WO1999055968A1 - Joint de structure pour dalles en materiau moulable - Google Patents

Joint de structure pour dalles en materiau moulable Download PDF

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WO1999055968A1
WO1999055968A1 PCT/BE1999/000053 BE9900053W WO9955968A1 WO 1999055968 A1 WO1999055968 A1 WO 1999055968A1 BE 9900053 W BE9900053 W BE 9900053W WO 9955968 A1 WO9955968 A1 WO 9955968A1
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Pierre Raymond Kerrels
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Eurosteel S.A.
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    • E01C2201/00—Paving elements
    • E01C2201/12—Paving elements vertically interlocking

Definitions

  • the present invention relates to a structural joint for slabs of moldable material and in particular for slabs of material with a hydraulic binder such as concrete.
  • the reinforcement of the ends of the slabs should ideally meet the following criteria
  • the invention therefore relates to a structural joint, for example made of steel, intended to reinforce the edges of a matrix or slab material, for example concrete, by never removing shoes from it, or because of the joint itself, nor because of the matrix by rupture of this one in the vicinity of the anchoring
  • the reinforcement joint comprises a male and female interlocking offset downward relative to the center line of the slab to obtain a greater thickness of matrix above the interlocking in order to obtain increased resistance. against external loads
  • a commonly used structural joint is produced using a double profile, substantially in the shape of an omega, the outer contour of one of which matches the inner contour of the other.
  • the central male part of the joint must necessarily have a volume sufficient to allow it to be filled with moldable material
  • the object of the present invention is to remedy the drawbacks mentioned above by simple and effective means which will be described in more detail in the description which follows.
  • FIG. 1 shows, in cross section, a structural joint made using profiles according to the art of the known technique
  • Figure 2 is a cross section of a structural joint according to the invention in the closed position
  • Figure 3 is a view identical to Figure 2 but with the seal in the retracted position
  • Figure 4 is a cross-sectional view of a joint according to the invention produced using hot-rolled profiles
  • Figures 5 and 6 are alternative embodiments of structural joints according to the invention.
  • a structural joint 10 according to the known prior art, comprising two metal profiles arranged along the adjacent edges of two concrete slabs 20, 22.
  • the seal 10 consists of a profile forming a male part 12, anchored in the edge of the slab 20, and a profile forming a female part 14, anchored in the edge of the slab 22.
  • the male and female parts 12, 14 of the profiles are provided with fins which extend upwards and downwards so as to follow respectively the edge of the upper surface and the edge of the lower surface of the concrete slabs. 20, 22.
  • the anchoring of the profiles 12 and 14 is usually carried out using concrete bars 16 distributed over the length of the said profiles.
  • the male part 12 of the profile has a cavity 18 which must be filled with moldable material such as concrete and cannot, therefore, not be reduced in size because, in this case, concrete will be difficult to penetrate.
  • the structural joint 30 consists of two profiles of particular shape which also fit together as a tenon and mortise.
  • the male part 32 is produced using a substantially L-shaped sheet, the vertical wing of which extends to the edge of the upper surface of the slab 20 and the wing of which base 3 1 is folded down so as to create a second lower wing 33 folded right against the first and the end of which may extend beyond the vertical wing to form a heel 29 for anchoring in concrete .
  • the female part 34 of the joint 30, is also produced using a substantially L-shaped sheet, the vertical wing of which extends up to the stop of the upper surface of the slab 22 and the l the base wing 35 is folded down so as to create a second lower branch 37 arranged parallel to the first branch 35 while leaving between them a space 36 in which the folded arms 3 1, 33 of the male profile 32 can engage.
  • the distance "D" between the base wing 35 of the female profile 34 and the surface 23 of the concrete slab 22 is much greater than in FIG. 1 and the mass of concrete can easily support the loads along the edge of the concrete slab 22.
  • a profile such as an angle iron 38
  • This angle 38 preferably extends to the stop of the lower surface of the concrete slab 22.
  • FIG. 4 shows an equivalent embodiment according to the invention.
  • the profiles are hot-rolled and the female part 54 has an L-shaped mirror image integral with the edge of the concrete slab 20 and whose vertical wing 47 extends to the edge of the upper surface of this slab.
  • the base wing 55 extends towards the inside of the slab and is folded downwards to form a double wing 57 which extends in parallel with the base wing 55 leaving a reduced space 56 between them.
  • the male part 52 is also L-shaped in mirror image and is integral with the edge of the concrete slab 22.
  • the vertical wing 58 extends to the edge of the upper surface of the slab and the base wing 5 1 extends outwards from the edge of the slab 22 and is provided with a heel 59 which extends towards the inside of the slab 22.
  • the edge of one of the slabs 22 is made integral with a female profile 34 similar to FIG. 2.
  • the edge of the other slab 20 is made integral with a second female profile 43 arranged in mirror image relative to the first female profile 34.
  • the male part consists of an independent flat part 40, one end of which 41 can engage in the first female profile 34 and whose other end 42 can engage in the second female profile 43
  • the upper ends of the female profiles 34 and 43 are provided with longitudinal members 45 and 46 forming upper edges of the two adjacent concrete slabs.
  • the new profile of the structural joint according to the invention there are no longer any problems of filling the central part of the male part.
  • the upper and lower areas of the edge of the slab, located on either side of the male / female part of the joint and which are to be filled with the moldable material, are increased in thickness and guarantee optimal shear strength.
  • the new profile thus allows use in a range of different thicknesses of the slab or matrix.

