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B R E V E T D' I N V E N T ION PERFECTIONNEMENTS AUX PLANCHERS METALLIQUES
L'invention concerne tout d'abord un nouveau plancher métallique pour bâtiments permettant d'obtenir la solidité et la rigidité requises pour un poids moins élevé d'acier qu'il n'en a été utilisé jusqu'à ce jour dans le même but.
L'invention concerne également: a) un plancher métallique comportant plusieurs rangées de colonnes, une paire de poutres supportées par chaque rangée de colonnes disposée convenablement, une poutre étant prévue de chaque côté de chaque rangée de colonnes, des traverses s'étendant entre les poutres adjacentes de rangées voisines.
b) un plancher métallique comportant des séries de colonnes disposées en rangées transversales et longitudinales,
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une paire de poutres longitudinales étant supportée par chaque rangée longitudinale de colonnes, disposées à intervalles déterminés et à raison d'une de chaque côté de chaque rangée, et de poutres transversales disposées de même à un écartement approprié par rapport aux rangées transversales de colonnes, lesdites poutres étant reliées rigidement au point d'intersection de manière à assurer la com@lète rigidité de chaque poutre au droit de ce point d'intersection.
e) un plancher métallique comportant des séries de poutres transversales et longitudinales se croisant de manière à former des parallélogrammes, ainsi que des dispositifs de fixation des sections de poutres en leurs points d'intersections de manière qu'en ceux-ci la résistance maximum des poutres soit assurée, des colonnes dépassant lesdits points, à l'intérieur de certains de ces parallélogrammes, de préférence en leur centre, de manière qu'une paire de poutres soit disposée, de part et d'autre de chaque rangée longitudinale et transversale de colonnes à une distance appropriée de celles-ci, des consoles étant montées sur lesdites colonnes et reliées à certaines des poutres de manière que le plancher repose sur les colonnes.
d) un aménagement des éléments constituant le plancher tel que décrit ci-dessus, de manière que tous les éléments soient choisis économiquement de la même profondeur afin de constituer un plafond plat. e) enfin la fixation des extrémités adjacentes des poutres, là où elles se croisent avec une poutre transversale, et ce au moyen de boulons assurant la rigidité complète des dites poutres et l'assemblage rapide et économique dans le bâtiment.
Sur les dessins annexes on a représente à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention ; y voit; fig. 1 un plan d'un élément de plancher;
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fig. 2 un plan partiel à plus grande échelle d'une bride
B, vue fig. l, la plaque du dessus étant supposée retirée; fig. 3 une représentation semblable à celle de la fige 2 montrant les brides C de la fig. 1 ; fig. 4 une élévation suivant 4 de la fig. 3; fig. 5 un plan partiel à plus grande échelle des poutres croisées montrant leur fixation à la colonne; fig. 6 une variante de la fig. 1; . fige. 7 & 8 des détails partiels à grande Echelle de la colonne de support suivant 7 et 8 des fig 1 et 5; rig. 9 une vue semblable à celle de la, fig. 6 repr4sen- tant une autre variante;
fig. 10 une élévation et une coupe partieiies d'une va- riante de croisement; fig. 11 une coupe suivant 11 de la fig. 10; fig. 12 un plan de dessous suivant 12 de la fig. 10; figs. 13 et 14 des élévations et coupe partielles d'une variante de la fig. 10; fig. 15 une coupe suivant 15 des fige. 13 et 14.
Le mode de réalisation représenta fig. 1 comporte un plancher métallique reposant sur les colonnes A prévues à l'intérieur d'un bâtiment, ce plancher 4tant constitué par des poutres 10-11 convenablement espacées, disposées dans une seule direction et de part et d'autre de chaque rangée longitudinale de colonnes, et par des poutres transversales 12-13 disposées de part et d'autre des colonnes et perpendiculaires aux premières. La poutre 10 est faite de profilés assemblés, de préférence de fers I, 10a, lOb, 10c, etc.... fixés l'un à 1' autre au moyen de goussets rivés B (fig. 2) au-dessus et au-dessous des poutres à la manière connue, les ailes des fers 1 étant réunies ensemble par des cornières 14.
La poutre 11 est de même
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faite d'une série de profilés assemblés mis bout à bout et reliés au moyen de goussets et ce, de manière que les poutres aient pratiquement le même moment résistant sur toute leur lon- gueur et permettent la réalisation d'une poutre d'égale résis- tance.
