FR2867529A1 - A steel connection member - to construct a square steel structure with high quake-resistance - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE JONCTION D'ÉLÉMENTS EN ACIER EN FORME DE LDEVICE FOR JOINING L-SHAPED STEEL ELEMENTS
La présente invention porte sur un dispositif de jonction et, plus particulièrement, sur un dispositif de jonction pour réunir des éléments en acier en forme de L afin de renforcer la résistance aux chocs de ces éléments. The present invention relates to a junction device and, more particularly, to a junction device for joining L-shaped steel elements in order to enhance the impact resistance of these elements.
Actuellement, les techniques courantes utilisées dans les sites de construction mettent en jeu du béton renforcé (BR) et du béton renforcé par de l'acier (BRA). Chaque technique a ses propres avantages et inconvénients, selon les facteurs considérés. Malgré les avantages et les inconvénients entre les deux techniques, des bâtiments à hauteur élevée sont normalement érigés avec la technique BRA et des bâtiments ayant des hauteurs inférieures sont érigés avec la technique BR. Currently, common techniques used in construction sites involve Reinforced Concrete (BR) and Steel Reinforced Concrete (BRA). Each technique has its own advantages and disadvantages, depending on the factors considered. Despite the advantages and disadvantages between the two techniques, high-rise buildings are normally erected using the BRA technique and buildings with lower heights are erected using the BR technique.
Dans une construction BRA, il est noté que, lorsque deux éléments de poutre (colonne) en forme de L sont réunis, par exemple lorsque deux éléments sont connectés horizontalement l'un à l'autre, des boulons s'étendent à travers une plaque de connexion en acier et dans les ailes de chacun des deux éléments de poutre. Par la suite, une soudure est effectuée pour fixer de façon permanente l'engagement entre les deux éléments de poutre en forme de L. En outre, lorsqu'une poutre est connectée à une colonne, par exemple lorsque deux éléments sont connectés verticalement l'un à l'autre, des boulons sont tout d'abord utilisés pour fixer les deux éléments en forme de L, puis une soudure est effectuée pour fixer de façon permanente l'engagement entre les deux éléments en forme de L. Bien que dans une construction BRA ou BR, les éléments en forme de L fournissent une résistance aux chocs légère mais durable, les parties d'aile des éléments en forme de L ne peuvent pas fournir une résistance suffisante de telle sorte qu'une déformation et une rupture peuvent facilement se produire pour les éléments en forme de L réunis lorsqu'un choc se produit sur la structure. In a BRA construction, it is noted that when two L-shaped beam elements (column) are joined, for example when two elements are connected horizontally to each other, bolts extend across a plate steel connection and in the wings of each of the two beam elements. Subsequently, a weld is performed to permanently fix the engagement between the two L-shaped beam members. In addition, when a beam is connected to a column, for example when two elements are vertically connected to each other. bolts are first used to fix the two L-shaped elements, then a weld is made to permanently fix the engagement between the two L-shaped elements. BRA or BR construction, the L-shaped elements provide a light but durable impact resistance, the wing parts of the L-shaped elements can not provide sufficient strength so that deformation and breakage can easily occur for L-shaped elements joined together when an impact occurs on the structure.
Pour surmonter l'inconvénient, une structure de liaison différente est développée, dans laquelle quatre plaques en acier en forme de L sont utilisées pour former un carré. Cependant, en raison de la limitation de la longueur dans la fabrication de la plaque d'acier en forme de L, un dispositif de jonction est encore requis pour atteindre la longueur désirée, en particulier lorsqu'une poutre ou une colonne d'une structure doit être construite. En raison du manque d'un dispositif de jonction approprié pour une connexion des plaques en acier en forme de L, la résistance aux chocs d'une telle structure est faible. Ainsi, la plupart des structures courantes appliquent encore les éléments en forme de L. Cependant, l'inconvénient précité des éléments en forme de L est un inconvénient majeur pour une telle technique. To overcome the disadvantage, a different bonding structure is developed in which four L-shaped steel plates are used to form a square. However, due to the limitation of the length in the manufacture of the L-shaped steel plate, a junction device is still required to achieve the desired length, particularly when a beam or column of a structure must be built. Due to the lack of a suitable junction device for a connection of the L-shaped steel plates, the impact resistance of such a structure is low. Thus, most of the current structures still apply the L-shaped elements. However, the aforementioned disadvantage of the L-shaped elements is a major disadvantage for such a technique.
