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CONSTRUCTION EN BETON ARME ET ELEMENTS POUR
SA REALISATION.-
La présente invention est relative à une pièce de construction en béton armé destinée à permettre un allégement, une rationalisation et une standardisation de la construction par l'emploi de blocs de construc- tion creux.
Des blocs de construction de ce genre ont déjà été réalisés pour être mis en oeuvre séparément, et sans esprit de rationalisation et de standardisation, dans l'édification de murs en combinaison avec du mor- tier. Dans certains cas, ces blocs servent de coffrage à du béton armé mis en oeuvre dans un creux axial.
Dans d'autres cas, ils sont réunis entre eux par des armatures métalliques noyées, soit dans du mortier dont on remplit des rainures superficielles horizontales de ces blocs lorsque ceux-ci ont été posés dans une même assise,soit partiellement dans des trous ou des rainures superficielles verticales ménagées aux extrémités de blocs formant certaines assises et partiellement dans des trous verti- caux ménagés dans des blocs formant d'autres assises, ces derniers trous ou rainures se trouvant dans le prolongement des trous ou rainures super- ficielles verticales ménagées dans les blocs des assises sous-jacentes et susjacentes.
La présente invention a comme objet une pièce de construction du type susdit qui peut être réalisée à l'usine, c'est-à-dire, avant mise en oeuvre sur le chantier, à l'aide d'un nombre minimum de blocs et d'ar- matures métalliques noyées dans du ciment. Cette pièce de construction creuse ainsi rationalisée et standardisée a notamment comme effet de ré- duire considérablement les frais de main d'oeuvre, le poids des pièces et le nombre des moules pour la confection des blocs.
A cet effet, la pièce de construction suivant l'invention est constituée de blocs de construction identiques entre eux, de forme pris- matique, et de bases rectangulaires ou carrées, présentant un creux axial depùis une base jusqu'à la base opposée ainsi que des creux différents
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du creux-axial détendant jusqu'au voisinage des coins des deux bases,
ces blocs prismatiques étant exactement juxtaposés par leurs bases de façon que les différents creux soient dans le prolongement l'un de l'autre et étant réunis par un liant durci à base de ciment dans les joints entre les bases et par des armatures métalliques noyées dans du ciment coulé dans les creux au voisinage des coins des blocso
Ces creux au voisinage des coins sont destinés à recevoir des armatures métalliques qui doivent réunir des blocs identiques disposés côte à côte avec leurs creux axiaux dans le prolongement l'un de l'autre pour former les diverses pièces de construction creuses susdites après que les armatures métalliques ont été noyées dans le ciment dont on a rempli les creux au voisinage des coins des blocs et après qu'un liant à base de ciment a été interposé entre les différents blocs juxtaposés.
Par le fait qu'elles sont disposées près des coins des blocs, les armatures métalliques servant à la réunion de ces blocs, assurent en même temps dans les meilleures conditions la résistance aux sollicitations des pièces suivant 1'invention.
Les pièces creuses obtenues de cette façon présentent l'avan- tage d'être beaucoup plus légères que celles qui sont pleines et qui pré- sentent la même résistance. Il est à noter en outre que la fabrication de longues pièces creuses sur le chantier n'est pas possible en pratique tandis que la fabrication de ces pièces à l'usine offre également de très grandes difficultés. La constitution à l'usine, à l'aide de blocs, dé pièces pouvant servir à des usages très différents à l'aide d'un seul type de bloc constitue une rationalisation très importante qui entraîne de notables économies dans la préfabrication de ces pièces.
Suivant l'invention, il n'est prévu que deux variantes du bloc de construction pour la réalisation rationnelle de toutes les piè- ces nécessaires à l'édification de la maçonnerie d'un bâtiment.
Pour réaliser les pièces intervenant dans l'édification d'une cloison intérieure de faible épaisseur, on a créé, suivant l'invention, un bloc creux à base rectangulaire dont le petit côté mesure environ 10 centimètres tandis que le grand côté vaut environ trois fois le petit, soit environ 30 centimètres.
Suivant une forme d'exécution avantageuse, le creux axial est un creux rectangulaire dont le plus grand côté de sa section trans- versale est parallèle au plus grand côté de la base susdite tandis qu'un autre creux unique s'.étendant jusqu'au voisinage des coins est pré- vu au-delà de chaque bout de ce creux axial.
Pour réaliser les pièces intervenant dans l'édification d'un mur de forte épaisseur, par exemple d'un mur extérieur, on a créé, sui- vant l'invention, un deuxième bloc creux à base carrée dont le côté me- sure environ 30 centimètre et est exactement égal' au grand côté du bloc rectangulaire précédent.
Suivant une forme d'exécution avantageuse de cette variante, le creux axial est un creux carré tandis que d'autres creux sont ménagés entre les coins du creux axial et les coins extérieurs de la section transversale de la partie pleine du bloc. De préférence, des creux sup- plémentaires sont prévus entre les creux près des coins susdits, de telle manière que les trois creux le long de chacune des quatre arêtes du bloc à base carrée reproduisent exactement les trois creux du bloc rectangu- laire susdit.
A l'aide des blocs à base rectangulaire d'environ 10 centimè- tres de largeur et d'environ 30 centimètres de longueur, on peut réaliser des dalles pour cloisons minces qui sont avantageusement posées horizonta- lement mais de champ, des linteaux pour cloisons, des montants pour cloi-
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sons, des solives sur champ, et des hourdis à plat. La proportion d'ar- matures métalliques varie en fonction des sollicitations au transport et en service et sera indiquée plus loin.
