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Il Perfectionnements aux poutrelles du. type Zorès."
La présente invention est relative à certains perfec- tionnements apportés eux poutrelles en forme de fers Zorès ayant des moments de résistance égaux ou sensiblement égaux suivant l'axe des x et celui des y. Par profilés en forme de fers Zorès on entend tout profilé à gouttière pourvu d'ailes, dont les moments de résistance suivant l'axe des x et celui des y ne différent pas sensiblement, par exemple de plus de 50%. Les âmes de ces profilés peuvent être délimitées par des surfaces planes ou courbes. En général il est préférable qu'elles soient délimitées par des surfaces planes.
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Les profilés en forme de fers Zorès se sont révélés cornue étant très utilespour la construction des galeries de mines. On a proposé à l'origine, pour la construction de tels profilés, de donner aux segments emboîtés la même section trapézoïdale de laminage, mais pour que deux segments ayant le même profil de laminage puissent s'emboîter l'un dans l'autre, il fallait que les âmes du profilé aient des parois relativement minces et un grand angle d'ouverture ( par exem- ple 20 ). On pouvait alors empêcher le profilé mâle de pé- nétrer trop profondément dans le profilé femelle en interpo- sant entre eux, dans le fond de la gouttière, des cales rigi- des ou élastiques.
Liais cornue on craignait que sous l'effet des efforts à supporter, de tels profilés à grand angle d'ouverture, dé- limités par des parois minces, baillent trop fortement, il y a longtemps qu'on a abandonné un tel mode de construction et on en est venu à employer pour de telles poutrelles deux profils de laminage différents: un profil intérieur et un profil extérieur. Cela a permis de donner aux âmes une plus forte épaisseur et un angle d'ouverture plus faible, de façon à supprimer les risques de bâillement.
La présente invention a pour objet de réaliser une poutrelle qui to@t en évitant le risque de bâillement, per- mette d'employer des segments emboîtés ayant le même profil de laminage. L'invention repose sur cette constatation qu'on obtient un profilé avantageux et simple à laminer, possédant des propriétés statiques favorables, tout en excluant le ris- que de bâillement, par la combinaison des caractéristiques suivantes: a. - Les segments qui s'emboîtent dans le même sens par leurs extrémités et qui sont entretoîsés entre eux, ont le même profil de laminage; les âmes minces délimitent un angle d'ouverture considérable.
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b.- Les ailes des profilés emboîtes prennent appui entre elles sur toute leur surface ou sur des portions de ces surfaces ;
lahauteur des ailes dans la région d'appui étant augmentée de façon telle qu'entre les fonds des pro- filés subsiste une distance prédéterminée.
Les différents éléments de l'invention sont connus en soi; l'invention réside uniquement dans leur combinaison.
L'angle d'ouverture, formé par les âmes, peut varier entre 15 et 45 , utilement entre 20 et 30 et de préférence entre 22 et 25 .
Du fait que, suivant la caractéristique b.-, les ailes des profilés emboîtés portent l'une sur l'autre, on peut li- miter la profondeur de pénétration du profilé mâle dans le profilé femelle à une valeur telle qu'on évite en effet le coincement des profilés. Le plus simple est de faire porter les ailes sur la totalité de la surface.
On peut réaliser le principe de la caractéristique b.- au moyen d'ailes courtes mais hautes dont la hauteur est au moins le double de l'épaisseur du fond du profilé. Bien que cette forme donnée aux ailes paraisse statiquement moins avan- tageuse que l'emploi classique jusqu'à ce jour d'ailes larges de faible hauteur, on n'observe cependant pas, dans le cas du profilé suivant l'invention, de diminution des valeurs statiques, surtout si l'on augmente légèrement la hauteur du profilé. Quoi qu'il en soit, l'invention aboutit à un profilé qui à poids égal, possède des propriétés statiques meilleures que celles des meilleurs profilés à deux profils différents connus jusqu'à ce jour.
Vis-à-vis de ce- dernier mode de construction, le profilé suivant l'invention possède non seu- lement l'avantage de moments de résistance plus grands par rapport aux deux axes d'inertie principaux ( x et y ), mais la résistance contre la torsion et le bâillement est consi- dérablement augmentée.
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Il est connu, dans le cas d'une poutrelle composée de deux profils de laminage différents, de faire porter les ailes des profilés encastrés l'un dans l'autre de façon qu'il existe un écart entre les fonds des profilés. Cependant ce profilé ne possède aucune des autres caractéristiques de l'invention et dans ce cas les avantages de l'invention ne sont pas atteints.
Il est particulièrement avantageux que l'épaisseur des âmes délimitées par des surfaces sensiblement planes diminue légèrement à partir des ailes en direction du fond.
Ces âmes prennent alors une forme de coin, qui, même en te- nant compte des tolérances de laminage, assure une portée uniforme entre les surfaces des âmes des profilés emboîtés l'un dans l'autre.
Une utilisation particulière du nouveau profilé est son emploi sous forme de segments cintrés pour la construc- tion des galeries de mines; les segments se recouvrent à leurs extrémités en certains points et sont reliés par des raccords de façon telle que, lorsqu'une certaine charge maxi- mum est dépassée, ils glissent télescopiquement l'un dans l'autre.
Le profilé suivant l'invention s'utilise également pour tous les autres usages lors de .constructions souteraines . du aériennestelles Que la, construction de tunnels, mâts, voûtes etc.. Dans certaines de ces applications les poutrelles sont placées bout à bout et réunies par des éclisses. Dans ces cas, le profilé suivant l'invention, présente l'avantage que l'éclis- se peut avoir le même profil de laminage de façon que la con- struction en question présentera aux points de raccord les marnes valeurs statiques qu'en dehors de ceux-ci.
