WO1997031165A1 - Coffrage pour la realisation d'un mur en beton - Google Patents

Coffrage pour la realisation d'un mur en beton Download PDF

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WO1997031165A1
WO1997031165A1 PCT/IB1997/000161 IB9700161W WO9731165A1 WO 1997031165 A1 WO1997031165 A1 WO 1997031165A1 IB 9700161 W IB9700161 W IB 9700161W WO 9731165 A1 WO9731165 A1 WO 9731165A1
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formwork
walls
formwork according
folded
concrete
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Inventor
Françoise DAURON
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Technopark Limited
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2/8635—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with ties attached to the inner faces of the forms

Definitions

  • the invention relates to a formwork comprising two formwork walls placed opposite and connected by articulated connecting elements making it possible to hold the walls, or to a spacing defining a gap intended to receive a filling material such as concrete, either folded for storage and transport.
  • formwork which delimits a volume into which concrete is poured.
  • these forms comprise: two walls placed opposite, defining between them an interval into which concrete is introduced, and connecting devices maintaining the walls at one required spacing.
  • spacers the ends of which come to bear on the shuttering faces arranged opposite, and these struts are crossed by blocking parts bearing on the external faces of the shuttering walls.
  • a formwork of the aforementioned type is known from patent FR-A-2 675 181.
  • the articulated connecting elements make it possible to reduce the number of assembly operations, and to facilitate the installation of the formwork while retaining its strength and its compliance with safety and manufacturing standards, this with a light structure.
  • One of the results which the invention aims to obtain is a formwork of the aforementioned type which makes it possible to further increase the resistance of the concrete walls obtained.
  • the invention relates to a formwork comprising two formwork walls placed opposite and connected by articulated connecting elements making it possible to hold the walls, ie at a spacing defining a gap intended to receive a material for filling such as concrete, be folded up for storage and transport.
  • the articulated connecting elements consist of elongated folded elements noticeably zigzag.
  • Each elongated element folded comprises opposite staggered parts connected by tie rods inclined in opposite directions on either side of each of the opposite parts.
  • the opposite alternating parts of all the elongate connecting elements are aligned parallel to each other and are articulated to the walls, preferably by fixing means allowing a single degree of freedom in rotation around articulation axes formed by said parts. opposite.
  • the invention also relates to a wall, in particular of concrete, incorporating this lost formwork, the articulated connecting elements of which, after having been used initially to facilitate the transport and the installation of the formwork, constitute, once the formwork is installed, a hooping substantially increasing the resistance of the wall, this thanks to their shape and their particular arrangement ensuring the distribution of forces within the wall described above.
  • FIG. 1 and 2 top views of a lost formwork before introduction of the filling material
  • - Figure 3 top view of two lost forms arranged side by side;
  • this formwork 2 comprises two formwork walls 3 maintained at the spacing required by at least one articulated connection device 4.
  • This connecting device 4 is articulated with each of the formwork walls 3 by means of vertical stiffeners 5. This articulation makes it possible to maintain the walls 3 either at the required spacing (as illustrated in the Figures), or folded up for storage and transport , thus facilitating the installation of the formwork.
  • These formwork walls 3 will advantageously consist of a trellis whose meshes are determined to remove excess water from the concrete. They may be expanded metal panels provided with vertical stiffeners. The stiffeners 5 are for example fixed to the walls 3 using lugs forming hooks.
  • the filling material hardens. It acts as a prestressing device. After setting it, any overloads on the wall determine a pressure in the concrete or other filling material. This pressure generates, in the filling material, compressive stresses in the direction in which this pressure is exerted, but generally tensile stresses in a direction perpendicular to this direction.
  • connection device overcomes this difficulty.
  • the tensile forces exerted on the concrete and in a direction perpendicular to the walls 3 induce equilibrium by reaction of the tensile forces in the connecting piece 4 and, by decomposition, a tangential compression force and parallel to the walls 3.
