LU87137A1

LU87137A1 - Poutre mixte noyee dans le plancher

Info

Publication number: LU87137A1
Application number: LU87137A
Authority: LU
Inventors: Jean-Baptiste Schleich; Jules Mathieu
Original assignee: Arbed
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1988-02-19
Publication date: 1989-09-20
Also published as: EP0328986A1; ATE69080T1; ES2025821T3; EP0328986B1; DE68900366D1

Description

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Poutre mixte noyée dans le plancher L’invention concerne une poutre mixte noyée dans le plancher, comportant des profilés en acier, des éléments d’armature, ainsi que 5 du béton et dont au moins un des profilés a la face externe de l'aile a découvert.

La construction mixte béton-acier a de tout temps été bien adaptée à des sollicitations statiques et dynamiques exceptionnelles. A côté 10 des propriétés mécaniques, il est aujourd’hui exigé des structures portantes qu’elles présentent une résistance au feu judicieusement adaptée au type de bâtiment et susceptible de se maintenir dans le temps. Des poutrelles composites pouvant être utilisées comme poteau ou support de plancher et présentant une excellente résistance au 15 feu, ont par exemple été décrites dans les brevets LU 84.772 et LU : 84.966. La masse de remplissage en béton est reliée a l’âme du profilé par des armatures, tels que'des treillis, des fers en T ou des goujons à tête. La section du profilé en acier, la section du béton et la section d’armature contribuent selon leurs propriétés 20 mécaniques - qui sont fonction de la température - et leur pourcentage de section, à la transmission des charges. En cas d’incendie, il se produit, a mesure que la température augmente, un déplacement continu de la fonction d’absorption de la charge de la section du profilé en acier à la section du béton armé. Des essais d’incendie 25 en laboratoire ont montré que malgré la haute conductivité thermique de l’acier, de telles poutrelles conservent leur force portante au delà des 90 minutes (F90) requises.

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Lorsqu’on emploie de telles poutrelles composites comme support de plancher, on soude habituellement des goujons sur l'aile supérieure du profilé en acier et on dispose dans l'espace entre les ailes de deux poutrelles un coffrage en bois. Après la coulée du plancher, 5 les goujons sont noyés dans le béton alors que les poutrelles composites se retrouvent en entier a l'air libre, une fois le coffrage enlevé. Pour des constructions où des rangées de poutrelles bien visibles ne s'intégrent pas harmonieusement dans le style architectural, on cache celles-ci à l'aide d'un faux-plafond. Bien que 10 l'espace occupé par ce faux-plafond ne soit pas totalement perdu, pouvant abriter par exemple un système d'éclairage, lorsqu'il s'agit de locaux à usage commercial, ou des conduits de climatisation, d'eau, d'électricité etc., il est à la base d'une augmentation de la hauteur totale d'un étage.

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La présente invention a comme, but de proposer une poutre mixte qui s'intégre harmonieusement dans le plancher en béton, a un encombrement réduit et présente des facilités de préfabrication et d'assemblage. En outre, il faut que la construction présente une diffusibi-20 lité thermiqué réduite, une mise en forme aisée, une bonne résistance à l'instabilité et de faibles valeurs du facteur de forme (rapport entre les surfaces exposées au feu d'un élément et son volume). Ce but est atteint par la poutre mixte selon l'invention telle qu'elle est caractérisée dans la revendication 1. Des 25 variantes d'exécution préférentielles sont décrites dans les revendications dépendantes.

Les avantages qui découlent de l'invention sont, a part la hauteur réduite du plancher - en fait une hauteur totale ne dépassant que 30 modérément la hauteur de la dalle -, une excellente résistance au feu (supérieure a F120). Le montage est rapide et facile: on a une seule poutrelle (découpée) en acier, d'où construction légère. Lorsque des dalles en béton préfabriquées sont utilisées, la masse totale de béton coulé est réduite. D'un autre côté, la coulée du 35 béton effectue en une seule opération le remplissage des creux de la poutre en acier et la liaison dalle préfabriquée - béton poutrelle.

- 3 - L’invention sera mieux comprise à l’aide de dessins qui en montrent de manière non-limitative une forme d’exécution possible. Il est représenté - en Fig. 1 une coupe schématique à travers une poutre conforme a 5 l'invention et - en Fig. 2 une vue de côté d’une poutrelle découpée, pouvant être utilisée pour réaliser la poutre.

