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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Monsieur Carlos W E T S Perfectionnements à l'ancrage de barres et fils dans le béton.
La présente invention concerne l'ancrage, dans le béton, de barres et fils d'acier ou d'autres matériaux capables de ré- sister à la traction et à la compression, soit dans le but de réaliser la précontrainte, soit dans d'autres buts.
Elle permet d'exécuter cet ancrage de manière sûre et efficace, sans recourir à l'intervention de coins, pattes ou au- tres organes venus de fabrication avec les barres ou fila, ou rapportés sur ceux-ci.
On sait que l'adhérence entre l'acier et le béton ne peut être utilisée pour l'ancrage que lorsque les'tensions dans le métal sont faibles. Lorsque les tensions sont importantes, c'est- à-dire qu'elles dépassent 30 Kg/mm , les déformations du métal provo- quent un mouvement de la barre ou du fil par rapport au béton, qui détruit peu à peu l'adhérence et,.par conséquent, l'ancrage; en ou- tre les déformations élastiques des barres ou des fils soumis à des tensions dépassant 30 kg/mm sont telles que le béton adhérant n'est plus capable. de les subir sans se fissurer.
Enfin, dans ces ancra- ges, on peut observer qu'au voisinage de l'entrée de la barre dans le béton, il y a, au moment de l'application de la charge, un dépla- cement de l'épiderme de la barre assez prononcé pour réduire à cet endroit l'adhérence acier-béton à une valeur très faible, qui tend vers zéro si la charge est maintenue pendant quelquetemps et su- bit en même temps des variations.
Il s'ensuit que les barres ou fils d'acier destinés à travailler à plus de 30 kg/mm après leur enrobage dans le béton, devaient toujours jusqu'à présent être munis, en vue de leur ancrage, de nodules, coins, pattes ou autres dispositifs destinés à reporter l'effort de ces barres ou fils par'butée contre le béton d'ancrage, ce qui produisait des localisations d'efforts indésirables.
Dans le but d'éviter l'emploi de nodules, coins, pattes etc. et de donner au problème une solution satisfaisante, le pro- cédé suivant la présente invention consiste à créer entre l'acier ou autre matière d'armature et le béton un frottement par l'intro- duction de contraintes latérales sur la barre ou le fil en cour- bant celui-ci sur une longueur telle, que l'effort dans la barre ou le fil soit abaissé à une valeur suffisamment faible pour qu'au delà de cette longueur on puisse compter sur l'adhérence entre le béton et l'acier pour assurer l'ancrage.
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A cet effet, la disposition la plus appropriée est de donner à l'extrémité de la barre ou au fil la forme d'une spirale, puis de noyer cette spirale aans la masse du béton d'ancrage afin qu'après prise du beton, la spirale soit enroulée sur un noyau de béton faisant partie de la .fiasse d'ancrage.
Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentes aux Figs. 1 et du dessin aanexé.
Les figs. 3, 4 et b représentent la vue en plan, la coupe verticale suivant IV-IV, et l'élevation d'un appareil pour produire la courbure voulue ae l'extrémité de la barre ou da fil d'acier.
Sur la Fig. 1, on a désigne par 1 la barre ou le fil dont l'extrémité enroule en spirale est noyee dans la nasse d'ancrage 2 en béton. On a supposé un fil d'acier de 5 mm de diamètre calcule pour résister avec sécurité à une tension de traction de 87kg/ mm2 appliquee à la partie du fil sortant du béton, l'ancrage étant établi de telle sorte qu'il soit lui-même plus resistant que le fil et présente encore une securité sous une tension de 150 kg/mm.
La courbure la plus favorable au point de vue de l'ancrage aussi bien que de 1'encombrement est celle d'une spirale loga- rithmique, qui a en chaque point le plus petit rayon de courbure compatible avec la valeur limite imposée par la pression admissible du fil sur le béton. Cette courbe peut cependant, en pratique, être remplacée totalement ou partiellement, pour la simplicité de la fabrication, par une succession d'arcs de cercle de rayons décroissants.
Dans l'exemple représente, la partie a-b de l'extrémité du fil est constituée par une spirale logarithmique établie de telle sorte que la pression àu fil sur le béton soit egale à 100 kg/ cm. sur toute sa longueur. A partir du point b, dont la position n'est pas expressément définie, le tracé logarithmique est remplacé par une succession d'arcs de cercle b-c, ±-de d-e auxquels fait suite un petit tronçon rectiligne e-f.