  • the device 4 makes it possible to modify considerably the distribution of stresses inside the walls, when the latter are loaded. In fact, the higher the pressure which results from the load exerted along a longitudinal axis, the more the compressive stress on the skin 3, therefore the hooping effect, increases.
  • the connecting device 4 comprises at least two tie rods 4A inclined in opposite directions on either side of a median plane M orthogonal to the shuttering faces, and the ends of these tie rods 4A have a fraction of the means connecting the tie rods 4A with the corresponding formwork wall 3, preferably surrounding the stiffener 5 and articulated thereon to the exclusion of any other degree of freedom, especially in translation.
  • the connecting devices 4 are joined together by opposite straight parts 6 to form at least one group 7 of tie rods.
  • This part 6 extends substantially in a plane parallel to the shuttering faces over a predetermined length and preferably equal to the width of the stiffener 5 in order to link in translation the device 4 for connection with the stiffener 5.
  • This group 7 of tie rods is formed from a long element 7A folded substantially in a zigzag to form a series of waves substantially sawtooth.
  • the section of this elongate element 7A is circular or polygonal.
  • the wall is obtained using several elementary forms 10 of the aforementioned type arranged side by side.
  • the length of the elongate element 7A folded in a zigzag is greater than the length of the formwork panel 10 through which it extends from so that the end 7B of a projecting panel can catch on the adjoining panel (see Figure 3).
  • This end 7B will be shaped, for example, in the manner of a hook bearing on a stiffener 5.
  • At least some tie rods 4A will optionally be provided with heating elements (not shown), such as thermistors to form a radiating wall.
  • heating elements such as thermistors to form a radiating wall.
  • the use of thermistors allows the generation of heat by creating a potential difference between the formwork walls.
  • the part 6 of the element 7A is fixed to the shuttering wall 3 by fastening means with a single degree of freedom in rotation about an axis parallel to the plane of the shuttering faces, perpendicular to the vertical axis of the stiffeners 5 and to the exclusion of any other degree of freedom.
  • the articulated parts of the connecting elements could be angled, as shown in dotted lines in FIG. 3, and articulated in the middle of a vertical stiffener of the type illustrated 5 or of reduced dimensions 5 ', or articulated behind 5 "wedge-shaped vertical stiffeners.
  • connection devices 4 are fixed to the formwork walls using an elastic material 12 such as rubber ( Figure 4).
  • the vertices 6 of the waves of the elongated element 7A folded in a zigzag are secured to a elongated piece 13 which reinforces the inertia of the formwork ( Figures 5 and 6).
  • a elongated piece 13 which reinforces the inertia of the formwork.
  • the connecting elements 4 of a formwork panel are for example arranged in a column with the top of their waves aligned ( Figure 2), or two connecting elements 4 are staggered ( Figure 1) so that the vertices of the waves are shifted. This constitutes a three-dimensional connection.

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Abstract

Coffrage comportant deux parois coffrantes (3) placées en vis-à-vis et connectées par des éléments de liaison articulés permettant de maintenir les parois (3), soit à un écartement définissant un intervalle destiné à recevoir un matériau de remplissage tel que le béton, soit repliées pour le stockage et le transport. Les éléments de liaison articulés sont constitués par des éléments longilignes pliés sensiblement en zigzag (7A), chaque élément longiligne plié comportant des parties opposées (6) en quinconce reliées par des tirants (4A) inclinés en sens opposé de part et d'autre de chacune desdites parties opposées (6). Les parties opposées alternées (6) de tous les éléments de liaison longilignes sont disposées parallèlement les unes aux autres et sont reliées aux parois (3) de préférence par des moyens de fixation (5, 12) permettant un seul degré de liberté en rotation. Ces éléments de liaison articulés développent, dans le béton coulé, des forces de compression perpendiculaires et parallèles aux faces externes du mur, produisant ainsi un effet de frette qui renforce la résistance du mur.

