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" PERFECTIONNEMENTS A LA CONSTRUCTION DES BATIMENTS "
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liff PrL%.bel7te lLlvt;!!HlOl1. ULlCe,['ne u.Lle cuhsLru.cLluLl de bâtiments et un plancher pour bâtiments.
Elle a pour l'un de ses objets de réduire le prix de revient d'un bâtiment du genre d'un bâtiment à charpente de fer , d'un pont ou autre construction métallique, et de permettre de l'ériger en un temps minimum tout en satisfai- sant aux exigences des réglements administratifs régissant la matière.
Elle a également pour objet un 'plancher métallique , cellulaire nouveau, qui se caractérise par sa légèreté et sa résistance et qui présente une utilité particulière dans la construction économique de bâtiments du genre sus-mention- né .
Ce plancher , outre qu'il peut être érigé économi- quement dans un bâtiment , se prête particulièrement bien, avec le maximum de souplesse, à la pose de canalisations électriques.
L'invention consiste en la construction de bâti- ment ainsi qu'en le plancher et en l'élément de plancher
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décrits ci-après et définis , en particulier, dans le résumé qui termine le présent mémoire.
Sur les dessins ci-joints :
Fig. 1 est un plan d'une portion d'un des planchers d'un bâtiment réalisant l'invention ;
Fig. 2 est une perspective , à grande échelle , d'une portion du plancher représenté sur la fig. 1 ;
Fig. 3 est un détail , à grande échelle, représen- tant un élément extérieur , en tôle , disposé sur une poutre métallique latérale d'un panneau de plancher ;
Fig. 4 est une perspective d'un élément de plancher intermédiaire , brisé , et montre une des façons de suspen- dre le châssis métallique pour un plafond ;
Fig. 5 est un détail , en coupe transversale, montrant la façon d'assembler les parties supérieures , en tôle, d'éléments adjacents ;
Figs. 6 et 7 sont des détails représentant une autre façon de supporter l'élément de plancher ;
Figs. 8 et 9 sont des détails de dispositions modifiées d'éléments de plancher et
Fig. 10 est un détail représentant une autre forme d'élément de plancher et la façon de le supporter .
L'invention vise un plancher métallique, nouveau, qui se caractérise en particulier par sa légèreté et sa remarquable résistance et par le fait qu'il peut être établi dans des limites de prix de revient telles qu'elles rendent son usage commercialement possible dans l'édification de bâtiments pour bureaux , de ponts et d'autres constructions modernes. En conséquence , l'invention vise un plancher métallique cellulaire présentant une pluralité de cellules creuses, ou compartiments , qui ont de préférence une section
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transversale fermée et dont les parois forment des poutrelles résistantes capables de supporter les charges portées par le plancher lorsque celui-ci est placé sur des portées de plancher courantes.
Il est préférable de construire un plancher réalisant l'invention en assemblant plusieurs éléments , fabriqués à l'avance, dont chacun présente plusieurs cellules creuses ayant de préférence une section transversale fermée et dont les parois forment les poutrelles dont il a été question ci-dessus , ces éléments étant de préférence assemblés côte à côte et bout à bout pour former le plancher. Les cellules creuses peuvent être, et sont de préférence, non obstruées pour donner au plancher posé une souplesse maximum pour la pose de canalisations élec- triques.
On a trouvé que, en construisant soit le présent plancher ou l'élément de plancher fabriqué à l'avance , on peut obtenir la légérété désirée, la résistance nécessaire pour supporter les charges de plancher requises, lorsque le plancher est placé sur des portées courantes , ainsi que l'économie de métal nécessaire pour rendre sa production et son usage , commercialement possibles , par une corrélation convenable entre la grandeur des cellules creuses formant les poutrelles de support de charge , l'épaisseur de leurs parois et l'espacement entre elles et on a également trouvé qu'il était nécessaire que ces facteurs présentent une re- lation telle que le plancher et (ou) l'élément de plancher ait un module de section d'au moins 54 cm3 par mètre de largeur.
Le module de section des divers éléments de toiture en tôle ondulée qu'on à proposés jusqu'ici n'est qu'une petite fraction de la valeur minimum nécessaire pour
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la production d'un plancher métallique cellulaire pratique et commercial.
