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CONSTRUCTION DE GRILLS CONTINUE POUR PLANCHERS ET AUTRES
APPLICATIONS.
La présente invention se rapporte d'une manière générale à la construction de grilles continues de toutes dimen- désirées sions/gui sont particulièrement utiles dans la formation de planchers,ponts et autres constructions. Depuis quelque temps, l'emploi de constructions en grilles pour former un plancher à claire-voie ou' pour former l'armature d'un plancher en béton,s'est rapidement développé,mais ces constructions en grilles ont jusqu' ici été faites sous la forme de panneaux séparés,et ces panneaux étaient placés côte à côte et bout à bout pour former des plan- chers de plus grande étendue .
Habituellement,cespanneaux en grille ont été supportés leurs extrémités par des traverses, des poutrelles ou des fermes et ont été posés côte à côte sans être reliés entre eux. Comme résultat de la présence d'interval- les libres entre les côtés adjacents et les extrémités adjacentes de ces panneaux,de bases de-support de hauteurs différentes,d'u- ne déformation inégale,des panneaux successifs sous des charges
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mobiles, et-dfa.utj'es causes, ces nonstructions formées de pan- neaux 'êêS&Têsf'àQxmenï gosyé'niî lieu des inégalités considéra-
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blés et à des différences de niveau dans la surface du piocher formé au noyen de ceux-ci,
soit en raison de défauts dans l'ins- tallation primitive , soit par suite de l'emploi, peu de temps après.
Ces défauts se sont particulièrement développés par suite de l'usure dans le cas de dalles ou panneaux en ciment pour des ponts ou des routes,parce que les roues de véhicules passant par-dessus sutent de l'extrémité d'un panneau sur l'extrémité adjacente du panneau suivant et frappent ce dernier d'une suite de coups de marteau, qui bientôt brisent les bords du panneau et produisent ainsi une crevasse qui s'élargit rapidement et en progressant ag- grave le défaut initial.
Il est évident que toutes ces difficul- tés disparaîtraient si l'on pouvait obtenir une construction de grille d'une continuité illimitée,qui pourrait être prolongée en continuant à construire la grille dans une direction quelconque, à la manière des cellules d'un nid d'abeilles,suivant les besoins de chaque cas particulier d'ouvrage à exécuter,et qui produirait ainsi une surface absolument uniforme, exempte de crevasses ou de joints.
Bien que,théoriquement,une telle grille pourrait être construite sur les lieux de l'ouvrage à exécuter avec les éléments constitutifs (barreaux droits et lames pliées) de la manière habituelle,ce mode opératoire est industriellement impraticable parce qu'il exigerait un travail de rivetage énorme à effectuer en pàein air et souvent à une hauteur considérable, et en général dans des conditions rendant ce travail impossible. Par' conséquent, il a jusqu'ici été de pratique courante dans l'industrie de faire la grille en panneaux séparés à l'atelier et d'assembler ces pan- neaux sur les lieux de l'ouvrage à exécuter,et cette pratique doit être suivie.
La présente invention concerne toutefois un panneau de grille d'une forme nouvelle,construit de telle sorte que lors- que le nombre nécessaire de ces panneaux est assemblé sur les lieux ae l'ouvrage à exécuter, ils ne sont pas disposés l'un à la suite de l'autre en panneaux séparés, bout à bout et côte à côte, mais ils s'emboîtent l'un dans l'autre d'une manière telle qu'ils
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peuvent être reliés ensemble par un petit nombre de petits bou- lons ou par une autre méthode appropriée quelconque, avec des joints renforcés, qui possèdent tous la résistance et l'apparence d'une continuité ininterrompue d'une seule construction sans joints. En fabriquant ces panneaux à l'atelier, et à des dimen- sions et à des poids types,on peut conserver toutes les économies actuelles de fabrication.
