WO2019114912A1 - Nouveau procede de construction de batiments en prefabrique lourd en beton antisismique - Google Patents

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Djaffar Riadh MELLAH
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Mellah Djaffar Riadh
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    • E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
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    • E04C3/34—Columns; Pillars; Struts of concrete other stone-like material, with or without permanent form elements, with or without internal or external reinforcement, e.g. metal coverings
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    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
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    • E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
    • E04B2005/173—Floor structures partly formed in situ with permanent forms for the floor edges

Definitions

  • the present invention relates to a method of designing but also to assembling heavy prefabricated concrete elements which uses connection nodes, column beams provided by a reinforcement waiting in the factory and which will be cast on site, the nodes are said to be "wet”. Or "free”.
  • This type of design and assembly is the only way to obtain iperstatic buildings with high resistance to seismicity.
  • This principle of design and assembly allows the use of heavy prefabrication in concrete for the construction of multi-storied buildings in any seismic zone.
  • a hyperstatic prefabricated structure is made up of the "wet" union of partially prefabricated components joined with reinforcements and integrators that lead to nodes having a strength and ductility equal to or greater than that of a structure executed in a similar way in traditional .
  • the principle also includes the installation of a metal crow, fixed at the nodes on the posts, allowing the beams to be held at the connection nodes during assembly, pending casting on site.
  • This system developed specifically to ensure the good behavior of the links in case of earthquake including strong.
  • the purpose of the invention is, among others, to overcome the aforementioned drawbacks and to provide an industrial prefabrication method adapted to the standards of areas at risk of seismicities, risk of collapse.
  • FIG. 1 drawings representing, by way of nonlimiting example, several embodiments of this method:
  • Figure 1 Reinforcement Figure of the Pole / Beam / Slab Junctions
  • Figure 2 Figure of the Foundation Pole for the Poles Implementation
  • Figure 3 Figure of different shapes / section of posts
  • Figure 4 Expectations figure with metal support crow for pole / beam junction
  • Figure 5 Figure of the reinforcement of the beam column junction
  • Figure 6 Figure of the different bracing elements
  • Figure 7 Figure of different column heights
  • Figure 8 Figure of different beam shapes
  • Figure 9 Figure of implementation of a post in the foundation support
  • Figure 10 Anchor figure of the poles with the Peikko system
  • Figure 11 Figure of the technical characteristics positioning of the beams on the metal crows
  • Figure 12 Figure of implementation of the slabs from the beam column junction
  • Figure 13 Figure of implementation of the slabs from the junction beam post (angle)
  • Figure 14 Mounting figure of the posts in the foundation support
  • Figure 15 Mounting figure of columns and slabs
  • Figure 16 Slab casting figure on the first slice
  • Figure 17 Mounting figure of the second slab of posts accurately on the lifting characteristics of the columns.
  • Figure 18 Mounting figure of columns and slabs of the second section
  • the foundation metal insert can be produced in various shapes and sizes related to the pillar and the base and will serve as a guide for the placement of poles (Figure 2)
  • the posts can be single level, double level, triple level and more, depending on the project requirements.
  • the sections can be of various shapes: square, circular, rectangular.
  • This Peikko system is also used for attaching poles in the initial foundation through the presence of lag screws in the foundation pad
  • the lag bolts are designed to support only pole mounting actions, since the foundation pad must be made before placing the prefabricated objects on the pole.
  • PEIKKO seam attachment system improves knot performance both in terms of strength and ductility Existence on metal raven posts for laying the beams at the nodes before casting
  • the steel supports are small and only have the function of supporting the beams during assembly (before pouring). They can also be designed to disappear or remain (Figure 4) The connection between the multilevel poles is achieved via the Peikko system.
  • connection between the multilevel poles is carried out via the Peikko system.
  • connection between the posts is made at the slab. Pouring between the two elements will seal the link node.
  • This Peikko system is also used for attaching poles to the initial foundation through the presence of lag screws in the foundation pad ( Figure 5)
  • the braces can be single level, two levels, three levels and more, according to the requirements of the project and calculations of the design office.
  • the sections can be of various forms:
  • the beams are open-arm, designed for effective integration with other system components and to support mounting and usage loads (Figure 8)
  • the slab is a pre-compressed alveolar, able to meet the requirements of the freestanding connection with the beams.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de conception mais aussi d'assemblage d'éléments préfabriqués lourds en béton qui utilise des nœuds de liaisons, poutres poteaux assurés par un ferraillage en attente en usine et qui seront coulés sur site, les nœuds sont dits « humide » ou « libre ». Ce type de conception et de montage est l'unique moyen d'obtenir des bâtiments iperstatiques à haute résistance à la sismicité. Ce principe de conception et montage, permet d'utiliser la préfabrication lourde en béton pour la construction de bâtiments multi étagés dans n'importe quelle zone sismique. Ceci répondant aux problématiques de la construction de bâtiments multi étagés notamment dans les zones de sismiques y compris les zones 2B et 3, en remettant le système constructif de préfabrication dans une configuration de construction traditionnelle. Ce système mis au point spécifiquement pour garantir la bonne tenue des liaisons en cas de séisme y compris fort. Ce principe est aussi le seul moyen de concevoir tous types de bâtiments en zone sismique forte y compris des bâtiments RDC, industriel, commercial, tertiaire et résidentiel. Le système classique de préfabrication n'offrant pas de résistance suffisante au séisme.

