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PROCEDES ET DISPOSITIFS POUR L'EDIFICATION DES CONSTRUCTIONS A TREILLIS EN BETON ARME.
Les constructions en béton armé à treillis telles que fermes, poutres, arcs, pylones, etc... sont exécutées, d'une façon presque générale, en coulant le béton dans des coffrages établis sur place. Ce procédé présente les inconvénients suivants :
1 - Au point de vue coffrage : grosse consommation de bois en raison des étaiements très importants. Ce coffrage est difficile à exécuter à cause des nombreuses coupes d'angles nécessitées par la forme du treillis.
Le bois, abîmé par les clous, n'est employé que deux à trois fois; quelquefois, les coffrages se gonflent sous l'action du béton, surtout lorsque ce dernier est vibré;
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les planches non rabotées donnent un aspect peu fini au béton décoffré. Un enduit supplémentaire est souvent nécessaire pour masquer ces défauts.
2 - Au point de vue béton : ce dernier est exécuté avec des agrégats trouvés sur place et très souvent la résistance et la granulométrie laissent à désirer. De plus, pour faciliter le coulage et bien enrober les ar- matures, on est contraint de couler avec un excès d'eau, ce qui diminue la qualité du béton.
3 - Au point de vue ferraillage :ce dernier est fabriqué sur place avec un outillage primitif, il est difficile à mettre en place.
4 - Au point de vue exécution : l'édification totale de l'ouvrage sur place nécessite une nombreuse main d'oeu- vre dont on doit assurer la vie dans des conditions défa- vorables au personnel et onéreuses pour le constructeur.
La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs de construction supprimant ou dimi- nuant, dans de notables proportions, les inconvénients précédemment cités.
Le procédé de l'invention consiste à décomposer la construction en divers éléments d'un poids permettant des manipulations normales, compte tenu de l'importance de l'ouvrage et du matériel de manutention dont on dis- pose. Ces éléments comprennent
1 - Les parties droites formant barres,
2 - Les noeuds de raccordement assurant la liaison entre barres.
Les barres sont constituées par des pièces en béton, préfabriquées en usine. Elles ont une section
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constante ou croissante, suivant les cas, et comportent des rainures destinées à recevoir des armatures en fers profilés, généralement de section circulaire. Ces rainu- res, le montage de l'ensemble achevé, peuvent être;garnies de ciment ou analogue, ledit ciment recouvrant les arma- tures.
Les noeuds de raccordement sont constitués par des pièces en béton, préfabriquées en usine. Ces noeuds peuvent recevoir différentes formes suivant les liaisons à effectuer. Dans tous les cas, ils sont formés par un bloc de béton traversé par des tubes métalliques dans lesquels s'engagent les armatures contenues dans les rainures des barres, les extrémités desdites armatures étant filetées et recevant un écrou de serrage ou un manchon pouvant faire office de réduction, cette dernière éventualité étant intéressante lorsque lés armatures à raccorder sont de diamètres différents.
Les surfaces d'appui des barres sur les noeuds peuvent être planes ou en forme de portion de cylindre, et, dans ce dernier cas, les barres,venant au contact de ces surf aces,reçoivent une forme appropriée, également en portion de cylindre. La surface de contact entre le noeud et la batte peut comporter un renforcement en tôle, noyé dans le béton du noeud.
Les noeuds utilisés ont diverses formes suivant la jonction à réaliser. Ils peuvent jouer le rôle d'ar- ticulation et, à cet effet, il est prévu des noeuds cons- titués par une pièce mâle et une pièce femelle, articulées entre elles à l'aide d'une tringle ou d'un boulon.
La construction terminée, les interstices des noeuds peuvent être bouchés à l'aide de ciment ou analo- gue.
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Le complément de texte qui suit décrira, à ti- tre d'exemple, en regard des figures annexées, la réali- sation d'une ferme et montrera comment l'invention peut être mise en oeuvre. Dans les figures :
La fig. 1 montre une ferme triangulée dont une moitié est seulement représentée, l'autre moitié étant symétrique.
Les fig. 2 à 9 sont des coupes montrant les formes de section employées pour les barres.
Les fig. 10 et 11 montrent, respectivement, en élévation et en plan, un noeud à cinq directions.
Les fig. 12 et 13 représentent, respectivement, en élévation et plan, un noeud à quatre directions.
Les fig. 14 et 15 représentent, respectivement, en élévation et en plan, un noeud à trois directions, plus une articulation.
Les fig. 16 et 17 représentent, en élévation. et en profil, un noeud articulé d'appui.