Les frais d'installation ne sont que faiblement accrus par rapport à ceux de la pratique ancienne,et l'amélioration dans la qualité du plancher et dans la résistance par unité de poids de la matière est bien marquée.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple la tonne de réalisation de l'invention, qui est considérée Jusqu'ici cornue étant celle à employer de préférence. Sur ce dessin : la fig.l est une vue en plan d'un panneau de grille standardisé,construit conformément à l'invention.
La fig.2 est une vue semblable,à échelle agrandie,d'un joint renforcé,les parties d'extrémité d'un panneau sont repré- sentées en traits pleins,et les parties d'extrémité d'un autre panneau sont représentées en coupe,et d'autres parties encore sont représentées en arrachement.
La est une vue de détail en élévation de côté, à une échelle intermédiaire entre celles des figs. 1 et 2, d'un barreau droit standardisé constituant l'un deséléments d'un panneau tel que représenté sur la fig.l.
Ici fig.4 est une vue de détail en plan d'une lome pliée standardisée , constituant un autre élément de ce panneau. la fig.5 est une vue en plan d'une partie d'un plan- cher, cette vue montrant un panneau et des parties de trois autres panneaux, tous reliés entre eux par des joints renforcés conformé- ment à l'invention.
La fig.6 est une vue en plan d'une partie d'une cons- truction à remplissage en béton,avec des parties représentées en coupe horizontale,des parties en arrachement,et un joint modifié.
Les figs.7,8 et 9 représentent encore d'autres formes
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de réalisation modifiées d'assemblages pour les extrémités adja- centes des barreaux droits.
Sur toutes les figures du dessin,de mêmes nombres de référence désignent les mêmes parties. 1,3,5,7,9 et 11 désignent Une série de barreaux droits,ayant tous la même longueur, qui sont assemblés à une série correspondante de lames pliées intermédiai-
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res 2,4,6,8,lG et 12,p.r des rivets 13,pour former un panneau, constituant une unité de fabrication de la construction de grille suivant l'invention.Le barreau extérieur droit 1 est de préférence assemblé à loutre élément du panneau par des boulons 13a au lieu de rivets 13,en vue de faciliter l'assemblage de plusieurs pan- neaux entre eux.
Cornue représenté- plus particulièrement sur la
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j?ig.l,les barreaux droits sont décalés dans le sens longitudinal l'un par rapport à l'autre,et les lames pliées sont également dé- calées l'une par rapport à l'autre et par rapport aux barreaux droits.les extrémités en saillie des éléments 1,2,3,4,5,etc.. du
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p:.-nr.eu dans chaque cas exemptes d'assemblages à des éléments cor::'es:-o:.¯-.lll1S du r.>91:ie J:".11l1eau,Ll:'\S sont perforées ou sont autre- mji:t .....¯1i.W. de dispositifs d'assemblage destinés à venir en enga- gement c.vec Ce- -ii.3.i: sLifs d'assemblage complément aire s, de nature sL01 :Üe, "?u:' le extrémités en saillie d'éléments oorrespoudnts - 1... ##¯,. n:ie-.,u grille du même genre. d'un <-.:".
J':..'e .:c,11:'1e:.ll de grille guelconc-ue du même genre .
3:.:¯c 1. Ù,:;:r<.:.' de réalisation préférée,telle r; U'2 ::.'2}ré- e::.: ;,1-=.:. barreaux droits sont É:o.lés 10nLuél.in,.=-.ler.1ent,de deux en @eux, par rapport aux barreaux droits intermédiaires,d'une distance correspondant à une fois et demie la longueur de maille,
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et chaque lune pliée est décalée longi4'iu-inalement,à la fois par rapport à la 1-ne pliée et au barreau droit les plus proches, d'une distance correspondant à une demi-longueur de maille.
