STRUCTURES PORTEUSES DE FAIBLE DENSITE APPARENTE COMPOSEES DE VOILES ET DALLES MINCES EN BETON ARME LOW-DENSITY CARRYING STRUCTURES COMPRISING THREADS AND THIN SLABS OF REINFORCED CONCRETE
IJ arrive couramment, lorsque la capacité porteuse du sol n'est pas suffisante, que l'on soit obligé d'utiliser des solutions onéreuses pour supporter bâtiments, murs lourds ou chaussées de circulation. Par exemple, si l'on utilise un radier de grande dimension, pour répartir des charges, le poids propre de ce radier conduira à réduire notablement la charge du bâtiment qu'il est destiné à supporter.IJ commonly happens, when the bearing capacity of the soil is not sufficient, that one is obliged to use expensive solutions to support buildings, heavy walls or traffic roads. For example, if a large raft is used to distribute loads, the self-weight of this raft will significantly reduce the load on the building it is intended to support.
Dans d'autres cas, lorsque l'on doit effectuer un remblais de plusieurs mètres de haut, le poids propre de ce remblais ajouté à la charge d'utilisation conduira à des tassements du sol sous-jacent.In other cases, when an embankment several meters high is to be carried out, the self-weight of this embankment added to the load of use will lead to settlements of the underlying soil.
L'objet de ce brevet est de proposer des solutions applicables aux deux cas ci-dessus, mais non exclusivement, en décrivant des procédés de fabrication économique de structures porteuses composées de voiles et dalles minces en béton armé de sorte que la densité apparente soit faible .The object of this patent is to propose solutions applicable to the two above cases, but not exclusively, by describing methods of economical manufacture of load-bearing structures composed of thin reinforced concrete veils and slabs so that the apparent density is low .
Pour réaliser in situ une telle structure, on utilise des éléments légers, perdus, de volume important . Ces éléments sont d'une rigidité suffisante pour supporter le poids des ouvriers ' et du béton lors de la coulée puis jusqu'à la prise de celui-ci.To make such a structure in situ, light, lost elements of large volume are used. These elements are of sufficient rigidity to support the weight of the workers' and of the concrete during the pouring and then until the setting thereof.
On réalise d'abord, une dalle mince de répartition en béton armé en laissant des aciers en attente aux endroits choisis pour la liaison avec les voiles verticaux, puis après prise du béton de la dalle de base, on dispose les éléments légers ci-dessus décrits en ménageant entre eux des intervalles étroits.First, a thin distribution slab of reinforced concrete is made, leaving steels waiting at the locations chosen for the connection with the vertical sails, then after setting the concrete of the base slab, we have the light elements above described with narrow intervals between them.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
On dispose ensuite dans ces intervalles étroits des armatures en acier en les maintenant à une distance suffisante des éléments légers pour respecter les régies de construction du béton armé. On pose également des armatures à la partie supérieure des éléments légers.REPLACEMENT SHEET Steel reinforcements are then placed in these narrow intervals, keeping them at a sufficient distance from the light elements to comply with the rules of construction of reinforced concrete. Reinforcement is also placed on the upper part of the light elements.
Puis, on effectue la coulée du béton qui vient remplir les intervalles étroits en créant des voiles minces en béton armé. On continue ensuite la coulée pour obtenir une dalle supérieure mince au dessus des éléments légers . Q Etant donné que, pour des questions de fabrication et de manipulation par le personnel, les éléments légers sont de dimension limitée et, si l'on désire que la structure en béton armé soit d'une hauteur plus grande, on recommence l'opération en disposant au dessus de la dalle supérieure qui vient d'être réalisée de nouveaux -5' éléments légers en ménageant entre eux des intervalles étroits comme ci-dessus. L'opération pourra être recommencée plusieurs fois, jusqu'à ce que l'on parvienne à une structure de la hauteur désirée.Then, the concrete is poured which fills the narrow gaps by creating thin reinforced concrete sails. The casting is then continued to obtain a thin upper slab above the light elements. Q Since, for manufacturing and handling questions by the personnel, the light elements are of limited size and, if we want the reinforced concrete structure to be of a greater height, the operation is repeated by placing above the upper slab which has just been made new -5 ' light elements by providing between them narrow intervals as above. The operation can be repeated several times, until a structure of the desired height is reached.
On aura ainsi réalisé une structure en béton armé 0 dont les voiles et les dalles minces constituent ensemble une structure tri-dimensionnelle de faible densité apparente du fait des éléments légers perdus qui y sont inclus.A reinforced concrete structure 0 will thus have been produced, the webs and thin slabs of which together constitute a three-dimensional structure of low apparent density due to the lost light elements which are included therein.
