FR3101652A1 - Fastening rod, Assembly of structural and non-structural elements by means of such a rod, and Method of manufacturing such an assembly - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une tige (1) de fixation comprenant une extrémité d’ancrage (5) destinée à être fixée dans une chambre d’ancrage (6) d’un élément structurel (3) en béton armé, et dans le prolongement de l’extrémité, une partie de fixation (7) destinée à recevoir au moins un élément de fixation (4). Selon l’invention, l’extrémité d’ancrage (5) présente une forme coudée. L’invention concerne également un assemblage (2) d’éléments structurels et non structurels comprenant :- un élément structurel (3) en béton armé comprenant une chambre d’ancrage (6),- une tige de fixation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, ladite chambre d’ancrage (6) est remplie en partie d’un matériau adhésif qui lie l’extrémité d’ancrage (5) de la tige (1) aux parois de la chambre d’ancrage (6) de l’élément structurel (3) Selon l’invention, la chambre d’ancrage (6) présente une forme coudée complémentaire à l’extrémité d’ancrage (5). L’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un assemblage d’éléments structurels et non structurels comprenant les étapes suivantes :- mise en œuvre d’un élément structurel (3) en béton armé comprenant une chambre coudée (6),- injection d’un matériau adhésif dans la chambre coudée (6) de l’élément (3) en béton,- mise en œuvre d’une tige de fixation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, l’extrémité d’ancrage (5) de la tige (1) présentant une forme complémentaire à celle de la chambre (6),- insertion de l’extrémité d’ancrage (5) dans la chambre (6), et- attente du temps de cure du matériau adhésif. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 The invention relates to a fixing rod (1) comprising an anchoring end (5) intended to be fixed in an anchoring chamber (6) of a structural element (3) made of reinforced concrete, and in the extension of the end, a fixing part (7) intended to receive at least one fixing element (4). According to the invention, the anchoring end (5) has an angled shape. The invention also relates to an assembly (2) of structural and non-structural elements comprising: - a structural element (3) made of reinforced concrete comprising an anchoring chamber (6), - a fixing rod (1) according to the one of claims 1 to 6, said anchoring chamber (6) is partly filled with an adhesive material which binds the anchoring end (5) of the rod (1) to the walls of the anchoring chamber ( 6) of the structural element (3) According to the invention, the anchoring chamber (6) has a bent shape complementary to the anchoring end (5). The invention also relates to a method of manufacturing an assembly of structural and non-structural elements comprising the following steps: - implementation of a structural element (3) in reinforced concrete comprising a bent chamber (6), - injection of an adhesive material in the bent chamber (6) of the concrete element (3), - implementation of a fixing rod (1) according to one of claims 1 to 6, the end of anchoring (5) of the rod (1) having a shape complementary to that of the chamber (6), - insertion of the anchoring end (5) in the chamber (6), and - waiting for the curing time of the adhesive material. Figure for the abstract: Fig. 2
Description
La présente invention concerne le domaine technique des tiges de fixation dans des éléments structurels en béton armé, et plus particulièrement le domaine des assemblages d’éléments structurels et non structurels. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un assemblage d’éléments structurels et non structurels.The present invention relates to the technical field of fixing rods in reinforced concrete structural elements, and more particularly to the field of assemblies of structural and non-structural elements. The invention also relates to a method of manufacturing an assembly of structural and non-structural elements.
Dans le domaine ci-dessus, sont connus des tiges de fixation comprenant une extrémité d’ancrage destinée à être fixée dans une chambre d’ancrage d’un élément structurel porteur, par exemple en béton armé, et dans le prolongement de l’extrémité, une partie de fixation destinée à recevoir au moins un élément de fixation. Des assemblages utilisant une telle tige sont fixés par collage via un adhésif polymère. En effet, la chambre d’ancrage de l’élément structurel est remplie par un matériau adhésif dont la composition peut dépendre des contraintes de l’assemblage. Puis, la tige est insérée et la cure de l’adhésif permet d’assurer l’adhérence entre la tige et l’élément en béton.In the above field, fixing rods are known comprising an anchoring end intended to be fixed in an anchoring chamber of a load-bearing structural element, for example made of reinforced concrete, and in the extension of the end , a fixing part intended to receive at least one fixing element. Assemblies using such a rod are fixed by gluing via a polymer adhesive. Indeed, the anchoring chamber of the structural element is filled with an adhesive material whose composition may depend on the constraints of the assembly. Then, the rod is inserted and the curing of the adhesive ensures adhesion between the rod and the concrete element.