L'ex- pression "longueur de maille" désigne la distance d'axe en axe de deux trous de rivets adjacents quelconques 17,17 dans un bar- reau droit .quelconque (fig.3); cette distance dans un type de grille standardisé est habituellement de 17,5 centimètres. la disposition symétrique spéciale des barreaux droits
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et des lames pliées,représentée plus particulièrement sur 'la fig.
l,est celle qui est employée de préférence,mais on peut subs- tituer toute autre disposition symétrique ou même une disposition non symétrique à cette forme de réalisation préférée,pour autant que les éléments (barreaux droits et lames pliées) de chaque pan- neau de grille ainsi fomré soient déoalés,ou déplacés d'une cer- taine distance dans le sens longitudinal l'un par rapport à l'au- tre, de telle sorte que chaque panneau ainsi formé comportera des éléments faisant saillie de façon irégulière à chacune des ex- trémités du panneau et formant ainsi des jeux d'éléments complé- mentaires susceptibles de s'emboîter l'un dans l'autre lorsqu'on réunit deux quelconques de ces panneaux,bout à bout,ces extrémi- tés en saillie des éléments des deux panneaux se chevauchant,
en produisant ainsi un joint renforcé lorsqu'elles sont reliées entre elles par des boulons. la manière employée de préférence pour disposer et réunir entre elles les extrémités des éléments de deux panneaux est représentée sur la fig.2,sur laquelle les éléments (barreaux droits et lames pliées),faisant saillie sur l'extrémité de gau- che d'un panneau semblable à celui représenté sur la fig.l,sont représentés en vue en plan (traits pleins),tandis que les extrémi- tés en saillie des éléments à l'extrémité de droite d'un autre panneau semblable sont représentées en vue en coupe horizontale (par des hachures transversales).
Les barreaux droits du second panneau sont désignés par la 3a 5a 7a et 9a respectivement, et les lames pliées de ce second panneau sont désignées par 2a 4a 6a
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8a'et 10a, respectivement . les barreaux ou lames,tels que 1 et la, 2 et 2a, qui se chevauchent et coïncident l'un avecl'autre lors- que les panneaux sont assemblés,sont légèrement déviés,soit l'un ou l'autre,soit les deux,et les extrémités de ces barreaux ou lames se recouvrent sur une distance suffisante pour que les derniers trous des séries de trous à rivets 17 coïncident entre eux ;
les extrémités des barreaux et des lames sont alors assem- blées entre elles par des boulons.14,engagés à travers ces trous
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et maintenus par des écrous 14a. les extrémités des lames pliées,qui sont habituelle- ment plus flexibles @ue les barreaux droits,peuvent être déviées d'un angle suffisant, comme représenté en 16,pour permettre aux extrémités des éléments des panneaux de venir en engagement,en insérant un outil,en forme de coin, lorsque les panneaux sont as- semblés entre eux sur les lieux de l'ouvrage à exécuter; il peut être avantageux de dévier de manière permanente l'une ou les deux extrémités de barreaux droits plus rigides,avant que les panneaux quittent l'atelier.
Une telle flexion ou déviation des extrémités de droite des barreaux droits est représentée en 15 @ sur la fig.l et la fig.2. Un joint encore plus fort pourrait être obtenu en amenant les extrémités des barreaux bout à bout et en utilisant des plaques de couvre-joint 20, 20, comme représen- té sur la fig.6.
Une telle variante dans la forme de réalisation la plus simple est représentée sur la fig.7,dans laquelle une résistance plus grande du joint est assurée par l'emploi d'une partie de re- couvrement plus longue et de deux boulons 14x et 14Y pour l'as- semblage. On peut obtenir une grande résistance et une économie dans le nombre des boulons en prolongeant un barreau droit,comme
9a sur la fig.8, jusqu'au joint à boulon suivant,et en.le reliant avec @es éléments 8,9 et 10,en utilisant un boulon 14z.
Une ré- sistance encore plus grande résulterait du prolongement du bar- reau aroit correspondant 9 de l'autre panneau jusqu'au joint à boulon suivant, comme représenté sur la fig.9.