Bien entendu, la structure est réalisée par tronçons, grâce à l'interposition à la coulée de plaques minces en carton, 5 en contreplaque ou en produit élastomère. On obtient ainsi une solution de continuité dans les dalles et voiles minces en béton armé.Of course, the structure is produced in sections, thanks to the interposition to the casting of thin cardboard plates, 5 in plywood or in elastomeric product. A continuity solution is thus obtained in the slabs and thin walls of reinforced concrete.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser des éléments légers de forme parallelepipedique car ceux-ci permettent d'obtenir dans les intervalles étroits, des voiles de forme plane.It is particularly advantageous to use light elements of parallelepipedal shape because these make it possible to obtain, in narrow intervals, sails of planar shape.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
En disposant ces éléments légers parallelepipediques bout à bout dans une direction horizontale et en ménageant les intervalles étroits dans la direction horizontale perpendiculaire à la précédente, on obtiendra des voiles minces et plans, qui seront analogues à des nervures parallèles comme les poutres d'un plancher. En disposant les éléments légers parallelepipediques avec des intervalles dans deux directions horizontales perpendiculaires, on obtient des voiles minces, plans et croisés, qui donnent une grande rigidité à la structure.REPLACEMENT SHEET By placing these light parallelepipedal elements end to end in a horizontal direction and by arranging the narrow intervals in the horizontal direction perpendicular to the previous one, we will obtain thin and flat sails, which will be similar to parallel ribs like the beams of a floor . By arranging the light parallelepipedic elements with intervals in two perpendicular horizontal directions, we obtain thin, planar and crossed veils, which give great rigidity to the structure.
Un autre avantage des éléments légers parallelepipediques objet du brevet, réside dans le fait qu'ils peuvent être réalisés en carton renforcé et traité, qu'ils sont livrés plies, sous un volume minimum et ne sont déployés ou mis en volume que sur le chantier juste avant d'être posés sur les dalles horizontales.Another advantage of the parallelepipedic light elements which are the subject of the patent lies in the fact that they can be made of reinforced and treated cardboard, that they are delivered folded, in a minimum volume and are only deployed or placed in volume on site. just before being laid on the horizontal tiles.
Dans le cas où l'on désire fabriquer beaucoup plus rapidement une telle structure porteuse en béton armé de faible densité apparente composée de voiles et dalles minces, il est intéressant de procéder par pré-fabrication. Dans ce cas, grâce à un deuxième procédé objet de l'invention, on réalise la structure porteuse en juxtaposant et supperposant des blocs i n d é p e n d a n t s c o m m e dans une construction avec des cubes, étant entendu que ces blocs indépendants, composés de dalles et voiles minces en béton armé, sont également de faible densité apparente. Ces blocs sont préfabriqués, soit en usine, soit mieux à proximité du chantier, afin de n'avoir à transporter ni gros volume, ni gros tonnage.In the case where it is desired to manufacture such a load-bearing structure of reinforced concrete of low apparent density made up of thin veils and slabs much more quickly, it is advantageous to proceed by pre-manufacture. In this case, thanks to a second process which is the subject of the invention, the supporting structure is produced by juxtaposing and supperposing independent blocks as in a construction with cubes, it being understood that these independent blocks, composed of slabs and thin veils in reinforced concrete, are also of low apparent density. These blocks are prefabricated, either in the factory, or better near the site, so as not to have to transport either large volumes or large tonnage.
Les blocs indépendants de faible densité apparente sont fabriqués selon deux procédés :The independent blocks of low apparent density are produced according to two processes:
- Dans le premier procédé, on prend des éléments légers, qui vont constituer l'intérieur des blocs. On dispose à la partie inférieure et à la périmètrie, des coffrages extérieurs assemblés de façon que les intervalles entre les éléments légers intérieurs et les coffrages extérieurs soient étroits. On dispose dans ces intervalles des armatures en acier maintenues à une distance suffisante des éléments légers intérieurs et des coffrages extérieurs pour respecter les régies de fabrication du béton armé. Puis on coule le béton autour des éléments légers intérieurs et on termine en coulant à la partie supérieure une dalle mince également armée par des armatures d'acier.
- -- In the first process, we take light elements, which will constitute the interior of the blocks. At the lower part and at the perimeter, external forms are assembled so that the intervals between the light interior elements and the external forms are narrow. In these intervals there are steel reinforcements kept at a sufficient distance from the interior light elements and exterior formwork to comply with the rules for the production of reinforced concrete. Then pour the concrete around the interior light elements and finish by pouring at the top a thin slab also armed with steel reinforcements. - -
Après prise du béton et démontage des coffrages extérieurs, on obtiendra un bloc composé de voiles et de dalles minces en béton armé, l'intérieur contenant les éléments légers, d'où ia densité apparente faible. II est entendu que l'épaisseur de béton et les armatures acier des voiles et des dalles en béton armé sont adaptés à la charge que les blocs devront supporter.After setting the concrete and dismantling the external formwork, we will obtain a block composed of thin reinforced concrete walls and slabs, the interior containing the light elements, hence the low apparent density. It is understood that the thickness of concrete and the steel reinforcements of the reinforced concrete walls and slabs are adapted to the load that the blocks will have to support.
