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Procédé de mise-en-tension des armatures des pièces et ouvrages en béton, armatures pour ce procédé, pièces et ouvrages en résultant.
Dans la plupart des pièces en béton ou matériau analogue, il existe deux séries d'armatures métalliques (fils ou feuillards) correspondant généralement à deux directions principales d'efforts; c'est ainsi, par exemple, que:, les dalles rectangulaires comportent des armatures dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur; les poteaux verticaux comportent des fers verticaux destinés à lutter contre le renversement et des fers horizontaux de frettage; les tuyaux comportent des fers longitudinaux s'opposant aux efforts de flexion et des fers circulaires destinés à résister aux efforts de pression.
Par ailleurs, il est connu de mettre les armatures en tension dans le béton avant la prise de ce dernier:
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d'unie part, pour compenser le retrait du béton qui en raison de L'existence et de La rigidité des armatures
Lui imposerait des efforts de traotion non négligeables, d'autre part, pour diminuer La fatigue du béton sous L'action des charges prévues.
La mise en tension séparée des armatures ayant des directions différentes est toutefois d'une réalisation assez coûteuse, car elle entratne à l'utilisation de moules compliqués,
L'invention a pour objet un procédé de mise en %on- sion des armatures de pièces et ouvrages en béton ou ma- tériau analogues remarquable, notamment, en ce qu'il con- siste d'une part, à créer pour chaque armature un ou plusieurs points fixes et, dtautre part, à relier entre elles Les armatures de directions différentes par l'in- termédiaire d'organes, disposés obliquement par rapport à ces armatures, de telle manière qu'en exerçant une traction seulement sur l'une ou plusieurs des armatures, toutes les autres armatures se trouvent automatiquement mises en tension sur Le ou Les points fixes,
Bien entendu Le procédé ci-dessus est susceptible de très nombreuses variantes.
On peut par exemple: par tension d'une, de plusieurs ou de toutes Les armatures ayant une direction donnée, tendre totzt ou par- tie des armatures d'une ou plusieurs autres séries ayant d'autres directions ou inversement, par tension d'une seule armature d'une série, %en- dre une ou plusieurs autres séries, lesquelles mettent en tension toutes Les armatures de La première série et é- ventuellement de toute autre série auxiliaire; régulariser simplement la tension des différents éléments d'une même armature.
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Le procédé facilite donc considérablement la mise sous tension de l'ensemble du réseau d'armatures.
Il convient, en outre, de faire remarquer que les efforts qui se produisent en servioe suivant une direction et qui s'exercent principalement sur une série d'armatures, contribuent suivant L'invention à augmenter la tension des barres de L'autre- ou des autres séries, ce qui améliore la compacité du béton et améliore ses conditions de résistance,
L'invention a également pour objet un réseau d'armatures pour pièces et ouvrages en béton ou matériau analogue, ce réseau, destiné à L'application du procédé ci-dessus, étant remarquable, notamment en ce que les armatures sont réunies entre elles par des faisons articulées, telles que des efforts de tension, exeroées sur certaines de ces armatures dans une ou plusieurs direations déterminées, permettent, automatiquement,
de provoquer une mise sous tension d'autres armatures dans une ou plusieurs autres directions.
L'invention a encore pour objet les pièces (dalles, tuyaux, poteaux, etc..) et ouvrages en béton ou autre matériau analogue,, comportant un réseau du type ci-dessus à armatures tendues.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre J'exemple*.
La fig. L représente un réseau simple à deux fils rectangulaires, reliés selon l'invention;
Les fig. 2 et 3 représentent, à plus grande échelle, deux modes de réalisation de liaisons; les fig. 4 à 11 représentent d'autres réseaux d'armatures selon L'intention.
Suivant l'exemple d'exécution représenté à La fig.L, le réseau comporte deux armatures 1 et 2 rectangulaires
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entre elles.
Ces armatures sont formées, chacune, de deux tron- çons (AB,CD) et (EF,GH), réunis entre eux par un Lien 3, formant un losange B G C F. Ce Lien est constitue, par exemple, par un fil métallique dont les deux bouts sont reliés par une torsade et/ou/ une soudure et qui passe soit dans des trous 4 (fig. 2) des barres L et 2, soit dans des boucles 5 (fig. 3) formées aux extrémités des fils constituant Les tronçons dtarmature.
Les points D, E, H sont fixes, Les armatures 1 et 2 étant attachées en ces points par tous moyens d'aooro- chage appropriée,
Dans ces conditions, si l'on tire sur L'extrémité A de L'armature L, dans Le sens de La flèche, on tend à aLLonger Le losange B G 0 F dans Le sens BC, ce qui provoque une diminution de longueur de la diagonale FG.
On provoque donc La mise sous tension simultanée des deux armatures L, 2.
Si L'on suppose que les côtés BG,GC,CF,FB sont égaux; que, au moment où Les efforts s'exercent sur A, Les tronçons AB et CD d'une part, EF et GH d'autre part restent dans Le prolongement L'un de L'autre, on a en valeursabsolues: tension BG=tension GC=tension CFR=tension FB et tension AB=X=(tension BG sin x) @ (tension BF.sin x) = 2 sin x tension BG de même tension GH=Y=(tension BG cos x)t(tension CG.cos x) = 2 cos x . tension BG
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et par suite
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tension GH ¯ ¯g ¯ cos x - OG = ¯FG t&asion à3 Y sin x 00 BC
On voit donc que le rapport des tensions réalisées est égal à celui adopté pour Les diagonales du losange de liaison lors de l'établissement du réseau d'armatures.
