FR2908118A1

FR2908118A1 - Reinforced concrete tank for artisanal enterprise of building, has shoulder formed under prestressed cover to support head of walls by stopping walls on cover, and bias created on shoulder and walls to spot imperfections of execution

Info

Publication number: FR2908118A1
Application number: FR0609731A
Authority: FR
Inventors: Daniel Paillot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-05-09

Abstract

The tank has a shoulder (4) formed under a prefabricated concrete or pre-stressed cover (3) to support a head of walls (2) by stopping walls on the cover. A bias is created on the shoulder and the walls to spot imperfections of execution. A metallic bar is introduced in slots (9) for sliding a duckboard by an effect of lever and stopping the shoulder on the walls. Latencies are placed in a prefabricated slab.

Description

-1- La présente invention concerne les CAILLEBOTIS (ou DALLES PLEINES)The present invention relates to CAILLEBOTIS (or FULL SLABS)

PREFABRIQUES en béton armé (éventuellement en béton précontraint) pour élevage bovin en stabulation, le même principe est applicable en élevage porcin. L'argumentaire ci-dessous est établi sur la base d'ouvrages à finalité d'élevage ; 5 cependant le même procédé est utilisable pour tout réservoir rectanqulaire avec couverture béton préfabriquée dès lors que la dite couverture doit être démontable. Ces caillebotis seront désignés dans ce qui suit sous le nom de caillebotis stabilisateurs (ou stabilisants) . La figure 1 (planche 1/7) définit la géométrie d'un ouvrage courant (tel qu'il serait réalisé avec les 10 produits existants à ce jour sur le marché). On notera : Ces ouvrages sont habituellement longs (parfois plus de 50 m).La profondeur de la fosse varie ordinairement de 2.00m à 3.00 m. - Ils doivent être étanches (les effluents animaux constituant un facteur important de 15 pollution des nappes phréatiques). La réalisation des infrastructures (radier et voiles) est assurée par des entreprises artisanales disposant des moyens (matériels et humains) habituels à ce type d'entreprise. - Les caillebotis doivent être démontables (entretien de la fosse). Les ouvrages sont dimensionnés conformément aux règlements de calcul actuellement en 20 vigueur (soient les fascicules 74 CCTG ù Construction des réservoirs en béton et 62 titre I section I ù BAEL 91 révisé 99). Au sens de ces règlements de calcul, les ouvrages sont placés en classe A (Etanchéité assurée par la structure ùbéton armé- seule, fissuration très préjudiciable pour la face coté fosse et préjudiciable pour la face coté terre). 25 Pour l'essentiel, l'application de ces règlements conduit à : - Considérer 2 cas de chargement (fosse pleine / fosse vide) En situation de fosse pleine, la poussée des terres intervenant comme action favorable ne peut être prise en compte (Article IV-5 du fasc.74) La contrainte de service des armatures placées sur la face coté lisier est fortement 30 réduite (par exemple pour une barre Haute Adhérence de diamètre 12 mm en acier de limite élastique fe=500 Mpa, la contrainte admise ne peut excéder 144 Mpa ; moins de 125 MPa pour un HA14). Article IV 6-2-2-a du fasc.74. Le diamètre minimum de ces aciers est de 8 mm, l'espacement maximum de 20 cm. Pour les armatures situées sur la face contre terre la contrainte de service est celle 35 prévue par le règlement BAEL (soit 250 ou 200 Mpa selon la nature préjudiciable ou très préjudiciable de la fissuration). Article IV 6-2-2-a du fasc74. Dans les cas courants, la fissuration (coté terre) est considérée comme étant préjudiciable. - L'épaisseur minimale des parois est de 15 cm (Article IV-6.2.3-a du fasc.74) 40 - Les parois d'épaisseur supérieure à 15 cm sont obligatoirement armées en 2 nappes. (Article IV-6.2.3-b du fascicule 74). 2908118 -2- - L'enrobage des armatures est de 5cm coté fosse, 3cm coté terre. (IV-6.2.3.d). Pour justifier de l'intérêt de la présente invention, je procéderai en 2 parties : Analyse des solutions actuellement mises en oeuvre Analyse de la solution proposée (caillebotis stabilisateur). PREFABRICATED reinforced concrete (possibly prestressed concrete) for cattle breeding in stabling, the same principle is applicable in pig farming. The following argument is established on the basis of breeding works; However, the same method can be used for any rectanqulaire tank with prefabricated concrete cover since said cover must be removable. These gratings will be designated in the following under the name of gratings stabilizers (or stabilizers). Figure 1 (plate 1/7) defines the geometry of a current work (as it would be achieved with the 10 existing products to date on the market). Note: These structures are usually long (sometimes more than 50 m). The depth of the pit usually varies from 2.00m to 3.00 m. They must be watertight (the animal effluents being an important factor in the pollution of groundwater). The realization of infrastructure (rafting and sails) is provided by craft companies with the resources (material and human) usual for this type of business. - The gratings must be dismountable (maintenance of the pit). The structures are dimensioned in accordance with the design regulations currently in force (ie 74 CCTG - Construction of Concrete Tanks and 62 Title I Section I - BAEL 91 Revised 99). For the purposes of these design regulations, the structures are placed in class A (tightness ensured by the reinforced concrete structure alone, cracking which is very detrimental for the pit side and detrimental for the land side). 25 For the most part, the application of these regulations leads to: - Consider 2 cases of loading (full pit / empty pit) In a full pit situation, the thrust of the lands acting as a favorable action can not be taken into account (Article IV-5 fasc.74) The service stress of the reinforcements placed on the slurry side face is greatly reduced (for example for a high adhesion bar with a diameter of 12 mm in steel of elastic limit fe = 500 MPa, the constraint admitted to may exceed 144 MPa, less than 125 MPa for HA14). Article IV 6-2-2-a of the fasc.74. The minimum diameter of these steels is 8 mm, the maximum spacing of 20 cm. For reinforcement on the face against the ground the service constraint is that provided for by the BAEL regulation (ie 250 or 200 MPa depending on the prejudicial or very prejudicial nature of the cracking). Article IV 6-2-2-a of the Fasc74. In common cases, cracking (earth side) is considered to be detrimental. - The minimum thickness of the walls is 15 cm (Article IV-6.2.3-a of the fasc.74) 40 - The walls of thickness greater than 15 cm are obligatorily armed in 2 layers. (Article IV-6.2.3-b of Fascicle 74). 2908118 -2- - The coating of the frames is 5cm on the pit side, 3cm on the ground side. (IV-6.2.3.d). To justify the interest of the present invention, I will proceed in two parts: Analysis of the solutions currently implemented Analysis of the proposed solution (grating stabilizer).

