre. Dans ce cas, l'intervention préréglée d'une ressource de résistance exceptionnellement élevée par majoration immédiate de la tension des câbles proportionnel le à l'importance du choc pourrait peut-être permettre d'éviter le pire. Cette autocontrainte extrême de sécurité ne saurait par contre être maintenue après le choc, d'où l'intérêt du dispositif qui la supprime dès qu'elle n'est plus utile.

Le dispositif objet de l'invention n'a d'utilité que pour des surcharges variables non négligeables par rapport au poids mort de l'ouvrage. C'est le cas pour le pont France-Angleterre proposé, avec ses 9 trains à grande vitesse et son intense trafic routier possible au regard du poids de sa structure défalqué de la poussée aérostatique.

C'est le cas également des surcharges climatiques en façades et couvertures des bâtiments d'habitation. L'addition précédente proposait déjà des applications au domaine des grandes façades légères et des couvertures en verrieres à très grande portée : le dispositif suivant la présente addition devrait permettre d'atteindre des portées encore plus grandes en autorisant une résistance accrue mais sous surcharge seulement, les flèches ne limitant pas la portée puisqu'il s'agit d'éléments strictement curvilignes et donc peu fléchis élastiquement. Ainsi les grandes surfaces couvertes permettraient la construction de capteurs solaires géants alternant avec des vitrages pour couvrir de grands espaces libres, dégagés de tout appui intérieurS comme un stade olympique par exemple, équilibrant par le poids de ses gradins, les tractions périphériques d'attache de cette vaste couverture.Les grandes surfaces couvertes devraient également s'appliquer à la construction de grands radiotélescopes pour-observatoires d'astrophysique. Toujours dans le même domaine d'application, les ponts industriels comme les ponts roulants d'usine, d'entrepôt ou portuaires qui n'ont pas de très grande portée mais supportent, par contre, de très lourds chargements mobiles offrent également de multiples possibilités d'application de la régulation de l'autocontrainte puisqu'il s'agit, là encore, d'un cas typique de surcharge intense et très variable, sans exclure les effets de chocs inévitables lors des manutentions de matériels lourds ou produits pondéreux.

Comme il a déjà été remarqué, l'application de la précontrainte aux pièces de mécanique n'est pas d'usage actuellement.

Cependant, des pièces pour engins de compétition, hautement sollicitées par des contraintes alternées, répétitives à très grande fréquence et pendant longtemps, nécessitent l'emploi de matériaux de rapport endurance-poids élevé. Combien de courses ou de rallyes sont perdus par des pilotes valeureux pour cause de défaillance mécanique. Des pièces en alliages spéciaux munies de câbles d'autocontraintes et commandées par un dispositif selon l'invention devraient permettre d'atteindre, sans sensible augmentation de poids, une robustesse accrue et peut-être la victoire, ou au moins permettre une réparation immédiate limitant le temps perdu au profit du classement à l'arrivée, les câbles étant seuls à changer dans les pièces intactes, car ce sont eux qui supportent en traction les pointes d'efforts.

Un autre type d'application concerne la sécurité incendie.