A l'aide des blocs à base carrée d'environ 30 centimètres de côté, c'est-à-dire dont le côté est égal au grand côté du bloc rectangu- laire susdit, on peut réaliser des pièces pour murs telles que des dalles (avantageusement posées horizontalement) des linteaux, des montants, des poutres ainsi que des colonnes. La proportion d'armatures métalliques varie également d'une application à l'autre en fonction des sollicitations prévues et sera indiquée plus loin. En outre, pour certaines de ces piè- ces, tous les creux des blocs, sauf le creux axial, sont remplis de ciment ou de mortier de ciment.
L'invention a également comme objet des bâtiments de concep- tions différentes mais cependant standardisées, réalisés à l'aide d'une ossature de pièces de construction suivant l'invention et en particulier à l'aide de pièces à base de blocs creux identiques de section carrée.
Dans ce cas, certaines de ces pièces de même section et de même longueur, standardisées pour tous les bâtiments, sont avantageusement utilisées comme éléments d'ossature standardisée constituée de poutres creuses reliées à des colonnes creuses, les poutres reposant par leurs extrémités sur environ un tiers de la largeur des colonnes tandis que des armatures métalliques relient entre elles les extrémités de deux poutres reposant sur une même colonne ainsi que les tronçons de colonnes dans le prolongement l'un de l'autre.
Cette standardisation d'une même ossature bétonnée pour tous les bâtiments fait réaliser-de grandes économies.
Suivant une autre particularité de ces mêmes bâtiments avec ossature standardisée, certaines des colonnes creuses sont utilisées comme gaines pour le passage de canalisations ou de gaz.
On peut, par exemple, utiliser ces gaines pour l'aération et pour la circulation d'un gaz servant au chauffage tel que les fumées d'un foyer ou de l'air chaud et aussi pour le conditionnement de l'air.
En particulier, certaines colonnes ou poutres peuvent aussi servir au chauffage des locaux par radiation en les constituant comme suit : a) on les constitue par des blocs de construction du premier type, à base rectangulaire, maintenus sur leur base par paires à une distance l'un de l'autre, telle que leurs faces latérales les plus éloignées soient distantes l'une de l'autre d'une quantité égale à leur largeur, chaque paire de blocs étant orientée dans une direction perpendiculaire à celle d'une paire de blocs avec laquelle elle est en contact, b) on réduit ces paires de blocs entre elles par un liant durci à base de ciment et par des armatures métalliques noyées dans du ciment coulé dans les creux au voisinage des coins des blocs et c)
on applique des tôles sur les quatre faces de la pièce prismatique ainsi réalisée et on les y maintient à l'aide de boulons passant dans des fenêtres ménagées entre les blocs de chaque paire.
Les blocs servant à la réalisation des pièces de construction suivant l'invention peuvent aussi être utilisées avantageusement pour ser- vir de fondation à une colonne d'ossature standard en béton armé réalisée à l'aide de blocs carrés identiques. suivant l'invention, le bloc inférieur de la colonne repose sur un radier constitué de quatre blocs à base carrée, tels que ceux uti- lisés dans certaines pièces suivant l'invention, dont un coin est disposé en dessous d'un des coins du bloc inférieur de la colonne et de quatre
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blocs à base rectangulaire, tels que ceux utilisés dans d'autres pièces suivant l'invention disposés entre les blocs précédents de façon qu'un de leurs creux d'extrémité soit en dessous du creux ménagé entre les creux aux coins du bloc inférieur de la colonne.
En outre, les blocs du radier sont réunis, d'une part, au bloc inférieur de la colonne par des armatures métalliques noyées dans du ciment coulé dans les creux su- perposés de ces blocs et, d'autre part, entre eux par du béton.
Si ce radier est encore insuffisant pour servir de fondation, on peut le faire reposer à son tour sur des blocs de construction à ba- se carrée ou à base rectangulaire tels que ceux utilisés dans les pièces de construction suivant l'invention.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes d'exécution de blocs et de pièces de construction suivant l'inven- tion.
La figure 1 est une vue en perspective d'un bloc à base rec- tangulaire, destiné à la construction rationalisée et standardisée de cloi- sons de faible épaisseur, de linteaux, de montants, de solives, de hour- dis et de colonnes ajouréeso
La figure 2 est une vue en perspective d'une variante du bloc suivant la figure 1
La figure 3 est une vue en perspective d'un bloc à base car- rée, destiné à la réalisation de gros murs, de linteaux, de montants, de colonnes et de poutres d'ossature standard dans un bâtiment.
La figure 4 est une vue en perspective d'une variante du bloc suivant la figure 3.
Les figures 5 à 8 représentent chacune en perspective une par- tie d'une pièce de construction suivant l'inventiono
La figure 9 représente en perspective, après brisure partiel- le, une colonne ajourée suivant l'invention.
La figure 10 représente schématiquement en plan, après coupe horizontale dans la moitié de gauche, la liaison entre une colonne et deux poutres dans un bâtiment avec ossature standard suivant l'invention.
La figure 11 est une vue en plan d'une fondation pour une co- lonne d'ossature standard suivant l'invention.
La figure 12 est une vue en élévation d'une partie d'une fa- çade d'un bâtiment standardisé suivant l'invention.
Les figures 13 et 14 sont des plans schématiques de la dispo- sition de locaux dans deux bâtiments de compositions différentes mais standardisés suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référen- ce désignent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté un bloc de construction 2 en béton suivant l'invention de forme générale prismatique particularisée par une base rectangulaire 3 dont le petit côté 4 mesure environ 10 cen- timètres tandis que le grand côté 5 vaut environ trois fois le petit côté 4, soit environ 30 centimètres.
