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' Eléments $étaI11qus pour construettony tels que poutres, poutrelles, membrures et'autres analogues.
Jusque présent on utilisait généralement comme poutres, poutrelles, membrures et autres éléments de construction des profilés métalliques présentant une forme de section en cornière, en U ou en 1.
Bien que ces sections contèrent à ces éléments de construction un rai- dissement et une résistance accrue par rapport aux pièces non profilées, elles ne permettent pas encore d'utiliser complètement les Qualités du métal employé pour la fabrication de ces éléments.
La présente Invention remédie à ces inconvénients et a pour objet de nouveaux éléments métalliques de construction caractérisée notamment en ce qu'ils sont constitués par au moins un profilé métalli-
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que présentant des bords libres, qui'sont relies par ao, 3. n pièce plate soudée à ou près de deux de ces borda,:
en Comp3ttnt une section fermée en caisson de section quelconque sur toute la'longueur des élé- mente,
Suivant une forme de réalisation, un élément de construction
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présente une section fermée en forme de'tr1ld puis est composé d'une pièce cornière et d'une Vibee plate, reliant les. borde des deux ailes de la cornière auxquels elle estso"!1dée'J- oét élément de oonstruc tion présente ainsi la forme d'un caisson triangulaire ayante & poids égal de métal, une plus grande résistance au flambage et à. la compres- sion q\'un profilé ouvert.. ce qui permet de réaliser d'importantes éoono- mies de métal.
L'élément de construction peut d'ailleurs être réalisé suivant
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diverses variantes et il peut comporter de nombreuses autres caractérle- tiques qui ressortent de la description détaillée qui suit, tout en obtenant des avantages du même ordre.
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Des formes de réalisation de l'invention, sont représentées à. titre d'exemples, sur le dessin annexé, dont-les elréraee figures sont des coupes transversales de profilés conformes à 11nvent1oD.
Dans la fig. 1, le profila est .essentiellement constitué par une pièce cornière comprenant deux ailes 1, 2, formant entre elles
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un angle droit et présentant une égale Igrgeui-9 pais,une.pièce <plate, reliant les deux bords Il et 3, desdites a11884 cette pièce plate 8i /1
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. est fixée à ces borde par des soudures 4, 5, en complétant ainsi un caisson triangulaire,
La pièce cornière peut être obtenue par laminage ou étirage
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à chaud ou:, froid ou par pliage et la pièce plate peut tre soudée sur cette pièze cornière, par exemple par soudure à l'arc électrique, axéoutée au moyen de machines automatiques..
Ces modes de fabrication absent toufefeis indiqués qu '6. titre d'exemples, car des modifications peuvent 8tre tP e2!tées au procédé de fabrication sans sortir du cadre de l'invention, Comme oh 11. vu ci-dessus, le profilé "triangulaire a pour but d'amélioré? les conditions d'emploi de la matière pour la réalisa- tion des éléments de constructions aétl'1i1iquee soumis a des efforts de compression, De par sa forme '8hn. il est principalement destiné à remplacer les cornières et est particulièrement applicable dans les constructions soudées,
On a établi que l'économie du profilé triangulaire résulte des facteurs suivants :
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- Le calcul des éléments comprimés des constructions est basé sur la valeur du rayon d'inertie (ou rayon de gyration) du profil.
2.- Sauf conditions particulières particulières permettant d'assigner à la pièce un plan de flambage déterminé, c'est le rayon d'inertie minimum qtii intervient dans les calculs.
3.- Un profil est plus économique qu'un autre profil si son rayon d'inertie est plus grand, à section égale.
Selon les calculs et expériences, on a établi que; a) pour des cornières à branches égales, dont l'épaisseur est
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plus petite que fil 1 de la largeur des ailes, le coefficient d'économie au flambage peut a1iteinc1re la valeur de 0,240. b) pour des profils triangulaires dont l'épaisseur est plus petite
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que Ei 45 de la largeur des ailes, par exemple 0,04, ce coefficient atteint la valeur de 0,396.
La pièce cornière peut être réalisée à branches de largeurs égales ou inégales. Elle est avantageusement à angle droit, mais pourrait aussi présenter un angle aigu ou obtus, suivant les applica- tons,
La fig. 2 montre un profilé semblable à celui de la fig. 1, sauf que la cornière initiale présente un angle intérieur arrondi 6, comme c'est fréquemment le cas des cornières laminées.
La fig, 3 montre une variante dans laquelle la cornière 1,2 reçoit une pièce plate diagonale soudée en 8, 9 aux ailes 1,2 en des parties intermédiaires, en ménageant des parties marginales la, 1 sur les bords de ces ailes. Ces parties libres peuvent, par exemple, être utilisées pour effectuer des raccords ou fixations, notamment dans le cas de constructions mécaniques,
La fig. 4 représente un profilé en T comportant une âme
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10 et deux ailes 11, a,., dont les bords libres sont reliés par deux pièces platée 13,14 soudées suivant les lignes 15. 16, 17, 18, On
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obtient ainsi."6n élément de construction profilé dont la section représente sensiblement deux sections selon la fig.