Dans la pratique , il peut être préférable d'éta- blir le présent plancher et (ou) l'élément de plancher en soudant ensemble deux pièces constituantes , en tôle , dont l'une , au moins, est pourvue d'ondulations de manière à former une pluralité de poutrelles creuses ; dans la pratique, on a trouvé désirable de faire usage de tôle d'une épaisseur d'au moins 1,3 mm et , afin de donner la résis- tance désirée aux poutrelles creuses ainsi formées , on a trouvé désirable de souder les éléments constituants le long des côtés et en des points immédiatement adjacents aux poutrelles creuses soit par une soudure continue soit par des soudures faites de distance en distance et situées de façon que l'espacement maximum entre soudures soit dans un rapport déterminé avec l'épaisseur du métal.
Comme cela a été dit ci-dessus , les dessins repré- sentent une portion d'un bâtiment , tel qu'un bâtiment pour bureaux ou autre construction à charpente en fer, dans lequel la charpente ou carcasse est disposée pour former des panneaux ou ouvertures aux différents étages du bâti- ment et où le plancher métallique de l'invention est posé sur ladite charpente et disposé pour couvrir lesdits panneaux.
Sur ces dessins : a désigne un bâtiment tel, par exemple, qu'un bâtiment pour bureaux qui est pourvu d'une charpente en fer consistant en des montants ou colonnes de fer , 10 , et en des éléments horizontaux , habituellement des poutres 12 et des poutrelles 13 . Les poutres 12 et les poutrelles 13 forment des panneaux ou ouvertures à chaque étage du bâtiment et, pour plus de commodité et de simplicité,
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on n'a représenté , sur la fig. 1 , que quatre panneaux complets , 14 , d'un plancher du bâtiment, l'un de ces panneaux étant découvert.
Sur la fig. 1 , les poutres longitudinales 12 forment les éléments latéraux des panneaux 14 tandis que les poutres transversales 12 et les poutrelles intermé- diaires 13 , reliant les poutres longitudinales 12 , forment les éléments d'extrémités des panneaux 14 . Avec chaque panneau 14 coopère un plancher en tôle qui est composé de plusieurs éléments pouvant être fabriqués à l'atelier , transportés au chantier et posés en place.
Chaque élément de plancher comprend une pièce supérieure en tôle, 18 , et une pièce inférieure en tôle ondulée 19 , qui est soudée par points , ou assujettie autrement à la face inférieure de la pièce supérieure 18 . Les soudures sont représentées , sur les figs. 3, 5 et 6 , en 20, 21 .
La pièce inférieure 19 est de préférence pourvue d'ondula- tions sensiblement en forme de V qui peuvent être de profon- deurs variables,selon la charge de plancher à porter et la pièce supérieure 18 est de préférence faite pour présenter un dessus sensiblement plat et pour coopérer avec les ondulations supérieures pour les fermer et munir l'élément de plancher d'espaces d'air sensiblement clos, 22 .
Les pièces en tôle 18 , 19 des éléments sont faites d'une longueur sensiblement égale à la longueur du panneau et, de préférence, d'une longueur telle qu'elle permette à la pièce inférieure ondulée 19 de reposer sur les éléments métalliques d'extrémités du panneau et d'être supportée par eux et la pièce supérieure 18 coopère avec la pièce inférieure ondulée 19 pour former un élément , ou section, de plancher, de résistance et de capacité portante
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suffisantes pour permettre l'emploi de panneaux de longueur considérable et diminuer ainsi le nombre de poutrelles transversales ou pièces métalliques 13 employées dans les planchers du bâtiment ,
en effectuant ainsi une économie importante dans la quantité de métal entrant dans la cons- titution de la charpente et dans le coût d'édification de celle-ci.
Les pièces supérieure et inférieure 18 , 19 peu- vent avoir sensiblement la même longueur et être disposées, l'une par rapport à l'autre, et soudées ensemble , de façon que l'une des extrémités de la pièce supérieure 18 dépasse la pièce inférieure ondulée 19 pour laisser découverte l'extrémité opposée de cette dernière (voir Figs. 1, 2 et 4) , de sorte que la pièce inférieure ondulée 19 des éléments de plancher de panneaux adjacents puisse buter sur la pièce d'extrémité commune 13 desdits panneaux, et que la pièce supérieure 18 d'éléments de plancher adjacents se prolonge au delà de cette pièce d'extrémité commune.
