FR2977610A1

FR2977610A1 - Composite support beam for use in support structures of slab formwork in building, has profile made of steel, where parts of profile are exposed to external environment and coated by water-tight binder such as polyurethane resin

Info

Publication number: FR2977610A1
Application number: FR1156084A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Philippe
Original assignee: Alphi SAS
Current assignee: Alphi SAS
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-11
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: FR2977610B1

Abstract

The beam (1) has a profile (2) made of a material containing aluminum, and another profile (3a) made of another material i.e. steel. The profiles are interdependent with each other by attaching units (4, 5). The latter material includes young's modulus higher than that of young's modulus of the former material. Parts of the latter profile are exposed to an external environment and coated by a water-tight binder (6) i.e. polyurethane resin. The former profile comprises an I-shaped cross section with a core (2a) for connecting two soles (2b, 2c). The polyurethane resin is obtained by a mixture of BAYDUR 6700 Z(RTM: modern polyurethane material) product and DESMODUR(RTM: Aliphatic and Aromatic Polyisocyanate-Hardener) product.

Description

32FDEP.docx 2977610 1 La présente invention concerne une poutrelle de soutien pour des structures de soutien de coffrage de dalles ou analogues, et concerne plus particulièrement une poutrelle de soutien composite. The present invention relates to a support beam for slab formwork support structures or the like, and more particularly to a composite support beam.

Dans le domaine du bâtiment, plus particulièrement dans les techniques de construction d'éléments en béton ou analogues, on a recours à une structure de soutien qui est classiquement composée d'un ensemble de poutrelles supportées par une pluralité d'étais verticaux. Les poutrelles doivent satisfaire des exigences de robustesse (notamment de résistance à la flexion), de résistance à l'environnement extérieur, et doivent en outre être facilement maniables par les opérateurs sur le chantier. Pour satisfaire à ces exigences, il est connu d'avoir recours à des poutrelles en aluminium. L'aluminium est en effet léger et présente également une excellente résistance à la corrosion. In the field of building, more particularly in the techniques of construction of concrete elements or the like, there is used a support structure which is conventionally composed of a set of beams supported by a plurality of vertical struts. The beams must meet the requirements of robustness (including resistance to bending), resistance to the external environment, and must also be easily manageable by operators on site. To meet these requirements, it is known to use aluminum beams. Aluminum is lightweight and also has excellent corrosion resistance.

Toutefois, la rigidité de l'aluminium oblige à prévoir une section transversale de poutrelle importante en vue de conférer à la poutrelle une robustesse convenable. Il en résulte qu'une poutrelle en aluminium nécessite une quantité importante d'aluminium, qui est un matériau onéreux. La poutrelle en aluminium ainsi obtenue présente donc un coût relativement élevé. However, the stiffness of the aluminum requires to provide a large cross section of beam to give the beam a suitable strength. As a result, an aluminum beam requires a large amount of aluminum, which is an expensive material. The aluminum beam thus obtained therefore has a relatively high cost.