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Abstract

Le joint comprend au moins deux éléments en forme de profils agencés de façon à pouvoir s'engager l'un dans l'autre tels qu'une partie mâle et au moins une partie femelle, chacun d'eux étant solidaire d'un des bords de deux dalles adjacents. Un bord de dalle (22) est muni d'un profil femelle (34) qui présente en substance la forme d'un L dont l'aile verticale (27) s'étend le long du bord jusqu'à l'arête de la surface supérieure de la dalle (22) et dont l'aile de base (35) s'étend vers l'intérieur de la dalle (22) et est repliée sur elle même vers le bas pour former une double aile (37) qui s'étend parallèlement à l'aile de base (35) en laissant entre elles un espace réduit (36) dans lequel peut s'engager une partie du profil mâle (32).

Description

DESCRIPTION
Joint de structure pour dalles en matériau moulable.
La présente invention se rapporte à un joint de structure pour dalles en matériau moulable et en particulier pour dalles en matériau à liant hydraulique tel que le béton.
Pour la réalisation de grandes surfaces en béton, il est recommandé de répartir la surface en dalles de béton ayant des dimensions bien déterminée. Entre les différentes dalles, il convient de prévoir, sur les bords des dalles, des éléments métalliques appelés joints de structure permettant d'une part, le retrait ou dilatation thermique ainsi que la reprise d'écarts de dimensions ou d'angle et d'autre part le renforcement des bords mêmes des matériaux moulables à liant du type hydraulique ou non, tel que des dalles de béton.
Actuellement, le renforcement des dalles de béton est couramment réalisé à l'aide de joints fabriqués à partir de profils en tôle d'acier. Différents types de joints métalliques ont été proposés de manière à créer un effet de renforcement sur le matériau composite à l'endroit des joints. Cet effet de renforcement dépend essentiellement des caractéristiques géométriques et mécaniques des joints qui ont été mis en oeuvre. De manière à pouvoir comparer objectivement plusieurs types différents de joints de structure, il est utile de rappeler le comportement et le processus de renforcement de l'arrête vive d'un matériau composite à matrice fragile. Ce comportement dépend de l'effet de renfort de la matrice au voisinage des arrêtes vives soumises aux épaufrements et aux efforts de cisaillement
Le renforcement des extrémités des dalles devrait idéalement répondre aux critères suivants
• la protection adéquate de l'arrête,
• l'ancrage positif pour éviter le décollement,
• un emboîtement tenon et mortaise,
• la nécessité de réaliser une épaisseur suffisante de matière pour éviter le cisaillement de la dalle aux points faibles, dus au dessin géométrique du profil métallique
L'invention se rapporte donc à un joint de structure, par exemple en acier, destiné à renforcer les arrêtes d'un matériau de matrice ou dalle, par exemple le béton, en ne se déchaussant jamais hors de celui-ci, ni du fait du joint lui-même, ni du fait de la matrice par rupture de celle-ci au voisinage de l'ancrage
A cet effet, le joint de renforcement comporte un emboîtement mâle et femelle décalé vers le bas par rapport à la ligne médiane de la dalle pour obtenir une épaisseur de matrice plus importante au-dessus de l'emboîtement en vue d'obtenir une résistance accrue contre les charges de sollicitations externes
Ainsi, il existe déjà des joints du genre à profil double à emboîtement mâle et femelle en forme de U tel que à tenon et mortaise qui s'opposent au déplacements verticaux relatifs des deux demi-dalles Les profils sont solidaires des dalles en béton, grâce aux ancrages par fers à bétons soudés aux profils
Un joint de structure couramment utilisé est réalisé à l'aide d'un double profil en substance en forme de oméga dont le contour extérieur de l'un épouse le contour intérieur de l'autre La partie centrale mâle du joint doit nécessairement présenter un volume suffisant pour permettre son remplissage par le matériau moulable