Ce bloc présente un creux axial 6 et deux creux 7 s'étendant jusqu'au voisinage des coins des deux bases rectangulaires opposées.
Le creux axial 6 est un creux rectangulaire dont le plus grand côté 8 de sa section transversale est parallèle au plus grand côté 5 de la base 3. Chacun des creux 7 qui sont prévus aux deux bouts du creux
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axial 6 est également un creux carréo
La longueur du bloc 2 vaut celle du plus long côté 5 de la ba- se 3. En d'autres termes, l'arête 11 est égale à l'arête 5 et vaut donc environ 30 centimètres.
Le bloc représenté à la figure 2 est désigné par 2' et ne dif- fère de celui représenté à la figure 1 que par le fait que sa longueur vaut les deux tiers de celle du plus long côté de sa base. En d'autres termes, l'arête 11' vaut les deux tiers de l'arête 5, soit environ 20 centimètres.
Le bloc représenté à la figure 3 est désigné par 12. Il dif- fère de celui représenté à la figure 1 par le fait que sa base est carrée au lieu d'être rectangulaire. Le côté 13 du carré constituant la base mesure environ 30 centimètres et est égal au côté 5 du bloc rectangulaire des figures 1 ou 2 Le creux axial 14 est également de forme carrée.
Des creux carrés 15 sont ménagés entre les coins du creux axial 14 et les coins extérieurs de la section transversale de la partie pleine du bloco
Des creux supplémentaires 16 sont prévus entre les creux 15.
Ils s''étendent parallèlement à chaque côté du creux axial sur toute la longueur de ce côté. Les creux 15 et 16 correspondent respectivement aux creux 7 et 6 des blocs rectangulaires des figures 1 ou 2.
La longueur du côté 13 de la base carrée du bloc 12 est la même que la longueur du grand côté 5 de la base rectangulaire du bloc 2 (figure 1) ou du bloc 2' (figure 2).
La longueur du bloc 12 est la même que celle du côté de sa base. En d'autres termes, l'arête 17 est égale à l'arête 13, soit envi- ron 30 centimètres.
Le bloc 12' représenté à la figure 4 ne diffère de celui re- présenté à la figure 3 que par le fait que sa longueur vaut les deux tiers de celle du côté de sa base. En d'autres termes, l'arête 17' est égale aux deux tiers de l'arête 13, soit environ 20 centimètres.
Chacun des blocs des figures 1 à 4 peut être facilement réa- lisé en usine parce que la longueur de ses différents creux est faible.
Le moulage des creux ne présente aucune difficulté, même dans le cas où le bloc est fortement comprimé ou vibré au cours de sa fabrication, com- me il est fait de préférence.
Ces blocs peuvent être réalisés en béton poreux, de préfé- rence cluouable, présentant une bonne résistance mécanique et une bonne isolation thermique et acoustique. Ils peuvent aussi être réalisés en béton imperméable à haute résistance. La résistance des blocs en béton armé à haute résistance réalisés en usine par les procédés modernes est très supérieure à celle des bétons à haute résistance obtenus en chan- tiero
Les blocs tels que les deux blocs dont il a été question ci-avant peuvent être assemblés aisément en usine de façon à constituer des pièces de construction en béton armé allégées, rationalisées et stan- dardisées suivant l'invention.
Ces pièces sont réunies par un liant dur- ci à base de ciment ainsi que par des armatures métalliques noyées dans du ciment coulé dans les creux se trouvant au voisinage des coins des blocs. Le creux axial reste vide. Les armatures contribuent ainsi très efficacement à résister aux sollicitations des pièces.
Une pièce de ce genre est représentée à la figure 5. Elle est constituée de blocs 2 et/ou 2' placés avec leurs creux dans le pro- longement l'un de l'autre. Entre ces blocs, se trouve un mince joint de ciment 18 (ce joint a été représenté sous une épaisseur plus forte que celle qu'il présente en réalité). Des armatures métalliques 19 sont noyées dans du ciment coulé dans les creux 7 des blocs des figures 1 et 2.
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Le creux axial 6 de ces blocs ne reçoit pas de ciment. En choisissant des blocs en béton poreux et en utilisant pour la réunion de ces blocs des arma- tures 19 dont la section est au minimum d'environ 0,3% de la section du béton, on peut constituer des dalles pour cloisons intérieures de faible épaisseur.. Ces dalles sont placées de champ dans la cloison qu'elles con- stituent de façon que leur longueur soit dirigée horizontalemento Cette longueur est avantageusement d'au plus 1 mètre afin de faciliter la mani- pulation de la dalle. En utilisant deux blocs 2, on obtient une dalle de 60 centimètres environ, en utilisant un bloc 2 et deux blocs 2' on obtient une dalle d'environ 70 centimètres et en utilisant deux blocs 2 et un bloc 2' on obtient une dalle d'environ 80 centimètres.
On peut ainsi, grâce à l'emploi combiné des blocs 2 et 2', réaliser des pièces en béton armé de toutes longueurs, de 10 en 10 centimètres à partir de 20 centimètres.