Un premier problème proposé par l'invention est de concevoir une poutrelle de soutien qui présente une robustesse et une résistance à la corrosion satisfaisantes, et qui soit susceptible d'être produite à moindre coût. Simultanément, la présente invention cherche, à caractéristiques mécaniques égales, notamment pour une même résistance à la flexion, à réduire le 25 poids total de la poutrelle afin d'en faciliter la manutention. La présente invention cherche également à limiter les vols de poutrelles sur les chantiers, dérobées dans le but d'une refonte frauduleuse du fait du prix élevé de l'aluminium. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose une 30 poutrelle de soutien composite comprenant un premier profilé en un premier matériau à base d'aluminium et au moins un deuxième profilé en un deuxième matériau, dans laquelle : - le premier profilé et ledit au moins un deuxième profilé sont rendus solidaires l'un de l'autre par des moyens de solidarisation, 35 - ledit au moins un deuxième matériau a un module d'Young supérieur au module d'Young du premier matériau, 5932FDEP.docx 2977610 2 - les parties dudit au moins un deuxième profilé exposées à l'environnement extérieur sont enrobées par un liant étanche à l'eau. Les moyens de solidarisation permettent une bonne transmission des contraintes mécaniques entre le premier profilé et le deuxième profilé, pour une 5 reprise conjointe des efforts induits par la charge à soutenir. Les moyens de solidarisation permettent ainsi de considérer la poutrelle composite comme un matériau quasi homogène. La présence du deuxième profilé permet un gain de rigidité important, ce qui permet de réduire la section transversale du premier profilé en aluminium ou 10 alliage d'aluminium, et permet donc de réduire le volume d'aluminium utilisé pour réduire le coût global de fabrication de la poutrelle. Par l'utilisation d'un deuxième matériau tel que l'acier, à rigidité égale en flexion, le poids de la poutrelle composite est diminué, ce qui permet de faciliter sa manutention. 15 L'enrobage du deuxième profilé par le liant permet de protéger celui-ci contre les agressions de l'environnement extérieur. Par exemple, lorsque le deuxième matériau est un acier, cela évite un traitement de galvanisation pour le protéger de la corrosion. Il est ainsi possible d'utiliser un deuxième matériau de masse volumique et de rigidité adaptées, bien que peu résistant à la corrosion. 20 Enfin, dans le cas où la poutrelle composite est volée sur les chantiers dans l'espoir d'une revente frauduleuse du fait de son premier matériau à base d'aluminium, la présence du deuxième profilé, qui est invisible à l'oeil nu grâce à l'enrobage de liant, détériorera et déclassera la qualité du matériau à base d'aluminium obtenu après refonte, ce qui le rendra difficile à revendre voire impropre à la revente. La présence du deuxième profilé, dissimulé par le liant, est ainsi une dissuasion contre le vol dans le but de refonte et/ou revente frauduleuses. Avantageusement, les moyens de solidarisation peuvent comprendre un logement, ménagé sur l'un du premier ou du deuxième profilé, et dans lequel l'autre du premier ou du deuxième profilé vient se loger pour y être retenu. De tels moyens de solidarisation sont simples et efficaces. Le logement peut présenter différentes formes de section, et peut notamment être un logement ouvert ou fermé. De préférence, le liant étanche peut participer à la solidarisation du premier profilé et dudit au moins un deuxième profilé. Le liant vient ainsi contribuer à l'homogénéité de la poutrelle composite par une adhérence forte entre les profilés. 5932FDEP.docx 2977610 3 Avantageusement, le liant étanche peut être une résine polyuréthane. Une résine polyuréthane présente une bonne résistance aux chocs et à la chaleur, et présente une adhérence forte sur les matériaux à base d'aluminium et également sur les aciers. 5 Avantageusement, la résine polyuréthane peut être obtenue par un mélange des produits de référence BAYDUR® 6700 Z et DESMODUR® PRODUIT D'ESSAI PU 1511 L. Les produits BAYDUR® 6700 Z et DESMODUR® PRODUIT D'ESSAI PU 1511 L sont commercialisés par la société BAYER. Le produit A first problem proposed by the invention is to design a support beam which has a satisfactory strength and corrosion resistance, and which is likely to be produced at lower cost. Simultaneously, the present invention seeks, with equal mechanical characteristics, especially for the same bending strength, to reduce the total weight of the beam to facilitate handling. The present invention also seeks to limit theft of joists on construction sites, stolen for the purpose of a fraudulent overhaul because of the high price of aluminum. To achieve these and other objects, the invention provides a composite support beam comprising a first section of a first aluminum-based material and at least a second section of a second material, wherein: - the first section and said at least one second section are secured to each other by securing means, - said at least one second material has a Young's modulus higher than the Young's modulus of the first material, 5932FDEP. The portions of the at least one second section exposed to the external environment are coated with a waterproof binder. The securing means allow a good transmission of the mechanical stresses between the first section and the second section, for a joint recovery of the forces induced by the load to be supported. The securing means thus make it possible to consider the composite beam as an almost homogeneous material. The presence of the second section provides a significant gain in rigidity, which reduces the cross section of the first section of aluminum or aluminum alloy, and thus reduces the volume of aluminum used to reduce the overall cost of manufacture of the beam. By the use of a second material such as steel, with equal rigidity in bending, the weight of the composite beam is decreased, which facilitates its handling. The coating of the second profile by the binder protects the latter against the attacks of the external environment. For example, when the second material is a steel, it avoids a galvanizing treatment to protect it from corrosion. It is thus possible to use a second material of suitable density and rigidity, although not very resistant to corrosion. Finally, in the case where the composite beam is stolen on construction sites in the hope of fraudulent resale because of its first aluminum-based material, the presence of the second section, which is invisible to the naked eye thanks to the coating of binder, will deteriorate and decommission the quality of the aluminum-based material obtained after recasting, which will make it difficult to resell or even unfit for resale. The presence of the second section, concealed by the binder, is thus a deterrence against theft for the purpose of fraudulent redesign and / or resale. Advantageously, the securing means may comprise a housing, formed on one of the first or the second section, and wherein the other of the first or the second section is housed to be retained. Such securing means are simple and effective. The housing may have different sectional shapes, and may in particular be an open or closed housing. Preferably, the sealed binder can participate in the joining of the first section and said at least one second profile. The binder thus contributes to the homogeneity of the composite beam by a strong adhesion between the sections. Advantageously, the waterproof binder may be a polyurethane resin. A polyurethane resin has good impact and heat resistance, and has a strong adhesion to aluminum-based materials and also to steels. Advantageously, the polyurethane resin can be obtained by a mixture of the reference products BAYDUR® 6700 Z and DESMODUR® PU 1511 L TEST PRODUCTS. The products BAYDUR® 6700 Z and DESMODUR® PU 1511 L TEST PRODUCTS are marketed by the BAYER company. The product