Pour une épaisseur constante de la dalle et dans le cas où la partie supérieure du joint doit être augmentée pour des raisons de capacités de reprise de charges importantes, la partie inférieure du joint devient automatiquement insuffisante et, par conséquent, cette partie inférieure qui ne sera plus capable de supporter lesdites charges par manque d'épaisseur de la matrice.
Il en résulte qu'il est nécessaire de pouvoir disposer de nombreux modèles de joints à hauteurs différents. Un autre problème rencontré avec ce genre de profils est que, en cas de hauteur limité de la dalle de béton, les dimensions minimum du profil en forme de oméga reste malgré tout très important à cause du volume nécessaire de la partie centrale mâle du joint.
Il en résulte que la masse de béton qui subsiste dans la partie supérieur du bord de la dalle, situé au-dessus de l'emboîtement du profil, est largement insuffisant pour pouvoir résister aux charges normales sur la surface de la dalle et que, par conséquent, cette partie est exposée aux dégradations par fissuration ou par épaufrement du béton. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients cités ci-dessus par des moyens simples et efficaces qui seront décrit plus en détail dans la description qui suit.
A cet effet, le joint de structure conforme à l'invention comporte les caractéristiques telles que spécifiées dans les revendications repris en fin de description.
Afin de bien comprendre l'invention, un exemple de joint de structure existant, ainsi que plusieurs variantes de réalisation du joint selon l'invention seront décrit ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 : montre, en coupe transversale, un joint de structure réalisé à l'aide de profils selon l'art de la technique connue; la figure 2 : est une coupe transversale d'un joint de structure conforme à l'invention en position fermée; la figure 3 : est une vue identique à la figure 2 mais avec le joint en position rétractée; la figure 4 : est une vue en coupe transversale d'un joint selon l'invention réalisé à l'aide de profils laminés à chaud; les figures 5 et 6 : sont des variantes de réalisations de joints de structure selon l'invention. Sur la figure 1 est représenté un joint de structure 10, selon l'état de la technique connu, comprenant deux profils métalliques disposés tout au long des bords adjacents de deux dalles de béton 20, 22.
Le joint 10 est constitué par un profil formant une partie mâle 12, ancrée dans le bord de la dalle 20, et un profil formant une partie femelle 14, ancrée dans la bord de la dalle 22.
Les parties mâle et femelle 12, 14 des profils sont munies d'ailerons qui s'étendent vers le haut et vers le bas de manière à épouser respectivement l'arrête de la surface supérieure et l'arrête de la surface inférieure des dalles de béton 20, 22. L'ancrage des profils 12 et 14 est réalisé habituellement à l'aide de fers à béton 16 répartis sur la longueur desdits profils.
Ainsi qu'on peut le constater, la partie mâle 12 du profil dispose d'une cavité 18 qui doit être remplie de matière moulable tel que du béton et ne peut, par conséquent, ne pas être réduite en dimension car, dans ce cas, le béton aura difficile d'y pénétrer.
En plus, la distance "d", entre le côté supérieur 15 du profil femelle 14 et la surface 23 de la dalle de béton 22, est fort limitée, d'où risque réelle de fissuration et épaufrement selon une ligne de rupture 24. Une forme de réalisation d'un joint selon l'invention est représenté à la figure 2.
Conformément à cette réalisation, le joint de structure 30 est constitué de deux profils de forme particulière qui s'emboîtent également en tant que tenon et mortaise. La partie mâle 32, est réalisé à l'aide d'une tôle en substance en forme de L dont l'aile verticale s'étend jusqu'à la l'arrête de la surface supérieure de la dalle 20 et dont l'aile de base 3 1 est repliée vers le bas de façon à créer une seconde aile inférieure 33 replié tout contre la première et dont l'extrémité peut s'étendre au-delà de l'aile verticale pour former un talon 29 d'ancrage dans le béton.
La partie femelle 34 du joint 30, est également réalisé à l'aide d'une tôle en substance en forme de L dont l'aile verticale s'étend jusqu'à l'arrête de la surface supérieure de la dalle 22 et dont l'aile de base 35 est replié vers le bas de façon à créer une seconde branche inférieure 37 disposé parallèlement à la première branche 35 tout en laissant entre-elles une espace 36 dans laquelle peut s'engager les branches repliées 3 1 , 33 du profil mâle 32.