NB : L'étude sera menée sur la base de l'ouvrage défini figure 1. (planche 1/7) ANALYSE DE LA SOLUTION ACTUELLE La géométrie de l'ouvrage est définie en coupe transversale - figure 1 (planche 1/7). Le détail des calculs de dimensionnement peut être fourni sur simple demande. NB: The study will be carried out on the basis of the work defined in figure 1. (plate 1/7) ANALYSIS OF THE CURRENT SOLUTION The geometry of the structure is defined in cross-section - figure 1 (plate 1/7). The details of the sizing calculations can be provided on request.

La figure 8 (planche 7/7) définit le modèle mécanique de calcul retenu en situation fosse pleine. On notera - L'extrémité B du voile étant libre, la seule solution de stabilité est d'encastrer - en A - le voile dans le radier. Le moment d'encastrement en pied est de 14,7 mkN. Ce moment conduit pour un voile d'épaisseur 20 cm à une section d'acier tendu de 8,79 cm2/m (un voile plus mince conduirait à des sections d'acier trop importantes et ne permettrait que difficilement l'appui des caillebotis). La face tendue (repérée T sur le schéma û figure 8, planche 7/7) se trouve coté lisier. La figure 9 (planche 7/7) définit le modèle mécanique de calcul retenu en situation fosse vide. Figure 8 (plate 7/7) defines the mechanical model of calculation retained in full pit situation. Note - The end B of the veil being free, the only solution of stability is to embed - in A - the veil in the raft. The embedding moment at the foot is 14.7 mkN. This moment leads to a veil 20 cm thick with a stretched steel section of 8.79 cm2 / m (a thinner veil would lead to too large steel sections and would hardly allow the support of the gratings) . The stretched face (marked T in the diagram - figure 8, plate 7/7) is on the slurry side. Figure 9 (plate 7/7) defines the mechanical model of calculation retained in empty pit situation.

