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"Nouveau système de plancher en béton armé"
Comme on le sait, il existe de nombreux types de planchers constitués par des poutres, soit en fer, soit en béton ou ciment armé,dont les ailes inférieures supportent des hourdis ou agglomérés creux qui remplissent les intervalles entre lesdites poutres. Mais,en raison de la présence des ailes supérieures généralement prévues sur les poutres, la mise en place des hourdis est difficile et nécessite d'introduire ceuxci obliquement ou de biais, puis de les faire basculer pour venir les faire reposer sur les ailes inférieures de la poutre.
D'autre part, afin d'assurer la résistance des planchers et leur permettre de supporter les charges prévues, les
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poutres porteuses doivent obligatoirement comporter une partie supérieure élargie,formant table de compression,qui seule assure- ra la résistance nécessaire aux charges supportées.
Parmi les divers dispositifs proposés, il en est qui, pour permettre la mise en place plus facile des hourdis,ten- dent à réduire ou même supprimer les ailes supérieures des pou- tres porteuses et à remplacer la table de compression manquante par une masse de béton coulée après coup de part et d'autre de l'âme de ces poutres et passant dans des orifices ménagés dans cet. te âme.
Mais cette disposition,apparemment inexploitée,qui présen- te déjà l'inconvénient d'affaiblir notablement la résistance de l'âme du fait des vides importants à y prévoir, ne saurait en au- cune manière remplacer l'action de la table de compression supé- rieure et ne permettrait en pratique de réaliser des planchers résistants qu'en augmentant considérablement la masse des armatu- res métalliques et du béton mis en jeu.Enfin, les poutres en béton armé, moulées par avance,préparées pour la confection de ces plan- chers, si elles doivent être légères,seraient relativement fragi- les aux chocs et aux transports.
Le nouveau système de plancher qui fait l'objet de l'invention est essentiellement basé sur l'emploi de poutres por- teuses, moulées par avance,relativement peu fragiles et de poids réduit à la pose, qui présentent simultanément la double caracté- ristique,d'une part de permettre la mise en place rapide et faci- le des hourdis,et,d'autre part, de comporter,une fois le plancher terminé, une table de compression supérieure assurant à la cons- truction une haute résistance pour le minimum de masse ou de
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poids.
Ce système de plancher est complété par l'établisse- ment d'une ou plusieurs poutres transversales de liaison,venant faire bloc avec les poutres porteuses et destinées à solidariser ces dernières entre elles.
Les poutres porteuses,moulées par avance,ne compor- tent.pas,à la fabrication,de table de compression supérieure,cet- te dernière étant formée ultérieurement sur la poutre mise en place, par coulage et ancrage de béton sur l'armature supérieure de la poutre convenablement établie à cet effet.Dans ce but, la poutre moulée présente,en section,une âme trapézoïdale prolongée à la base par une table enrobant les armatures inférieures,tandis que,dans sa partie haute,cette âme est interrompue de place en place pour laisser libre l'armature supérieure,sur laquelle se fe- ra l'ancrage de la table supérieure ultérieurement formée.Des renforts,également de forme trapézoïdale ou pyramidale,recouvrant' les étriers de liaison,sont aussi prévus de distance en distance sur la poutre,
pour augmenter sa rigidité et sa résistance et di- minuer ainsi sa fragilité aux chocs et au transport.
L'absence de table supérieure,pour le transport, puis lors de la pose de la poutre,évitera les cassures fréquen- tes lors des manipulations et permettra la mise en place facile et à plat des hourdis.D'autre part,la forme évasée de l'âme de la poutre et de ses renforts offrira l'avantage de se prêter par- . ticulièrement bien au démoulage par retournement.
La ou les poutres de liaison qui complètent le plancher,sont obtenues par coulage de béton entre des hourdis bor-
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gnes d'extrémité, autour d'armatures longitudinales insérées perpendiculairement aux armatures des poutres porteuses principales, l'ensemble se trouvant solidarisé par le béton qui l'enrobe et donnant lieu ainsi à une construction monolithique.