Cependant, l’élément de fixation d’un tel assemblage induit des contraintes de traction et/ou de cisaillement. Et, de tels assemblages peuvent être améliorés pour augmenter leur résistance, et notamment la résistance de la partie ancrée de l’ancrage installé dans l’élément porteur. Il est donc apparu le besoin de proposer une alternative aux tiges de fixation rectilignes existantes.However, the fastening element of such an assembly induces tensile and/or shear stresses. And, such assemblies can be improved to increase their resistance, and in particular the resistance of the anchored part of the anchor installed in the load-bearing element. It therefore appeared the need to propose an alternative to the existing rectilinear fixing rods.
A cet effet, l’invention concerne une tige de fixation dans un élément structurel dont l’extrémité d’ancrage présente une forme coudée. Cette forme coudée ou arquée permet d’améliorer la résistance à la traction de la partie ancrée de l’ancrage. En effet, par rapport à une tige d’ancrage droite commune et pour une résistance à la traction et l’arrachement équivalente, une tige selon l’invention possède une profondeur d’ancrage, mesurée perpendiculairement par rapport à la surface du béton de l’élément structurel inférieure à la profondeur d’ancrage de la tige droite.To this end, the invention relates to a fixing rod in a structural element, the anchoring end of which has an angled shape. This angled or arched shape improves the tensile strength of the anchored part of the anchor. Indeed, compared to a common straight anchor rod and for an equivalent tensile and pull-out resistance, a rod according to the invention has an anchoring depth, measured perpendicularly to the surface of the concrete of the structural element less than the anchorage depth of the straight rod.
Selon une caractéristique de l’invention, l’extrémité d’ancrage possède une section sensiblement circulaire. Les tiges à section sensiblement circulaire sont particulièrement bien adaptées pour former les armatures d’un élément en béton.According to a characteristic of the invention, the anchoring end has a substantially circular section. Rods with a substantially circular section are particularly well suited to form the reinforcement of a concrete element.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la partie de fixation est rectiligne et filetée. La mise en œuvre d’une partie de fixation rectiligne et filetée permet de pouvoir y fixer une grande variété d’éléments de fixation qui possède un taraudage complémentaire au filetage de la tige selon l’invention.According to another characteristic of the invention, the fixing part is straight and threaded. The implementation of a rectilinear and threaded fixing part makes it possible to be able to fix a wide variety of fixing elements thereto which has a thread complementary to the thread of the rod according to the invention.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, l’extrémité d’ancrage présente un rayon de courbure sensiblement compris entre 2 et 5 fois son diamètre, de préférence entre 3.5 et 4 fois son diamètre. Cette caractéristique de courbure permet d’obtenir des résultats très efficaces quant à la résistance à l’arrachement d’un assemblage utilisant une tige de fixation selon l’invention.According to yet another characteristic of the invention, the anchoring end has a radius of curvature substantially between 2 and 5 times its diameter, preferably between 3.5 and 4 times its diameter. This characteristic of curvature makes it possible to obtain very effective results as regards the resistance to tearing of an assembly using a fixing rod according to the invention.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’extrémité d’ancrage s’étend sur un secteur angulaire compris entre 30° et 90°, de préférence 45°. Une telle configuration de courbure permet d’optimiser les caractéristiques de résistance sans rendre difficile la mise en œuvre de la tige de fixation selon l’invention, notamment en ce qui concerne l’introduction de l’extrémité coudée dans la réservation définissant la chambre d’ancrage de l’élément structurel.According to another characteristic of the invention, the anchoring end extends over an angular sector comprised between 30° and 90°, preferably 45°. Such a curvature configuration makes it possible to optimize the resistance characteristics without making it difficult to implement the fixing rod according to the invention, in particular as regards the introduction of the bent end into the reservation defining the chamber of anchoring of the structural element.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, la tige est en acier. La mise en œuvre d’acier permet d’améliorer l’adhérence de la tige avec le béton.According to yet another characteristic of the invention, the rod is made of steel. The use of steel improves the adhesion of the rod with the concrete.
L’invention concerne également un assemblage d’éléments structurels et non structurels comprenant :
- un élément structurel en béton armé comprenant une chambre d’ancrage,
- une tige de fixation selon l’invention, ladite chambre d’ancrage étant remplie en partie d’un matériau adhésif qui lie l’extrémité d’ancrage de la tige aux parois de la chambre d’ancrage de l’élément structurel.The invention also relates to an assembly of structural and non-structural elements comprising:
- a reinforced concrete structural element comprising an anchoring chamber,
- A fixing rod according to the invention, said anchoring chamber being partly filled with an adhesive material which binds the anchoring end of the rod to the walls of the anchoring chamber of the structural element.