1 placées o8te-à- o8b, 10e refilé en sieub7.a fi pourrait représenter des angles et des e.xi 6a1t48 arrondis, comme les cornières profilées du commerce (ig"2j, Ble la tie, 5, une première cornière à ailes 19, po a âea bords ma q-pet#sée par une pièce plate 21 soudée à ces bQ#aa en aa ... pu1a une seconde cornière ailes 84 25 est reliée #4g ces bord" .1t$: aux tranches de 1a première cornière 19, 20, t.1SIIUe. elle *et reliée par des soudures 26, 27. On obtient ainsi t de cosstrûotien à sectfon en caisson entretoisé en diagonale
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par la pièce plate 21.
La fig. 6 représente un élément comportant un profilé 28 en forme de demi-coquille à section semi-circulaire sur les extrémités libres de laquelle une pièce plate 29 est fixée par des soudures 30, 31.
Dans la fig. 7, deux demi-coquilles semi-cylindriques 32
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33 sont appliquées sur une pièce plate diamétrale 34, à laquelle elles sont soudées en 35t 36, 37, 38; en réalisant un élément,tubulaire entretoisé diguétrelemento
La fig, 8 montre une réalisation analogue à celle de la fige 7, mais avec deux demi-coquilles à section semi-ovale 39, 40, soudées sur la pièce plate 41,en 42, 43, 44, 45,
Dans la fig. 9, on utilise un profilé en double-T comportant une âm,e 46 et deux semelles 47, 48, sur les bords libres duquel
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deux pièces plates 49, 50 sont soudées en 51, 52, 53, z
La fig, 10 montre un élément dans lequel deux profilés en U 55,56, sont soudés en 57, 58, 59, 60 par les extrémités de leurs ailes sur une pièce plate médiane 61.
Cet élément affecte sensiblement la mme forme que celui de la fige 9, mais est réalisé avec d'autres moyens.
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Dans toutes ces variantes des fige 2 à 10, ainsi qu'avec des profilés de toutes autres sections, par exemple en Z, en U. en croix etc.. on obtient, à poids égal de métal, des résistances beaucoup plus élevées qu'avec les profilés simples ordinaires utilises jusque
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présent, de sorte que, de façon correspondante, pour une 3:'ftietanoe nécessaire donnée on peut n'utiliser qu'une quantitéde métal notable-,
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ment moindre,. 6elte économie de métal est appréciable dans toutes les constructions. L'économie de pptda qu'elle implique est également très précieuse dans de nombreuses applications, notamment en mécaniqu- et dans la construction des aéronefs et autres véhicules de toute nature.
Le ou les profilés, ainsi que les pièces platée, peuvent être fabriqués par tous procédés, notamment par laminage, étirage ou pliage.
La soudure des borde des profilés et des pièces plates peut se faire
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de toute manière convenable, par exemple, par soudure à l'ana électri- que, soudure à la molette,etc...
Les éléments de construction de l'invention peuvent être réalisés, selon les applications auxquelles els sont destinés, en différentes matières par exemple en acier, aciers spéciaux, fers, métaux et alliages légers.
L'invention n'est d'ailleurs pas limitée aux exemples de
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réalisation représentés et décrits en détail pour ittllustrert, car de nombreuses autres variantes peuvent être réalisées sans sortir de son cadre.
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8 V END Í QAT :±.0 S 1 - Eléments métalliques pour construction, tels que out3:'ee. poutrelles, membrures et autres analogues, caractè1ttée en ce qu'ils
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Structural elements such as beams, joists, chords and the like.
Until now, generally used as beams, joists, chords and other construction elements of metal profiles having a cross-sectional shape of angle, U or 1.
Although these sections impart to these building elements a stiffness and an increased resistance compared to the non-profiled parts, they do not yet allow to fully utilize the qualities of the metal employed in the manufacture of these elements.
The present invention overcomes these drawbacks and relates to novel metal construction elements characterized in particular in that they consist of at least one metal profile.
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that presenting free edges, which are connected by ao, 3.n flat piece welded to or near two of these edges ,:
including a section closed in a box section of any section over the entire length of the elements,
According to one embodiment, a construction element
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has a closed section in the form of 'tr1ld then is composed of an angle piece and a flat Vibee, connecting them. bordered by the two wings of the angle iron to which it is designed and this construction element thus presents the shape of a triangular box having equal weight of metal, greater resistance to buckling and to compression. q an open profile ... which makes it possible to achieve significant savings in metal.
The construction element can also be made according to
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various variants and it may include many other characteristics which emerge from the detailed description which follows, while obtaining advantages of the same order.
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Embodiments of the invention are shown at. As examples, in the accompanying drawing, whose elréraee figures are cross sections of profiles conforming to 11nvent1oD.