Les dessins annexés montront,à titre d'exemple, un mode de réalisation du système de plancher objet de l'invention.
La fig. 1 de ces dessins est la vue en coupe verticale du plancher, avant coulage de la table supérieure de compression.
La fig. 2 est la même vue, après coulage de cette tab le .
La fig. 3 est la vue en plan du plancher, sur cette figure, l'on a indiqué, en A-B-C-D-E-F, le plan de coupe de la fig. 1 et, en G-H, le plan de'coupe de la fig. 2 ci-dessus.
La fig. 4 est une vue de coté d'une poutre porteuse, dans sa partie de gauche avant la pose des hourdis et dans sa partie de droite après cette pose.
La fig. 5 estune coupe verticale de détail, montrant un dispositif de plancher anti-sonore.
La fig. 6 est une coupe analogue, dans le cas d'un plancher à fortes surcharges.
La fig. 7 est une vue semblable, montrant une disposition prévue pour plancher chauffant; la fig. 7a en est une vue de détail.
La fig. 8 est une vue analogue, montrant le système adapté pour un plafond sur produits céramiques.
Ainsi qu'on le voit sur les fig. 1 à 4 des dessins, le plancher est constitué essentiellement par des poutres
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porteuses formées par des poutres moulées d'avance, comprenant une âme trapézoïdale a prolongée à sa base par une table al enrobant les ammatures inférieures b. Cette âme possède, de place en place, des parties renforcées a2, de forme généralement pyramidale, dans les- quelles sont enrobés les étriers k (fig. 4) solidarisant les armatu- res inférieures et supérieures b et c. Ces parties renforcées a 2 ser- vent d'ancrage à l'armature supérieure c, mais, dans sa partie cou- rante, l'âme a est interrompue à dessein de manière à laisser libre cette armature supérieure (voir partie gauche de la fig. 4).
Tant @ dans ses parties renforcées a2 que dans ses parties courantes a, l'âme présente, dans son ensemble, comme on 'l'a figuré, une forme générale évasée qui se prête particulièrement bien au démoulage par retournement.
Ainsi que le montre la fig. l, cette poutre ne' comporte pas, dans sa fabrication, de table de compression supérieure. Cette disposition permet la mise en place facile des hourdis d venant re- poser sur les ailes de la table inférieure.al.
La table de compression supérieure e est établie ul- térieurement par coulage du béton dans l'intervalle laissé entre les renforts a2, avantageusement après mise en place de ferrures auxi- liaires, telles que f, destinées à armer ladite table. Celle-ci fait ainsi partie intégrante de l'ensemble, qui forme monolithe comme si la table et la poutre avaient été coulées d'un seul bloc.
Cette construction des poutres porteuse.s permet, comme on le comprend, de réduire considérablement le poids de la poutre à la pose grâce à la suppression de la table de compression, tout en obtenant des pièces qui, par leur structure et en raison des
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renforts a , sont extrêmement robustes.
Le calcul du dispositif sus-indiqué de poutres porteuses ne peut évidemment pas se faire par les méthodes usuelles dans les constructions en béton armé, puisque, ces poutres ne comportant pas de table de compression, le béton n'intervient pas comme élément de résistance à la compression. Ce calcul,- tout au moins pour les armatures,- relève de la méthode classique des solides homogènes symétriques, soumis à la flexion simple; l'axe neutre et les moments d'inertie et de résistance étant déterminés normalement par les méthodes habituelles et les armatures calculées en conséquence. L'armature supérieure devra, bien entendu, en plus de se résistance à la compression simple, être calculée pour résister au flambage entre ses ancrages dans les parties renforcées.
Quant à la résistance aux efforts tranchants, elle sera calculée en supposant le béton travaillant au cisaillement dans sa partie la plus faible et en tenant compte de la masse de béton des parties renforcées, comme aussi de la présence des étriers. L'adhérence pour l'armature supérieure se calculera suivant les méthodes classiques, en considérant les efforts de glissement entre les parties renforcées de la poutre et en vérifiant que la longueur d'enrobage dans ces parties est suffisante.