Chaque fois que deux ou plusieurs panneaux de grille sont reliés entre'eux suivant l'une quelconque des manières dé- crites ci-dessus,on forme entre chaque paire de panneaux adja- cents un joint renforcé les réunissant entre eux,chacun de ces joints entre panneaux comprenant une série de joints entre les éléments des panneaux; ces joints sont produits par la liaison d'un barreau 5 avec un barreau 5a, d'une lame pliée 4 avec une 1-ne pliée 4,d'un barreau 3 avec un barreau 3a, etc ... ; il n'exis-
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te pas deux de ces joints entre éléments adjacents,qu'ils soient composés d'éléments semblables ou dissemblables,qui soient si- tués dans le même plan transversal du joint entre panneaux dont font partie ces joints entre éléments.
C'est ainsi que le joint entre les barreaux droits ,5 et 5a ne se trouve pas suivant la même ligne transversale de la grille que le joint entre les bar- reaux droits 3 3,constituant des éléments semblables adjacents, ou que le joint entre les lames pliées 4 et 4a,constituant des éléments dissemblables adjacents,dans le joint entre des panneaux de grille voisins.
Il en résulte une répartition de ces joints entre éléments sur toute une zone de longueur considérable de la construction de grille terminée,de sorte qu'on forme un joint rigide et renforcé entre chaque paire de panneaux, au lieu d'une simple liaison à charnière,comme ce serait le cas si ces joints entre les éléments des panneaux se trouvaient tous dans le même plan transversal du joint entre panneaux. le mode d'assemblage décrit ci-dessus d'une série de panneaux de grille, bout à bout, produirait une construction continue étroite de longueur indéfinie.
Pour obtenir le même ca- ractère de continuité dais le sens de la largeur, on pett assem- bler d'autres panneaux de grille sur le côté de la construction primitivement obtenue, comme représenté sur la fig.5,dans laquelle
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10 3b 5b 7b 9bet llb représentent les barreauxjdroits d'un troi- sième panneau et 2b 4b 6b 8b Ibet 13\représentent les lames pliées de celui-ci, ce troisième panneau étant représenté en traits mixtes.
Dans cette construction composée,il est évident qae les panneaux de grille sont reliés entre eux sur leurs cotés par les mêmes boulons ou rivets, de même diamètre que ceux utilisés dans eux toute l'étendue des panneaux de grille pour relier entre/les éléments (barreaux droits-et lames pliées) constituant ce pan- neau,et que la répartition de ces moyens d'assemblage est unifor- me dans toute l'étendue de la grille, aussi bien dans les pan- neaux respectifs que le long des bords, reliés entre eux, de ces
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panneaux, en produisant ainsi une uniformité absolue dans toute l'étendue de la grille ainsi composée, quipeut avoir des dimen- sions indéfinies.
De préférence, les panneaux de chaque rangée ou série longitudinale de panneaux doivent être décalés par rapport aux panneaux de le rangée ou série longitudinale adjacente, de maniè- re à assurer la discontinuité des joints entre panneaux, somme représenté sur la fig.5. Avec cet.e disposition, une ligne droite tracée transversalement par rapport à la construction terminée, en un point quelconque de celle-ci,passera par plus de la moitié des éléments (barreaux et lames pliées),de'celle-ci en des points ne comportant pas de joints d'assemblage.
Cette disposition pro- duit évidemment en pratique une uniformité de résistance à la flexion dans toute l'étendue de la grille terminée.
Si on le désire,les bords latéraux extérieurs d'une construction donnée quelconque peuvent être formés par un long barreau droit continu, comme représenté en 18 sur .la fig. 5. Ce barreau pourrait être coupé à une longueur convenable quelconque et être perforé à l'atelier,et être boulonné après sa mise en place sur les lieux de l'ouvrage à exécuter,ou bien il pourrait être rivé après la mise en place,à la main ou avec une machine à river portative,ou encore être soudé électriquement au reste de la grille.