En effet, on peut imaginer un étalonnage du dispositif de régulation selon l'invention, tel que ce dernier n'interviendrait qu'à partir d'une certaine déformation estimée comme dommageable pour la structure et pour laquelle se déclencherait un supplément de tension suffisant destiné à maintenir la structure dans un état de contrainte suffisant pour équilibrer encore les sollicitations, ce qui sera possible s'il subsiste un palier de ductilité de l'acier. En effet, en début d'incendie,
l'élévation de température entraîne un abaissement des caractéristiques de résistance mécanique des matériaux et, en particulier, une chute du module élastique qui a pour effet d'exagérer les déformations de
la structure avant effondrement. Or, le fonctionnement du dispositif est proportionnel à la déformation.Donc, cet excédent de déformation résultant de l'incendie déclenchera le dispositif selon l'invention, fournissant ainsi une autocontrainte de sécurité capable, ajoutée au reliquat de résistance de la structure, d'éviter l'effondrement complet de celle-ci avant l'arrivée des secours. Cette autocontrainte limite de sécurité pourra également et pour les mêmes raisons de déformations intempestives, être appliquée aux cas déjà cités de vieillissement, fatigue, ébranlements divers ou chocs extrêmes, mais il s'agit, cette fois, de déformations permanentes et non plus élastiques, donc d'une autocontrainte timwite quTlEL fudra peut-être annuler manuellement si
la structure sinistrée peut être récupérée et remise en service après
renforcement.Pour le cas des séismes, par exemple, on a constaté que
sous l'effet vibratoire d'ébranlement, les poutres périssent souvent par destruction des noeuds d'appui à leurs deux extrémités, et il s'ensuit un excès de déformation inhabituel de la poutre qui pourra déclencher, grâce au dispositif de sécurité suivant l'invention équipant par exemple cette poutre, une autocontrainte fournissant une
résistance limite exceptionnelle pour éviter, peut-être les fractionnements par blocs si meurtriers dans les cas d'effondrements d'immeubles en béton. En ce qui concerne le comportement du béton précontraint classique en cas d'incendie ou de séisme, on sait que son degré de résistance est moins élevé que pour le béton armé non précontraint, du fait de possibilités d'adaptation plus limitées en cas de perte de précontrainte par allongement intempestif et excessif des câbles.C'est pourquoi une surtension d'appoint, apportée par le dispositif objet de
l'invention, fournissant un serrage supplémentaire de sécurité, pourra
peut-être permettre au câble de jouer encore son rôle d'autocontrainte en gagnant un nouveau palier de ductilibé, s'il en reste un, toutefois.

Le brevet principal traitait de dispositifs antifissures
pour béton armé. Dans la présente addition, le dispositif de régulation
peut également avoir une application comme moyen de lutte contre la
fissuration, et cela pour deux raisons. Tout d'abord, parce que, suivant
son principe d'intervention proportionnelle au chargement, l'application de l'autocontrainte longitudinale évite la présence de la précontrainte seule, souvent cause de fissuration en partie supérieure de la poutre dès construction ou après déchargement important et brutal.La deuxième raison en est que l'intervention de la précontrainte transversale, cette fois, simultanément à l'application du chargement maximal devrait pouvoir répartir suffisamment le long de l'acier tendu les effets de traction dans le béton et par là, éviter ou limiter la fissuration et sinon "coudre", au moins, les fissures en empêchant leurs Ivres de s'ouvrir grâce à la présence de frettes hélicoldales à tension variable selon l'addition entourant les aciers inférieurs tendus. On voit donc qu'appui qué en partie haute comme en partie basse des poutres en béton, le dispositif objet de la présente invention peut offrir un certain intérêt.

En effet, il faut rappeler que si la fissuration du béton est souvent inévitable, l'avantage de fissures peu ouvertes est triple : car non seulement on limite la déformation, mais on limite aussi l'oxydation de l'acier tendu tout en soulageant ce dernier par une plus grande participation du béton tendu. Pour des poutrès très longues, à surcharges très mobiles et très variables, supportant par exemple un trafic intense ferroviaire ou routier, on pourrait même envisager un système automatique localisant l'autocontrainte aux seules zones très sollicitées de la poutre, et évitant les parties moins sollicitées. Ce qui est possible avec le dispositif objet de la présente invention, puisqu'il proportionne l'intensité de l'autocontrainte aux contraintes subies.

L'autocontrainte pourrait ainsi être modulée tout le long de la poutre en fonction des moments existant en chaque section, donc une gestion spatiale, et non plus seulement temporelle des contraintes résultantes, système sophistiqué réservé aux éléments très importants et très sollicités dynamiquement, comme les poutres de pont par exemple. Tout cela va bien dans le sens d'une recherche systématique pour ménager la résistance et la durée des constructions.

Par ailleurs, chaque fois que l'économie est recherchée, l'autocontrainte transversale variable sera d'une application rentable, aussi bien en partie supérieure qu'en partie inférieure de la poutre.

En effet, la première augmente la capacité de compression longitudinale par frettage du béton et la seconde augmente la capacité traction par participation du béton tendu comme déjà mentionné, donc une augmentation du couple résistant. Cette augmentation du potentiel résistant fournit, suivant l'importance et la destination de l'ouvrage, les possibilités d'un choix nuancé entre économie immédiate à la construction par réduction de matériaux, ou bien économie à long terme fondée sur la durabilité et la fiabilité, par le biais du dispositif objet de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Elément de construction (1) armé de câbles(2) ou comprenant des tiges élastiques tendues, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen automatique pour faire varier la tension des câbles (2) ou tiges suivant chargement imposé.