Comme on peut le constater, la distance "D" entre l'aile de base 35 du profil femelle 34 et la surface 23 de la dalle de béton 22 est largement supérieure que sur la figure 1 et la masse de béton peut facilement supporter les charges importantes le long du bord de la dalle de béton 22.
Généralement, on peut aussi prévoir un profilé, tel qu'une cornière 38, fixé sur la partie inférieure 37 du profil femelle 34 pouvant servir comme pièce de distance lors du moulage de la dalle.
Cette cornière 38 s'étend de préférence jusqu'à l'arrête de la surface inférieure de la dalle de béton 22.
La figure 4 montre une réalisation équivalente selon l'invention. Ici les profils sont laminés à chaud et la partie femelle 54 présente une forme de L en image miroir solidaire du bord de la dalle de béton 20 et dont l'aile verticale 47 s'étend jusqu'à l'arrête de la surface supérieure de cette dalle. L'aile de base 55 s'étend vers l'intérieure de la dalle et est repliée vers le bas pour former une double aile 57 qui s'étend parallèlement avec l'aile de base 55 en laissant une espace réduite 56 entre-elles.
La partie mâle 52 est également en forme de L en image miroir et est solidaire du bord de la dalle de béton 22.
L'aile verticale 58 s'étend jusqu'à l'arrête de la surface supérieure de la dalle et l'aile de base 5 1 s'étend vers l'extérieure à partir du bord de la dalle 22 et est muni d'un talon 59 qui s'étend vers l'intérieur de la dalle 22.
Comme montré aux figures 5 et 6, qui sont deux variantes de réalisation de l'invention, le bord de l'une des dalles 22 est rendu solidaire d'un profil femelle 34 similaire de la figure 2.
Par contre, dans cette réalisation, le bord de l'autre dalle 20 est rendu solidaire d'un second profil femelle 43 disposée en image miroir par rapport du premier profil femelle 34.
Dans ce cas la partie mâle est constitué d'une pièce plate indépendante 40 dont une extrémité 41 peut s'engager dans le premier profil femelle 34 et dont l'autre extrémité 42 peut s'engager dans le second profil femelle 43
A la figure 6, les extrémités supérieures des profils femelles 34 et 43 sont munies de longerons 45 et 46 formant des bords supérieurs des deux dalles de béton adjacents
Grâce à l'invention, on obtient donc un joint de structure composé de profils dont la partie mâle/femelle est très compacte par rapport aux joints existants
De ce fait, de grands mouvements sont possibles dans le plan horizontal tout en permettant la reprise de charges importantes sans jeu excessif au niveau du joint
Grâce au nouveau profil du joint de structure selon l'invention, il n'y a plus de problèmes de remplissage de la partie centrale de la partie mâle. Les zones supérieures et inférieures du bord de la dalle, situées de part et d'autre de la partie mâle/femelle du joint et qui sont à remplir par le matériau moulable, sont augmentées en épaisseur et garantissent une résistance au cisaillement optimale.
Le nouveau profil permet ainsi une utilisation dans une gamme d'épaisseurs différentes de la dalle ou matrice.
Dans le cas de dalles de béton de faible épaisseur, il devient possible de décaler la zone d'emboîtement mâle/femelle vers le bas par rapport à la ligne médiane de la dalle, permettant ainsi de plus fortes épaisseurs de matrice aux endroits fragiles tout en assurant ce rôle aussi bien en position ouverte que fermée du joint.
Ce décalage est obtenu grâce au faible encombrement de la partie mâle de l'emboîtement constitué d'une pièce métallique ou non, compacte et rigide assurant une grande résistance de l'emboîtement La partie mâle étant massive, grâce à l'invention, il n'y a plus de problèmes de son remplissage et la diminution de son encombrement se fait au bénéfice des sections de matrice supérieure et inférieure, garantissant une résistance optimale des bords de dalles
Bien sur, les réalisations selon l'invention sont décrits et illustrés à titre d'exemples et d'autres variantes de réalisations restent possibles sans pour autant sortir du cadre de la présente invention