Les fige 18 et 19 représentent, en élévation et en'plan, un noeud à quatre directions.
Les fig. 20 et 21 représentent, en élévation et en plan, un noeud à, cinq directions.
La fig. 22 montre la méthode de construction d'un pylône.
Les fig. 23 et 24 montrent, respectivement, en élévation et en plan, un noeud à portées circulaires.
Les fig. 25 et 26 représentent, en élévation et en plan, un noeud femelle d'articulation, à portées cir- culaires.
Les fig. 27 et 28 représentent, en élévation et en plan, un noeud mâle d'articulation à portées circu- laires.
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La fig. 29 représente, en élévation, une demi- ferme, non entièrement triangulée, utilisant des noeuds et des barres à portées circulaires.
Ces figures ne sont données qu'à titre d'exem- ple et les dispositifs représentés par les dessins ne sont pas limitatifs de l'invention qui comprend, également, les variantes et modifications éventuelles conformes à son esprit.
Ainsi qu'on peut le voir sur la fig. 1, la femme se compose de diagonales, poinçons, montants, membrures, etc... que, dans ce qui suit, on désigne sous le terme général de barres. Ces barres sont réunies les unes aux autres de diverses manières, par des pièces appelées noeuds. Barres et noeuds sont réunis à l'aide d'armatures métalliques.
Les barres sont des éléments droits en béton moulé et vibré, leurs extrémités sont limitées par des @ plans d'équerre à leur axe. Elles comportent une ou plusieurs rainures longitudinales destinées à loger les fers d'armatures. Leurs sections présentent diverses formes suivant les efforts auxquels elles doivent résister.
Les barres P1 affectent une section représentée fig. 2 Les barres P2 affectent une section représentée fig. 3 Les barres M1 affectent une section représentée fig. 4 Les barres M2 affectent une section représentée fig. 5 Les barres D affectent une section représentée fig. 6 Les barres M'et D'affectent une section représentée fig.7 Les barres D2 affectent une section représentée fig. 8 Les barres D1 affectent une section représentée fig. 9.
On remarque sur les fig. 2 à 9 les armatures 1 et 2 logées dans les rainures des barres.
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Ces barres sont préfabriquées en usine, dans des moules tôlés, dont une extrémité est mobile, de façon à exécuter des éléments de grandeurs diverses avec le même moule.
Les diverses barres de la ferme sont réunies à l'aide de noeuds constitués par des blocs de béton moulé et vibré. On voit sur les fig. 10 et 11, un exemple de réalisation d'un noeud à. cinq directions. Ce noeud est constitué par un prisme à base octogonale et dont les faces, servant de base de départ à une membrure, ont été munies d'un renforcement en tôle 3 noyé à fleur du. béton du noeud. Des éléments de tube 4 sont noyés dans la masse du noeud et servent au passage des fers d'arma- tures 5 qui, suivant le cas, traversent simplement le noeud ou sont arrêtés au noeud, à l'aide d'un écrou 6, l'extrémité de l'armature ayant éé filetée à cet effet.
Dans certains cas, l'écrou 6 est remplacé par un manchon réducteur qui, en plus de sa fonction de serrage, sert de base de départ à une armature de sec- tion plus petite.
Les fige 10 à 21 représentent, à titre d'exem- ple, quelques formes typiques des noeuds utilisés à la construction de la ferme de la fig. 1. En se référant à ces figures, on remarque que : Les noeuds N5b sont représentés en détail fige 10 et 11 Les noeuds N4d sont représentés en détail fige 12 et 13 Les noeuds NS sont représentés en détail fige 14 et 15 Les noeuds NA sont représentés en détail fige 16 et 17 Les noeuds N4a sont représentés en détail fig. 18 et 19 Les noeuds N5a sont représentés en détail fig. 20 et 21.
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Tous ces noeuds, cités titre d'exemples, ont chacun une utilisation différente et des particularités simples répondant aux conditions requises.
En particulier, les noeuds NS (fig. 14 et 15) servant à l'articulation supérieure des deux demi-fermes, peuvent être mâles ou femelles. Les noeuds mâles sont munis d'un fer 7 noyé dans le béton. Les noeuds femelles en comportent deux, disposés de manière à former une chape dans laquelle s'engage le fer du noeud mâle. L'as- semblage est réalisé à l'aide d'une tringle ou d'un boulon.
'Sur les fig. 18 et 20, on voit des noeuds qui, outre leur fonction dans la triangulation de la ferme, servent à fixer les pannes PA1 disposées entre deux femmes consécutives et servant de support à la couver- ture du hangar.