20 On notera : L'extrémité B du voile est en butée sur les caillebotis Le moment d'encastrement en pied est de 5,9 mkN. En partie courante du mur le moment fléchissant est de l'ordre de 3 mkN. La face tendue (repère T- figure 9, planche 7/7) est du coté lisier.It will be noted: The end B of the web abuts on the gratings The embedding moment in foot is 5.9 mkN. In the current part of the wall the bending moment is of the order of 3 mkN. The stretched face (mark T- figure 9, plate 7/7) is on the slurry side.

25 Remarque : La figure 9 (planche 7/7) prend en compte la fosse vide avec caillebotis en place. En situation fosse vide, caillebotis enlevés, le moment d'encastrement en pied est de 18,4 mkN (soit une section d'acier tendu de 5,65 cm2/m) la face tendue étant cette fois contre terre. EN CONCLUSION : La solution actuellement adoptée dans ce type d'ouvrage présente les défauts suivants : 30 - La face tendue est quasiment toujours du coté du lisier, cette situation est très défavorable en regard des qualités d'étanchéité recherchées. La nécessité d'un voile de 20 cm d'épaisseur conduit à 2 nappes d'armatures. Pour les armatures tendues (coté lisier) le règlement de calcul impose un diamètre minimum de 8 mm, cet impératif exclut quasiment l'usage de panneaux standards 35 de treillis soudés. La consommation d'acier par m3 de béton est de l'ordre de 95 kglm3. Sur la base des prix actuellement pratiqués, le prix de revient matériaux (béton+acier, livrés chantier) est d'environ 370 euros /m d'ouvrage (radier + 3 murs, hors caillebotis). 40 - II est difficile d'envisager des fosses de plus de 3.00m de profondeur (consommation d'acier importante).25 Note: Figure 9 (Plate 7/7) takes into account the empty pit with grating in place. In an empty pit situation, gratings removed, the foot-in momentum is 18.4 mkN (ie a stretched steel section of 5.65 cm2 / m), the stretched face being this time against the ground. IN CONCLUSION: The solution currently adopted in this type of work has the following defects: - The stretched side is almost always on the side of slurry, this situation is very unfavorable with regard to the desired sealing qualities. The need for a veil 20 cm thick leads to 2 layers of reinforcement. For tensile reinforcement (slurry side) the calculation rules impose a minimum diameter of 8 mm, this requirement almost excludes the use of standard panels 35 welded mesh. The steel consumption per m3 of concrete is of the order of 95 kglm3. On the basis of current prices, the cost of materials (concrete + steel, delivered site) is about 370 euros / m of work (raft + 3 walls, not grating). 40 - It is difficult to envisage pits of more than 3.00m deep (heavy steel consumption).

2908118 3 ANALYSE DE LA SOLUTION PROPOSEE PAR LA PRESENTE DEMANDE DE BREVET. La géométrie de l'ouvrage est définie en coupe transversale (figure 2, planche 2/7). On notera que cette solution permet le même volume de stockage de lisier que précédemment, la 5 mise en oeuvre des ouvrages d'infrastructure (repères 1,2 et 6) ne présente pas plus de difficulté que précédemment, les caillebotis (repère 3) sont démontables. Le détail des calculs de dimensionnement peut être fourni sur simple demande. La figure 10 (planche 7/7) définit le modèle mécanique de calcul retenu en situation fosse pleine. On notera : 10 - La butée en B - sur les becquets (repère 4) des caillebotis - permet d'envisager une liaison de type articulation (en A) entre le voile et le radier. Le moment maximum dans le voile est de 6,5 mkN ce qui, pour un voile de 15cm d'épaisseur, conduit à une section d'acier tendu de 2,5 cm2/m - La face tendue (repère T, figure 10, planche 7/7) se trouve coté terre.2908118 3 ANALYSIS OF THE SOLUTION PROPOSED BY THIS PATENT APPLICATION. The geometry of the structure is defined in cross-section (figure 2, plate 2/7). It should be noted that this solution allows the same volume of manure storage as before, the implementation of the infrastructure works (marks 1, 2 and 6) does not present any more difficulty than previously, the gratings (reference 3) are removable. The details of the sizing calculations can be provided on request. Figure 10 (plate 7/7) defines the mechanical model of calculation retained in full pit situation. Note: 10 - The abutment B - on the spoilers (mark 4) gratings - allows to consider a connection type joint (A) between the web and the raft. The maximum moment in the veil is 6.5 mkN which, for a veil of 15cm thick, leads to a stretched steel section of 2.5 cm2 / m - The stretched face (mark T, figure 10, board 7/7) is located on the ground.