Selon l’invention, la chambre d’ancrage présente une forme coudée complémentaire à l’extrémité d’ancrage. La mise en œuvre de tige de fixation ayant une extrémité d’ancrage courbée, arquée ou coudée permet, d’une part, d’améliorer la résistance de la partie ancrée, et, d’autre part, de limiter la profondeur d’ancrage dans l’élément structurel en béton armé mesurée perpendiculairement par rapport à la surface du béton dudit élément structurel.According to the invention, the anchoring chamber has a bent shape complementary to the anchoring end. The implementation of a fixing rod having a curved, arcuate or angled anchoring end makes it possible, on the one hand, to improve the resistance of the anchored part, and, on the other hand, to limit the depth of anchoring in the reinforced concrete structural element measured perpendicular to the concrete surface of said structural element.
Le fait que la partie encastrée soit courbée conduit à une distribution d’efforts le long de l’ancrage différente de celle existant dans le cas d’un ancrage droit. En effet, la liaison d’adhérence subsiste avec la même valeur que pour une extrémité droite. Il s’y ajoute un effet de frottement, dit « effet de courroie » dû à la courbure.The fact that the embedded part is curved leads to a distribution of forces along the anchorage different from that existing in the case of a straight anchorage. Indeed, the adhesion bond remains with the same value as for a straight end. There is also a friction effect, known as the "belt effect" due to the curvature.
Selon une caractéristique de l’invention, le matériau adhésif comprend une résine polymère. Des adhésifs polymère sont couramment utilisés dans ce type d’assemblage appelés communément ancrages chimiques ou encore chevilles chimiques. L’adhésif polymère peut être développé spécialement en fonction des matériaux et des contraintes imposés par l’assemblage.According to one characteristic of the invention, the adhesive material comprises a polymer resin. Polymer adhesives are commonly used in this type of assembly, commonly called chemical anchors or chemical anchors. The polymer adhesive can be specially developed according to the materials and the constraints imposed by the assembly.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le matériau adhésif comprend du mortier. L’emploi d’un mortier comme élément de scellement est possible pour certains type de contraintes liées à l’assemblage d’éléments structurels.According to another characteristic of the invention, the adhesive material comprises mortar. The use of a mortar as a sealing element is possible for certain types of constraints related to the assembly of structural elements.
Selon encore une autre une caractéristique de l’invention, le diamètre de l’extrémité d’ancrage de la tige est compris entre 8 et 16 mm.According to yet another characteristic of the invention, the diameter of the anchoring end of the rod is between 8 and 16 mm.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre d’ancrage possède un diamètre supérieur à celui de l’extrémité d’ancrage, allant de 4 mm à 10 mm. Une telle configuration permet d’obtenir de bonnes caractéristiques mécaniques de l’ancrage réalisé.According to another characteristic of the invention, the anchoring chamber has a diameter greater than that of the anchoring end, ranging from 4 mm to 10 mm. Such a configuration makes it possible to obtain good mechanical characteristics of the anchorage produced.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un assemblage d’éléments structurels et non structurels comprenant les étapes suivantes :
- mise en œuvre d’un élément structurel en béton armé comprenant une chambre coudée,
- injection d’un matériau adhésif dans la chambre coudée de l’élément en béton,
- mise en œuvre d’une tige de fixation selon l’invention, l’extrémité d’ancrage de la tige présentant une forme complémentaire à celle de la chambre,
- insertion de l’extrémité d’ancrage dans la chambre, et
- attente du temps de cure du matériau adhésif.The invention also relates to a method for manufacturing an assembly of structural and non-structural elements comprising the following steps:
- implementation of a reinforced concrete structural element comprising a bent chamber,
- injection of an adhesive material into the bent chamber of the concrete element,
- implementation of a fixing rod according to the invention, the anchoring end of the rod having a shape complementary to that of the chamber,
- inserting the anchoring end into the chamber, and
- waiting for the curing time of the adhesive material.
Selon une caractéristique de l’invention, le procédé comprend les étapes supplémentaires suivantes pour l’obtention de l’élément en béton armé comprenant une chambre coudée :
- mise en œuvre d’un coffrage comprenant un insert de forme complémentaire à celle de l’extrémité d’ancrage créant ainsi une réservation définissant une chambre coudée apte à recevoir l’extrémité d’ancrage,
- disposition d’une armature d’acier dans ledit coffrage,
- coulage de l’élément en béton sur l’armature d’acier,
- attente du temps de prise de l’élément en béton armé,
- retrait du coffrage et de l’insert.According to one characteristic of the invention, the method comprises the following additional steps for obtaining the reinforced concrete element comprising a bent chamber:
- implementation of a formwork comprising an insert of a shape complementary to that of the anchoring end, thus creating a reservation defining a bent chamber capable of receiving the anchoring end,
- provision of a steel reinforcement in said formwork,
- casting of the concrete element on the steel reinforcement,
- waiting for the setting time of the reinforced concrete element,
- removal of the formwork and the insert.