Dans certains cas, on dispose dans les intervalles étroits entre éléments légers intérieurs et coffrages extérieurs, des réservations de forme adéquate afin que le béton ne remplisse pas totalement les intervalles étroits lors de ia coulée. Après décoffrage, on trouvera donc dans les dalles ou voiles minces en béton, et après avoir éliminé les réservations, des creux qui constituent des ajours entre l'intérieur et l'extérieur des blocs. On peut également réaliser des évidements dans les coffrages extérieurs pour créer des bossages à l'extérieur des blocs indépendants.In some cases, there are in the narrow intervals between interior light elements and exterior formwork, reservations of adequate shape so that the concrete does not completely fill the narrow intervals during the pouring. After formwork stripping, we will therefore find in the concrete slabs or thin veils, and after eliminating the reservations, hollows which constitute gaps between the inside and the outside of the blocks. It is also possible to make recesses in the external forms to create bosses outside the independent blocks.
On donnera aux réservations donc aux ajours que ceux-ci produiront, et aux évidement dans les coffrages extérieurs donc aux bossages extérieurs aux blocs, des positions et des formes différentes suivant leur fonction. En réalisant des ajours à la partie inférieure, chaque bloc pourra se remplir d'eau en cas d'inondation et ainsi de ne pas recevoir de poussée d'Archimède qui pourrait être néfaste à la construction supportée.Reservations will therefore be given to the openings that these will produce, and to the recesses in the external formwork therefore to the bosses external to the blocks, different positions and shapes depending on their function. By making openings in the lower part, each block will be able to fill with water in the event of flooding and thus not to receive an Archimedes push which could be harmful to the supported construction.
Si on place les ajours à la partie supérieure, ( A ), ils permettront de saisir les blocs par le haut pour les transporter. Si on réalise des ajours ou des bossages à la partie supérieure et inférieure, on pourra claveter les blocs entre eux, soit en les posant par l'inter- médiaires de rotules, soit en les clavetant à une certaine distance les uns des autres au moyen de clavettes indépendantes. Les clavettes indépendantes sont réalisées soit en béton, soit en métal, soit même - en élastomère; cette dernière solution donnera plus de souplesse à l'ensemble de la structure. En clavetant les blocs indépendants à une certaine distance les uns des autres, on réalise des structures de densité apparente encore plus faible que celle des blocs indépendants.If you place the openings at the top, (A), they will allow you to grab the blocks from above to transport them. If openings or bosses are made at the upper and lower part, the blocks can be keyed together, either by placing them by means of ball joints, or by keying them at a certain distance from each other by means of of independent keys. The independent keys are made either of concrete, or of metal, or even - of elastomer; this latter solution will give more flexibility to the entire structure. By keying the independent blocks at a certain distance from each other, structures with an apparent density even lower than that of the independent blocks are produced.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
Si les réservations donc, les ajours dans les voiles ou dalles en béton armé, sont importants, ils permettent d'utiliser des éléments légers intérieurs démontables qui pourront être extraits à travers les ajours après prise du béton et démontage des coffrages extérieurs.REPLACEMENT SHEET If the reservations therefore, the openings in the reinforced concrete sails or slabs, are important, they allow the use of light removable interior elements which can be extracted through the openings after setting of the concrete and dismantling of the external formwork.
La présence d'ajours permet également d'utiliser comme élément léger intérieur, des éléments gonflables. Après prise du béton et dépose des coffrages extérieurs, les éléments gonflables seront dégonflés et extraits . Il est également possible d'utiliser des systèmes mixtes partiellement gonflables, partiellement démontables et même des éléments légers perdus.The presence of openwork also makes it possible to use, as an interior light element, inflatable elements. After setting the concrete and removing the external formwork, the inflatable elements will be deflated and extracted. It is also possible to use partially inflatable, partially demountable mixed systems and even lost light elements.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser des éléments légers intérieurs, de forme parallelepipedique ( B ) et des coffrages extérieurs constitués de plaques planes à assemblage rapide car ceux-ci permettent d'obtenir des blocs parallelepip diques. Dans ce cas les armatures sont constituées de treillis soudé plié. ( C ) et ( D ). Les ajours éventuels à réaliser dans les voiles sont obtenus par de simples plaques de l'épaisseur des voiles, fixées sur les plaques planes des coffrages extérieurs. ( E ) et ( F ) comme représente Figure 3.It is particularly advantageous to use light interior elements, of parallelepiped shape (B) and external formwork made up of flat plates with quick assembly because these make it possible to obtain parallelepip dic blocks. In this case the frames are made of folded welded mesh. (C) and (D). Any openings to be made in the sails are obtained by simple plates of the thickness of the sails, fixed on the flat plates of the external formwork. (E) and (F) as shown in Figure 3.