Les. panneaux 14 ont une largeur telle qu'ils exigent l'usage de plusieurs éléments de plancher en tôle et ces éléments de plancher peuvent être appelés éléments extérieurs et éléments intermédiaires. Les éléments inter- médiaires sont de préférence construits de manière que, lorsqu'ils sont posés dans le panneau , ils s'agrafent mécaniquement les uns avec les autres et avec les éléments extérieurs. A cette fin, la pièce supérieure 18 de l'élément intermédiaire est pourvue , sur un des côtés, d'un rebord descendant droit 24 et, sur le côté opposé, d'un rebord descendant 25 présentant une rainure 26 dans laquelle le rebord droit 24 d'un élément adjacent s'étend , de la façon représentée sur les figs. 5 et 6.
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Les éléments de plancher extérieur présentent , sur leur côté interne, le rebord approprié, soit droit ou rainuré, pour permettre à ces éléments de s'agrafer avec les rebords des éléments intermédiaires adjacents.
Les éléments de plancher peuvent être supportés du fait que les pièces inférieures ou ondulées 19 reposent sur les éléments métalliques d'extrémités des panneaux, de la manière représentée sur les figs. 1, 2 et 3 , auquel cas la pièce supérieure 18 des éléments extérieurs peut s'étendre par-dessus les éléments latéraux des panneaux et en être séparée ; ou bien, si on le désire, les éléments en tôle peuvent être supportés par la charpente avec la tôle inférieure ondulée 19 située en dedans des panneaux comme ctest représenté sur les figs. 6, 7 et 10.
Sur les figs. 6 et 7 , les éléments de plancher sont supportés par des cornières '29 qui sont assujetties à la charpente métallique , à l'intérieur du panneau, et sur lesquels les pièces inférieures ondulées 19 , reposent ; ou bien ces éléments de plancher peuvent être situés à l'inté- rieur du panneau, et être supportés par les éléments d'ex- trémités de celui-ci , sur lesquels reposent les extrémités des pièces supérieures 18 desdits éléments de plancher, ex- trémités qui peuvent être pourvues , lorsque c'est nécessaire, d'un renforcement convenable 44 , comme c'est représenté sur la fig. 10.
Lorsque les éléments de plancher sont destinés à porter de lourdes charges , il est préférable que les pièces inférieures 19 reposent sur la charpente.
Les éléments en tôle sont établis pour que, une fois mis en place, leurs côtés soient en contact ou à proximité immédiate les uns des autres et lorsqu'elles sont ainsi en position, les tôles supérieures d'éléments
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contigus peuvent être soudées ensemble par points , comme c'est représenté par les parties noires 31 sur les figs.
1 et 2 , de manière à munir le panneau d'un plancher en tôle ayant un élément supérieur en une seule pièce en tôle, ayant sensiblement de la superficie du panneau, à la face inférieure duquel sont assujettis plusieurs groupes d'éléments de support de charge, en tôle ondulée, indépendants ou dis- tincts , qui s'étendent longitudinalement au panneau, sur sensiblement la longueur de celui-ci , et sensiblement parallèles les uns aux autres , chacun de ces groupes, faisant partie d'un élément distinct et étant assujetti à la pièce supérieure , en tôle, de celui-ci.
On remarquera que le soudage des pièces supérieures 18 des éléments de plancher d'un panneau peut être effectué par un ouvrier se tenant sur le plancher en tôle.
Dans la construction préférée, représentée sur la fig. 1 , dans laquelle les extrémités des pièces supérieures, en tôle, des éléments de plancher de panneaux adjacents s'étendent au delà de l'élément d'extrémité- commun 13 , de ces panneaux , en ligne les unes avec les autres , ces ex- trémités dépassantes peuvent être soudées par points aux extrémités des pièces supérieures, en tôle , du panneau couvert, comme c'est indiqué par les parties noires 32 sur la fig. 2 , et , de cette manière, plusieurs panneaux sont munis d'un plancher en tôle possédant un élément supé- rieur en une seule pièce , en tôle, qui s'étend sur la longueur de la pluralité de panneaux en ligne les uns avec les autres et auquel sont assujettis une pluralité d'éléments de support de charge , en tôle ondulée , 19 , pour chacun de ces panneaux.