Si, au lieu d'utiliser des blocs en béton poreux, on utilise des blocs 2 et/pu 2' en béton à haute résistance et si on réunit ces blocs par des armatures métalliques logées dans les cavités 7 et dont la section est au minimum d'environ 0,6% de la section du béton, on obtient des pièces creuses en béton armé qui peuvent servir notamment comme lin- teau ou montant de portes ou de fenêtres dans une cloison mince. Si la section d'armature utilisé pour réunir ces blocs est au minimum de 2,5% de la section du béton, on peut utiliser les pièces composées ainsi ob- tenues pour constituer des hourdis à plat ou des solives sur champ.
A la figure 6, on a représenté une autre pièce en béton armé suivant l'invention, constituée de blocs 12 et 12' des figures 3 et 4.
Les armatures métalliques 20 noyées dans le ciment ou le mortier de ci- ment qui remplit les creux 15 des blocs situés près des coins extérieurs de ceux-ci peuvent être suffisantes pour former des dalles pour murs ex- térieurs de bâtiments si leur section est au minimum d'environ 0,06% de la section du béton. Les blocs utilisés pour la confection de ces dalles sont avantageusement en béton poreux. La face extérieure des dalles peut être recouverte d'un enduit imperméable. Le creux axial 14 ainsi que les creux 16 ne doivent pas être remplis de ciment ou de mortier à base de ciment. Des dalles de ce genre sont représentées schématiquement en 21 à la figure 12.
Si on désire obtenir des poutres composées pouvant servir de linteaux ou de montants dans un gros mur, on emploie des blocs en béton à haute résistance suivant les figures 3 et 4 et on les réunit par des armatures métalliques dans les creux des coins 15, dont la section est au minimum d'environ 0,3% du poids du béton. Des montants et des lin- teaux de ce genre sont désignés respectivement par 22 et 23 à la figure 12.
Si ces pièces composées doivent servir de poutres et de colon- nes dans une ossature creuse standard en béton armé pour un bâtiment, on porte la section des armatures métalliques logées dans les creux des coins à un minimum de 2% de la section du béton, après avoir éventuellement rem- pli de ciment ou de mortier les creux 16 des blocs des figures 3 et 4.
Les figures 7 et 8 représentent respectivement une poutre et une colonne de ce genre. Ces poutres et ces colonnes sont désignées res- pectivement par 24 et 25 à la figure 12. Celle-ci montre enfin en 26 des dalles telles que celles utilisées pour 1-*édification de cloisons inté- rieures de faible épaisseur, ces dalles étant toutefois posées à plat à la figure 12 au lieu d'être posées de champ quand elles servent à l'édifi- cation d'une cloisono
Les poutres creuses 24 et les colonnes creuses 25 peuvent ser- vir à de multiples usages en plus de celui d'ossature creuse standard d'un bâtiment. On peut, par exemple, y faire passer des canalisations d'aéra- ge.
On peut aussi faire circuler dans ces poutres et colonnes creuses des gaz servant au chauffage et au conditionnement d'air des locaux.
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Si les colonnes sont utilisées comme cheminée d'un foyer, on a avantage à les faire servir en même temps de surface de chauffe par ra- diation. Dans ce cas, afin de favoriser la radiation de la chaleur, on peut aussi constituer les colonnes uniquement à l'aide de blocs 2 de la figure 1 et de tôles appliquées contre ces blocs. Ces cheminées sont alors constituées comme représenté à la figure 9. Les blocs sont disposés par paires orientées dans deux directions perpendiculaires. Les blocs d'une paire sont en contact avec ceux d'une paire adjacente par une partie de leurs bases. Les blocs d'une même paire sont situés à une distance l'un de l'autre telle que leurs faces latérales les plus éloignées soient dis- tantes d'une quantité égale à leur largeur.
Les blocs des différentes paires sont réunis entre eux par une couche de liant durci à base de ci- ment et par des armatures métalliques 27 noyées dans du ciment coulé - dans les creux se trouvant au voisinage des coins des blocs. En outre, des tôles 28 sont appliquées sur les quatre faces de la colonne et sont reliées entre elles à l'aide de boulons 29 passant dans les espaces mé- nagés entre les blocs de chaque paire.
En l'absence de tôles telles que 28, l'ensemble des blocs 2 disposés par paires comme il vient d'être décrit constitue une colonne ajourée pouvant, dans certains cas où la charge à supporter est plus fai- ble, être utilisée en remplacement d'une colonne telle que celle repré- sentée à la figure 8.
Pour réaliser les pièces de construction suivant l'invention, on comprime avantageusement les blocs avant et pendant la coulée et le durcissement du ciment des joints et de celui autour des armatures qui traversent ces blocs. Après prise du ciment,. ces pièces composées sont des pièces en béton armé précontraint.
Pour faciliter la pénétration dans les canalisations.ménagées dans le creux des colonnes ou la sortie de ces canalisations hors de ces colonnes, on peut prévoir que celles-ci soient constituées aux endroits de pénétration ou de sortie des canalisations, par deux blocs 2 disposés comme les blocs d'une paire à la figure 9, ces blocs étant compris entre des blocs à base carrée tels que le bloc-de la figure 3 et étant réunis à ces derniers blocs par un joint de ciment et par des armatures métal- liques qui traversent l'ensemble des blocs superposés.
Pour faire supporter des poutres creuses suivant l'invention par des colonnes creuses suivant l'invention, on peut faire reposer les poutres opposées par leurs extrémités sur environ un tiers de la largeur des colonnes (voir figure 10)o La surface d'appui de chaque extrémité de poutre est donc d'environ 10 centimètres sur environ 30 centimètres.