15 La figure 11 (planche 7/7) définit le modèle mécanique de calcul retenu en situation fosse vide. On notera : On se trouve placé dans la même situation que ci-dessus (fosse vide caillebotis enlevés). Le moment est le même (18,4 mkN) pour une section d'acier tendu de 5,65 cm2/m. On remarquera cependant que la face tendue est située coté terre, les feuilles de glissement en tête de voile libérant l'appui (en B) sur caillebotis. Ces produits (appui linéaire de glissement) sont d'usage courant et largement commercialisés Remarque : Les caillebotis sont démontables sans restriction en situation de fosse vide. En situation de fosse pleine, on veillera à ne démonter au maximum qu'un caillebotis sur deux. EN CONCLUSION : La solution de caillebotis stabilisants présente les améliorations suivantes par rapport à la solution actuellement pratiquée : - La face tendue est toujours coté terre, ainsi, le béton, dont on exige un comportement étanche, est comprimé. En outre, la contrainte de compression est relativement faible (ce qui permet de prévoir une bonne tenue de l'ouvrage dans le temps). -Tous les voiles sont d'épaisseur 15 cm, ils peuvent donc être armés en une seule nappe (outre le gain de matériaux et de main d'oeuvre, la mise en place du béton dans le coffrage en est facilité). Le diamètre minimum de 8mm pour les armatures n'est plus requis ; il peut être fait usage de panneaux standards de treillis soudés. La consommation d'acier par m3 de béton est de l'ordre de 45 kg/m3 (soit moins de la moitié de la consommation établie précédemment). Sur la base des prix actuellement pratiqués, le prix de revient matériaux (béton+acier, livrés chantier) est d'environ 235 euros /m d'ouvrage (radier + 3 murs, hors caillebotis) 2908118 -4- Soit une économie de 135 euroslm d'ouvrage, plus de 35% d'économie. (Il est à noter que ces ouvrages sont souvent longs, 50m et plus) Les caillebotis actuellement commercialisés conduisent û dans des consommations raisonnables de matériaux - à limiter à environ 3.00 m la 5 profondeur de ces fosses. Ceci contraint, afin de permettre un volume de stockage suffisant, à étendre la surface au sol des ouvrages. Dans la solution de caillebotis stabilisants, on peut envisager des profondeurs de 4.00 m et sans doute plus ; ce qui permet de diminuer la surface au sol des fosses. Les caillebotis étant préfabriqués en série, l'incidence de coût pour sujétion de 10 forme est faible. MISE EN PLACE DES CAILLEBOTIS STABILISANTS La figure 3 (planche 3/7) indique une possibilité de pose des caillebotis permettant de n'utiliser qu'un seul type de moule.FIG. 11 (plate 7/7) defines the mechanical model of calculation retained in empty pit situation. Note: One is placed in the same situation as above (empty pit gratings removed). The moment is the same (18.4 mkN) for a stretched steel section of 5.65 cm2 / m. It should be noted, however, that the stretched face is located on the ground side, the sliding sheets at the head of the sail releasing the support (in B) on gratings. These products (linear sliding support) are widely used and widely marketed Note: The gratings can be dismantled without restriction in empty pit situations. In full pit situations, care should be taken not to dismantle more than one grating on two. IN CONCLUSION: The solution of stabilizing gratings has the following improvements compared to the solution currently practiced: - The stretched face is always on the ground side, thus, the concrete, which is required a tight behavior, is compressed. In addition, the compressive stress is relatively low (which makes it possible to predict good behavior of the structure over time). -All the sails are 15 cm thick, so they can be armed in a single sheet (besides the saving of materials and manpower, the placement of concrete in the formwork is facilitated). The minimum diameter of 8mm for reinforcement is no longer required; standard welded mesh panels can be used. The steel consumption per m3 of concrete is around 45 kg / m3 (less than half of the previous consumption). On the basis of current prices, the cost of materials (concrete + steel, delivered building site) is about 235 euros / m of work (raft + 3 walls, not grating) 2908118 -4- That is a saving of 135 euroslm of work, more than 35% savings. (It should be noted that these structures are often long, 50m and more) The gratings currently marketed lead to reasonable consumption of materials - to be limited to about 3.00 m depth of these pits. This forces, in order to allow a sufficient storage volume, to extend the floor area of the structures. In the solution of stabilizing gratings, one can envisage depths of 4.00 m and without doubt more; which makes it possible to reduce the floor area of the pits. The gratings being prefabricated in series, the cost incidence for shape subjection is low. INSTALLATION OF THE STABILIZING STRAWBERRIES Figure 3 (plate 3/7) indicates a possibility of laying gratings allowing to use only one type of mold.