Les murs extérieurs , 34, du bâtiment aussi bien que les cloisons intérieures 35 peuvent être de toute
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construction usuelle ou convenable.
On remarquera , d'après la description qui précède, qu'un bâtiment à charpente en fer peut être érigé à un prix de revient minimum et en un minimum de temps parce que les éléments de plancher en tôle peuvent être faits , à l'ate- lier, d'une longueur égale à la longueur du panneau formé par la charpente en fer et d'une résistance suffisante pour supporter la charge nécessaire ou désirée ,résistance que l'on peut faire varier selon les différentes conditions de charge à satisfaire en faisant usage d'éléments de sup- port affectant la forme de poutrelles de section sensible- ment en V ayant l'épaisseur de métal et la profondeur d'on- dulations voulues, après quoi ces éléments de plancher peuvent être transportés au chantier de construction et mis en place ,
de sorte que chaque panneau puisse être pourvu d'un plancher en tôle ayant sensiblement la superficie du panneau et composé de sections qui sont, dès le début, mécaniquement agrafées pour les tenir en place, de manière à permettre au plancher en tôle de supporter des ouvriers et des appa- reils, si on le désire, et qui peuvent être reliées ensemble d'une façon permanente en faisant souder leurs parties su- périeures en tôle les unes aux autres, par des ouvriers supportés par ces parties du plancher.
On remarquera également que les éléments de plancher peuvent , comme c'est représenté sur les dessins, être montés sur le panneau d'une manière telle que les ondu- lations d'éléments en alignement coopèrent pour former des conduits continus, sensiblement non obstrués, d'une partie du bâtiment à une autre, ce qui donne au plancher une sou- plesse maximum pour la pose de canalisations électriques.
La multiplicité de conduits ainsi formés offre un maximum
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de souplesse dans la pose de conducteurs pour n'importe quel genre d'emploi du courant électrique et permet de mettre des appareils électriques dans les positions les plus avantageuses et d'y faire les connexions de la manière la plus simple, la plus économique et la plus pratique.
En outre, les éléments supérieurs, en tôle , de panneaux en ligne les uns avec les autres peuvent être soudés ensemble de façon à constituer un plancher en une seule pièce , en tôle , qui couvre plusieurs baies et peut s'étendre sur la longueur du bâtiment et qui est pourvu de plusieurs éléments de support de charge, en tôle ondulée, distincts , pour chaque panneau.
On remarquera aussi que, comme chaque panneau est pourvu de son plancher en tôle , des fils métalliques ou autres éléments de suspension, 38 , pour le châssis de plafond 39 , peuvent être attachés aux éléments en tôle ondulée de ce plancher avant la pose du plancher en tôle du panneau adjacent, de sorte que l'on peut achever le plancher en tôle et préparer des moyens pour supporter le plafond situé en dessous d'une manière continue.
Les fils métalliques de suspension 38 peuvent être attachés aux parties découvertes de la pièce inférieure ondulée 19 en prévoyant , dans les parois latérales des on- dulations de cette dernière, des trous 40 à travers lesquels on peut passer les fils métalliques 38 .
La pièce métallique supérieure 18 , de chaque élément de plancher peut présenter un dessus plat ininterrom- pu , comme c'est représenté sur les figs. 1 à 7 , inclusive- ment , ou bien il peut présenter des dépressions essentiel- lement étroites, 42 , et avoir encore son dessus sensible- ment plat pour supporter les ouvriers, comme c'est représenté sur les figs. 8 et 9.
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Dans la pratique, dans la construction de bâti- ments modernes, et en particulier de bâtiments modernes à charpente en fer, tels que des bâtiments pour bureaux, etc. , les portées de plancher qu'on rencontre varient de 1,80 m à 6,70 m. Les charges de plancher qu'on rencontre habituellement dans une telle construction de bâtiments va- rient de 340 à 3400 kg par mètre carré.