Des armatures métalliques horizontales 9 noyées dans du ciment coulé dans les creux 15 et 16 relient entre elles les extrémités adjacentes des deux poutres reposant sur une même colonne tandis que des armatures métalliques verticales 10 relient les tronçons de colonnes dans le prolongement l'un de l'autre. Les armatures 9 et 10 sont avantageusement ligaturées. Les creux axiaux 14 des tronçons de colonne et des poutres peuvent communiquer librement entre eux. Les autres creux sont remplis de béton. Le béton entre les extrémités des poutres et les creux latéraux des tronçons de co- lonne n'a pas été représenté.
La fondation d'une colonne constituée par une pièce de con- struction carrée suivant l'invention peut être réalisée à l'aide de blocs en béton armé à haute résistance suivant les figures 1 et 3, Une fonda- tion de ce genre est représentée à la figure 11
Le bloc inférieur 12 de la colonne repose sur un radier con- stitué de quatre autre blocs 12 dont un coin est disposé en-dessous d'un des coins du bloc inférieur de la colonne considérée. Le radier susdit comprend, en outre, quatre blocs 2 disposés entre les blocs 12 du radier de façon qu'un de leurs creux d'extrémité 7 soit en-dessous d'un creux
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ménagé dans le bloc inférieur de la colonne entre les creux se trouvant aux coins de ce bloc.
Les huit blocs du radier sont réunis, d'une part., au bloc inférieur de la colonne par des armatures métalliques 31 noyées dans du ciment coulé dans le creux superposé de ces différents blocs et, d'autre part, entre eux par du béton 32 Les creux dans les différents blocs de ce radier peuvent également être remplis de béton.
Si l'assise fournie par ce radier est de section encore in- suffisante pour supporter la charge transmise par la colonne,on peut faire reposer le radier à son tour sur des blocs de construction du gen- re de ceux représentés aux figures 1 et 3 A la figure 11 on a repré- senté huit pièces du genre de la figure 3 et huit pièces du genre de la figure 1 pour supporter la première assise du radiero
A la figure 13, on a schématisé une disposition de 1'oss- ture standard dans un petit bungalow destiné à être jumelé à un autre du même genre et constituée uniquement par des pièces de construction rationalisées et standardisées suivant l'inventiono Les colonnes de l'ossature en béton armé sont distantes l'une de l'autre de trois mètres.
Des cloisons édifiées aux endroits représentés subdivisent la surface bâtie en un certain nombre de locaux pouvant servir, par exemple, de chambresà coucher en 32 et 33, de salle de bain en 34, de living en 35, de vestiaire et W.C en 36 de cuisine en 37, de réduit à charbon en 38 et de hall d'entrée en 39o Des armoires murales peuvent être ménagées avantageusement dans les renfoncements entre certaines colonneso
A la figure 14, on a représenté un appartement de plain pied destiné à être jumelé à un autre dans un bâtiment à appartements multiples et pourvu de la même ossature que le bungalow de la figure 13 Les lo- caux 40, 41 et 42 peuvent servir de chambre à coucher, le local 43 de salle de bain, 44 de wW.C., 45 de cuisine., 46 de salle à manger, 47 de fu- moir,
48 de salon, 49 de living, 50 de studio. La surface 51 correspond à une terrasse formée par le prolongement d'un hourdis à l'extérieur d'une des faces extérieureso
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes d'exécution représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation,, à condition que ces modifi- cations ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des reven- dications suivantes.
REVENDICATIONS.
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REINFORCED CONCRETE CONSTRUCTION AND ELEMENTS FOR
ITS REALIZATION.-
The present invention relates to a reinforced concrete building part intended to allow lightening, rationalization and standardization of construction by the use of hollow building blocks.
Building blocks of this kind have already been made to be used separately, and without any spirit of rationalization and standardization, in the construction of walls in combination with mortar. In some cases, these blocks are used as formwork for reinforced concrete implemented in an axial hollow.
In other cases, they are joined together by embedded metal frames, either in mortar with which the horizontal surface grooves of these blocks are filled when they have been placed in the same course, or partially in holes or holes. vertical surface grooves formed at the ends of blocks forming certain courses and partially in vertical holes made in blocks forming other courses, the latter holes or grooves being in the extension of the vertical surface holes or grooves formed in the blocks of the underlying and overlying courses.
The present invention relates to a construction part of the aforementioned type which can be produced at the factory, that is to say, before implementation on the site, using a minimum number of blocks and metalwork embedded in cement. This hollow construction part thus rationalized and standardized has the particular effect of considerably reducing labor costs, the weight of the parts and the number of molds for making the blocks.
To this end, the construction part according to the invention consists of building blocks identical to each other, of prmatical shape, and of rectangular or square bases, having an axial hollow from one base to the opposite base as well as different hollows
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from the hollow-axial relaxing to the vicinity of the corners of the two bases,
these prismatic blocks being exactly juxtaposed by their bases so that the different hollows are in the extension of one another and being joined by a hardened cement-based binder in the joints between the bases and by metal reinforcements embedded in cement poured into the hollows near the corners of the blocso
These hollows in the vicinity of the corners are intended to receive metal reinforcements which must join together identical blocks arranged side by side with their axial hollows in the extension of one another to form the various aforementioned hollow construction parts after the reinforcements metal were embedded in the cement, the hollows of which were filled in the vicinity of the corners of the blocks and after a cement-based binder was interposed between the various juxtaposed blocks.
By the fact that they are arranged near the corners of the blocks, the metal reinforcements used to join these blocks together ensure at the same time under the best conditions the resistance to the stresses of the parts according to the invention.