Bien que d'autres emplois de la totalité ou d'une partie de l'invention,telle que déorite ci-dessus,puissent se développer en pratique, on a en vue à l'heure actuelle deux do- maines principaux d'application de cette invention. L'un de ceux- ci consiste dans l'emploi de la construction,représentée sur les figs.l à 5,chaque fois que l'on peut utiliser des planchers ajou- rés ou claire-voie. l'autre comprend l'addition d'un remplissa- ge de béton 19, comme représenté sur la figure 6, pour former un plancher plein et continu en béton armé. Ce dernier sera parti- culièrement applicable à des ponts.
Pour obtenir cette derniè- re forme de réalisation,on construira d'abord la carcasse à clai-
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re-voie de la construction,montrée sur la fig. 5, sur les poutrel- les, traverses ou autres supports du plancher, puis on suspendra par dessous cette carcasse un fond en une matière appropriée quelconque, telle que de la tôle plane ou ondulée, et on coulera le mélange de béton à l'état plastique autour et éventuellement au-dessus de la carcasse à claire-voie,et on laissera faire pri- se. De cette manière,on obtient un plancher continu, d'une seule pièce,absolument imperméable à l'eau et ne présentant pas d'iné- galités à sa surface. Si-le béton-arrivait seulement au niveau des bords supérieurs de la construction métallique,on obtiendrait une surface avec armature.
Cette forme d'exécution de l'inven- tion serait également utile pour des planchers en béton ordinai- res, spécialement dans le cas où l'on désire une surface absolu- ment lisse, unie et iniforme,par exemple dans des salles de pati- nage à r oulettes ,e tc ...
Dans la construction décrite en dernier lieu, les écrous 14a seraient encastrés dans le béton et ne pourraient ja- mais se desserrer. Dans le cas de la construction à claire-voie, on-peut empâcher le desserrage de ces écrous en écrasant légère- ment les extrémités en saillie des boulons,en mutilant le fileta- ge avec un ciseau à froid,ou en utilisant un dispositif de bloca- ge des écrous,de forme appropriée quelconque.
Parmi les avantages évidents ae l'invention, on peut mentionner l'uniformité de résistance dans toute l'étendue d'une unité de surface quelconque de la construction, la suppression de tous les joints et inggalités de la surface,et le fait qu'il est possible d'adopter un écartement plus grand des poutrelles ou au- tres supports du pher.Dans le cas du plancher à remplissage de béton,la suppression des fentes ou fissures le rendra plus hygié- nique,et parfaitement imperméable à l'eau,et empêchera la désa- grégation qui est susceptible de se produire à l'endroit des arêtes de joint sous le martelage fréquent dû à une circulation intense sur le plancher ordinaire formé de panneaux séparés.
L'accroissement dans la résistance par unité de poids, ainsi que
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l'économie dans le poids des poutrelles du plancher,dans un pont destiné à supporter une charge donnée, sont si considérables, dans le cas où l'on utilise la construction suivant l'invention, que l'économie possible résultante dans la résistance et dans les frais des supports (câbles, tours, poutres, cantilevers, etc..) compensera et au delà le prix total du plancher en béton suivant l'invention.
Parmi les raisons pour lesquelles un plancher suivant l'invention possède une résistance plus grande à supporter des charges, par unité de poids du métal employé dans sa construction ne que possède un plancher composé de panneaux séparés,on peut citer la suivante : par suite de la continuité dans une direc- tion transversale aux poutrelles de support, chaque partie de la grille,entre deux poutrelles quelconques, présente les carac- téristiques d'une construction continue avec des poutres en canti- lever,chaque partie de la grille étant ancrée à des poutrelles éloignées et à des parties de la grille, à la fois éloignées et adjacentes.