Le système de plancher objet de l'invention est complété par l'établissement d'une ou plusieurs poutres transversales de liaison, destinées à assurer ou à augmenter la résistance transversale . A ceteffet, aux endroits choisis, - entre deux renforts a2 de préférence;- les hourdis courants d sont remplacés par des hourdis borgnes d1 pourvus extérieurement, à leur base, de lan- guettes d2 (voir fig. 4),dont la réunion crée un couloir formant
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capacité de moulage pour la' future poutre transversale.
Dans ce couloir sont engagées des armatures L et h, dont les unes ± s'insè- rent normalement dans le vide compris entre l'armature c et l'arase- ment des poutres porteuses, tandis que les autres h passent dans une fenêtre 1 menacée dans les poutres, aux endroits choisis lors du coulage, ±près leur mise en place,ces armatures sont liées aux armatures des poutres porteuses,puis, l'on effectue en même temps le coulage des tables de compression de ces dernières et celui de la poutre transversale continue.
L'effet de la poutre transversale de liaison a une grande importance pour le monolithisme de l'ensemble, la réparti- tion des charges,la sécurité,la diminution des flèches, la conser- vation des plafonds, etc...
Les poutres transversales de liaison peuvent être prévues en nombre quelconque suivant les résultats.cherchés.
L'intervalle 1,compris entre les hourdis d et les 'poutres, peut être avantageusement rempli par un mélange isolant, tel que béton de liège, de sciure, etc.., avant le coulage de la ta- ble de compression (voir fig. 5) . Pour ce faire,l'on utilise des coins 1 maintenant un vide entre la table de compression et les hourdis,ce vide pouvant être ensuite rempli, ou non, du même mélan- ge isolant. Cette disposition isolera les hourdis des poutres et localisera les ondes sonores qui ne pourront plus se transmettre latéralement, en réalisant ainsi un véritable plancher anti-sonore.
Pour les planchers à fortes surcharges qui peuvent nécessiter une dalle s'étendant sur toute leur surface,il importe que cette dalle fasse partie intégrante des poutres porteuses.
Dans ce cas (voir fig. 6),les étriers k desdites poutres font sail- @
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lie hors des parties renforcées a2 grâce à des logements convena- blement réservés dans les moule,,; lors du coulée. Des armatures m sont ligaturées à ces étriers, ainsi qu'éventuellement des aciers de répartition n; après quoi, la dalle o est coulée, venant faire un,ensemble monolithique avec la poutre porteuse grâce a la sail- lie des étriers et aux armatures m.
Four obtenir des planchers chauffants, l'on utilise des dalles p de forte épaisseur, forment accumulateur de chaleur et placées à la partie inférieure des poutres (voir fig. 7 et 7a). Ces dalles sont munies,d'une part,de cannelures .1 pour le passage des tubes de chauffage x et,d'autre part,d'évidements r au droit des joints (fi. 7a). Les cannelures g et les évidements r sont remplis de béton après pose des tubes de chauffage; un léger vide s est réservé entre les poutres et les dalles de manière à permettre la libre dilatation de ces dernières, ceintervalle étantensuite rem- pli, ou non,de matière plastique.Leshourdis d terminent l'ensemble. qui, par ailleurs,constitue un plancher semblable 8 celui précédem- ment décrit.
Dans le cas où le plafond doit être posé sur produits céramiques (voir fig. 8), des hourdis en terre cuite t sont pla- cés à la partie inférieure des poutres porteuses qu'ils dépassent de manière à venir de niveau avec les languettes u, également en terre cuite, garnissant le dessous desdites poutres . C-s languet- tes sontnaintenues en place par des coins v pendant le remplissa- ge, au plâtre, des intervalles w, qui,une fois garnis, fixent les languettes aux hourdis.