The hollow parts obtained in this way have the advantage of being much lighter than those which are solid and which present the same resistance. It should also be noted that the manufacture of long hollow parts on the site is not possible in practice, while the manufacture of these parts at the factory also presents very great difficulties. The constitution at the factory, using blocks, of parts that can be used for very different uses using a single type of block constitutes a very important rationalization which leads to notable savings in the prefabrication of these parts. .
According to the invention, only two variants of the building block are provided for the rational production of all the parts necessary for the erection of the masonry of a building.
To produce the parts involved in the construction of a thin interior partition, according to the invention, a hollow block with a rectangular base was created, the small side of which measures approximately 10 centimeters while the large side is approximately three times the small one, about 30 centimeters.
According to an advantageous embodiment, the axial hollow is a rectangular hollow of which the largest side of its cross section is parallel to the largest side of the aforesaid base while another single hollow extending up to neighborhood of the corners is provided beyond each end of this axial recess.
To produce the parts involved in the construction of a very thick wall, for example an exterior wall, a second hollow block with a square base has been created, according to the invention, the side of which measures approximately 30 centimeter and is exactly equal to the long side of the preceding rectangular block.
According to an advantageous embodiment of this variant, the axial hollow is a square hollow while other hollows are formed between the corners of the axial hollow and the outer corners of the cross section of the solid part of the block. Preferably, additional recesses are provided between the recesses near the aforesaid corners, such that the three recesses along each of the four ridges of the square base block exactly mimic the three recesses of the aforesaid rectangular block.
With the help of rectangular-based blocks of about 10 centimeters in width and about 30 centimeters in length, slabs for thin partitions can be produced which are advantageously laid horizontally but out of the way, lintels for partitions , amounts for cloi-
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sound, joists on the field, and flat slabs. The proportion of metallic arrays varies according to the stresses in transport and in service and will be indicated below.
Using blocks with a square base of about 30 centimeters on a side, that is to say whose side is equal to the large side of the aforementioned rectangular block, parts for walls such as slabs can be made. (advantageously laid horizontally) lintels, uprights, beams and columns. The proportion of metal reinforcements also varies from one application to another depending on the expected stresses and will be indicated below. In addition, for some of these parts, all the hollows of the blocks, except the axial hollow, are filled with cement or cement mortar.
The subject of the invention is also buildings of different but nonetheless standardized designs, produced using a framework of construction parts according to the invention and in particular using parts based on identical hollow blocks. of square section.
In this case, some of these parts of the same section and of the same length, standardized for all buildings, are advantageously used as standardized frame elements made up of hollow beams connected to hollow columns, the beams resting at their ends on approximately one third of the width of the columns, while metal reinforcements interconnect the ends of two beams resting on the same column as well as the sections of columns extending from one another.
This standardization of the same concrete framework for all buildings leads to great savings.
According to another feature of these same buildings with standardized framework, some of the hollow columns are used as ducts for the passage of pipes or gas.
It is possible, for example, to use these ducts for aeration and for the circulation of a gas used for heating such as the smoke from a fireplace or hot air and also for air conditioning.
In particular, certain columns or beams can also be used for heating premises by radiation by constituting them as follows: a) they are constituted by building blocks of the first type, with a rectangular base, held on their base in pairs at a distance l 'from each other, such that their furthest side faces are spaced from each other by an amount equal to their width, each pair of blocks being oriented in a direction perpendicular to that of a pair of blocks with which it is in contact, b) these pairs of blocks are reduced together by a hardened cement-based binder and by metal reinforcements embedded in cement poured into the hollows near the corners of the blocks and c)
sheets are applied to the four faces of the prismatic part thus produced and they are held there by means of bolts passing through windows formed between the blocks of each pair.
The blocks used to produce the construction parts according to the invention can also be used advantageously to serve as a foundation for a standard reinforced concrete frame column made using identical square blocks. according to the invention, the lower block of the column rests on a raft consisting of four blocks with a square base, such as those used in certain parts according to the invention, one corner of which is placed below one of the corners of the lower column block and four
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blocks with a rectangular base, such as those used in other parts according to the invention arranged between the preceding blocks so that one of their end hollows is below the hollow formed between the hollows at the corners of the lower block of the column.
In addition, the raft blocks are joined, on the one hand, to the lower block of the column by metal reinforcements embedded in cement poured into the superimposed hollows of these blocks and, on the other hand, between them by concrete.
If this raft is still insufficient to serve as a foundation, it can in turn be made to rest on building blocks with a square base or a rectangular base such as those used in the building parts according to the invention.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto, which schematically represent, and by way of example only, some embodiments of blocks and building parts according to invention.
Figure 1 is a perspective view of a block with a rectangular base, intended for the rationalized and standardized construction of thin partitions, lintels, uprights, joists, slabs and perforated columns.
Figure 2 is a perspective view of a variant of the block according to Figure 1
FIG. 3 is a perspective view of a block with a square base, intended for the production of large walls, lintels, uprights, columns and standard frame beams in a building.
FIG. 4 is a perspective view of a variant of the block according to FIG. 3.
Figures 5 to 8 each represent in perspective a part of a construction part according to the invention.
FIG. 9 shows in perspective, after partial breaking, an openwork column according to the invention.
FIG. 10 shows schematically in plan, after horizontal section in the left half, the connection between a column and two beams in a building with a standard framework according to the invention.
Figure 11 is a plan view of a foundation for a standard framing column according to the invention.
Figure 12 is an elevational view of part of a facade of a standardized building according to the invention.