IL est donc possible par un choix des longueurs relatives
AB de ces diagonales de faire varier La tension EH, La tension/ étant donnée.
Il oonvient de noter que Les dimensions de construc- tion des armatures et des organes de liaison doivent être déterminées non pas an repos mais sous tension, comp- te tenu des déformations sons charge.
A La fig. 4, on a représenté un réseau à deux group- pes d'armatures. Chaque armature 1 de L'un des groupes est reliée par un Losange articulé 3 à L'une des arma- tures 2 de L'autre groupe, La mise en tension s'obtient en tirant sur toutes les armatures 1, les armatures 2 ayant leurs deux extrémités fixes ou inversement.
La fig. 5 représente une variante, dans Laquelle nne seule armature la des armatures 1 du premier groupe est reliée par des losanges articulés 3 à toutes les armatures 2 du deuxième groupe. La traotion sur 1?arma- ture 1a assure donc la mise sous tension de toutes les armatures 2, les autres armatures 1 du premier groupe étant tendues individuellement pour Leur propre compte.
Dans la variante représentée à La fig. 6, l'arma. ture la' du premier groupe est reliée par des losanges articulés 3a à toutes les armatures 2 du deuxième groupe, et chacune de ces armatures 2 est reLiée par un losange 3b,3c,3d, à chacune des autres armatures 1b, 1 , 1ddu premier groupe. La mise sous tension de l'armatnre La' assure donc la mise sous tension simultanée de toutes
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les autres armatures du réseau.
Dans L'exemple de La fig. 7, Les parties reotili-, gnes des armatures de l'un des groupes sont supprimées Les Losanges 3 étant reliés directement les uns aux autres.
De même, Les parties rectilignes des armatures 1 peuvent être supprimées et on a ainsi Le réseau, représenté à La fig. 8. Ce réseau est formé seulement de Losanges, articulée Les uns aux autres, et iL suffit de tirer par exemple sur Les sommets I et J, tous les autres sommets étant fixes pour tendre l'ensemble.
Dans ce cas, iL est possible de déterminer à l'a- vanoe L'angle d'inclinaison x des armatures si l'on se donne Les valeurs X' et Y' des tensions principales qui doivent réger dans le béton par unité de Longueur de paroi, ces tensions étant mesurées dans la direction des diagonales de L'armature.
Soient m et n La longueur des diagonales d'un des losanges formés par Les armatures
X et Y les tensions résultantes s'exerçant sur chaque noeud des losanges suivant Les directions de ces diagonales
On a par définition:
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or) on a vu précédemment que les tensions résultantes X et Y sont liées par La relation
EMI6.2
D'autre part Les Longueurs m et n des diagonales sont également liées par la relation:
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par suite on peut écrire:
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D'où on déduit La va Leur recherchée:
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ou si t'on désigne par K le rapport !;
Y'
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La fig, 9 montre un mode de réalisation pratique du résean de La fig. 8 ;
il est formé de fils 6 et 7, dispo sés en zig-zag suivant les tracés a b c d e f et a g c h e i ,Les deux fils étant passés L'un autour de l'autre aux sommets a,o,e des losanges. IL suffit d'exeroer une traotion sur les sommets a,j,k tous Les autres sommets étant fixes, pour tendre tout le réseau.
A la fig, 10, on a représenté une autre variante dans laquelle Le réseau est formé d'un seul fil, disposé suivant des diagonales ayant alternativement des incli- naisons inverses.
L'une des extrémités du fil est fixée en o puis le fil forme les Lignes suivantes op,po ..... WX, xy et son autre extrémité est attachée en y. IL suffit de tirer en p,t,x Les autres sommets étant fixes, pour tendre tout Le réseau.
Enfin, dans L'exemple représenté à La fig. 11, L'armature L est disposée en zig-zag et aux différents sommets du zig-zag sont attachés des tronçons d'armatures 2, 2a.
Naturellement L'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exeple.
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Sur Les figures toutes Les armatures ont été supposées rectilignes mais Les armatures d'une (ou plusieurs) série pourraient tout aussi bien être circulaires ou polygonales, Les points tels que E, H (fig. L) étant alors réunis et réalisant ipso-facto La fixité de ces points.
L'invention est donc applicable à des corps tels que des tuyaux, des poteaux, etc..,
Dans Le cas d'un tuyau fermé à ses extrémités, iL est facile de déterminer L'angLe x des Losanges de Liaison.
En effet: soient D Le diamètre du tuyau;
P La pression intérieure e L'épaisseur des parois La fatigue Y' dans Le sens transversal est donnée par La formule bien connue:
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Quant à La fatigue longitudinale Xt, due aux efforts sur Les fonds, elle est facile à calculer, en effet,
L'effort aux le fond est D2 x P
4 La section transversale des parois étant # (D + e) e, soit approximativement # De
La fatigue X' par unité de surface est
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1rD2 P XI - - 4 D x:t - 1/De 4e On voit donc que Xt - 2t quels que soient 2,D et e, Puisque il L = K yt 2 La formule (1) préoitée, savoir
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tg = vis. donne tg x : \f1 = o,708 " 3 d'où x= 35 16