Description

COFFRAGE POUR LA REALISATION D'UN MUR EN BETON
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte à un coffrage comportant deux parois coffrantes placées en vis-à-vis et connectées par des éléments de liaison articulés permettant de maintenir les parois, soit à un écartement définissant un intervalle destiné à recevoir un matériau de remplissage tel que le béton, soit repliées pour le stockage et le transport.
Elle se rapporte également au mur réalisé, incorporant le coffrage perdu.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Pour ériger des murs en béton, on fait classiquement appel à des coffrages qui délimitent un volume dans lequel est coulé un béton. Classiquement, ces coffrages comprennent : deux parois placées en vis à vis définissant entre elles un intervalle dans lequel est introduit du béton, et des dispositifs de liaison maintenant les parois à 1 ' écartement requis. Pour maintenir ces parois, on fait par exemple appel à des entretoises dont les extrémités viennent en appui sur les faces coffrantes disposées en vis à vis et ces entretoises sont traversées par des pièces de blocage prenant appui sur les faces externes des parois de coffrage.
Lorsque le béton a fait prise, le coffrage est récupéré, les pièces de blocage sont retirées. Les entretoises noyées dans le béton, qui n'ont plus aucun rôle, peuvent être laissées ou retirées et ne participent pas à la résistance du mur, mais au contraire fragilisent celui-ci.
C'est essentiellement la qualité du béton qui confère au mur sa résistance. Pour augmenter la résistance du mur en béton, il est connu de faire appel à des coffrages perdus dont les parois étanches ou perméables vont constituer la peau du mur. Le plus souvent, ces parois possèdent des ondes qui permettent un ancrage de la peau dans le béton. On parle alors de coffrage collaborant. La résistance de la structure composite finale ainsi réalisée est une superposition de la résistance du béton et de celle de la peau constituée par le coffrage.
Ces parois sont reliées localement entre elles grâce à des entretoises traversées par des pièces de blocage récupérables ou par des attaches dont les extrémités s'ancrent sur les dites parois coffrantes. Ces attaches s'étendent essentiellement selon une direction orthogonale aux faces coffrantes. Dans ce cas, les parois coffrantes et les attaches qui les relient collaborent au renforcement de la structure du mur en béton. Selon le type d'attaches, on peut obtenir un découplage thermique et mécanique des deux parois coffrantes.
Un coffrage du type précité est connu du brevet FR-A- 2 675 181. Les éléments de liaison articulés permettent de réduire le nombre d'opérations d'assemblage, et de faciliter la mise en place du coffrage tout en lui conservant sa résistance et sa conformité aux normes de sécurité et de fabrication, ceci avec une structure légère.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un coffrage du type précité qui permet d'accroître encore la résistance des murs en béton obtenus.
A cet effet, l'invention a pour objet un coffrage comportant deux parois coffrantes placées en vis-à-vis et connectées par des éléments de liaison articulés permettant de maintenir les parois, soit à un écartement définissant un intervalle destiné à recevoir un matériau de remplissage tel que le béton, soit repliées pour le stockage et le transport.
Selon l'invention, les éléments de liaison articulés sont constitués par des éléments longilignes plies sensiblement en zig-zag. Chaque élément longiligne plié comporte des parties opposées en quinconce reliées par des tirants inclinés en sens opposé de part et d'autre de chacune des parties opposées. Les parties opposées alternées de tous les éléments de liaison longilignes sont alignées parallèlement les unes aux autres et sont articulées aux parois, de préférence par des moyens de fixation permettant un seul degré de liberté en rotation autour d'axes d'articulation formés par lesdites parties opposées.
Avec ce coffrage, les éléments de liaison développent sur le matériau de remplissage à la fois :
- d'une part, des forces de compression orientées perpendiculairement aux faces coffrantes, et - d'autre part, des forces de compression orientées sensiblement parallèlement aux faces externes dudit mur de manière à créer une peau exerçant un effet de frette.