Dans le cas de la ferme étudiée, malgré la grande variété des noeuds utilisés, on peut les fabri- quer en série, chaque type de noeud étant utilisé au moins deux fois par ferme. Pour un hangar normal de sept travées, on a huit fermes et seize exemplaires pour les noeuds les moins fréquemment employés.
Le montage du hangar, en dehors de la méthode habituelle (montage et levage d'une ferme après l'autre) peut se faire plus facilement de la façon suivante :
On monte d'abord l'ensemble de deux demi-fermes au sol (avec les pannes et le contreventement) et on le fait pivoter autour de l'appui NA, jusqu'à sa position finale. On monte, ensmite, de la même façon, le groupe de deux demi-fermes, faisant face au groupe déjà monté et on présente l'une contre l'autre les articulations supérieures NS. On procède alors, à la mise en place de l'axe d'articulation.
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La construction d'un pylone représenté par la fig. 22, ou de toute autre construction verticale, est également simple. Le procédé consiste à monter les élé- ments (noeuds et barres) à leur place définitive, en pre- nant appui sur les éléments déjà posés sur lesquels on peut disposer un échafaudage.
Quelle que soit le construction à monter, on remplira au mortier de ciment, les vides annulaires entre les armatures et les tubes des noeuds et on matera ce mortier à l'aide d'une gouge et d'un marteau, les rainu- res des barres étant, également,bouchées au mortier de ciment ou analogue.
Bien entendu, s'il s'agit d'une construction provisoire, devant être ultérieurement démontée, ces dernières opérations ne sont pas effectuées.
La présente invention prévoit, également, une variante du procédé de construction précédent, dans la- quelle les noeuds utilisés à. la réunion des barres ne dé- terminent pas, par l'orientation de leurs faces, la di- rection des barres jointes par lesdits noeuds.
A cet effet, les noeuds sont circulaires, de manière à permettre le chargement des angles et @ des barres (fig. 23 et 24). Au cours de la fabrication des noeuds, il suffit d'orienter, dans les directions requises, les éléments de tubes noyés dans les noeuds.
Bien 'entendu, les extrémités des barres reçoi- vent une courbure appropriée à celle des noeuds et cette façon de concevoir l'invention diminue, dans des propor- tions considérables, le nombre de moules nécessaires.
A titre d'exemple, les fig. 25 à 28 représen- tent les noeuds mâles et femelles servant à l'articula- tion supérieure de deux demi-fermes.
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On remarque la surface de raccordement courbe @ des membrures 10 et 11 permettant de faire varier l'an- gle desdites membrures.
Comme dans la réalisation précédente, des fers 12 assurent l'articulation des deux noeuds.
Bien entendu, ce qui vient d'être décrit pour les noeuds supérieurs, peut s'appliquera tous les noeuds utilisés dans la ferme représentée par la fig. 1 qui montre une construction complètement triangulée.
Cette triangulation n'est pas toujours néces- saire, notamment dans le cas d'ouvrages peu importants, et la fig. 29 représente une demi-ferme incomplètement triangulée, construite suivant le procédé de l'invention.
Le découpage de l'ouvrage, variable selon le cas, est commandé par des considérations de solidité et de montage simple.
La construction représentée sur la fig. 29 comprend :
1 - L'arbalétrier AB, ayant un noeud articulé NI 1 à chacune de ses extrémités et un noeud central N1 pour recevoir les contrefiches CV1.
2 - L'auvent AV ayant un noeud NA1 à son extrémité c8té pilier et un noeud N4 pour les contrefiches CV2.
3 - Le pilier P ayant à l'extrémité supérieure un noeud NA2 et à l'extrémité inférieure une rotule R1.
4 - La contrefiche CV1.
5 - La contrefiche CV2.
La liaison des différentes pièces entre elles est assurée au sommet du pilier par un axe métallique réunissant les trois noeuds y aboutissant et par les armatures a1 et a2 placées dans les rainures des contre- fiches CVl et CV2 traversant les noeuds N1, N2, N4.
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Les noeuds des pièces AB et AV peuvent être coulés en même temps que ces pièces ou rapportés et fixés par des boulons.
Comme dans l'exemple décrit précédemment, tou- tes les ferrures (armatures, axes d'articulation, etc... peuvent être ensuite noyées dans du mortier de ciment.
Bien entendu, les dispositifs décrits précédem- ment et représentés par les dessins joints, ne l'ont été qu'à titre d'exemple et il reste évident que l'invention peut être réalisée sous de multiples formes, qui ne sont qu'apparemment différentes les unes des autres, sans sor- tir du cadre du présent brevet.