Selon une caractéristique de l’invention, l’insert est réalisé à partir d’un matériau friable. Un tel matériau friable peut ainsi être désagrégé lors de son retrait pour libérer la réservation. Le matériau friable peut être par exemple une mousse polymère, du polystyrène expansé ou tout autre matériau friable adapté supportant l’humidité du béton avant sa prise.According to one characteristic of the invention, the insert is made from a friable material. Such a friable material can thus be disintegrated during its removal to release the reservation. The friable material can be, for example, a polymer foam, expanded polystyrene or any other suitable friable material that withstands the humidity of the concrete before it sets.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la chambre est percée dans l’élément en béton armé.According to another feature of the invention, the chamber is drilled into the reinforced concrete element.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the different characteristics, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations insofar as they are not incompatible or exclusive of each other.
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :In addition, various other characteristics of the invention emerge from the appended description made with reference to the drawings which illustrate non-limiting forms of embodiment of the invention and where:
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.It should be noted that in these figures the structural and/or functional elements common to the different variants may have the same references.
La fibre moyenne ou fibre neutre de la tige 1 selon l’invention est représentée par des traits mixtes. Les longueurs sont représentées par des traits pointillés ou mixtes fléchés.The average fiber or neutral fiber of the rod 1 according to the invention is represented by dot-and-dash lines. The lengths are represented by dotted lines or mixed arrows.
L’invention vise à proposer une tige de fixation 1, telle qu’illustrée à la figure 1, permettant l’assemblage 2 d’un élément structurel 3 en béton armé et d’un élément de fixation 4. Une tige de fixation 1 selon l’invention possède une extrémité d’ancrage 5 destinée à être fixée dans une chambre d’ancrage 6 de l’élément structurel 3, et dans le prolongement de l’extrémité, une partie de fixation 7 destinée à recevoir au moins un élément de fixation 4. Selon l’invention, l’extrémité d’ancrage 5 de la tige 1 possède une forme coudée, encore appelée forme courbe ou arquée.The invention aims to provide a fixing rod 1, as illustrated in Figure 1, allowing the assembly 2 of a structural element 3 of reinforced concrete and a fixing element 4. A fixing rod 1 according to the invention has an anchoring end 5 intended to be fixed in an anchoring chamber 6 of the structural element 3, and in the extension of the end, a fixing part 7 intended to receive at least one element of fixing 4. According to the invention, the anchoring end 5 of the rod 1 has a bent shape, also called curved or arcuate shape.
Selon l’exemple illustré à la figure 1, la tige de fixation 1 possède une partie de fixation 7 sensiblement rectiligne et une extrémité d’ancrage 5 de forme coudée.According to the example illustrated in Figure 1, the fixing rod 1 has a substantially rectilinear fixing part 7 and an anchoring end 5 of bent shape.
Selon une forme de réalisation de la tige 1, celle-ci est de section circulaire avec un diamètre D compris entre 8 et 16 mm dont une extrémité présente une forme courbée.According to one embodiment of the rod 1, the latter is of circular section with a diameter D of between 8 and 16 mm, one end of which has a curved shape.
Sur la figure 1, Hv représente la profondeur d’ancrage de la fibre moyenne de la tige 1 représentée par un trait mixte, c’est-à-dire la longueur destinée à être encastrée dans la béton. Lef représente la longueur d’ancrage utile de la tige 1 sur laquelle la résistance de l’ancrage s’exerce. Lef est définie sur les figures au niveau de la fibre moyenne de la tige 1.In figure 1, Hv represents the anchorage depth of the average fiber of rod 1 represented by a chain line, that is to say the length intended to be embedded in the concrete. Lef represents the useful anchorage length of rod 1 on which the resistance of the anchorage is exerted. Lef is defined in the figures at the level of the average fiber of the stem 1.