Le frottement du métal sur le beton est entièrement utilisé pour l'ancrage sur toute la longueur a-e. L'effet de ce frottement, dans l'exemple considéré, est tel que, lorsque le fil est soumis à une charge de service de 1700 kgs. appliquée en a, l'effort subsistant en e n'est plus que de 35 kgs. et est aisément absorbé par l'adhérence au béton du petit tronçon rectiligne e-f par lequel se termine l'ancrage.
Si l'on applique en a la charge de rupture du fil, supposée de 2940 kgs., correspondant à une tension de 150 kgs/mm2, le frot tement réduit progressivement cet effort jusqu'en un point r à partir duquel l'effort absorbe par le frottement devient inférieur à celui absorbe par l'adhérence, de sorte que le fil ne glisse plus dans le béton; en r l'effort du fil est réduit à 360 kgs. et la longueur r-m suffit pour y résister par adhérence. La partie m-f représente la sécurité realiseepar l'ancrage par rapport à la charge de rupture du fil.
Lorsque deux ou plusieurs barres ou fils parallèles et voisins doivent être ancrés dans une même section, les spirales qui les terminent peuvent être noyées dans le même bloc de béton 2, les courbes étant décalées ou placees en éventail de façon à ne pas interférer. La Fig. 2 représente à titre d'exemple deux fils 1, l'enroulés chacun suivait une spirale semblable à celle dé- crite ci-dessus. L'équilibre de rotation du bloc est assure par la disposition symétrique des l'ils 1, l'et de leurs spirales par ra.pport à l'élément 3 sur lequel le bloc-2 s'appuie par la surface
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A-B.
Il est à remarquer que les tronçons g-h et g'-h' des spirales se placent automatiquement dans une position convenable pour servir d'armature en vue d'assurer au bloc d'ancrage la résistance à la flexion nécessaire.
On peut donner rapidement et exactement à la spirale d'an- crage la forme désirée au moyen de l'appareil représenté schémati- quement sur les Figs. 3 et 4, compose essentiellement d'un plateau
3 dont le bord, profilé suivant une gorge semi-circulaire 4, for- me une hélice de rayon et pas variables. Les rayons de courbure de la projection de cette hélice sont plus petits que ceux du contour intérieur à donner à la barre ou au fil,pour réaliser l'an- crage, afin de tenir compte de la déformation élastique du fil ou de la barre lorsque t'en retire l'ancrage de 1''appareil.
L'hélice se termine par une cavité 5 destinée à recevoir l'extrémité du fil 1, Le plateau 5 est calé sur un axe: vertical 6 monté dans le banc de travail 7 et il peut être mis en rotation mécaniquement, ou à l'aide de la poignée 8 sur laquelle.on adapte un tuyau formant levier.
Le fil 1 étant freine et guidé entre les mâchoires à pression réglable d'une pièce 9, son extrémité est engagée dans la cavité 5 et l'on imprime au plateau une rotation . Le fil suit la forme de la gorge 4 dans laquelle il est engagé et contre laquelle il est applique à la fin du façonnage par le galet-guide 10.
Il aoit être entendu que la forme de spirale représentée n'est pas limitative et que l'on peut y substituer toute autre t'orme capable de réduire la tension dans le fil par frottement jus- qu'à une tension suffisamment faible pour permettre la solidarisa- tion de licier au beton par adhérence; les formes -et dimensions- particulières à donner dans chaque cas d'application peuvent, conformément aux principes exposés ci-dessus, se déterminer par le calcul en fonction.de la tension de service dans le fil, du coef- ficent de frottement béton-métal et de la pression admissible entre le fil ou la barre et le béton.
REVENDICATIONS --------------------------- 1.'-Procédé pour assurer l'ancrage dans le béton de fils ou barres résistants à la traction et à la compression sans ad- jonction a'eléments autres que la barre ou le fil, caractérisé en ce qu'on donne à la barre ou au fil une courbure génératrice de frottement entre metal et béton sur une longueur suffisante pour reduire par ce frottement la tension dans la barre ou le fil à une valeur inférieure à la tension d'adhérence de sécurité entre metal et béton.
2.- Système d'ancrage ae fils ou barres dans le béton ca- ractérise en ce que l'extrémité de la barre ou du fil noyée dans une masse d'ancrage en béton est enroulée en spirale sur un noyau de oeton formant partie de la dite masse.