FIGS. 13 and 14 are schematic plans of the layout of premises in two buildings of different compositions but standardized according to the invention.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
In Figure 1, there is shown a concrete building block 2 according to the invention of general prismatic shape particularized by a rectangular base 3 whose small side 4 measures approximately 10 centimeters while the large side 5 is approximately three times the small side 4, about 30 centimeters.
This block has an axial hollow 6 and two hollows 7 extending to the vicinity of the corners of the two opposite rectangular bases.
The axial hollow 6 is a rectangular hollow whose larger side 8 of its cross section is parallel to the longest side 5 of the base 3. Each of the hollows 7 which are provided at both ends of the hollow
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axial 6 is also a square hollow
The length of block 2 is equal to that of the longest side 5 of base 3. In other words, edge 11 is equal to edge 5 and is therefore approximately 30 centimeters.
The block shown in Figure 2 is designated 2 'and differs from that shown in Figure 1 only in that its length is two-thirds of that of the longest side of its base. In other words, the edge 11 'is equal to two thirds of the edge 5, or approximately 20 centimeters.
The block represented in FIG. 3 is designated by 12. It differs from that represented in FIG. 1 in that its base is square instead of being rectangular. The side 13 of the square constituting the base measures approximately 30 centimeters and is equal to the side 5 of the rectangular block of Figures 1 or 2 The axial hollow 14 is also square in shape.
Square recesses 15 are formed between the corners of the axial recess 14 and the outer corners of the cross section of the solid part of the block.
Additional recesses 16 are provided between the recesses 15.
They run parallel to each side of the axial recess along the entire length of that side. The recesses 15 and 16 correspond respectively to the recesses 7 and 6 of the rectangular blocks of FIGS. 1 or 2.
The length of side 13 of the square base of block 12 is the same as the length of long side 5 of the rectangular base of block 2 (figure 1) or block 2 '(figure 2).
The length of block 12 is the same as that of the side of its base. In other words, the edge 17 is equal to the edge 13, ie about 30 centimeters.
The block 12 'shown in FIG. 4 differs from that shown in FIG. 3 only in that its length is two thirds of that of the side of its base. In other words, the edge 17 'is equal to two thirds of the edge 13, or approximately 20 centimeters.
Each of the blocks of FIGS. 1 to 4 can be easily produced at the factory because the length of its various hollows is small.
The molding of the depressions presents no difficulty, even in the case where the block is strongly compressed or vibrated during its manufacture, as is preferably done.
These blocks can be made of porous concrete, preferably nailable, having good mechanical resistance and good thermal and acoustic insulation. They can also be made of high resistance waterproof concrete. The resistance of high-resistance reinforced concrete blocks produced in the factory by modern processes is much greater than that of high-resistance concrete obtained on site.
Blocks such as the two blocks referred to above can be easily assembled in the factory so as to constitute lightened, rationalized and standardized reinforced concrete construction parts according to the invention.
These parts are joined by a hardened cement-based binder as well as by metal reinforcements embedded in cement poured in the hollows located near the corners of the blocks. The axial hollow remains empty. The reinforcements thus contribute very effectively to resisting the stresses of the parts.
A part of this type is shown in FIG. 5. It consists of blocks 2 and / or 2 'placed with their recesses in the extension of one another. Between these blocks is a thin cement joint 18 (this joint has been shown with a greater thickness than that which it actually presents). Metal reinforcements 19 are embedded in cement poured in the hollows 7 of the blocks of Figures 1 and 2.
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The axial hollow 6 of these blocks does not receive cement. By choosing porous concrete blocks and using reinforcement 19 for joining these blocks, the section of which is at least about 0.3% of the section of the concrete, it is possible to form slabs for interior partitions of low thickness. thickness .. These slabs are placed immediately in the partition they constitute so that their length is directed horizontally. This length is advantageously at most 1 meter in order to facilitate handling of the slab. By using two blocks 2, we obtain a slab of approximately 60 centimeters, by using a block 2 and two blocks 2 'one obtains a slab of about 70 centimeters and by using two blocks 2 and a block 2' one obtains a slab of d 'about 80 centimeters.
It is thus possible, thanks to the combined use of blocks 2 and 2 ', to produce reinforced concrete parts of all lengths, from 10 to 10 centimeters from 20 centimeters.
If, instead of using porous concrete blocks, blocks 2 and / or 2 'of high-strength concrete are used and if these blocks are joined by metal reinforcements housed in the cavities 7 and whose section is at least approximately 0.6% of the concrete cross-section, hollow reinforced concrete parts are obtained which can be used in particular as a sheet or as a door or window upright in a thin partition. If the section of reinforcement used to join these blocks is at least 2.5% of the section of the concrete, the composite parts thus obtained can be used to form flat slabs or joists on the field.
In Figure 6, there is shown another piece of reinforced concrete according to the invention, consisting of blocks 12 and 12 'of Figures 3 and 4.
The metal reinforcements 20 embedded in the cement or cement mortar which fills the hollows 15 of the blocks located near the outer corners thereof may be sufficient to form slabs for exterior walls of buildings if their section is at minimum of about 0.06% of the concrete section. The blocks used for making these slabs are advantageously made of porous concrete. The exterior face of the slabs can be covered with a waterproof coating. The axial recess 14 as well as the recesses 16 must not be filled with cement or cement-based mortar. Slabs of this type are shown schematically at 21 in Figure 12.
If it is desired to obtain composite beams that can serve as lintels or uprights in a large wall, high-strength concrete blocks are used according to Figures 3 and 4 and they are joined by metal reinforcements in the hollows of the corners 15, of which the cross-section is at least about 0.3% of the weight of the concrete. Such uprights and linens are designated 22 and 23 respectively in Figure 12.