Pour surmonter les inconvénients, la présente invention vise à proposer un dispositif de jonction perfectionné pour réunir des éléments en forme de L afin de diminuer les problèmes mentionnés ci-dessus. To overcome the disadvantages, the present invention aims to provide an improved joining device for joining L-shaped elements to reduce the problems mentioned above.
L'objectif principal de la présente invention est de proposer un dispositif de jonction perfectionné pour réunir deux éléments en forme de L de façon à améliorer la résistance aux chocs des deux éléments en forme de L réunis. The main object of the present invention is to provide an improved splicing device for joining two L-shaped members so as to improve the impact resistance of the two L-shaped elements joined together.
La présente invention a donc pour objet un dispositif de jonction d'éléments en acier en forme de L, caractérisé par le fait qu'il comprend: - une plaque de base sensiblement rectangulaire, ayant un premier trou traversant et plusieurs seconds trous traversants; et plusieurs plaques de gousset en forme de L, chacune formée à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base et ayant un angle tourné vers l'angle correspondant de la plaque de base. The present invention therefore relates to a device for joining L-shaped steel elements, characterized in that it comprises: - a substantially rectangular base plate, having a first through hole and a plurality of second through holes; and a plurality of L-shaped gusset plates, each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate and having an angle facing the corresponding angle of the base plate.
Conformément à un premier mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, celui-ci comprend: - une plaque de base sensiblement rectangulaire, ayant un premier trou traversant et plusieurs seconds trous traversants; et - plusieurs plaques de gousset en forme de L, chacune formée à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base et ayant un angle tourné vers l'angle correspondant de la plaque de base, un espace étant défini entre un côté de chacune des plaques de gousset en forme de L et un côté périphérique de la plaque de base pour correspondre à une épaisseur de l'élément en acier en forme de L, les plaques de gousset s'étendant à partir de la plaque de base d'un côté de celle-ci (dans une direction). According to a first embodiment of the device according to the present invention, it comprises: - a substantially rectangular base plate, having a first through hole and a plurality of second through holes; and a plurality of L-shaped gusset plates, each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate and having an angle facing the corresponding angle of the base plate, a space being defined between a side of each of the L-shaped gusset plates and a peripheral side of the base plate to correspond to a thickness of the L-shaped steel member, the gusset plates extending from the base plate of one side of it (in one direction).
Le premier trou traversant précité peut être en communication avec les seconds trous traversants. The first through hole above may be in communication with the second through holes.
Conformément à un second mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, celui-ci comprend: - une plaque de base sensiblement rectangulaire ayant un premier trou traversant et plusieurs seconds trous traversants; et - plusieurs plaques de gousset en forme de L, chacune formée à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base et ayant un angle tourné vers l'angle correspondant de la plaque de base, un espace étant défini entre un côté de chacune des plaques de gousset en forme de L et un côté périphérique de la plaque de base pour correspondre à une épaisseur de l'élément en acier en forme de L, les plaques de gousset s'étendant à partir de la plaque de base de chaque côté de celle-ci (dans les deux directions). According to a second embodiment of the device according to the present invention, it comprises: - a substantially rectangular base plate having a first through hole and a plurality of second through holes; and a plurality of L-shaped gusset plates, each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate and having an angle facing the corresponding angle of the base plate, a space being defined between a side of each of the L-shaped gusset plates and a peripheral side of the base plate to correspond to a thickness of the L-shaped steel member, the gusset plates extending from the base plate of each side of it (in both directions).
Le premier trou traversant précité peut communiquer avec les seconds trous traversants. The first through hole above can communicate with the second through holes.
Conformément à un troisième mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, celui-ci comprend: - une plaque de base sensiblement rectangulaire ayant un 5 premier trou traversant et plusieurs seconds trous traversants; et - plusieurs plaques de gousset en forme de L, chacune formée à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base et ayant un angle s'engageant avec l'angle correspondant de la plaque de base, un côté distal de chacune des plaques de gousset étant de niveau avec un côté périphérique de la plaque de base, les plaques de gousset s'étendant à partir de la plaque de base d'un côté de celle-ci. According to a third embodiment of the device according to the present invention, it comprises: - a substantially rectangular base plate having a first through hole and a plurality of second through holes; and a plurality of L-shaped gusset plates, each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate and having an angle engaging with the corresponding angle of the base plate, a distal side of each of the gusset plates being level with a peripheral side of the base plate, the gusset plates extending from the base plate to one side thereof.