Par conséquent, la partie de la grille comprise en- tre deux poutrelles quelconques ne fléchira pas sous une charge, placée à mi-chemin de sa portée,sous laquelle fléchirait un pan- neau séparé de la même grille,ayant la même portée et supporté à ses extrémités libres sur les mêmes poutrelles, cornue une pou- tre simple .la grille étant également continue dans des directions parallèles et inclinées par rapport aux poutrelles de support,la poussée,dirigée vers le bas,d'Orne charge localisée en un point quelconque entre deux poutrelles est repartie radialement, à par- tir du point où elle est appliquée, sur toute l'étendue de la construction continue et rigide,suivant toute la longueur de ces poutrelles,
c'est à dire suivant toute la largeur de la route ou du bâtiment, com e si le plancher citait une plaque continue .d'une @eule pièce, au lieu que la charge soit limitée et localisée sur un seul panneau de grille possédant seulement un mètre de large environ.
Il est évident qu'un seul panneau dela construction ancienne,lorsqu'il serait appelé à supporter seul une charge don-
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née ,pourrait se déformer et arracher une extrémité de sa poutrel- le de support,tandis que la même charge ne pourrait jamais faire fléchir une grille continue,ou une plaque en béton armé, ayant comme armature les mêmes éléments constitutifs,grille continue qui transmettrait et répartirait les efforts dus à la charge sur une grande étendue et en tous sens, sur une surface de support beaucoup plus grande. En outre,si la grille continue commençait à fléchir,la résistance à la traction de l'ensemble de la cons- truction commencerait alors à absorber de proche en proche les efforts engendrés par la flexion initiale et aiderait ainsi à résister au moment de flexion.
Il est évident qu'on peut,sans s'écarter du principe de l'invention ni du but et des résultats mentionnés ci-dessus, apporter un grand nombre de changements et modifications dans les détails ce construction représentés et décrits. Des formes spéciales de grille ou de construction à claire-voie, telles que représentées dans le brevet Etats-Unis n 1.045.795 du 26 Novem- bre 1912 et dans les brevets Canadiens ? 260.253 du 27 Avril 1926 et 260.254 du 27 Avril 1926,pourraient être utilisées avantageuse- ment dans certains cas.
Dans l'emploi ordinaire de l'invention,lespanneaux de grille standardisés tels que représenté sur la fig.l seraient constitués et les différents éléments de chaque panneau seraient assemblés par rivetage, à l'atelier; les panneaux seraient transportés Jusqu'à l'endroit d'utilisation avec leurs extrémi- tés libres de moyens d'assemblage entre les éléments d'un même panneau, et avec le nombre nécessaire de petits boulons et écrous.
Ces panneaux seraient alors assemblés sur les lieux de l'ouvrage à exécuter, en faisant chevaucher les bouts libres des parties d'extrémité complémentaires, faisant saillie de façon irrégulière,deséléments de chaque paire de panneaux, et en les assemblant entre eux par des boulons, comme représenté sur la figure 2. les lames pliées extérieures de chaque série ou rangée longitudinale de panneaux seraient alors boulonnées aux barreaux
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droits extérieurs d'une autre rangée longitudinale de panneaux placée à coté de la première,le tout comme représenté sur la fig.5, et on formerait ainsi une construction de grille continue, d'une longueur et d'une largeur désirées quelconques.
Ce genre de construction de grille continue possède un aventage particulier au point de vue de sa résistance aux ef- forts qui sont connus sous le nom d'efforts alternatifs,qui ré- sultent de la vibration de constructions,étant donné que cette grille possède en tous points une résistance continue et unifor- me à la flexion dans des directions opposées, Ce fait augmente le coefficient de sécurité, ou permet une réduction de poids de la matière tout en conservant le coefficient habituel de sécurité.
Des constructions suivant l'invention réunissent ainsi les qualités de rigidité et d'élasticité, à un haut degré. le principe du joint renforcé, sur lequel repose la présente invention, peut également ê.tre appliqué dans des poutres et colonnes en béton armé et dans des constructions à claire-voie d'autres types.
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