On peut observer que les sections de poutre lOb et llb vues fig. 1 ont comme longueur l'espace séparant deux colonnes.
Elles peuvent avoir une longueur --'Pale à l'espace sépa- rant trois ou davantage de colonnes et ou encore seulement l'espace spprant deux colonnes successives. Dans ce cas elles sont de préférence des multiples de l'espace séparant deux colonnes.
La poutre transversale 12 est faite d'un certain nombre de fers I relativement courts, 12a, 12b, 12e, 12d, 12e, etc.... chacun desquels s'étend entre les poutres adjacentes 10 et 11, ces fers étant également réunis par des brides B, des goussets C et des cornières: d'assemblage. La. poutre 13 est construite de la même manière ; el en est de même des poutres transversales 15 et 16 semblables à celles de poutres transversales 12 et 13, sous la réserve qu'il n'est pas utilisa de brides B pour les assemblages, ceux-ci étant constitués par des brides C.
La plaque C est utilisée comme vu fig. 3 pour relier deux poutres transversales là où elles s'arrêtent de part et d'au- tre d'une poutre continue 10 ou 11, tandis nue la bride B (fig.2) est utilisée pour réunir les extrémités aboutées de quatre éléments de poutres. Dans tous les cas la résistance complète des sections de poutres est assurée grâce à des brides.
Ce système de poutres croisées, espacées, est fixé aux colonnes portantes A au moyen de consoles 17, 18 fixées aux poutres 12b, 13b, 12d, 13d au moyen de cornières 19. Les consoles sont fixées aux colonnes par des cornières 20-21, cette dernière
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étant renforcée par un gousset 22 rivera, la colonne.
On obtient ainsi un panneau bordé par les poutres llb, 15c, lOb et 13c, d'une superficie bien inférieure à celle offerte par l'espace entre quatre colonnes adjacentes. Ce panneau est subdivisé par des poutrelles 23 et 24 fixées à leurs extré- mités aux poutres par des cornières, non représentées en détail, puisqu'étant de pratique courante et semblables aux cornières 14. Les brides ont été retirées sur certaines figures, en particulier fig. 6, de manière à rendre plus lisible l'arrangement des poutres.
Tout élément de poutre ou de poutrelle non supporté peut être obtenu en aménageant comme il convient la longueur des consoles telles que 12b et 17, entre la paire de poutres. Plus courtes sont les consoles, plus courtes sont les longueurs de poutres et de poutrelles non supportées. Cet aménagement des poutres en paires espacées présente certains avantages remarquables au point de vue technique.
Par exemple: a) il permet de calculer les poutres comme poutres continues, bien plus solides et plus rigides, pour une portée déterminée, et une charge déterminée, qu'une poutre de même section soutenue à ses deux extrémités; b) la longueur libre de la poutre est réduite par 1.'espa- cement des poutres transversales au voisinage de la colonne, de manière à réduire le poids prévu de la poutre pour une portée et une charge unitaires données des colonnes; c) la longueur des poutrelles 23-24 étant réduite, elles peuvent être bien plus légères.
Ainsi le poids des poutres et poutrelles étant moindre, le poids mort des colonnes est diminué, et celles-ci peuvent être allégées de manière à réduire de façon notable le poids total d'acier dans le bâtiment. Le système de oadres ou de
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treillis est destiné à porter n'importe quel revêtement non représenté, tel que de?? tuiles ou du carrelage.
Un autre avantage du présent système réside en ce qu'il laisse libres les espaces compris entre les colonnes et au-delà de celles-ci, de manière à réaliser de grands espaces libres pour des canalisations d'eau, de vapeur, d'évacuation, etc....
Il est de pratique commune de placer les cloisons permanentes dans l'alignement des colonnes et de disposer les tuyauteries dans ces cloisons ; cette manière des espaces libres pour les tuyauteries doivent être prévus dans les bâtiments actuels en raison de ce que la présence de poutres métalliques entre les colonnes rend difficile le déplacement des canalisations quand le bâtiment est terminé. Le présent type de bâtiment est très avantageux sous ce rapport puisqu'il permet de déplacer les tuyauteries n'importe quand, étant donné l'absence de poutres au droit des cloisons.