Le premier trou traversant précité peut communiquer avec les seconds trous traversants. The first through hole above can communicate with the second through holes.
Conformément à un quatrième mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, celui-ci comprend: - une plaque de base sensiblement rectangulaire ayant un premier trou traversant et de multiples trous traversants; et - plusieurs plaques de gousset en forme de L, formées chacune à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base et ayant un angle s'engageant avec l'angle correspondant de la plaque de base, une extrémité distale de chacune des plaques de gousset étant de niveau avec un côté périphérique de la plaque de base, les plaques de gousset s'étendant à partir de la plaque de base de chaque côté de celle-ci. According to a fourth embodiment of the device according to the present invention, it comprises: - a substantially rectangular base plate having a first through hole and multiple through holes; and a plurality of L-shaped gusset plates, each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate and having an angle engaging with the corresponding angle of the base plate, a distal end of each of the gusset plates being level with a peripheral side of the base plate, the gusset plates extending from the base plate on either side thereof.
Le premier trou traversant précité peut être en communication avec les seconds trous traversants. The first through hole above may be in communication with the second through holes.
D'autres objectifs, avantages et nouvelles caractéristiques de la présente invention apparaîtront davantage à la lecture de la description détaillée suivante, prise en liaison avec les dessins annexés. Other objects, advantages and novel features of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
Sur ces dessins.On these drawings.
- la Figure 1 est une vue en perspective montrant le premier mode de réalisation de la présente invention; - la Figure 1A est une vue schématique montrant une structure différente du premier mode de réalisation; la Figure 2 est une vue en perspective montrant le 10 second mode de réalisation de la présente invention; la Figure 3 est une vue en perspective montrant le troisième mode de réalisation de la présente invention; - la Figure 3A est une vue schématique montrant une structure différente du troisième mode de réalisation; - la Figure 4 est une vue en perspective montrant le quatrième mode de réalisation de la présente invention; - la Figure 5 est une vue de dessus schématique montrant 25 l'application du dispositif de jonction de la présente invention; - la Figure 6 est une vue en plan latérale schématique montrant que le dispositif de jonction de la présente invention est utilisé dans la construction d'une colonne; et - la Figure 7 est une vue en perspective schématique montrant que le dispositif de jonction de la présente invention est utilisé dans la construction d'une poutre. Figure 1 is a perspective view showing the first embodiment of the present invention; - Figure 1A is a schematic view showing a different structure of the first embodiment; Figure 2 is a perspective view showing the second embodiment of the present invention; Fig. 3 is a perspective view showing the third embodiment of the present invention; Figure 3A is a schematic view showing a different structure of the third embodiment; Figure 4 is a perspective view showing the fourth embodiment of the present invention; Figure 5 is a schematic top view showing the application of the joining device of the present invention; Figure 6 is a schematic side plan view showing that the joining device of the present invention is used in the construction of a column; and Figure 7 is a schematic perspective view showing that the joining device of the present invention is used in the construction of a beam.
Si l'on fait référence aux Figures 1 et 1A, on peut voir que le dispositif de jonction 10A construit selon la présente invention comprend une plaque de base rectangulaire 11A définissant à travers elle un premier trou traversant 12A, des seconds trous traversants 13A communiquant de façon sélective avec le premier trou traversant 12A (comme représenté sur la Figure 1A) et des trous d'ancrage 14A et des plaques de gousset 20A formées chacune à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base 11A, et ayant au moins un trou d'assemblage 21A. Un espace 22A est défini entre une plaque latérale de chacune des plaques de gousset 20A et un côté périphérique de la plaque de base 11A. Chaque plaque de gousset 20A a une section transversale en forme de L et un angle tourné vers l'angle correspondant de la plaque de base 11A. Referring to Figures 1 and 1A, it can be seen that the junction device 10A constructed in accordance with the present invention comprises a rectangular base plate 11A defining through it a first through hole 12A, second through holes 13A communicating with each other. selectively with the first through hole 12A (as shown in Fig. 1A) and anchor holes 14A and gusset plates 20A each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate 11A, and having at least an assembly hole 21A. A gap 22A is defined between a side plate of each of the gusset plates 20A and a peripheral side of the base plate 11A. Each gusset plate 20A has an L-shaped cross-section and an angle facing the corresponding angle of the base plate 11A.