Sur les figures, le rayon de courbure Rc est défini par rapport à la fibre moyenne de la tige 1. Selon l’invention, le rayon de courbure Rc de l’extrémité arquée est compris entre 2 et 5 fois le diamètre de la tige 1, de préférence entre 3.5 et 4 fois. Ainsi, pour une tige 1 de diamètre 8 mm, le rayon de courbure Rc de son extrémité d’ancrage 5 sera compris entre 16 et 40 mm, de préférence entre 28 et 32 mm. Pour une tige 1 de diamètre égale à 12 mm, le rayon de courbure Rc de son extrémité d’ancrage 5 sera compris entre 24 et 60 mm, de préférence entre 42 et 48 mm. Pour une tige 1 de diamètre égale à 14 mm, le rayon de courbure Rc de son extrémité d’ancrage 5 sera compris entre 28 et 70 mm, de préférence entre 49 et 56 mm. Pour une tige 1 de diamètre égale à 16 mm, le rayon de courbure Rc de son extrémité d’ancrage 5 sera compris entre 32 et 80 mm, de préférence entre 56 et 64 mm. L’invention ne se limite évidemment pas à ses seuls exemples de dimension. De même, l’invention porte également sur une tige à section polygonale ou de forme libre.In the figures, the radius of curvature Rc is defined with respect to the average fiber of the rod 1. According to the invention, the radius of curvature Rc of the arcuate end is between 2 and 5 times the diameter of the rod 1 , preferably between 3.5 and 4 times. Thus, for a rod 1 with a diameter of 8 mm, the radius of curvature Rc of its anchoring end 5 will be between 16 and 40 mm, preferably between 28 and 32 mm. For a rod 1 with a diameter equal to 12 mm, the radius of curvature Rc of its anchoring end 5 will be between 24 and 60 mm, preferably between 42 and 48 mm. For a rod 1 with a diameter equal to 14 mm, the radius of curvature Rc of its anchoring end 5 will be between 28 and 70 mm, preferably between 49 and 56 mm. For a rod 1 with a diameter equal to 16 mm, the radius of curvature Rc of its anchoring end 5 will be between 32 and 80 mm, preferably between 56 and 64 mm. The invention is obviously not limited to its examples of dimensions alone. Likewise, the invention also relates to a stem with a polygonal or free-form section.
Selon l’exemple de réalisation illustré à la figure 1, le rayon de courbure Rc défini par rapport à la fibre moyenne de la tige 1 est environ égal à quatre fois le diamètre D de la tige 1.According to the embodiment illustrated in Figure 1, the radius of curvature Rc defined with respect to the average fiber of the rod 1 is approximately equal to four times the diameter D of the rod 1.
Par ailleurs, l’extrémité d’ancrage 5 courbe de la tige 1 selon l’invention s’étend sur un secteur angulaire α compris entre 30° et 90°, de préférence 45° tel qu’illustré à la figure 1.Furthermore, the curved anchoring end 5 of the rod 1 according to the invention extends over an angular sector α of between 30° and 90°, preferably 45° as illustrated in FIG. 1.
Une tige de fixation 1 selon l’invention peut être réalisée à partir de toutes les nuances d’acier connus. La tige 1 peut aussi être en matière plastique dure pour les pièces de petite dimension ou ayant des contraintes techniques particulières, notamment de légèreté.A fixing rod 1 according to the invention can be made from all known steel grades. The rod 1 can also be made of hard plastic material for parts of small size or having particular technical constraints, in particular of lightness.
Pour fabriquer une telle tige de fixation 1 selon l’invention, il est procédé au cintrage d’un segment d’une barre en acier afin d’obtenir une extrémité courbée. Dans le cas où la partie de fixation est filetée, la tige de fixation selon l’invention est obtenue par cintrage d’une tige filetée.To manufacture such a fixing rod 1 according to the invention, a segment of a steel bar is bent in order to obtain a curved end. In the case where the fixing part is threaded, the fixing rod according to the invention is obtained by bending a threaded rod.
Un assemblage 2 d’éléments structurels et non structurels selon l’invention et illustré aux figures 2 et 3 comprend un élément structurel 3 en béton armé et un élément de fixation 4. L’élément structurel 3 comprend une armature métallique sur laquelle le béton a été coulé. Selon la forme de réalisation illustrée, l’élément structurel 3 est un poteau auquel est fixé un élément de fixation 4 sous la forme d’une poutre non structurelle. Ces deux formes illustrent un assemblage d’éléments structurels et non structurels mais ne sont pas limitatifs pour l’invention.An assembly 2 of structural and non-structural elements according to the invention and illustrated in FIGS. 2 and 3 comprises a structural element 3 made of reinforced concrete and a fixing element 4. The structural element 3 comprises a metal reinforcement on which the concrete has been sunk. According to the illustrated embodiment, the structural element 3 is a post to which is attached a fixing element 4 in the form of a non-structural beam. These two shapes illustrate an assembly of structural and non-structural elements but are not limiting for the invention.