L'invention concerne également un mur notamment en béton incorporant ce coffrage perdu dont les éléments de liaison articulés, qui après avoir servi dans un premier temps pour faciliter le transport et la mise en place du coffrage, constituent, une fois le coffrage installé, un frettage augmentant de manière substantielle la résistance du mur, ceci grâce à leur forme et leur disposition particulière assurant la répartition des forces au sein du mur décrite ci-dessus.
D'autres caractéristiques de l'invention sont exposées dans les revendications dépendantes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente schématiquement :
- Figures 1 et 2 : vues de dessus d'un coffrage perdu avant introduction du matériau de remplissage; - Figure 3 : vue de dessus de deux coffrages perdus disposés côte à côte;
- Figure 4 : variante de réalisation d'un coffrage perdu; et
- Figures 5 et 6 : deux variantes d'un dispositif de liaison.
MODES DE REALISATION PREFERES
En se reportant au dessin on voit que, pour la construction d'un mur 1 en béton, on fait appel à un coffrage perdu 2 collaborant. Classiquement, ce coffrage 2 comprend deux parois coffrantes 3 maintenues à 1 ' écartement requis par au moins un dispositif 4 de liaison articulé.
Ce dispositif 4 de liaison est articulé avec chacune des parois coffrantes 3 au moyen de raidisseurs verticaux 5. Cette articulation permet de maintenir les parois 3 soit à 1 ' écartement requise (comme illustré dans les Figures) , soit repliés pour le stockage et le transport, facilitant ainsi la mise en place du coffrage.
Ces parois coffrantes 3 seront avantageusement constituées d'un treillis dont les mailles sont déterminées pour évacuer l'eau excédentaire du béton. Il pourra s'agir de panneaux en métal déployé pourvus de raidisseurs verticaux. Les raidisseurs 5 sont par exemple fixés sur les parois 3 à l'aide de pattes formant crochets.
Comme illustré à la Figure 4, ces dispositifs 4 de liaison articulés développent sur le matériau de remplissage à la fois :
- d'une part, des forces F de compression orientées perpendiculairement aux faces coffrantes 3 et,
- d'autre part, des forces G de compression orientées sensiblement parallèlement aux faces externes du mur de manière à créer une peau exerçant un effet de frette. Les éléments de liaison constituent ainsi un frettage dans le béton.
Ainsi, au moment du remplissage de l'espace situé entre les parois 3 par un matériau fluide (béton par exemple) , ce dernier développe une pression hydrostatique d'autant plus grande que la perméabilité des parois 3 est faible. Cette pression exerce des efforts de traction sur les parois 3 qui déterminent, par réaction : - des efforts de traction dans les pièces de liaison 4,
- des efforts de compression longitudinale dans la paroi 3.
Ces contraintes se maintiennent jusqu'à durcissement du matériau de remplissage. Il agit comme dispositif de précontraintes. Après prise de celui-ci, toutes surcharges sur le mur déterminent une pression dans le béton ou autre matériau de remplissage. Cette pression engendre, dans le matériau de remplissage, des contraintes de compression dans le sens où s'exerce cette pression, mais généralement des contraintes de traction dans un sens perpendiculaire à cette direction.
Le béton étant un matériau non résistant aux contraintes de traction, le dispositif de liaison permet de palier à cette difficulté.
En effet, les efforts de traction qui s'exercent sur le béton et dans un sens perpendiculaire aux parois 3 induisent à l'équilibre par réaction des efforts de traction dans la pièce de liaison 4 et, par décomposition, un effort de compression tangentiel et parallèle aux parois 3.
Du fait de l'ancrage des parois 3 dans le béton par les raidisseurs 5 et par le dispositif 4 de liaison articulée, c'est l'ensemble du béton situé entre les raidisseurs 5 qui se trouve soumis à des contraintes de compression. Ainsi, le dispositif 4 permet de modifier considérablement la répartition des contraintes à l'intérieur des murs, lors de la charge de ces derniers. En effet, plus la pression qui résulte de la charge exercée suivant un axe longitudinal est élevée et plus la contrainte de compression sur la peau 3, donc l'effet de frettage, augmente.