Comme on l'a indiqué, les poutres porteuses utili- sées pour la construction du système de plancher objet de l'inven- @
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tion présentent l'avantage de permettre une mise en place commode et rapide des hourdis,puisque la gêne découlant de la présence d'une table de compression se trouve supprimée; pour la même raison, ces poutres sont d'un poids considérablement réduit, ce qui facilite beaucoup le bardage ét la mise en place. D'autre part, leur structure même et l'existence de renforts confèrent aux poutres une grande résistance aux chocs et aux transports.
Enfin, après la pose des hourdis, il est très facile de couler la table ou la semelle de compression supérieure, laquelle, du fait de l'enrobage des parties apparentes de l'armature et de l'enclave entre les renforts, se trouve faire partie intégrante de l'ensemble, qui devient ainsi monolithique au même titre que si la table et le corps de la poutre avaient été coulés simultanément et d'un seul bloc.
Il va sans dire que lesdétails d'exécution qui ont été représentés et décrits ci-dessus ne l'ont été qu'à titre d'exemple de réalisation de l'invention et que celle-ci est susceptible de toutes les variantes. Notamment, les poutres porteuses pourraient être moulées suivant une section trapézoïdale constante, sans renforts, l'armature métallique supérieure étant alors enrobée complètement dans le béton et des trous étant ménagés de place en place dans la partie supérieure de l'âme pour le passage de ferrures destinées à ancrer la table de compression supérieure coulée après coup comme dit ci-dessus.
D'autre part, en vue d'augmenter la liaison entre le béton de cette table et celui de l'âme, des redans pourraient être avantageusement prévus de part et d'autre de la surface supérieure de lame afin d'ancrer plus complètement encore la table de compression sur cette âme.
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"New reinforced concrete floor system"
As is known, there are many types of floors consisting of beams, either of iron, or of concrete or reinforced cement, the lower flanges of which support slabs or hollow agglomerates which fill the intervals between said beams. But, due to the presence of the upper flanges generally provided on the beams, the installation of the slabs is difficult and requires to introduce them obliquely or at an angle, then to make them tilt to come to rest them on the lower flanges of beam.
On the other hand, in order to ensure the resistance of the floors and allow them to withstand the expected loads, the
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Load-bearing beams must include an enlarged upper part, forming a compression table, which alone will provide the necessary resistance to the loads supported.
Among the various devices proposed, some tend to reduce or even eliminate the upper flanges of the load-bearing beams and replace the missing compression table with a mass of concrete poured afterwards on either side of the core of these beams and passing through orifices made in this. you soul.
But this apparently unexploited arrangement, which already has the drawback of significantly weakening the strength of the core due to the large voids to be provided therein, can in no way replace the action of the compression table. higher and would in practice only make it possible to produce resistant floors by considerably increasing the mass of the metal reinforcements and concrete involved. Finally, the reinforced concrete beams, molded in advance, prepared for the making of these floors, if they are to be light, would be relatively fragile to shocks and transport.
The new flooring system which is the object of the invention is essentially based on the use of load-bearing beams, molded in advance, relatively unfragile and of reduced weight during installation, which simultaneously have the double characteristic , on the one hand to allow the quick and easy installation of the slabs, and, on the other hand, to include, once the floor is finished, an upper compression table ensuring the construction of a high resistance to the minimum mass or
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weight.
This floor system is completed by the establishment of one or more transverse connecting beams, forming a block with the supporting beams and intended to join the latter together.
The load-bearing beams, molded in advance, do not include, during manufacture, an upper compression table, the latter being formed subsequently on the placed beam, by pouring and anchoring concrete on the upper reinforcement beam suitably established for this purpose.To this end, the molded beam has, in section, a trapezoidal web extended at the base by a table encasing the lower reinforcements, while, in its upper part, this web is interrupted instead in place to leave free the upper frame, on which the anchor of the subsequently formed upper table will be clamped. Reinforcements, also of trapezoidal or pyramidal shape, covering the connecting brackets, are also provided at intervals on the beam,
to increase its rigidity and resistance and thus reduce its fragility to shocks and transport.