Fig. 6, on voit une variante de l'invention dans laquelle les poutres espacées dans les deux directions sont faites d'éléments de poutre ayant chacun la longueur d'un panneau et disposés de telle sorte que ceux orientés dans une direction croisent ceux orientée dans la direction transversale à une longueur environ de chaque section de manière que les brides supérieures et inférieures et les goussets d'assemblage soient les seuls éléments nécessaires pour porter la charge totale de chaque section au droit des brides, et réaliser l'équivalent d'une poutre continue supportée en différents points de sa longueur. Les poutres espacées 110-111 sont faites d'éléments 110a - 110b - 110e etc.... llla - lllb - 111c etc... et couples par des poutres 112 et 113, faites d'éléments 112a, 112b, 112c .....
Ces poutres transversales sont portées par les colonnes intérieures A' et A' au moyen de consoles 117-118, fixées
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aux dites colonnes et aux dites poutres de la même manière que les consoles 17 et 18, les fige 7 et 8 étant identiques dans les deux types de construction. Les poutres transversales sont reliées par des brides c' et des goussets rivés à leurs ailes comme vu fig. 3 et 4. La colonne d'angle A2 et les colonnes de côté A3 portent des poutres latérales 119-120 qui sont de pré- férence alignées sur les colonnes et qui peuvent être plus hautes et plus résistantes que les poutres internes, particuliè- rement dans le cas d'immeubles très élevés ou il y a lieu de tenir compte des charges dues au vent. La fixation de ces pou- tres externes aux colonnes est réalisée par des cornières non représentées parce que bien connues.
Il en est de même pour la liaison des poutrelles 123-124 et des poutres 110b, lllb, etc.
Le cadrage des colonnes externes est de préférence de même type que celui. décrit pour les colonnes internes et sera clairement compris si on examine la fige 6 dans laquelle la plupart des brides C a été supprimée pour donner de la clarté au dessin. Les poutres disposées entre les .donnes externes
A3 et A4 peuvent étre supprimées au besoin et les poutres 112-
113 et les poutres 123, 124 portées par les poutres latérales
119 et 120. Le mode de réalisation de la fige 6 présente l'avan- tage de réduire le nombre des différentes pièces à utiliser dans un plancher déterminé puisqu'elles sont largement suffisan- tes pour un espacement régulier des colonnes.
Fige 9, on voit une autre variante analogue à celle de la fig. 6, dans laquelle les poutrelles 123, 124 sont supprimée. et les poutrelles 210, 211, 212, 213, espacées élément de manière à former des panneaux D, E, F, G, H, etc.... de préfé renée carrés et de surfaces égales. Chaque poutre est représentée comme étant d'une longueur égale à l'espacement entre co- lonnes. De cette manière la poutre 211 s'étend de la poutre 212
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à la suivante 213. Les extrémités des poutres sont dans tous les cas indiquées par la position des brides C2. La poutre 211 est la seule de la fig. 9 vue sur toute sa longueur. De cette manière les consoles 217-218 sont fixées aux colonnes et aux poutres comme montre figs. 7 et 8, mais ont alors une longueur égale à la moitié de l'espace entre deux colonnes.
Ces panneaux peuvent être économiquement remplis avec une plaque mince de béton et armée dans les deux sens au moyen de lames d'acier croisées. Au .besoin les poutres transversales 210, 212, etc.... peuvent être portées par des consoles en forme d'X disposées en diagonale des deux côtés du panneau G et attachées aux poutres en chaque point d'intersection.
Les figs. 10 et 15 montrent différentes variantes des croisements vues figs. 3 et 4, dans lesquelles les brides C supérieures et inférieures sont remplacées par des liaisons constituées par des boulons, à l'effet de transmettre les charges des pièces 313b et 313e le long de la poutre 310b qui traverse l'intersection. Les pièces 313b, 313c sont attachées comme auparavant à la poutre 310b au moyen de cornières 314 rivées. Des goussets 351, 352 sont boulonnés au-dessus et audessous de chaque semelle supérieure des pièces 313b et 313c et des rondelles 353 sont soudées aux extrémités externes de ces cornières et poinçonnées pour recevoir des boulons 354 avec écrous 355. Ceci donne une certaine liberté aux boulons leur permettant de s'aligner d'eux-mêmes.