Comme illustré à la Figure 3 le dispositif 4 de liaison comprend au moins deux tirants 4A inclinés en sens opposé de part et d'autre d'un plan médian M orthogonal aux faces coffrantes, et les extrémités de ces tirants 4A présentent une fraction des moyens de liaison des tirants 4A avec la paroi coffrante 3 correspondante, de préférence entourant le raidisseur 5 et articulé sur celui-ci à l'exclusion de tout autre degré de liberté notamment en translation.
A cet effet, les dispositifs 4 de liaison sont réunis entre eux par des parties droites opposées 6 pour former au moins un groupe 7 de tirants. Cette partie 6 s'étend sensiblement dans un plan parallèle aux faces coffrantes sur une longueur prédéterminée et préférentiellement égale à la largeur du raidisseur 5 afin de lier en translation le dispositif 4 de liaison avec le raidisseur 5.
Ce groupe 7 de tirants est formé à partir d'un élément 7A longiligne plié sensiblement en zigzag pour former une série d'ondes sensiblement en dents de scie. La section de cet élément longiligne 7A est circulaire ou polygonale.
Quelle que soit la section de l'élément longiligne
7A, sous la charge du béton coulé, s'exercent des forces perpendiculaires aux faces coffrantes dites poussée hydrostatique du béton que les tirants par leur disposition répartissent en :
- d'une part, des forces orientées perpendiculairement aux faces coffrantes et, - d'autre part, des forces qui, orientées parallèlement aux dites faces précitées, durcissent la peau coffrante à la manière d'une frette.
Cet effet peut être accentué en exerçant sur le haut du béton coulé une pression. En effet, tout effort qui tend à augmenter l'épaisseur du mur induit dans les tirants un effort de traction et dans les parties du mur situées entre les extrémités des tirants des efforts de compression.
Le mur est obtenu à l'aide de plusieurs coffrages élémentaires 10 du type précité disposés côte à côte.
Pour assurer une continuité de la transmission des forces et bénéficier de l'inertie de la totalité du mur, la longueur de l'élément longiligne 7A plié en zigzag est supérieure à la longueur du panneau de coffrage 10 au travers duquel il s'étend de manière à ce que l'extrémité 7B d'un panneau qui dépasse puisse s'accrocher sur le panneau contigϋ (voir Figure 3) . Cette extrémité 7B sera conformée par exemple à la manière d'un crochet prenant appui sur un raidisseur 5.
Au moins certains tirants 4A seront éventuellement pourvus d'éléments de chauffage (non représentés) , tels des thermistances pour former une paroi rayonnante. L'emploi des thermistances permet de dégager de la chaleur en créant une différence de potentiel entre les parois coffrantes.
Avantageusement, c'est le crochet fixant le raidisseur 5 sur la paroi coffrante 3 qui verrouille également l'élément longiligne 7A sur le panneau de coffrage.
Selon une caractéristique de l'invention, la partie 6 de l'élément 7A est fixée sur la paroi coffrante 3 par des moyens de fixation à un seul degré de liberté en rotation autour d'un axe parallèle au plan des faces coffrantes, perpendiculairement à l'axe vertical des raidisseurs 5 et à l'exclusion de tout autre degré de liberté.
En variante, au lieu d'avoir des parties droites 6, les parties articulées des éléments de liaison pourraient être angulees, comme illustré en pointillés à la Figure 3, et articulées au milieu d'un raidisseur vertical du type illustré 5 ou de dimensions réduites 5 ' , ou articulées derrière des raidisseurs verticaux en forme de coin 5".
Pour assurer un découplage acoustique et mécanique, la fixation des dispositifs 4 de liaison sur les parois coffrantes sera réalisée par l'intermédiaire d'un matériau 12 élastique tel un caoutchouc (Figure 4) .