Les éléments légers parallelepipediques, réalisés en carton traité et renforcé, constituent une solution particulièrement économique. Comme pour la fabrication in situ, ils sont livrés plies et ne sont déployés que lors de la préfabrication des blocs indépendantsThe light parallelepiped elements, made of treated and reinforced cardboard, constitute a particularly economical solution. As for in situ manufacturing, they are delivered folded and are only deployed during the prefabrication of independent blocks
Selon un deuxième procédé, on réalise les blocs indépen¬ dants de faible densité apparente, uniquement en assemblant des coffrages extérieurs. Ces coffrages sont munis de bossages importants, de forme telle qu'après assemblage des coffrages extérieurs, ils ne reste à l'intérieur des blocs que des intervalles étroits. On place dans ces intervalles étroits des armatures en acier en les maintenant à distance des coffrages extérieurs et des bossages qui leur sont fixés de façon que soient respectées les régies de fabrication du béton armé.According to a second method, independent blocks of low apparent density are produced, only by assembling external formwork. These forms are provided with large bosses, of a shape such that after assembly of the external forms, they remain inside the blocks only at narrow intervals. Steel reinforcements are placed in these narrow intervals, keeping them at a distance from the external formwork and the bosses which are fixed to them so that the rules for manufacturing reinforced concrete are respected.
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A la coulée du béton, il se constitue d'abord la dalle inférieure puis les voiles verticaux et enfin la dalle supérieure. Le volume apparent des blocs est parallelepipedique et permet la juxtaposition et l'empilement. A titre non limitatif : Planches 2 et 3 représentant deux formes de réalisation G et H de ces blocs et les outillages correspondants ( I - J et K - L ).REPLACEMENT SHEET When concrete is poured, the lower slab is first formed, then the vertical sails and finally the upper slab. The apparent volume of the blocks is parallelepipedic and allows juxtaposition and stacking. Without limitation: Boards 2 and 3 representing two embodiments G and H of these blocks and the corresponding tools (I - J and K - L).
Les blocs indépendants peuvent être juxtaposés pour remplir le fond d'une fouille, ce qui permet de réaliser un radier léger et relativement souple. On peut disposer ces blocs comme iσ des fascines, ce qui permet de protéger certains sites contre des tirs, des roquettes ou même des explosions. De telles réalisations peuvent être faites dans des zones éloignées car l'outillage de fabri¬ cation en est très rustique et facile à transporter. Il suffit de disposer sur place de béton.Après fabrication et mise en place des blocs, ^ il est éventuellement possible de les lester.The independent blocks can be juxtaposed to fill the bottom of a excavation, which allows for a light and relatively flexible raft. These blocks can be placed as iσ of the fascines, which makes it possible to protect certain sites against shots, rockets or even explosions. Such achievements can be made in remote areas because the tooling for fabrication is very rustic and easy to transport. It is enough to have concrete on site. After manufacture and installation of the blocks, ^ it is possibly possible to ballast them.
Ces blocs utilisés comme remblais léger permettent ia réalisation de remblais de plusieurs mètres pouvant porter une chaussée malgré les faibles conditions de travail du soi sous-jacent. Ces blocs présentent F avantage d'une grande pérennité dans leThese blocks used as light embankments allow ia embankments of several meters which can carry a floor despite the poor working conditions of the underlying self. These blocks have the advantage of great durability in the
20 temps et si on les réalise avec des ajours suffisants, ils permettent de drainer facilement à travers les remblais.20 times and if they are carried out with sufficient openings, they allow to easily drain through the embankments.
La préfabrication à proximité du chantier permet de réaliser une mise en place très rapide du remblais allégé puisqu'il ne s'agit que de juxtaposer et d'empiler des blocs légers à manipuler.Prefabrication near the site allows for a very rapid installation of the light backfill since it is only a question of juxtaposing and stacking light blocks to handle.
25 En superposant ces blocs comme des briques creuses de grande dimension, il est possible de réaliser des murs épais et porteurs bien que restant très légers.25 By superimposing these blocks like large hollow bricks, it is possible to produce thick and load-bearing walls although remaining very light.
On peut envisager par ce procédé des applications pour des ouvrages sous-marins.This process can be used for applications for underwater structures.
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REPLACEMENT SHEET