Description

Titre de l’invention :
Nouveau procédé de construction de bâtiments en préfabriqué lourd en béton antisismique
Domaine technique auquel se rapporte l’invention :
La présente invention concerne un procédé de conception mais aussi d’assemblage d’éléments préfabriqués lourds en béton qui utilise des nœuds de liaisons, poutres poteaux assurés par un ferraillage en attente en usine et qui seront coulés sur site, les nœuds sont dits « humide » ou « libre ».
Ce type de conception et de montage est l’unique moyen d’obtenir des bâtiments iperstatiques à haute résistance à la sismicité. Ce principe de conception et montage, permet d’utiliser la préfabrication lourde en béton pour la construction de bâtiments multi étagés dans n’importe quelle zone sismique.
Une structure préfabriquée hyperstatique est faite de l'union « humide » de composants partiellement préfabriqués joints avec des renforts et des intégrateurs qui conduisent à des nœuds ayant une résistance et une ductilité égales ou supérieures à celle d'une structure exécutée de manière similaire en traditionnelle.
Le principe inclut aussi la pose d’un corbeau en métal, fixé à l’endroit des nœuds sur les poteaux, permettant la tenue des poutres au niveau des nœuds de liaison lors de l’assemblage dans l’attente du coulage sur site.
Ceci répondant aux problématiques de la construction de bâtiments multi étagés notamment dans les zones de sismiques y compris les zones 2B et 3, en remettant le système constructif de préfabrication dans une configuration de construction traditionnelle.
Ce système mis au point spécifiquement pour garantir la bonne tenue des liaisons en cas de séisme y compris fort.
Ce principe est aussi le seul moyen de concevoir tous types de bâtiments en zone sismique forte y compris des bâtiments RDC, industriel, commercial, tertiaire et résidentiel. Le système classique de préfabrication n’offrant pas de résistance suffisante au séisme. (Figure 1)
Etat de la technique antérieure :
Aujourd’hui, la préfabrication lourde utilise un système dit classique qui génère des bâtiments isostatiques. Ce principe est valable pour les bâtiments RDC ou commerciaux mais ne peut être utilisé dans le cas de bâtiments multi étagés. De plus, ce principe classique ne répond pas aux exigences sismiques y compris pour les bâtiments industriels, commerciaux, tertiaire.
Ce type de bâtiment ne répond pas aux normes sismiques et tous les tests montrent les risques d’effondrement. But de l’invention :
Le but de l’invention est, entre autres, de palier aux inconvénients précités et de permettre de disposer d’un procédé de préfabrication industrielle adapté aux normes des zones à risques de sismicités, risques d’effondrement.
Mais aussi de permettre la construction de bâtiment multi étagés sans limite de hauteur.
Ce procédé révolutionnaire permet de sécuriser le bâtiment via une liaison plus rigide, et plus solide qui ne risque pas de plier lors de séisme, quel que soit l’intensité.
Enoncé des figures :
De toute façon, l’invention sera bien comprise à l’aide de la description qui suit, en référence aux dessins Figure tique annexés, représentant, à titre d’exemple non limitatifs, plusieurs formes d’exécution de ce procédé :
Figure 1 : Figure de ferraillage des jonctions poteau/poutre/dalle Figure 2 : Figure du support de fondation pour la mise en œuvre des poteaux
Figure 3 : Figure des différentes formes/section de poteaux
Figure 4 : Figure des attentes avec corbeau de support en métal pour la jonction poteau/poutre
Figure 5 : Figure du ferraillage de la jonction poteau poutre Figure 6 : Figure de différents éléments de contreventement Figure 7 Figure de différentes hauteurs de poteaux Figure 8 : Figure des différentes formes de poutres
Figure 9 : Figure de mise en œuvre d’un poteau dans le support de fondation
Figure 10 : Figure d’ancrage des poteaux avec le système Peikko Figure 11 : Figure des caractéristiques techniques positionnement des poutres sur les corbeaux en métal
Figure 12 : Figure de mise en œuvre des dalles à partir de la jonction poteau poutre
Figure 13 : Figure de mise en œuvre des dalles à partir de la jonction poteau poutre (angle)
Figure 14 Figure de montage des poteaux dans le support de fondation
Figure 15 : Figure de montage des poteaux et dalles
Figure 16 : Figure de coulage des dalles sur la première tranche Figure 17 : Figure de montage de la deuxième tranche de poteaux avec précision sur les caractéristiques de levage des poteaux.
Figure 18 : Figure de montage des poteaux et dalles de la deuxième tranche
Figure 19 : Coulage de la deuxième tranche
Présentation de l’essence (la substance) de l’invention :
Les systèmes en béton entièrement préfabriqués sont couramment utilisés dans les projets de construction. En effet, les éléments architecturaux et structuraux en béton préfabriqués peuvent être combinés afin de constituer l’ensemble d’un bâtiment. Cette approche peut prendre plusieurs formes, comme des colonnes et des poutres préfabriquées habillées de panneaux de recouvrement, ou encore de panneaux muraux porteurs préfabriqués et des doubles tés ou des dalles de planchers à âmes creuses.