The absence of an upper table, for transport, then during the installation of the beam, will avoid frequent breakings during handling and allow easy and flat installation of the slabs. On the other hand, the flared shape the web of the beam and its reinforcements will offer the advantage of being ready by-. Particularly well in demolding by inversion.
The connecting beam (s) which complete the floor are obtained by pouring concrete between the slabs.
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end gnes, around longitudinal reinforcements inserted perpendicularly to the reinforcements of the main bearing beams, the whole being secured by the concrete which surrounds it and thus giving rise to a monolithic construction.
The accompanying drawings will show, by way of example, one embodiment of the flooring system which is the subject of the invention.
Fig. 1 of these drawings is the vertical sectional view of the floor, before casting of the upper compression table.
Fig. 2 is the same view, after casting this tab.
Fig. 3 is the plan view of the floor, in this figure, there is indicated, in A-B-C-D-E-F, the sectional plane of FIG. 1 and, in G-H, the cutting plane of FIG. 2 above.
Fig. 4 is a side view of a load-bearing beam, in its left part before the installation of the slabs and in its right part after this installation.
Fig. 5 is a vertical sectional detail, showing an anti-noise floor device.
Fig. 6 is a similar section, in the case of a floor with high overloads.
Fig. 7 is a similar view, showing an arrangement provided for a heated floor; fig. 7a is a detailed view thereof.
Fig. 8 is a similar view, showing the system suitable for a ceiling on ceramic products.
As seen in Figs. 1 to 4 of the drawings, the floor consists essentially of beams
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load-bearing structures formed by molded beams in advance, comprising a trapezoidal core a extended at its base by a table al encasing the lower ammatures b. This core has, from place to place, reinforced parts a2, generally pyramidal in shape, in which are coated the stirrups k (fig. 4) securing the lower and upper reinforcements b and c. These reinforced parts a 2 serve as anchoring to the upper frame c, but, in its current part, the core a is intentionally interrupted so as to leave this upper frame free (see left part of fig. . 4).
Both in its reinforced parts a2 and in its current parts a, the core has, as a whole, as has been shown, a generally flared shape which lends itself particularly well to demolding by turning it over.
As shown in fig. 1, this beam does not include, in its manufacture, an upper compression table. This arrangement allows easy installation of the slabs to rest on the wings of the lower table.
The upper compression table e is subsequently established by pouring concrete in the space left between the reinforcements a2, advantageously after fitting auxiliary fittings, such as f, intended to reinforce said table. It is thus an integral part of the whole, which forms a monolith as if the table and the beam had been cast in one piece.
This construction of the load-bearing beams allows, as can be understood, to considerably reduce the weight of the beam when laying thanks to the elimination of the compression table, while obtaining parts which, by their structure and due to the
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reinforcements have, are extremely robust.
The calculation of the aforementioned device of load-bearing beams obviously cannot be done by the usual methods in reinforced concrete constructions, since, these beams not comprising a compression table, the concrete does not intervene as an element of resistance to the compression. This calculation - at least for reinforcements - is based on the classical method of symmetrical homogeneous solids, subjected to simple bending; the neutral axis and the moments of inertia and resistance being determined normally by the usual methods and the reinforcements calculated accordingly. The upper reinforcement must, of course, in addition to its resistance to simple compression, be calculated to resist buckling between its anchors in the reinforced parts.
As for the resistance to shearing forces, it will be calculated assuming the concrete working at shear in its weakest part and taking into account the mass of concrete of the reinforced parts, as also the presence of the stirrups. The adhesion for the upper reinforcement will be calculated according to conventional methods, considering the sliding forces between the reinforced parts of the beam and checking that the length of cover in these parts is sufficient.