L’élément structurel 3 est fixé à l’élément de fixation 4 grâce à une tige de fixation 1 selon l’invention. A cette fin, l’élément structurel 3 comprend une chambre d’ancrage 6 possédant une forme complémentaire sensiblement plus grande que celle de l’extrémité d’ancrage 5 de la tige 1.The structural element 3 is fixed to the fixing element 4 by means of a fixing rod 1 according to the invention. To this end, the structural element 3 comprises an anchoring chamber 6 having a substantially larger complementary shape than that of the anchoring end 5 of the rod 1.
Selon une forme de réalisation dans laquelle la tige 1 possède une section sensiblement circulaire, la chambre d’ancrage 6 a elle aussi une section sensiblement circulaire et son diamètre est supérieur de sensiblement 0.4 mm à celui de l’extrémité d’ancrage 5 de la tige 1. L’extrémité d’ancrage 5 est alors parfaitement en prise dans le matériau adhésif remplissant la chambre d’ancrage 6.According to an embodiment in which the rod 1 has a substantially circular section, the anchoring chamber 6 also has a substantially circular section and its diameter is substantially 0.4 mm greater than that of the anchoring end 5 of the rod 1. The anchoring end 5 is then fully engaged in the adhesive material filling the anchoring chamber 6.
Pour le cas d’un ancrage droit, la profondeur d’ancrage Hv et la longueur d’ancrage Lef sont égales. Cependant, pour le cas d’un ancrage courbe selon l’invention, ces deux profondeurs n’ont pas la même valeur. En effet, en raison de la courbure, la longueur d’ancrage Lef est plus grande que la profondeur d’ancrage Hv correspondante mesurée perpendiculairement à la surface externe du béton entre cette dernière et l’extrémité de la tige de fixation 1 selon l’invention. Or c’est la longueur d’ancrage efficace Lef qui contribue à la résistance à la traction et au cisaillement de l’ancrage. De plus, le fait que la partie encastrée soit courbe conduit à une distribution différentes d’efforts le long de l’ancrage de celle résultant d’un ancrage droit. En effet, la liaison d’adhérence subsiste avec la même valeur que pour une barre droite. Il s’y ajoute un effet de frottement dit « effet de courroie » dû à la courbure.For the case of a straight anchorage, the anchorage depth Hv and the anchorage length Lef are equal. However, for the case of a curved anchor according to the invention, these two depths do not have the same value. Indeed, due to the curvature, the anchorage length Lef is greater than the corresponding anchorage depth Hv measured perpendicularly to the outer surface of the concrete between the latter and the end of the fixing rod 1 according to the invention. However, it is the effective anchorage length Lef which contributes to the tensile and shear resistance of the anchorage. In addition, the fact that the embedded part is curved leads to a different distribution of forces along the anchorage from that resulting from a straight anchorage. Indeed, the adhesion bond remains with the same value as for a straight bar. There is also a friction effect called "belt effect" due to the curvature.
La longueur d’ancrage Lef de la tige 1 impacte directement la dimension de la chambre d’ancrage 6. L’ancrage selon l’invention visible aux figures 2 et 3, mobilise donc moins de matière dans l’élément structurel 3 qu’un ancrage droit. La longueur d’ancrage Lef de la tige 1 est supérieure à la profondeur d’ancrage Hv, un ancrage droit mobiliserait donc une profondeur d’ancrage supérieure à celle utilisée selon l’invention.The anchorage length Lef of the rod 1 directly impacts the dimension of the anchorage chamber 6. The anchorage according to the invention, visible in FIGS. 2 and 3, therefore mobilizes less material in the structural element 3 than a right anchor. The anchorage length Lef of the rod 1 is greater than the anchorage depth Hv, a straight anchorage would therefore mobilize an anchorage depth greater than that used according to the invention.
Selon un exemple de réalisation, la tige 1 est une tige filetée destinée à être utilisée avec élément de fixation présentant un taraudage. Donc, dans le cas d’un assemblage 2 selon l’invention, l’élément de fixation 4 doit comporter un trou taraudé complémentaire au profil de la tige 1, il peut par exemple s’agir d’un écrou.According to an exemplary embodiment, the rod 1 is a threaded rod intended to be used with a fixing element having a thread. Therefore, in the case of an assembly 2 according to the invention, the fixing element 4 must include a threaded hole complementary to the profile of the rod 1, it can for example be a nut.