Pour améliorer la transmission des forces, les sommets 6 des ondes de l'élément 7A longiligne plié en zigzag sont solidarisés à une pièce 13 longiligne qui renforce l'inertie du coffrage (Figures 5 et 6) . A l'aide de cette pièce 13 longiligne, on peut facilement conférer à l'élément 7A longiligne plié en zigzag et aux parois coffrantes une forme cintrée qui peut être mémorisée en solidarisant sur la face opposée de l'élément 7A une autre pièce longitudinale 13 (Figure 5) . Ainsi, la détermination de pas différents d'un côté et de l'autre des éléments 7A impose des longueurs développées non identiques qui développent ainsi la surface curviligne des eaux du coffrage (Figure 5) .
Les éléments de liaison 4 d'un panneau de coffrage sont par exemple disposés en colonne avec le sommet de leurs ondes alignées (Figure 2) , ou deux éléments de liaison 4 sont disposés en quinconce (Figure 1) de sorte que les sommets des ondes soient décalées. On constitue ainsi une liaison tridimensionnelle.

Claims

REVENDICATIONS
1. Coffrage comportant deux parois coffrantes (3) placées en vis-à-vis et connectées par des éléments de liaison articulés permettant de maintenir les parois (3) , soit à un écartement définissant un intervalle destiné à recevoir un matériau de remplissage tel que le béton, soit repliées pour le stockage et le transport,
caractérisé en ce que les éléments de liaison articulés sont constitués par des éléments longilignes plies sensiblement en zig-zag (7A) , chaque élément longiligne plié comportant des parties opposées (6) en quinconce reliées par des tirants (4A) inclinés en sens opposé de part et d'autre de chacune desdites parties opposées (6) , les parties opposées alternées (6) de tous les éléments de liaison longilignes étant disposées parallèlement les unes aux autres et étant reliées aux parois (3) .
2. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de liaison sont articulés aux parois (3) par des moyens de fixation (5,12) permettant un seul degré de liberté en rotation.
3. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (7A) longiligne plié sensiblement en zigzag forme une série d'ondes sensiblement en dents de scie.
4. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de l'élément (7A) longiligne plié en zigzag est supérieure à la longueur d'un panneau de coffrage (10) au travers duquel il s'étend de manière à ce qu'une extrémité (7B) qui dépasse puisse s'accrocher sur un panneau contigϋ.
5. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins certains tirants (4A) sont pourvus d'éléments de chauffage.
6. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation des tirants (4A) sur les parois coffrantes (3) est réalisée par l'intermédiaire d'un matériau (12) élastique.
7. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sommets des ondes d'au moins un côté de l'élément (7A) longiligne plié en zigzag sont solidarisés à une pièce (13) longiligne qui renforce l'inertie du coffrage et définit la géométrie de ce dernier.
8. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (7A) longitudinaux de liaison sont articulés aux raidisseurs verticaux (5) solidarisés avec les parois coffrantes (3) .
9. Coffrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments (7A) longitudinaux de liaison comportent des parties opposées (6) droites disposées entre les raidisseurs verticaux (5) et les parois coffrantes.
10. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tirants (4A) inclinés sont disposés symmétriquement par rapport à un plan médian (M) .
11. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments (7A) longilignes décalés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que leurs parties opposées (6) en quinconce sont disposées en face 1 'une de 1 'autre.
12. Coffrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois coffrantes (3) sont des panneaux en métal déployé constituant un treillis dont les mailles sont déterminées pour évacuer l'eau excédentaire d'un matériau de remplissage tel que le béton.
13. Mur, en béton ou autre matériau de remplissage, incorporant un coffrage perdu selon l'une des revendications précédentes, où les éléments de liaison développent sur le matériau de remplissage à la fois :
- d'une part, des forces (F) de compression orientées perpendiculairement aux faces coffrantes et - d'autre part, des forces (G) de compression orientées sensiblement parallèlement aux faces externes dudit mur de manière à créer une peau exerçant un effet de frette.
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