2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles longitudinaux (2) de la poutre (1) est une équerre (5), reliée par articulations à l'écrou (7) par le bras (6), ainsi qu'à la poutre (1) et à la tige (3) fixée dans l'appui (4).

3. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles (2) de la poutre (1) ou du tirant (24) est un écrou en forme d'engrenage conique (50) en prise perpendiculairement avec un second engrenage conique (49) d'axe fixé à la structure (1) ou (24) et solidaire d'un engrenage cylindrique actionné par la crémaillère de la tringle coulissante (48) fixée à l'appui (4) de la poutre (1) ou encore à l'autre extrémité (32) du tirant (24).

4. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles longitudinaux (2) de la poutre (1) est un barreau magnétique mobile (22) relié à l'écrou (7) par le bras (6) et entouré d'un bobinage électrique (23) solidaire de la poutre (1) et alimenté par un circuit comprenant le générateur (21) ainsi que la tige télescopique (20).

5. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles longitudinaux (25) du tirant (24) est une équerre (34) reliée par articulations au tirant (24), à la tringle (31).fixée à l'autre extrémité (32) du tirant (24) et aussi au bras (36) solidaire de l'écrou (26).

6. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles longitudinaux (25) du tirant (24) est un barreau magnétique mobile (54) relié à l'écrou (55) par le bras (56) et entouré par un bobinage électrique (53) solidaire du tirant (24) et alimenté par un circuit (51) comprenant un générateur (52) et le câble (25) électriquement isolé.

7. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension du boulon de charpente (74) est une équerre(68)reliée par articulations à la platine (69), à l'écrou (73) par le bras (71) ainsi qu'à la tige (67) fixée à la semelle (81) du poteau support.

8. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension du boulon de charpente (74) est un barreau magnétique mobile (80) relié à l'écrou (73) par le bras (82) et entouré d'un bobinage électrique (79) fixé à la platine (69) et alimenté par un-circuit comprenant un générateur (78) ainsi qu'une tige télescopique (76).

9. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des frettes transversales en spires (95) (105) et (107) de la poutre (96) est un dispositif constitué de deux barres horizontales (104) à section biaises fixées le long des deux flancs de la poutre (96) et sur lesquelles glissent deux barrettes horizontales (101) à section biaise également, maintenues distantes l'une de l'autre par les ressorts (102) et rapprochées par la tension des câbles souples (99) ou (110) et (112), fixés à l'extrémité inférieure (94) de la poutre (96) ou à l'appui (114) en 'a*, et sous-tendus par les poulies (100) ou (111).

10. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de produire et faire varier la tension des frettes hélicoldales à pas contraires (115) à (118) de la poutre (96) est un tambour rotatif (123) solidaire d'un bras (130) articulé à une équerre (131) reliée par articulations à la poutre (96) ainsi qu'à la tige (132) elle-même fixée à l'appui (133).

11. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen deproduire et faire varier la tension des frettes hélicoîdales (115) à (118) de la poutre (96) est constitué par les tambours rotatifs (123) (125) et (126), solidarisés par les bielles (134) et (136) et les bras (135) et (130), lequel bras (130) est articulé par la tige 113 à l'extrémité de l'équerre (131) articulée ellemême à la poutre (96) et reliée également à l'appui (133) par la tige (132).

12. Elément de construction suivant chacune des revendications 2, 4 et 9, caractérisé en ce que le moyen de faire varier ensemble la tension du câble parabolique longitudinal (136) et la tension des frettes hélicoîdales transversales (115) (116) (137) et (138) de la poutre (96), est un seul écrou-tambour rotatif (140) relié à une équerre (5) selon revendication 2, ou encore à un barreau magnétique (22) selon revendication 4.

13. Elément de construction selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles (161) à (163) de la pièce de mécanique (160) est une jauge électrique de dilatation (164), montée sur les câbles (161) à (163) ou en parallèle, reliée par un circuit électrique à un vérin électronique miniaturisé, intégré à l'intérieur de l'écrou (7) de serrage des câbles (161) à (163), ces câbles étant sous gaines lubrifiées (145) ou glissant dans des canaux de tirage (195) ménagés à l'intérieur de la pièce (160), sont prévus pour être facilement accessibles et remplaçables ou réparables, la pièce (160) restant intacte et inchangée.