On distingue en Fig. 1 une poutre 1, constituée par deux profilés 2 10 et 3 en T. Les côtés adjacents des ailes, qui se trouvent dans un même plan, sont réunis par l'intermédiaire d'un cordon de soudage. Les âmes 4 et 5 des profilés sont parallèles et comportent sur leurs côtés opposés a ceux où se trouvent les ailes, une tôle épaisse 15. Cette tôle est pourvue d'évidements 6 qui peuvent être circulaires 15 ou allongés. Les évidements 6 permettent un remplissage aisé par du béton de l'espace délimité par les profilés 2 et 3 et la tôle épaisse 6. Ils améliorent en outre l'interaction acier-béton. Le remplissage par du béton est également favorisé par des évidements 7 prévus entre la tôle et les profilés. Ces évidements 7 ont de préfé-20 rence une formé telle qu'expliquée à l’aide de la Fig. 2. Bien qu'il soit parfaitement possible d'employer des profilés en T reconstitués, une façon de procéder particulièrement élégante consiste à prendre une poutrelle 20 obtenue par laminage - par exemple du type IPEA et HEAA - et de découper celle-ci le long d'un tracé trapezoï- t 25 dal 19 en deux parties équivalentes. Les ailes peuvent être réunies a l'usine par des cordons de soudure 17.

La tôle épaisse 15 peut être pourvue côté plancher de goujons 8. Ces goujons 8 améliorent l'ancrage et garantissent une interaction 30 prononcée entre la poutre mixte, les armatures de continuité 9 et le béton 10. Cette interaction est également favorisée par des armatures de liaison 14 qui traversent les évidements 7 prévus dans les âmes des profilés 2 et 3. Pour augmenter la rigidité des profilés, des fers plats 11 peuvent être soudés aux âmes. On peut également 35 disposer en atelier des armatures supplémentaires 16 à l'intérieur du caisson, en prévoyant bien sûr une fixation correcte pour leur maintien en place pendant le bétonnage. On distingue également en - 4 -

Fig. 1 des dalles préfabriquées dont l'une (réf. 12) a une section rectangulaire et l’autre (réf. 13) est profilée de manière à pouvoir abriter des tubes d’éclairage. La poutre mixte 1 peut être employée avec des dalles préfabriquées, des tôles de coffrages ou des 5 coffrages en bois, mais l’emploi de dalles préfabriquées est con seillé, car il procure des gains en coût de matériaux et de main d’oeuvre. De plus, lors de la construction, l’étage inférieur n’est pas encombré par les supports du coffrage de la dalle supérieure.

10 Lors de la construction de l’immeuble, on peut procéder avantageusement de la manière suivante: Les profilés en T 2 et 3 sont solidari sés en atelier; les tôles 15, munies de goujons 8 et de trous 6 sont soudées aux âmes des profilés. L’ensemble est transporté sur le chantier et fixé par ses extrémités aux poteaux. Les dalles pré-15 fabriquées 12, 13 sont posées sur les ailes des profilés. Après la pose des armatures 9 et 14 le béton 10 est coulé. Une bonne distribution du béton dans l’espace délimité par les profilés 2, 3 et la tôle 15, est obtenue par un vibrage.

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Claims

1. Poutre mixte (1) noyée dans le plancher, comportant des profilés en acier, des éléments d’armature, ainsi que du béton et dont au 5 moins un des profilés a la face externe de l’aile à découvert, caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux profilés (2, 3. en T de dimension comparable et juxtaposés de manière à avoir les ailes dans un meme plan et les âmes parallèles, situées au-dessus de ce plan, en ce que les côtés adjacents des ailes sont 10 fixés ensemble, de préférence par soudage (17), en ce qu'une tôle épaisse (15) est fixée perpendiculairement aux âmes (4, 5) des profilés, sur les côtés opposés à ceux où se trouvent les ailes et en ce que les profilés comportent des évidements (7) dans les âmes, au voisinage de la tôle épaisse (15). 15

2. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tôle / épaisse (15) est pourvue d'évidements (6) qui peuvent être circulaires ou allongés.

3. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les évi dements (7) prévus entre la tôle (15) et les profilés (2, 3) ont une forme trapézoïdale.

4. Poutre selon les revendications 1 ou 3, caractérisée en ce que 25 les évidements (7) prévus dans un des profilés (2) sont disposés vis-à-vis des évidements prévus dans l'autre profilé (3).

5. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tôle épaisse est munie de goujons (8). 30

6. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les âmes des profilés (4, 5) sont munis de fers plats (11) sur au moins une partie de leur longueur.

7. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que des arma tures supplémentaires (16) sont placées à l’intérieur du caisson. - 2 -

8. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que des armatures (14) traversent les évidements (7) prévus dans les âmes (4, 5) des profilés (2, 3). 5