Les objectifs précités dans le chapitre 4 sont essentiellement atteints selon l’invention par un procédé pour renforcer les nœuds de liaisons, poutres poteaux assurés par un ferraillage.
Détails du principe
Mise en place d’insert dans les socles de fondation pour la réception de l’armature des poteaux.
Mise en place dans la fondation d’inserts métalliques permettant de recevoir l’armature à nu du poteau. L’utilisation de cet insert permettra de positionner le poteau dans son socle de fondation avant le coulage du nœud de liaison poteau/fondation avec un béton anti retrait de type MACO. Cela est un point spécifique et permet la création d’un nœud humide propre à un bâtiment hyperstatique. L'insert métallique de fondation peut être produit sous diverses formes et tailles liées au pilier et à la base et servira de guide pour la mise en place des poteaux (Figure 2)
Mise en place des poteaux dans les fondations
Les poteaux peuvent être simple niveau, double niveau, triple niveau et plus, selon les exigences du projet. Les sections peuvent être de formes diverses : carrées, circulaires, rectangulaires.
L’armature à nu est introduite dans les socles de fondation
Exemple de poteau multi niveau. (Figure 3)
Complément de fondation / Pieds de poteau Peikko:
Connexions mécaniques boulonnées :
La rigidité de la connexion avec pieds de poteau HPKM est vérifiée par des tests expérimentaux comme étant au moins aussi rigide que celle des poteaux coulés en place.
La mise en place des poteaux est facile et rapide avec des possibilités de réglages importantes
Pas besoin d’étaiement provisoire en phase de montage
Pas de soudure sur site
Facile à dimensionner grâce au logiciel Peikko Designer®
Première connexion sur le marché à être analysée et agréée
(Rigidité, Résistance à la flexion au cisaillement et en cas d’incendie)
Agrément Technique Européen ETA- 13/0603 approuvé par EOTA La connexion entre les poteaux s’effectue au niveau de la dalle. Le coulage entre les deux éléments scellera le nœud de liaison.
Ce système Peikko est aussi utilisé pour l’attache des poteaux dans la fondation initiale via la présence de tirefonds dans le socle de fondation
Les tirefonds sont conçus pour supporter uniquement les actions de montage du poteau, car le socle de fondation doit être fait avant de poser les objets préfabriqués sur le poteau.
Le système de fixation des joints PEIKKO améliore la performance du nœud à la fois en termes de résistance et de ductilité Existence sur les poteaux de corbeau en métal permettant de poser les poutres au niveau des nœuds avant coulage
Les supports en acier, sont de petite taille et n'ont que la fonction de supporter les poutres pendant le montage (avant coulage). Ils peuvent également être conçus pour disparaître ou rester (Figure 4) La connexion entre les poteaux multi niveaux est réalisée via le système Peikko.
La connexion entre les poteaux multi niveaux est réalisée via le système Peikko.
La connexion entre les poteaux s’effectue au niveau de la dalle. Le coulage entre les deux éléments scellera le nœud de liaison.
Ce système Peikko est aussi utilisé pour l’attache des poteaux dans la fondation initiale via la présence de tirefonds dans le socle de fondation (Figure 5)
Pour améliorer le comportement physique du bâtiment mise en place de contreventement
Les contreventements peuvent être mono niveau, bi niveaux, tri niveaux et plus, selon les exigences du projet et des calculs du bureau d’étude. Les sections peuvent être de formes diverses :
rectangulaires, L ... (Figure 6)
Type de contreventement et d’appui avec le même principe que les poteaux, les nœuds étant laissés en attente pour être coulé sur place. Figure 7)
Mise en place des poutres auto portante
Les poutres sont à bras ouvert, conçus pour une intégration efficace avec les autres composants du système et pour supporter les charges de montage et d'usage (Figure 8)
Mise en place des dalles
La dalle est un alvéolaire pré-comprimé, capable de satisfaire aux exigences de la connexion autoportante avec les poutres.
Mode de réalisation de l’invention : Figure de montage
Fondations avec socle d’encastrement (Figure 9)
Fondation empilable avec système PEIKKO (Figure 10) Détails du nœud de liaison poteau -poutre (Figure 11) Détails nœud poutre-dalle (Figure 12 / Figure 13)
Pose de Poteaux multi niveaux (Figure 14)
Pose des poutres et dalles par niveau (Figure 15)
Pose des treillis et coulage des nœuds et dalles (Figure 16) Pose d’un second jeu de poteaux multi niveaux (Figure 17)
Pose d’un 2nd niveau de poutres et dalles (Figure 18) Pose des treillis et coulage des nœuds et dalles (Figure 19) Il faudrait pouvoir annexer la présentation de la solution hybride complète.