14. Elément de construction selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension des câbles (166) armant la paroi (165) d'un silo est un bouchon étanche vissé dans la paroi (165) et débouchant en face interne de cette paroi par un capteur de pression (169) commandant électriquement le vissage des écrous (153) de raccordement des câbles (166).

15. Elément de construction selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension du câble (172) est un moteur électrique miniature incorporé au boulon et comprenant des bobinages (176) disposés en étoile à l'intérieur de l'écrou (173) et alimentés par micropiles (177) et un bobinage (174) alimenté par micropile (175) et placé à l'intérieur de l'extrémité filetée (171) du câble (172), le passage du courant entraînant la rotation de l'écrou (173) peut être commandé soit par l'interrupteur (179) actionné par le capteur de pression (178) soit par un interrupteur actionné par une jauge de dilatation montée sur le câble (172).

16. Elément de construction suivant chacune des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le moyen de faire varier simultanément la tension du câble (183) et des frettes hélicoîdales à pas contraires (188) et (189), ainsi que la compression de la tige (182) de la poutre (184) est un boulon (191), vissé dans la platine (197) ainsi qu'à la tige (182), et dont la tête est reliée à-un dispositif de régulation automatisé selon revendications 2 à 4 et articulée également à une

biellette (196) articulée elle-même à l'écrou-tambour (192) vissé en

bout du câble (183) et relié également aux frettes (188) et (189), les

filetages de l'écrou (192) et du boulon (191) étant à pas contraires.

17. Elément de construction suivant chacune des revendications

2 à 4, caractérisé en ce que le moyen de faire varier simultanément

la tension d'origine en partie haute et la compression d'origine en partie basse de la poutre constituée de deux plaques verticales (201) et (202) moisées par boulons (206) et (207) à vissage variable, est

une suite d'équerres supérieures (211) articulées en (237) à la plaque

(201) et reliées d'une part à une tringle (217) fixée à l'appui (214) et d'autre part aux boulons (206) et (207) par les tiges (215) et (210) articulées aux bras (216) et (218) des boulons respectifs (206) et (207), chacune des deux plaques (201) et (202) étant préalablement fléchies séparément par compression supérieure pour la plaque (201) et traction

inférieure pour la plaque (202) avant assemblage des deux plaques.

18. Elément de construction suivant chacune des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le moyen de faire varier simultanément la tension préétablie dans la semelle supérieure (221) et la compression préétablie dans la semelle inférieure (222) de la poutre en "I"(239) d'âme (223) est un ensemble d' d'équerres supérieures (231) disposées le long de la poutre et articulées en (237) au bord de la semelle (221) ainsi qu'à une tringlehorizontale (232) fixées à l'appui (230), les boulons (224) et (227) à collerette (236) assemblent les semelles (221) et (222) à l'âme (223) par des ergots (225) (226) (228) et (229), et

leurs têtes sont reliées aux équerres (231) par des bras (234) et (238) et des tiges articulées (233) et (235), l'âme (223) étant préalablement contrefléchie avant assemblage, comprime la semelle inférieure (222) et tend la semelle supérieure (221) après assemblage (239).

19. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier spontanément la tension maximale d'une pièce sollicitée par un effort extérieur extrême et exceptionnel est un dispositif de sécurité préréglé sur cet effort pour déclencher automatiquement dès son apparition un supplément de résistance proportionnel à l'effort supporté.

20. Elément de construction selon chacune des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le moyen destiné à créer un état de contraintes et permettre sa variation suivant chargement est utilisé sur matériaux à base de carbone, métaux allégés par microbulles gazeuses réparties et poches à vide partiel localisées, ou encore tout autre matériau nouveau de rapport résistance-masse au moins équivalent, ces matériaux étant armés de câbles ou tiges à très haute résistance.

21. Elément de construction selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (3) est remplacée par la barre (272) fixée par articulation au milieu (273) de la poutre (1).

22. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de faire varier la tension du câble (2) est un système de poulies (261) à (263) et câbles souples (267) et (269) fixés en (270) et (271) à mi-longueur de la poutre (1), ainsi qu'à l'extrémité (268) du bras (6) de l'écrou de serrage (7).