15 La figure 4 (planche 4/7) définit en plan la forme d'un caillebotis. Les fentes sont à adapter à la fonction du caillebotis (bovin ou porcin). Ces fentes n'existent évidemment pas pour une dalle pleine préfabriquée. Les figures 5 et 6 (planche 5/7 - Détails A et B) permettent de tenir compte des tolérances d'exécution. En tête du mur central (repère 6) deux plans inclinés (repère 12) permettent aux 20 caillebotis de prendre appui sur ce mur même si la largeur entre les murs 2 et 6 n'est pas rigoureusement exacte (une tolérance de l'ordre de 1 cm sur cette cote peut paraître acceptable). Un jeu (repère 11) entre l'arase du mur et la sous face du caillebotis permet à ce dernier de se positionner, ce jeu peut être obtenu en baissant l'arase du mur ou en réalisant un creux dans la sous face du caillebotis.Figure 4 (Plate 4/7) defines in plan the form of a grating. The slots are to adapt to the function of the grating (cattle or pig). These slots obviously do not exist for a prefabricated solid slab. Figures 5 and 6 (plate 5/7 - Details A and B) allow to take account of the execution tolerances. At the head of the central wall (reference 6) two inclined planes (reference 12) allow the 20 gratings to bear on this wall even if the width between the walls 2 and 6 is not strictly accurate (a tolerance of the order of 1 cm on this side may seem acceptable). A game (mark 11) between the arase of the wall and the underside of the grating allows the latter to position itself, this game can be obtained by lowering the base of the wall or by making a hollow in the underside of the grating.