Claims

Revendications :
1. Procédé pour la conception et le montage de bâtiments multi étagés en préfabriqué lourd en béton, sans limite de hauteur et destinés à toutes les zones y compris les zones de haute sismicité (2B et 3). Consistant à laisser tous les nœuds de liaisons « humide » (poteau/fondation, poteau/poutre, poteau/dalle, Dalle/poutre) pour être coulés sur site et permettre la création d’un bâtiment hyper statique.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait qu’il nous permet d'industrialiser le « traditionnel », préfabriqué dans le but d'obtenir des structures qui, par performance, caractéristiques dimensionnelles et statiques, sont équivalentes aux structures traditionnelles en béton fabriqué en fonctionnement.
3. Procédé selon les revendications 1 et 2 combine l'exécution
rapide d'un assemblage typique de structures « sèches » préfabriquées, aboutissant à une structure hyperstatique.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé par le fait qu’il permet de répondre aux
performances antisismiques, à la fois en ce qui concerne la capacité dissipative de l'action sismique pour la ductilité des articulations et pour la moindre déformabilité des cadres.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé par le fait que la conception de poteaux multi étagés, dalles et poutres avec des zones d’armatures en attente dites « humide » et coulée sur place est l’unique façon de concevoir la préfabrication industrielle dans le cadre de construction multi étagée.
PCT/DZ2018/050015 2017-12-14 2018-12-12 Nouveau procede de construction de batiments en prefabrique lourd en beton antisismique WO2019114912A1 (fr)

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