In fig. 1, the profila is essentially constituted by an angle piece comprising two wings 1, 2, forming between them
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a right angle and having an equal Igrgeui-9 thick, a flat piece, connecting the two edges II and 3, of said a11884 this flat piece 8i / 1
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. is fixed to these edges by welds 4, 5, thus completing a triangular box,
The angle piece can be obtained by rolling or stretching
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hot or cold or by bending and the flat part can be welded to this corner piece, for example by electric arc welding, axéouté by means of automatic machines.
These methods of manufacture absent toufefeis indicated that 6. As examples, since modifications can be made to the manufacturing process without departing from the scope of the invention. As seen above, the triangular profile is intended to improve the conditions of the invention. 'use of the material for the production of structural elements subjected to compressive forces. Due to its shape' 8hn, it is mainly intended to replace angles and is particularly applicable in welded constructions,
It has been established that the economy of the triangular profile results from the following factors:
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- The calculation of the compressed elements of constructions is based on the value of the radius of inertia (or gyration radius) of the profile.
2.- Unless there are special conditions allowing a determined buckling plane to be assigned to the part, this is the minimum radius of inertia which is used in the calculations.
3.- A profile is more economical than another profile if its radius of inertia is greater, with equal section.
According to calculations and experiments, it has been established that; a) for angles with equal branches, the thickness of which is
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smaller than wire 1 of the width of the flanges, the buckling economy coefficient may include the value of 0.240. b) for triangular profiles whose thickness is smaller
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that Ei 45 of the width of the wings, for example 0.04, this coefficient reaches the value of 0.396.
The corner piece can be made with branches of equal or unequal widths. It is advantageously at right angles, but could also present an acute or obtuse angle, depending on the applications,
Fig. 2 shows a profile similar to that of FIG. 1, except that the initial angle iron has a rounded interior angle 6, as is frequently the case with rolled angles.
FIG, 3 shows a variant in which the angle iron 1,2 receives a diagonal flat part welded at 8, 9 to the wings 1,2 in intermediate parts, by providing marginal parts 1a, 1 on the edges of these wings. These free parts can, for example, be used to make connections or fixings, in particular in the case of mechanical constructions,
Fig. 4 shows a T-profile comprising a web
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10 and two wings 11, a,., The free edges of which are connected by two flat pieces 13,14 welded along lines 15. 16, 17, 18, On
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thus obtains. "6n profiled construction element whose section represents substantially two sections according to FIG.
1 placed o8te-à- o8b, 10th passed in sieub7.a fi could represent rounded angles and e.xi 6a1t48, like the profiled angles of the trade (ig "2j, Ble la tie, 5, a first angle iron with wings 19 , po a âea edges ma q-pet # sée by a flat piece 21 welded to these bQ # aa in aa ... pu1a a second wing angle 84 25 is connected # 4g these edge ".1t $: to the edges of the first angle 19, 20, t.1SIIUe. it * and connected by welds 26, 27. We thus obtain t of cosstrûotien with section in box braced diagonally
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by the flat part 21.
Fig. 6 shows an element comprising a profile 28 in the form of a half-shell with a semi-circular section on the free ends of which a flat part 29 is fixed by welds 30, 31.
In fig. 7, two semi-cylindrical half-shells 32
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33 are applied to a flat diametrical part 34, to which they are welded at 35t 36, 37, 38; by making an element, braced tubular diguétrelemento
Fig, 8 shows an embodiment similar to that of pin 7, but with two half-shells with a semi-oval section 39, 40, welded to the flat part 41, at 42, 43, 44, 45,
In fig. 9, a double-T profile is used comprising a web, e 46 and two flanges 47, 48, on the free edges of which
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two flat pieces 49, 50 are welded at 51, 52, 53, z
FIG. 10 shows an element in which two U-shaped sections 55, 56 are welded at 57, 58, 59, 60 by the ends of their wings on a flat middle part 61.
This element has substantially the same shape as that of the pin 9, but is produced with other means.
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In all of these variants of figs 2 to 10, as well as with profiles of all other sections, for example in Z, in U. in cross etc. .. one obtains, for equal weight of metal, much higher resistances than with ordinary single profiles used until
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present, so that, correspondingly, for a given necessary 3: 'ftietanoe one can only use a significant quantity of metal-,
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less ,. The saving of metal is appreciable in all constructions. The economy of pptda that it implies is also very valuable in many applications, especially in mechanics and in the construction of aircraft and other vehicles of all kinds.
The profile (s), as well as the flat parts, can be manufactured by any process, in particular by rolling, stretching or bending.
The edges of the profiles and flat parts can be welded
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in any suitable manner, for example by electric ana welding, seam welding, etc.
The construction elements of the invention can be made, depending on the applications for which they are intended, in different materials, for example steel, special steels, irons, metals and light alloys.
The invention is moreover not limited to the examples of
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embodiment shown and described in detail for ittllustrert, because many other variants can be achieved without departing from its scope.
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8 V END Í QAT: ± .0 S 1 - Metallic elements for construction, such as out3: 'ee. joists, chords and the like, characterized in that they