Un autre domaine d'utilisation du profilé suivant l'in- vention, est la construction d'étançons de mines, comprenant les éléments intérieurs et les éléments extérieurs.
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Le profilé peut être exécuté en différentes matières, par exemple en acier ou métaux légers. De préférence le pro- filé sera laminé, mais il est également possible d'employer d'autres méthodes de fabrication ( étirage, pressage etc..).
Diverses formes de réalisation de la présente invention ont été représentées, à titre explicatif mais non limitatif, dans les dessins ci-annexés, dans lesquels:
La fig.l est une coupe d'un profilé.
Les figs. 2 et 3 montrent 1'emboîtement des profilés; la fig. 2 dans une position intermédiaire et la fig.3 dans la position finale.
Les figs. 4 à 14 représentent plusieurs possibilités d'exécution des ailes du profilé.
Les figs. 15 et 16 représentent l'utilisation des pro- filés lors de la construction des galeries de mines en vue latérale et une coupe à travers le raccord.
Dans toutes les formes de réalisation représentées, 1 désigne les âmes des profilés, 2 les fonds et 3 les ailes, x - x et y - y désignent les axes d'inertie, désigne l'an- gle d'ouverture délimité par les âmes du profilé.
Les figs. 1 à 3 représentent un profilé dans lequel les âmes 1 font entre elles un angle d'ouverture de 22 ; les segments emboîtés l'un dans l'autre, suivant la fig.2, ont le même profil de laminage. Comme on peut le voir d'après la fig. 3, les profilés, dans leur position de service, repo- sent l'un sur l'autre par leurs ailes 3, et cela, non seule- ment sur toute leur largeur mais aussi sur toute la longueur correspondant au recouvrement. La hauteur h des ailes est, dans le cas représenté, à peu près le double de l'épaisseur d des fonds 2 des profilés.
Les âmes des profilés vont en s'amincissant depuis les ailes jusqu'au fond, de sorte que dans la position suivant la fig.2 il se produit un interstice en forme de coin x qui se ferme lorsque le profilé mâle continue à s'enfoncer ( fig.3 ).
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Comme on peut le voir d'après la fig.3, le profilé mâle porte sur le profilé femelle sur toute la longueur de son âme 1.
De larges congés sont prévus au raccordement entre l'âme et le fond.
Bien entendu, rien n'empêche de donner au fond du profilé une forme différente, par exemple celle d'un toit ou une forme courbe.
L'exemple ci-après permettra de mettre en lumière les résultats obtenus grâce à l'invention.
Tour un profilé suivant les @igs. 1 à 3, ayant un poids de 21 kg. par mètre, on peut atteindre un moment d'inertie de environ 61 cm3 pour l'axe x et de environ 68 cm3 pour l'axe y, tandis que la résistance au bâillement et à la tor- sion est double de celle des profilés en fers Zorès utilisés précéderaient. Il estévident que les valeurs statiques peuvent varier dans de larges proportions suivant les changements ap- portés aux profilés.
Suivant la fig.4, les faces extérieures 4 des ailes 3 des profilés sont convexes et les faces intérieures 5 sont concaves. De cette manière, dans la région des ailes, le pro- filé femelle est embrassé et guidé par le profilé mâle.
Suivant les figs. 5 et 6, les ailes 3 sont pourvues, de distance en distance, sur leurs faces extérieures, de bos- sages 6 par lesquels les ailes portent l'une sur l'autre.
Suivant les figs. 7 et 8, ces bossages 6 sont prévus sur le côté intérieur des ailes du profilé.
Suivant les figs. 9 et 10, les ailes sont pourvues sur leur surface extérieure, de nervures 7 qui s'engagent dans des rainures correspondantes 8 prévues sur leur surface in- térieure.
Alors que suivant les figs. 9 et 10 ces nervures et rainures ont une section trapézoïdale, les figs. 11 et 12 montrent qu'elles peuvent avoir une section semi-circulaire.
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Au lieu: de réaliser les nervures comme le montrent les figs. 9 à 12, on peut également n'en prévoir que sur l'une des faces de l'aile et conserver pour l'autre face la forme plane. On peut également prévoir des nervures sur les deux faces.
Dans le cas du mode d'exécution suivant les figs.
13 et 14, les nervures 11 se trouvent sur la face intérieure de l'aile alors que la face extérieure est pourvue d'une rainure correspondante 12.
Quel que soit le mode d'exécution, il y a intérêt à ce que la section totale des deux ailes soit à peu près égale à la section du fond du profilé.
Les figs. 15 et 16 montrent schématiquement une forme d'application de la réalisation du profilé pour la construc- tion des galeries de mines. La réalisation suivant l'exemple, consiste en un cadre en trois serments, qui se recouvrent à leurs extrémités en z et qui sont entretoîsés par une éclisse de coincement 13 et un étrier 14 de façon telle, que les seg- ments puissent glisser télescopiquement l'un dans l'autre lorsque leur résistance à l'effort est dépassé, de cette mani- ère la construction devient élastique. A chaque point de re- couvrement sont prévus deux raccords. Le nombre de ces raccords ainsi que leur réalisation peut être quelconque. Il est égale- ment possible d'exécuter ces raccords de façon telle, qu'une des extrémités libre d'un des profilés ne puisse pas se déta- cher de l'autre profilé.
Les raccords peuvent être rigides ou élastiques, suivant leur mode d'utilisation.
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i e v e n d i c e. -t i o n s .
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