10 BAYDUR® 6700 Z est une préparation à base de polyol, et contenant notamment de l'alkylaminopoly(oxyalkylèn)ol et du diéthylèneglycol. Le produit DESMODUR® PRODUIT D'ESSAI PU 1511 L est, quant à lui, une préparation à base de diisocyanate de diphénylméthane, isomères et homologues. De préférence, le deuxième matériau est un acier. L'acier présente en BAYDUR® 6700 Z is a polyol-based preparation containing, in particular, alkylaminopoly (oxyalkylene) ol and diethylene glycol. The product DESMODUR® PU 1511 L TEST is a diphenylmethane diisocyanate preparation, isomers and homologues. Preferably, the second material is a steel. Steel presents

15 effet une masse volumique et une rigidité permettant, à rigidité égale de poutrelle composite avec une poutrelle uniquement en aluminium, de réduire de façon importante le volume d'aluminium utilisé et donc le coût de la poutrelle composite, l'acier étant bien moins cher que l'aluminium. Avantageusement, le premier profilé peut comporter une section 15 effect density and rigidity allowing, with equal stiffness of composite beam with a beam only aluminum, to significantly reduce the volume of aluminum used and therefore the cost of the composite beam, steel being much cheaper than aluminum. Advantageously, the first section may comprise a section

20 transversale sensiblement en forme de I, avec une âme reliant entre elles deux semelles, ledit au moins un deuxième profilé étant rapporté et fixé sur une des semelles. On a en effet remarqué que, lors d'une sollicitation en flexion d'une poutrelle à section transversale en I, les semelles sont les parties les plus - - - - - - ----------- ------------ sollicitées en déformation. Le renfort au niveau des semelles est donc Cross-section substantially I-shaped, with a web connecting two flanges together, said at least one second section being attached and fixed on one of the flanges. It has indeed been noted that, during a bending stress of a cross-section I-beam, the flanges are the most - - - - - - ----------- - ---------- solicited in deformation. The reinforcement at the level of the soles is therefore

25 particulièrement avantageux pour obtenir un gain de rigidité satisfaisant. De préférence, chacune des semelles du premier profilé à section transversale en forme de I est solidaire d'au moins un deuxième profilé. La rigidité de la poutrelle composite est ainsi considérablement augmentée. En outre, la poutrelle composite peut être utilisée quelle que soit son orientation, c'est-à-dire Particularly advantageous for obtaining a satisfactory rigidity gain. Preferably, each of the flanges of the first section I-shaped cross section is integral with at least one second section. The rigidity of the composite beam is thus considerably increased. In addition, the composite beam can be used regardless of its orientation, that is to say