If these composite parts are to be used as beams and columns in a standard reinforced concrete hollow framework for a building, the section of the metal reinforcements housed in the recesses of the corners is increased to a minimum of 2% of the concrete section, after having possibly filled with cement or mortar the hollows 16 of the blocks of figures 3 and 4.
Figures 7 and 8 respectively show a beam and a column of this kind. These beams and these columns are designated respectively by 24 and 25 in Figure 12. The latter finally shows at 26 slabs such as those used for the construction of thin internal partitions, these slabs being however laid flat in figure 12 instead of being laid out of the way when they are used for the construction of a partition
Hollow beams 24 and hollow columns 25 can serve a variety of purposes in addition to that of standard hollow framing of a building. It is possible, for example, to pass ventilation pipes through it.
It is also possible to circulate in these beams and hollow columns gases used for heating and air conditioning the premises.
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If the columns are used as a chimney for a hearth, it is advantageous to make them serve at the same time as heating surface by radiation. In this case, in order to promote the radiation of heat, it is also possible to constitute the columns solely using blocks 2 of FIG. 1 and sheets applied against these blocks. These chimneys are then formed as shown in FIG. 9. The blocks are arranged in pairs oriented in two perpendicular directions. The blocks of a pair are in contact with those of an adjacent pair by part of their bases. The blocks of the same pair are located at a distance from each other such that their most distant side faces are distant by an amount equal to their width.
The blocks of the different pairs are joined together by a layer of hardened cement-based binder and by metal reinforcements 27 embedded in poured cement - in the hollows in the vicinity of the corners of the blocks. In addition, sheets 28 are applied to the four sides of the column and are connected together by means of bolts 29 passing through the spaces between the blocks of each pair.
In the absence of sheets such as 28, the set of blocks 2 arranged in pairs as has just been described constitutes a perforated column which can, in certain cases where the load to be supported is lower, be used as a replacement. a column such as the one shown in figure 8.
To produce the construction parts according to the invention, the blocks are advantageously compressed before and during the casting and the hardening of the cement of the joints and of that around the reinforcements which pass through these blocks. After setting the cement ,. these composite parts are prestressed reinforced concrete parts.
To facilitate penetration into the pipes, arranged in the hollow of the columns or the exit of these pipes from these columns, provision can be made for the latter to be formed at the places of penetration or exit of the pipes, by two blocks 2 arranged as the blocks of a pair in FIG. 9, these blocks being included between blocks with a square base such as the block of FIG. 3 and being joined to these latter blocks by a cement joint and by metal reinforcements which cross all the superimposed blocks.
To support hollow beams according to the invention by hollow columns according to the invention, the opposite beams can be made to rest by their ends on approximately one third of the width of the columns (see figure 10). each end of the beam is therefore about 10 centimeters by about 30 centimeters.
Horizontal metal reinforcements 9 embedded in cement poured into the hollows 15 and 16 connect the adjacent ends of the two beams resting on the same column to each other while vertical metal reinforcements 10 connect the column sections in the extension of one of the 'other. The reinforcements 9 and 10 are advantageously ligated. The axial hollows 14 of the column sections and the beams can communicate freely with each other. The other hollows are filled with concrete. The concrete between the ends of the beams and the lateral hollows of the column sections has not been shown.
The foundation of a column formed by a square construction piece according to the invention can be made using high-strength reinforced concrete blocks according to Figures 1 and 3. A foundation of this kind is shown. in figure 11
The lower block 12 of the column rests on a raft made up of four other blocks 12, one corner of which is placed below one of the corners of the lower block of the column in question. The aforesaid raft further comprises four blocks 2 arranged between the blocks 12 of the raft so that one of their end hollows 7 is below a hollow.
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made in the lower block of the column between the hollows at the corners of this block.
The eight blocks of the raft are joined, on the one hand., To the lower block of the column by metal reinforcements 31 embedded in cement poured in the superimposed hollow of these different blocks and, on the other hand, between them by concrete 32 The hollows in the different blocks of this raft can also be filled with concrete.
If the foundation provided by this raft is still of insufficient cross section to support the load transmitted by the column, the foundation raft can in turn be made to rest on building blocks of the type shown in Figures 1 and 3. In figure 11 we have shown eight parts of the type of figure 3 and eight parts of the type of figure 1 to support the first base of the radiero
In Figure 13, there is shown schematically an arrangement of the standard framework in a small bungalow intended to be combined with another of the same type and consisting only of rationalized and standardized construction parts according to the invention. The reinforced concrete frames are three meters apart from each other.
Partitions built in the places shown subdivide the built area into a number of rooms that can serve, for example, as bedrooms 32 and 33, bathroom 34, living room 35, cloakroom and WC in kitchen 36 in 37, coal reduction in 38 and entrance hall in 39o Wall cupboards can be arranged advantageously in the recesses between certain columns
In figure 14, there is shown a single storey apartment intended to be twinned with another in a building with multiple apartments and provided with the same framework as the bungalow of figure 13. Rooms 40, 41 and 42 can be used. of bedroom, room 43 of bathroom, 44 of WC, 45 of kitchen, 46 of dining room, 47 of smoking room,
48 living room, 49 living room, 50 studio. Surface 51 corresponds to a terrace formed by the extension of a slab on the outside of one of the exterior faces.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization, provided that these modifications are not inconsistent with the purpose of each of the following claims.
CLAIMS.