Les dernières des pièces 313b et 313c sont coupées le long et au bas des cornières 314 de manière à laisser des espaces permettant aux dites pièces 313b, 313e d'être mises en place dans le bâtiment à l'aide de pouvons d'éartement 356 qui peuvent être soit constituas par de? goujons sépares butant sur l'aile de la poutrelle 310b, soit par un goujon unique fileté
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aux deux extrémités et passant à travers un trou prévu ; les deux cas, le ou les goujons est ou sont soudés sur l'aile et la semelle à la partie inférieure.
Ce ou ces goujons compo*- tent deux longs écrous 357 aux extrémités filetées, hexagonaux ou octogonaux et de préférence borgnes, c'est-à-dire fermés du cote extérieur de manière à donner l'appui maximum sur une cor- nière 358 rivée sur une cornière allongée 359. Cette dernière est rivée avec l'interposition d'un fer plat 360 sous chaque oôté de l'âme des pièces 313b, 313c.
Etant donne que de ce fait les goujons 356 travaillent toujours à la compression, et les boulons 354 en tension, ceci est suffisant pour absorber les efforts sur presque chacun des croisements.
Les longues ferrures 359 servant aussi à renforcer les âmes dans la partie découpée, la cornière 358 portant également sur l'extrémité de la bride coupée de la poutre et y étant sou- dée. Les boulons 351 et goujons 356 sont équidistants vertica- lement de la profondeur des poutres et la action de chaque boulon au-dessous du filetage est égale à la moitié de la sur- face de chaque bride. De cette manière la résistance totale des poutres est assurée même aux intersections, mais n'est transmise que dans une même direction.
Les connexions des figs. 13, 14 et 15 sont à double effet, c'est-à-dire qu'elles résistent à des efforts tant de tension que de compression. Fig. 13, la poutre 410b est munie d'un tube 451 soudé à sa partie supérieure et taraudé de manière à recevoir des boulons 452 et 453 qui passent à travers des plaques 454,455 enroulées de manière à former lesdits tubes rivés sur la semelle supérieure des poutres 413b et 413c. Les boulons se terminent par des têtes portant sur la tranche de ces tubes, et reçoivent des écrous 457 portant sur les extrémités internes
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des dites plaques de manière à absorber la charge du boulon lorsque les efforts dans la poutre sont renversés et la partie supérieure mise en compression.
Des boulons courts 458-459 traversent les plaques 460- 461, similaires aux plaques 454, qui sont rivées à la partie supérieure de la semelle inférieure de la poutre, et vissée dans les tubes 462-463 qui portent contre l'âme de la poutre 410b et y sont soudes. Les tubes 461, 462, 463 peuvent extérieurement être de forme ronde ou carrée et sont de préférence rectifiés de façon à épouser la forme des ailes et des semelles des poutres. Des boulons 464 prévus sur les boulons inférieurs absorbent les efforts quand les boulons sont en compression.
Ils peuvent être omis s'il n'y a pas lieu de tenir compte d'un renversement d'efforts. Les boulons inférieurs 469, à écrous 470, traversent à l'état continu les plaques 460 et 461 et des trous prévus dans l'âme de la poutre transversale.
On peut comprendre qu'il y ait d'autres moyens pour résister à la compression des aller* inférieures des poutres alignées à travers la poutre transversale. Ainsi les bords externes de l'aile inférieure de la. poutre transversale peuvent être usinés pour former une portée recevant les extrémités de l'aile inférieure des poutres alignée? de manière que les efforts des ailes inférieures alignées soient appliqués directement à l'aile inférieure de la poutre transversale. Des boulons peuvent être utilisés pour recevoir la tension des ailes supérieures des poutres alignées comme indiqué c4-dessus.
Les boulons peuvent être montés avec une tension initiale s'il y a lieu. Ainsi chaque écrou peut être manoeuvre par un effort de traction détermine appliqué au moyen d'un levier d'une certaine longueur, ou bien le boulon tel que 354 peut avoir deux centres séparés et 1*Élongation entre ces points peut être
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lue au moyen d'un tensiomètre qui détermine la tension initiale dans le boulon.
Une poutre continue soutenue en certains points de sa longueur est calculée comme une poutre encastrée aux deux extrémités, donc avec une résistance et une rigidité bien accrues, tandis que dans les constructions usuelles chaque élément de poutre se termine à l'un des poteaux ou colonnes et ne peut de ce fait être calculé que comme une poutre portée à ses deux extrémités,
Cette construction boulonnée permet de procéder à presque tout le travail en usine et diminuer le nombre de rivets à poser sur le chantier.
REVENDICATIONS.