25 Le biais repère 12 s'obtient : Au coulage (profilé en tête de banche) Par pièce préfabriquée rapportée (placée en tête de banche ou scellée après coulage du voile). Le procédé ne fonctionne efficacement que dans l'hypothèse d'une butée du mur (repère 2) sur le 30 becquet (repère 4). Afin de s'assurer de cette butée, l'introduction dans les rainures (repère 9) d'une barre métallique (repère 10) permet, par effet de levier, le glissement du caillebotis et la mise en butée du becquet sur le mur. Voir figures 4 et 5. ( Planches 4/7 et 5/7). SUJETIONS PARTICULIERES 35 Selon la conception de l'étable et les contraintes liées à l'élevage, on rencontre parfois des fosses dont l'un des couloirs est couvert par une dalle pleine, celle-ci pouvant être dénivelée par rapport au caillebotis (cote repère 14, figure 7 ûplanche 6/7). L'utilisation de dalle pleine préfabriquée (repère 13, figure 7 û planche 6/7) peut alors être envisagée sur le principe exposé ci-dessus et avec le même intérêt. 2908118 -5- Ces dalles comportent parfois un muret d'environ 40 cm de hauteur. Des attentes (repère 8, figure 7 ùplanche 6/7) peuvent être mises en place dans la dalle préfabriquée. Dans ce cas, les dalles ne seront plus démontables. C'est aussi le cas actuellement où l'on utilise des prédalles pour ces zones sans caillebotis.Benchmark 12 is obtained: Pouring (profiled at the head of banche) By prefabricated part reported (placed at the head of banche or sealed after pouring the veil). The method works effectively only in the event of a wall stop (mark 2) on the spoiler (item 4). To ensure this stop, the introduction into the grooves (reference 9) of a metal bar (10) allows, by leverage, slippage of the grating and the abutment of the spoiler on the wall. See Figures 4 and 5. (Plates 4/7 and 5/7). SPECIAL SUBJECTS 35 Depending on the design of the barn and the constraints associated with rearing, there are sometimes pits where one of the corridors is covered by a solid slab, which may be uneven relative to the slatted floor (reference 14, figure 7, plate 6/7). The use of prefabricated solid slab (reference 13, Figure 7 - Plate 6/7) can then be considered on the principle explained above and with the same interest. 2908118 -5- These slabs sometimes have a wall about 40 cm high. Expectations (reference 8, figure 7, plate 6/7) can be installed in the prefabricated slab. In this case, the slabs will no longer be removable. This is also currently the case where we use pre-slats for these areas without gratings.

5 Dans certains cas, le mur de la fosse sert également de mur de fondation aux poteaux de charpente. Les caillebotis pourront comporter des réservations permettant au mur de remplir cette fonction. Remarques : La géométrie des caillebotis n'est donnée qu'à titre indicatif, plusieurs solutions pouvant à ce 10 niveau être envisagées. L'innovation, objet de la présente demande de brevet porte essentiellement sur : La mise en butée des murs contre terre sur un becquet incorporé au caillebotis (ou dalle) préfabriqué. La réalisation de biais sur le mur central permettant à l'ouvrage de fonctionner dans les 15 tolérances d'exécution habituelles La mise en place de couche de glissement entre le caillebotis et le mur contre terre. - La réalisation d'une fente pour permettre à un levier de mettre le becquet en butée sur le mur. Dans les deux cas analysés ci-dessus (caillebotis actuels ou caillebotis stabilisants) un traitement 20 de la reprise de bétonnage est nécessaire à la jonction voile radier (joint hydro gonflant, lame PVC, gorge de mortier étanche ...) 25 30 35 40In some cases, the wall of the pit also serves as a foundation wall for the timber studs. The gratings may include reservations allowing the wall to fulfill this function. Notes: The geometry of the gratings is given only as an indication, several solutions can be envisaged at this level. The innovation, object of the present patent application is mainly on: The abutment walls against the ground on a spoiler incorporated in the grating (or slab) prefabricated. The achievement of bias on the central wall allowing the structure to operate within the usual execution tolerances The establishment of sliding layer between the grating and the wall against the ground. - The realization of a slot to allow a lever to put the spoiler in abutment on the wall. In the two cases analyzed above (current gratings or stabilizing gratings) a treatment 20 of the resumption of concreting is necessary at the junction radiant veil (hydro-inflating joint, PVC blade, sealed mortar groove ...) 25 30 35 40

Claims

1) Reinforced concrete tank provided with a cover (3) (in reinforced or prestressed concrete) characterized by the embodiment under the cover of a spoiler (4), allowing the head support of the walls (2) by placing abutting - walls (2) - on the cover (3).

2) Reinforced concrete tank with a cover according to claim 1 characterized by creating a bias_ (12) on the spoiler (4) and the walls (2 or 6) to overcome the imperfections execution.

3) reinforced concrete tank provided with a cover according to claim 1 characterized by the creation of slots (9) in the cover, facilitating the abutment of the walls (2) on the spoiler (4)

4) Reinforced concrete tank with a cover according to claim 1 characterized by the establishment of expectations (8) for considering the casting of reinforced concrete elements above the prefabricated slab. 20 25 30 35 6 40