Pour mettre en œuvre l’élément structurel 3 de l’assemblage 2 conforme à l’invention, un coffrage 20 est réalisé et illustré à la figure 4.To implement the structural element 3 of the assembly 2 according to the invention, a formwork 20 is made and illustrated in Figure 4.
La figure 4 illustre un coffrage 20 pour réaliser un élément structurel 3 comprenant une chambre d’ancrage 6 de forme complémentaire à celle de l’extrémité d’ancrage 5 de la tige 1.Figure 4 illustrates a formwork 20 for making a structural element 3 comprising an anchoring chamber 6 of a shape complementary to that of the anchoring end 5 of the rod 1.
Selon cet exemple illustré correspondant à un élément structurel 3 sous la forme d’un poteau, le coffrage 20 correspondant est réalisé aux moyens de quatre planches en bois. Ces planches en bois peuvent être maintenues en position par des cales 22 et un cerclage non représenté. Le coffrage 20 peut être réalisé aux moyens d’autres techniques.According to this illustrated example corresponding to a structural element 3 in the form of a post, the corresponding formwork 20 is made by means of four wooden planks. These wooden planks can be held in position by wedges 22 and strapping, not shown. The formwork 20 can be made using other techniques.
Afin de mettre en œuvre l’invention, le coffrage 20 de l’élément structurel 3 est réalisé avec un insert 25 de forme coudée, définissant la réservation particulière de l’élément structurel 3 en béton. L’insert 25 illustré à la figure 5 peut être réalisé à partir d’une forme en mousse ou aux moyens de tout autre matériau friable.In order to implement the invention, the formwork 20 of the structural element 3 is made with an insert 25 of bent shape, defining the particular reservation of the structural element 3 in concrete. The insert 25 illustrated in Figure 5 can be made from a foam form or by means of any other friable material.
Une armature métallique 26 est placée dans le coffrage 20 tel que visible à la figure 4.A metal frame 26 is placed in the formwork 20 as seen in Figure 4.
Ensuite, le béton est coulé dans le coffrage 20. Et, après le temps de prise nécessaire au durcissement du béton, le coffrage 20 est retiré et l’insert 25 est enlevé ou détruit, de manière à obtenir un élément structurel 3 en béton armé comprenant une réservation de forme coudée. La réservation est nettoyée de manière à obtenir la chambre coudée 6 voulue.Then, the concrete is poured into the formwork 20. And, after the setting time necessary for the hardening of the concrete, the formwork 20 is removed and the insert 25 is removed or destroyed, so as to obtain a structural element 3 in reinforced concrete comprising a bent-shaped reservation. The reservation is cleared so as to obtain the desired angled chamber 6.
La chambre coudée 6 de l’élément structurel 3 peut aussi être réalisée sur un élément en béton pris ou solidifié. A cette fin, l’élément en béton armé est percé. Il existe diverses méthodes pour ouvrager une chambre coudée.The elbow chamber 6 of the structural element 3 can also be made on a set or solidified concrete element. For this purpose, the reinforced concrete element is drilled. There are various methods for crafting a bent chamber.
Afin de réaliser l’assemblage 2, la réservation susmentionnée définissant la chambre d’ancrage 6 de l’élément structurel 3 est remplie d’un matériau adhésif.In order to make the assembly 2, the aforementioned reservation defining the anchoring chamber 6 of the structural element 3 is filled with an adhesive material.
Divers types de matériaux adhésifs sont possibles tels que des résines polymères ou du mortier. Le matériau adhésif peut être conçu spécialement en fonction des contraintes mécaniques de l’assemblages 2 d’éléments structurels. Les résines polymères employés sont des adhésifs structuraux commercialisés sur le marché pour une application d’ancrages d’acier dans le béton. Les industriels fournissent la résine polymère, généralement sous la forme d’adhésif thermodurcissable bi-composant, c’est-à-dire la résine mère et le durcisseur, ainsi que la méthode de pose comprenant les instruments utilisés, la procédure de nettoyage du trou, l’épaisseur du joint. Les adhésifs employés sont généralement basés sur des procédés en époxy ou vinylester, avec un ajout éventuel de produits inorganiques tels que du mortier.Various types of adhesive materials are possible such as polymer resins or mortar. The adhesive material can be specially designed according to the mechanical constraints of the assemblies 2 of structural elements. The polymer resins used are structural adhesives sold on the market for the application of steel anchors in concrete. Manufacturers provide the polymer resin, generally in the form of a two-component thermosetting adhesive, i.e. the mother resin and the hardener, as well as the installation method including the instruments used, the procedure for cleaning the hole , the thickness of the joint. The adhesives used are generally based on epoxy or vinylester processes, with the possible addition of inorganic products such as mortar.