Lorsque le dispositif de jonction 10A de ce mode de réalisaticn est appliqué dans un bâtiment, des fils métalliques ou câbles sont capables de passer à travers les premiers trous traversants 12A et du béton liquide est versé à travers les seconds trous traversants 13A. De plus, des éléments d'ancrage (non représentés) sont capables de s'étendre à travers les trous d'ancrage 14A pour monter de façon fixe le dispositif de jonction de ce mode de réalisation dans le sol. When the junction device 10A of this embodiment is applied in a building, wires or cables are able to pass through the first through holes 12A and liquid concrete is poured through the second through holes 13A. In addition, anchoring members (not shown) are capable of extending through the anchor holes 14A to fixedly mount the joining device of this embodiment in the ground.
Si l'on fait référence à la Figure 2, on peut voir que le dispositif de jonction 10B réalisé conformément à la présente invention comprend une plaque de base rectangulaire 11B définissant à travers elle un premier trou traversant 12B et des plaques de gousset 20A, chacune formée à l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base 11B et ayant au moins un trou d'assemblage 21B. Un espace 22B est défini entre une plaque latérale de chacune des plaques de gousset 20B et un côté périphérique de la plaque de base 11B. Chaque plaque de gousset 20B présente une section transversale en forme de L et un angle tourné vers l'angle correspondant de la plaque de base 11B. Referring to Fig. 2, it can be seen that the splicing device 10B made in accordance with the present invention comprises a rectangular base plate 11B defining through it a first through hole 12B and gusset plates 20A, each formed at a corresponding one of the four corners of the base plate 11B and having at least one assembly hole 21B. A space 22B is defined between a side plate of each of the gusset plates 20B and a peripheral side of the base plate 11B. Each gusset plate 20B has an L-shaped cross-section and an angle facing the corresponding angle of the base plate 11B.
Lorsque le dispositif de jonction 10B de ce mode de réalisation est appliqué dans un bâtiment, des fils métalliques ou câbles et du béton liquide sont capables de passer à travers les premiers trous traversants 12B. Il est encore noté que les plaques de gousset 20B s'étendent dans les deux directions à partir de la plaque de base 11B dans ce mode de réalisation, c'est-à-dire de part et d'autre de la plaque de base, et non plus d'un seul côté comme c'est le cas de la réalisation de la Figure 1. Un élément 31 en acier en forme de L, ayant une épaisseur qui est la même que celle de l'espace 22B, est capable d'être monté sur la plaque de base 11B avec l'angle de la plaque d'acier 31 apparié avec l'angle de la plaque de gousset 20B. When the junction device 10B of this embodiment is applied in a building, wires or cables and liquid concrete are able to pass through the first through holes 12B. It is further noted that the gusset plates 20B extend in both directions from the base plate 11B in this embodiment, i.e. on either side of the base plate, and no longer on one side as is the case of the embodiment of Figure 1. An element 31 of L-shaped steel, having a thickness which is the same as that of the space 22B, is capable of be mounted on the base plate 11B with the angle of the steel plate 31 matched with the angle of the gusset plate 20B.
Si l'on se réfère aux Figures 3 et 3A, il est noté que le dispositif de jonction 10C de la présente invention comprend une plaque de base 11C sensiblement rectangulaire, définissant à travers elle un premier trou traversant 12C, plusieurs seconds trous traversants 13C communiquant de façon sélective avec le premier trou traversant 12C (comme représenté sur la Figure 3A) et des plaques de gousset 20C ayant chacune un angle apparié avec l'un correspondant des quatre angles de la plaque de base 11C, un côté distal de la plaque de gousset 20C étant de niveau avec un côté inférieur de la plaque de base 11C. Dans ce mode de réalisation, les plaques de gousset 20C s'étendent dans une direction (d'un côté) à partir de la plaque de base 11C. Referring to Figures 3 and 3A, it is noted that the junction device 10C of the present invention comprises a substantially rectangular base plate 11C defining through it a first through hole 12C, a plurality of second through holes 13C communicating with each other. selectively with the first through hole 12C (as shown in Fig. 3A) and gusset plates 20C each having an angle matched with a corresponding one of the four corners of the base plate 11C, a distal side of the gusset 20C being level with a bottom side of the base plate 11C. In this embodiment, the gusset plates 20C extend in one direction (from one side) from the base plate 11C.