30 avec l'une ou l'autre des semelles au contact de la charge à soutenir. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée et en coupe d'une poutrelle de 35 soutien selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale de la poutrelle de la figure 1 assemblée ; et 5932FDEP.docx 2977610 4 - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe transversale de premiers profilés en un premier matériau à base d'aluminium destinés à être utilisés dans des poutrelles de soutien selon l'invention. Sur les figures 1 et 2 est représentée une poutrelle de soutien composite 5 1 comprenant un premier profilé 2 à base d'aluminium et une pluralité de deuxièmes profilés 3a, 3b et 3c en un deuxième matériau. Le premier profilé 2 et les deuxièmes profilés 3a à 3c sont rendus solidaires l'un de l'autre par des moyens de solidarisation 4 et 5. Le deuxième matériau a un module d'Young supérieur au module d'Young du premier matériau.30 with one or the other soles in contact with the load to be supported. Other objects, features and advantages of the present invention will emerge from the following description of particular embodiments, made with reference to the appended figures, in which: FIG. 1 is an exploded perspective view in section of a support beam according to a first embodiment of the invention; - Figure 2 is a cross-sectional view of the beam of Figure 1 assembled; and Figs. 3 and 4 are cross-sectional views of first sections of a first aluminum-based material for use in supporting beams according to the invention. In Figures 1 and 2 is shown a composite support beam 5 1 comprising a first section 2 based on aluminum and a plurality of second sections 3a, 3b and 3c in a second material. The first profile 2 and the second sections 3a to 3c are secured to each other by means of securing 4 and 5. The second material has a Young's modulus greater than the Young's modulus of the first material.

10 Les deuxièmes profilés 3b et 3c sont totalement enrobés par un liant 6 étanche à l'eau. Les deuxièmes profilés 313 et 3c ne présentent ainsi, une fois enrobés, aucune surface de contact avec l'environnement extérieur afin de les protéger de la corrosion et les dissimuler au regard. Le deuxième profilé 3a est quant à lui disposé dans un logement 7 15 ménagé sur le premier profilé 2 pour y être retenu avec ses parties exposées à l'environnement extérieur enrobées par du liant 6 étanche à l'eau. La solidarisation des deuxièmes profilés 3b et 3c est essentiellement assurée par l'adhésion du liant 6 aux deuxièmes profilés 3b et 3c et au premier profilé 2. Les moyens de solidarisation 4 sont ainsi constitués par le liant 6.The second sections 3b and 3c are fully encapsulated by a waterproof binder 6. The second sections 313 and 3c thus have, once coated, no contact surface with the external environment to protect them from corrosion and hide them from view. The second section 3a is in turn arranged in a housing 7 15 formed on the first section 2 to be retained with its parts exposed to the external environment coated with binder 6 waterproof. The securing of the second sections 3b and 3c is essentially ensured by the adhesion of the binder 6 to the second sections 3b and 3c and to the first profile 2. The securing means 4 are thus constituted by the binder 6.

20 En ce qui concerne le deuxième profilé 3a, la solidarisation avec le premier profilé 2 est conjointement assurée par le liant 6 et la forme du logement 7 qui présente une contre-dépouille grâce aux prolongements inclinés 7a et 7b. Le liant 6 adhère au deuxième profilé 3a et au premier profilé 2 et obture l'ouverture du logement 7 pour retenir le deuxième profilé 3a. Les moyens de solidarisation 5 25 ne sont ainsi pas seulement constitués par le liant 6. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le premier profilé 2 comporte une section transversale sensiblement en forme de I avec une âme 2a reliant entre elles deux semelles 2b et 2c sur lesquelles sont respectivement rapportés et fixés les deuxièmes profilés 3b, 3c et 3a.With regard to the second profile 3a, the connection with the first profile 2 is jointly provided by the binder 6 and the shape of the housing 7 which has an undercut due to the inclined extensions 7a and 7b. The binder 6 adheres to the second section 3a and the first profile 2 and closes the opening of the housing 7 to retain the second section 3a. The securing means 25 are thus not only constituted by the binder 6. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the first profile 2 has a substantially I-shaped cross-section with a core 2a interconnecting two insoles. 2b and 2c on which are respectively reported and fixed the second sections 3b, 3c and 3a.

30 Dans un exemple de réalisation ayant donné de bons résultats, le premier profilé 2 est en un alliage d'aluminium ou en aluminium, les deuxièmes profilés 3a à 3c sont en acier, et le liant 6 est une résine polyuréthane obtenue par un mélange de BAYDUR® 6700 Z et de DESMODUR® PRODUIT D'ESSAI PU 1511 L.In an exemplary embodiment having given good results, the first section 2 is made of an aluminum or aluminum alloy, the second sections 3a to 3c are made of steel, and the binder 6 is a polyurethane resin obtained by a mixture of BAYDUR® 6700 Z and DESMODUR® 1511 L PU TEST PRODUCTS.