L’extrémité d’ancrage 5 de la tige de fixation 1 est insérée dans la chambre d’ancrage 6 de l’élément structurel 3, au milieu du matériau adhésif. Et, après le temps de cure nécessaire, un élément de fixation 4 peut être accrocher à la partie de fixation 7 libre de la tige 1.The anchoring end 5 of the fixing rod 1 is inserted into the anchoring chamber 6 of the structural element 3, in the middle of the adhesive material. And, after the necessary curing time, a fixing element 4 can be attached to the free fixing part 7 of the rod 1.
L’élément de fixation 4 peut prendre diverses formes structurelles ou non structurelles.The fixing element 4 can take various structural or non-structural forms.
Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées.Of course, various other modifications may be made to the invention within the scope of the appended claims.
Claims (15)
- un élément structurel (3) en béton armé comprenant une chambre d’ancrage (6),
- une tige de fixation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, ladite chambre d’ancrage (6) étant remplie en partie d’un matériau adhésif qui lie l’extrémité d’ancrage (5) de la tige (1) aux parois de la chambre d’ancrage (6) de l’élément structurel (3),
caractérisé en ce que la chambre d’ancrage (6) présente une forme coudée complémentaire à l’extrémité d’ancrage (5) coudée de la tige (1) de fixation.Assembly (2) of structural and non-structural elements comprising:
- a reinforced concrete structural element (3) comprising an anchoring chamber (6),
- a fixing rod (1) according to one of claims 1 to 6, said anchoring chamber (6) being partly filled with an adhesive material which binds the anchoring end (5) of the rod ( 1) to the walls of the anchoring chamber (6) of the structural element (3),
characterized in that the anchoring chamber (6) has a bent shape complementary to the bent anchoring end (5) of the fixing rod (1).
- mise en œuvre d’un élément structurel (3) en béton armé comprenant une chambre coudée (6),
- injection d’un matériau adhésif dans la chambre coudée (6) de l’élément (3) en béton,
- mise en œuvre d’une tige de fixation (1) selon l’une des revendications 1 à 6, l’extrémité d’ancrage (5) de la tige (1) présentant une forme complémentaire à celle de la chambre (6),
- insertion de l’extrémité d’ancrage (5) dans la chambre (6), et
- attente du temps de cure du matériau adhésif.Method of manufacturing an assembly of structural and non-structural elements comprising the following steps:
- implementation of a structural element (3) in reinforced concrete comprising a bent chamber (6),
- injection of an adhesive material into the bent chamber (6) of the concrete element (3),
- implementation of a fixing rod (1) according to one of claims 1 to 6, the anchoring end (5) of the rod (1) having a shape complementary to that of the chamber (6) ,
- inserting the anchoring end (5) into the chamber (6), and
- waiting for the curing time of the adhesive material.
- mise en œuvre d’un coffrage (20) comprenant un insert (25) de forme complémentaire à celle de l’extrémité d’ancrage (5) créant ainsi une réservation définissant une chambre coudée (6) apte à recevoir l’extrémité d’ancrage (5),
- disposition d’une armature (26) d’acier dans ledit coffrage (20),
- coulage de l’élément en béton sur l’armature (26) d’acier,
- attente du temps de prise de l’élément (3) en béton armé,
- retrait du coffrage (20) et de l’insert (25) pour l’obtention de l’élément (3) en béton armé comprenant une chambre coudée (6).Method according to claim 12, characterized in that it comprises the following additional steps:
- implementation of a formwork (20) comprising an insert (25) of a shape complementary to that of the anchoring end (5) thus creating a reservation defining a bent chamber (6) capable of receiving the end of anchor (5),
- provision of a steel frame (26) in said formwork (20),
- casting the concrete element on the steel reinforcement (26),
- waiting for the setting time of the reinforced concrete element (3),
- removal of the formwork (20) and the insert (25) to obtain the reinforced concrete element (3) comprising a bent chamber (6).
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| FR1911033A FR3101652B1 (en) | 2019-10-04 | 2019-10-04 | Fastening rod, Assembly of structural and non-structural elements by means of such a rod, and Method of manufacturing such an assembly |
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| CN107724541A (en) * | 2017-10-23 | 2018-02-23 | 能诚集团有限公司 | Building element attachment structure |
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2020
- 2020-10-02 EP EP20199788.9A patent/EP3800303A1/en not_active Withdrawn
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