Dans le mode de réalisation tel que représenté sur la Figure 4, les plaques de gousset 20C s'étendent à partir de la plaque de base 11C dans les deux directions, c'est-à-dire de chaque côté de celle-ci. In the embodiment as shown in Figure 4, the gusset plates 20C extend from the base plate 11C in both directions, i.e. on each side thereof.
Si l'on se réfère aux Figures 5 et 6, lorsque le dispositif de jonction de la présente invention est s appliqué dans une structure pour la construction d'une colonne, le dispositif de jonction 10A du premier mode de réalisation et ayant les trous d'ancrage 14A est tout d'abord monté de façon fixe dans le sol par l'intermédiaire d'éléments d'ancrage, par exemple des boulons. Ensuite, un élément en acier 31 en forme de L est connecté de façon sûre à deux parois latérales de chacune des plaques de gousset 20A du premier mode de réalisation. Lorsque la longueur de colonne n'est pas suffisante et que davantage de longueur est requis, le mode de réalisation représenté sur la Figure 2 est appliqué, dans lequel les plaques de gousset 20B s'étendant vers le bas à partir de la plaque de base 10B sont connectées de façon sûre à l'élément en acier en forme de L 31 qui s'étend vers le haut à partir de la plaque de base 10A. Ensuite, des éléments en acier en forme de L supplémentaires sont appliqués pour se connecter de façon sûre à des plaques de gousset 20B s'étendant vers le haut à partir de la plaque de base 10B. En conséquence, la longueur de la colonne est accrue. En outre, pour éviter que les fils métalliques ou câbles soient contaminés par le béton liquide, un tube 32 peut être introduit dans le premier trou traversant 12B pour une extension des fils métalliques ou câbles, comme représenté sur la Figure 5. Il est noté que le premier trou traversant 12B et les seconds trous traversants 13B sont combinés pour devenir un trou traversant de grande dimension. Referring to FIGS. 5 and 6, when the joining device of the present invention is applied in a structure for the construction of a column, the junction device 10A of the first embodiment and having the holes in FIG. The anchor 14A is first fixedly mounted in the ground by means of anchoring elements, for example bolts. Next, an L-shaped steel member 31 is securely connected to two side walls of each of the gusset plates 20A of the first embodiment. When the column length is not sufficient and more length is required, the embodiment shown in Fig. 2 is applied, wherein the gusset plates 20B extend downward from the base plate. 10B are securely connected to the L-shaped steel member 31 which extends upwardly from the base plate 10A. Next, additional L-shaped steel members are applied to securely connect to gusset plates 20B extending upwardly from the base plate 10B. As a result, the length of the column is increased. In addition, to prevent metal wires or cables from being contaminated by the liquid concrete, a tube 32 may be introduced into the first through hole 12B for extension of the wires or cables, as shown in Figure 5. It is noted that the first through hole 12B and the second through holes 13B are combined to become a large through hole.
Il doit être noté que, pour parvenir à l'objectif de poutre légère et colonne résistante , un tamis 33 est attaché sur la poutre 30 et le béton liquide est étalé sur le tamis 33 de telle sorte que le poids global de la poutre 30 est réduit. It should be noted that in order to achieve the objective of light beam and strong column, a screen 33 is attached to the beam 30 and the liquid concrete is spread on the screen 33 so that the overall weight of the beam 30 is reduced.
Cependant, il doit être entendu que, même si de nombreuses caractéristiques et avantages de la présente invention ont été énoncés dans la description précédente, conjointement avec des détails de la structure et du fonctionnement de l'invention, la description n'est qu'illustrative et des changements peuvent être apportés dans le détail, en particulier dans les questions de forme, de dimension et de disposition des pièces dans les principes de l'invention dans la pleine mesure indiquée par la signification générale large des termes dans lesquels les revendications annexées sont exprimées. However, it should be understood that, although many features and advantages of the present invention have been set forth in the foregoing description, together with details of the structure and operation of the invention, the description is illustrative only. and changes may be made in detail, in particular in matters of shape, size and arrangement of parts in the principles of the invention to the fullest extent indicated by the broad general meaning of the terms in which the appended claims are expressed.
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