35 L'utilisation d'acier pour les deuxièmes profilés 3a à 3c permet un gain de rigidité conséquent et une réduction du volume d'aluminium nécessaire pour le premier profilé 2 permettant des économies substantielles. Et à résistance à la 5932FDEP.docx 2977610 5 flexion égale à celle d'une poutrelle uniquement en aluminium, la poutrelle composite présente un poids inférieur. Les figures 3 et 4 illustrent différents exemples de premiers profilés 2 destinés à être utilisés dans des poutrelles de soutien composites 1 selon 5 l'invention. Le premier profilé 2 de la figure 3 présente une section transversale sensiblement en forme de Y avec une semelle 8. Un ou plusieurs deuxièmes profilés peuvent être rapportés et fixés sur la semelle 8 ou dans le logement ouvert 9 ou encore dans le logement fermé 10.The use of steel for the second sections 3a to 3c allows a substantial increase in rigidity and a reduction in the volume of aluminum required for the first section 2, which allows substantial savings. And with a bending resistance equal to that of a beam only made of aluminum, the composite beam has a lower weight. Figures 3 and 4 illustrate different examples of first sections 2 for use in composite support beams 1 according to the invention. The first profile 2 of Figure 3 has a substantially Y-shaped cross section with a sole 8. One or more second sections can be reported and fixed on the sole 8 or in the open housing 9 or in the closed housing 10.

10 Le premier profilé 2 illustré sur la figure 4 présente quant à lui une pluralité de logements ouverts 11 a à 11 d dans lesquels peut être inséré et retenu au moins un deuxième profilé. Le premier profilé 2 comporte également deux logements fermés 12a et 12b capables de recevoir et retenir respectivement un ou plusieurs deuxièmes 15 profilés. Il doit être précisé que, dans le cas d'une poutrelle composite 1 comprenant une pluralité de deuxièmes profilés 3a à 3c, lesdits deuxièmes profilés 3a à 3c peuvent être en des deuxièmes matériaux différents mais présentant chacun un module d'Young supérieur au module d'Young du premier matériau 20 constituant le premier profilé 2. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.The first section 2 illustrated in FIG. 4, for its part, has a plurality of open housings 11a to 11d in which at least one second profile can be inserted and retained. The first section 2 also comprises two closed housings 12a and 12b capable of receiving and respectively retaining one or more second sections. It should be pointed out that, in the case of a composite beam 1 comprising a plurality of second sections 3a to 3c, the said second sections 3a to 3c may be in different second materials but each having a Young's modulus higher than the modulus. The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but includes the various variants and generalizations thereof within the scope of the claims hereinafter.

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Claims

CLAIMS1 - composite support beam (1) comprising a first profile (2) made of a first aluminum-based material and at least one second section (3a-3c) of a second material, in which: - the first section (2 ) and said at least one second profile (3a-3c) are secured to one another by securing means (4, 5), - said at least one second material has a Young's modulus higher than the module Young of the first material, the parts of said at least one second section (3a-3c) exposed to the external environment are coated with a binder (6) waterproof.

2 - composite support beam (1) according to claim 1, characterized in that the securing means (4, 5) comprise a housing (7, 9, 10, 11 a-11 d, 12a, 12b) formed on the one of the first (2) or the second profile (3a-3c) and wherein the other of the first (2) or second (3a- 3c) profile is housed to be retained.

3 - composite support beam (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the binder (6) is involved in the sealing of the first section (2) and said at least one second section (3a-3c ).

4 - composite support beam (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the binder (6) sealed is a polyurethane resin.

5 - Composite support beam (1) according to claim 4, characterized in that the polyurethane resin is obtained by a mixture of BAYDUR ° 6700 Z and DESMODUR® PU TEST 1511 L. 25

6 - composite support beam (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second material is a steel.

7 - composite support beam (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the first section (2) has a cross section substantially I-shaped with a core (2a) connecting between them two soles (213, 2c), and in that at least one second profile (3a-3c) is attached and fixed on one of the flanges (213, 2c).

8 - composite support beam (1) according to claim 7, characterized in that each of the flanges (2b, 2c) is secured to at least one second section (3a-3c).