Claims

REVENDICATIONS
1 . Joint de structure pour dalles en matériau moulable comprenant au moins deux éléments en forme de profils, chacun d'eux étant solidaire d'un des bords de deux dalles adjacents, les profils étant agencés de façon à pouvoir s'engager l'un dans l'autre et comportant respectivement une partie mâle et au moins une partie femelle, caractérisé en ce qu'au moins un bord de dalle (22) est muni d'un profil femelle (34) qui présente en substance la forme d'un L dont l'aile verticale (27) s'étend le long du bord jusqu'à l'arrête de la surface supérieure de la dalle (22) et dont l'aile de base (35) s'étend vers l'intérieure de la dalle (22) et est repliée sur elle même vers le bas pour former une double aile (37) qui s'étend parallèlement à l'aile de base (35) en laissant entre-elles une espace réduite (36) dans laquelle peut s'engager une partie du profil mâle (32).
2. Joint de structure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'autre bord de dalle (20) est muni d'un profil mâle (32) qui présente en substance la forme d'un L dont l'aile verticale (28) s'étend le long du bord jusqu'à l'arrête de la surface supérieure de la dalle (20) et dont l'aile de base (3 1 , 33) s'étend vers l'extérieure par rapport au bord de la dalle (20) et est dimensionnée de telle sorte qu'elle puisse s'engageant dans l'espace réduite (36) du profil femelle (34).
3. Joint de structure selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aile de base (3 1 , 33 , 5 1 ) du profil mâle (32) est munie d'une extension sous forme de talon (29, 59) qui s'étend au-delà de l'aile verticale (28, 58) et dirigé vers l'intérieure de la dalle (20, 22).
4. Joint de structure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'autre bord de dalle (20) est également muni d'un profil femelle (43), disposée en image miroir du premier profil femelle (34) et en ce que le profil mâle (40) est constitué d'une pièce plate dont une extrémité (41 ) s'engage dans le premier profil femelle (34) et dont l'autre extrémité (42) s'engage dans le seconde profil femelle (43) .
5. Joint de structure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'aile de base (35) du profil femelle (34) est situé dans une position décalée vers le bas par rapport à la ligne médiane de la dalle de béton (22).
6. Joint de structure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le profil mâle (32, 52, 40) comprend une pièce métallique (29-3 1 , 5 1 , 41 -42) compacte et rigide pouvant coopérer avec au moins un profil femelle (34, 54, 43) assurant une grande résistance de l'emboîtement.
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