Comme cela a été dit précédemment , on a trouvé que, afin de permettre au plancher de l'invention d'être utilisé comme plancher commercial , la grandeur des cel- lules creuses, formant les poutrelles de support de charge, l'épaisseur des parois de ces cellules et l'espacement entre cellules doivent présenter la corrélation voulue pour donner à la structure de plancher un module de section d'au moins 54 cm3 par mètre de largeur. Le module de section est à calculer sur des cellules individuelles comme poutrelles, les cellules étant à considérer comme comprenant une des moitiés de l'âme sur chacun de leurs côtés. On arrive au chiffre de module de section pour un mètre de largeur de plancher en multipliant le module de section d'une seule cellule par le nombre de cellules par mètre de largeur de plancher.
Dans la pratique, on a trouvé que l'espacement, indiqué sur les figs. 8 et 9 comme la dimension "S" , entre poutrelles adjacentes doit être inférieur à sensible- ment deux fois la hauteur des poutrelles et, de préférence, inférieur à cette hauteur.
On a également trouvé que l'épaisseur minimum de la tôle que l'on peut employer pour le présent plancher doit être de 1,3 mm.
On a trouvé que la longueur des parois latérales des ondulations les plus profondes soit dans les pièces
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ou supérieures/les pièces inférieures 18, 19 , formant le présent élément de plancher , longueur qui est indiquée comme la dimension "L" sur les figs. 8 et 9 , doit être inférieure à quatre-vingts fois l'épaisseur du métal formant les parois latérales de ces ondulations. Dans le "résumé" , l'expres- sion "la longueur des parois latérales des cellules" est imputable à la dimension "L" représentée sur les figs. 8 et 9.
Pour donner la résistance maximum à l'élément de plancher lorsque celui-ci est composé d'une tôle supé- rieure , 18 , et d'une tôle inférieure, 19 , soudées ensemble, il est désirable que les parties soient soudées ensemble par une soudure continue ou que, si elles sont soudées par points, comme c'est représenté sur la fig. 4 , la distance "D" entre les soudures soit inférieure à 70 fois l'épaisseur de la tôle en cours de soudage. Par exemple, si l'on fait usage de tôle de 1,3 mm d'épaisseur, la distance , D , entre les soudures doit être inférieure à 70 fois 1,3 mm, soit 91 mm. Si la distance entre les sou- dures excède ce rapport, la structure a alors tendance à se gondoler entre les soudures lorsqu'elle est soumise à des charges de plancher.
Pour illustrer la capacité portante extraordinaire d'un plancher établi conformément à l'invention, et sa résistance remarquable comparée à son poids, les renseigne- ments suivants sont donnés pour une disposition commerciale du présent élément de plancher, disposition dans laquelle les cellules sont formées comme c'est représenté sur la fig. 8 , dans laquelle l'élément a une largeur de 61 cm , et est faite de quatre cellules reliées ensemble pour la former, dans laquelle les cellules sont disposées à 152 mm d'axe en axe et ont une hauteur totale de 146 mm en étant
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espacées par des âmes de 48 mm de largeur, dans laquelle la profondeur de l'ondulation de l'élément inférieur est de 110 mm et dans laquelle les deux pièces de l'élément sont faites en tôle de 1,3 mm d'épaisseur.
Les cellules sont symétriquement disposées par rapport aux bords laté- raux de l'élément. Un tel élément de plancher a un module de section qui est supérieur à 54 cm3 par mètre de largeur d'élément et qui, d'après des données expérimentales , a été déterminé être de 164 cm3 par mètre de largeur d'élément.
Poids, en kg , par mètre carré .............. 46,400
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<tb> Charges <SEP> totales <SEP> admissibles <SEP> par
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Le terme "module de section" , tel qu'il est employé ici , s'applique au plus petit module de section du plancher, soit à la tension ou à la compression.
L'expression "de section structuralement fermée" , employée dans le résumé , est destinée à définir une cellule qui possède les caractéristiques fonctionnelles d'une cellule intégrale .
Bien qu'on ait représenté sur les dessins ci-joints, et décrit ici , la forme d'exécution préférée de l'invention,
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il va sans dire que celle-ci pourrait, sans que cela cons- titue une dérogation à son esprit, être réalisée sous d'autres formes d'exécution.