The floor system which is the subject of the invention is completed by the establishment of one or more transverse connecting beams, intended to ensure or increase the transverse resistance. To this end, in the chosen places, - between two reinforcements a2 preferably; - the current slabs d are replaced by blind slabs d1 provided on the outside, at their base, with tabs d2 (see fig. 4), the union of which creates a corridor forming
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molding capacity for the 'future cross beam.
L and h reinforcements are engaged in this corridor, some of which ± fit normally in the gap between the reinforcement c and the leveling of the load-bearing beams, while the others h pass through a window 1 threatened in the beams, at the places chosen during the casting, ± after their installation, these reinforcements are linked to the reinforcements of the supporting beams, then, one carries out at the same time the casting of the compression tables of the latter and that of the transverse beam continues.
The effect of the transverse connecting beam is of great importance for the monolithism of the whole, the distribution of loads, safety, reduction of deflections, conservation of ceilings, etc.
The transverse connecting beams can be provided in any number according to the desired results.
The interval 1, included between the slabs d and the beams, can advantageously be filled with an insulating mixture, such as cork concrete, sawdust, etc., before the casting of the compression table (see fig. . 5). To do this, wedges 1 are used which maintain a vacuum between the compression table and the slabs, this void then being able to be filled, or not, with the same insulating mixture. This arrangement will isolate the slabs from the beams and locate the sound waves that will no longer be able to be transmitted laterally, thus creating a real anti-sound floor.
For floors with high loads which may require a slab extending over their entire surface, it is important that this slab be an integral part of the load-bearing beams.
In this case (see fig. 6), the stirrups k of said beams protrude- @
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binds outside the reinforced parts a2 by means of housings suitably reserved in the molds ,,; during casting. Reinforcements m are ligated to these stirrups, as well as possibly n distribution steels; after which, the slab o is poured, forming a monolithic whole with the supporting beam thanks to the projection of the stirrups and to the reinforcements m.
To obtain heated floors, thick p slabs are used, forming a heat accumulator and placed at the bottom of the beams (see fig. 7 and 7a). These slabs are provided, on the one hand, with grooves .1 for the passage of the heating tubes x and, on the other hand, with recesses r in line with the joints (fi. 7a). The grooves g and the recesses r are filled with concrete after laying the heating tubes; a slight void is reserved between the beams and the slabs so as to allow free expansion of the latter, this interval then being filled, or not, with plastic material. which, moreover, constitutes a floor similar to that described above.
In the event that the ceiling must be laid on ceramic products (see fig. 8), terracotta slabs t are placed at the lower part of the load-bearing beams which they protrude so as to come flush with the tabs u , also in terracotta, lining the underside of said beams. These tabs are held in place by wedges v during filling, with plaster, intervals w, which, once filled, secure the tabs to the slabs.
As indicated, the load-bearing beams used for the construction of the floor system which is the subject of the invention.
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tion have the advantage of allowing a convenient and rapid installation of the slabs, since the inconvenience arising from the presence of a compression table is removed; for the same reason, these beams are of a considerably reduced weight, which greatly facilitates the cladding and the installation. On the other hand, their very structure and the existence of reinforcements give the beams great resistance to impact and transport.
Finally, after laying the slabs, it is very easy to cast the table or the upper compression sole, which, due to the coating of the visible parts of the frame and of the slot between the reinforcements, is made integral part of the whole, which thus becomes monolithic in the same way as if the table and the body of the beam had been cast simultaneously and in a single block.
It goes without saying that the details of execution which have been shown and described above have only been shown by way of example of embodiment of the invention and that the latter is susceptible of all variants. In particular, the bearing beams could be molded in a constant trapezoidal section, without reinforcements, the upper metal frame then being completely embedded in the concrete and holes being made from place to place in the upper part of the web for the passage of fittings intended to anchor the upper compression table cast after the fact as described above.
On the other hand, in order to increase the connection between the concrete of this table and that of the core, steps could advantageously be provided on either side of the upper surface of the blade in order to anchor even more completely. the compression table on this core.