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ETABLISSEMENT DE CONSTRUCTIONS.
L'invention est relative à des perfectionnements apportés à 1'établissement de constructions, et concerne plus particulièrement des méthodes perfectionnées pour l'érection de structures en béton conformées en coquilles sur une forme pneumatique interne, des formes pneumatiques perfectionnées destinées à être utilisées dans de telles méthodes d'érec- tion et les structures perfectionnées en forme de coquille résultant de la mise en oeuvre des méthodes susdites.
L'expérience acquise dans l'érection de structures en béton en forme de coquille du type à paroi continue, auto-portante, sur une forme pneumatique interne, suivant les méthodes décrites dans les brevets des Etats-Unis antérieurs du demandeur, n 2.270.229 du 20 janvier 1942, nÓ 2.335.300 du 30 novembre 1943 et 2.388.701 du 13 novembre 1945 a établi le fait que de telles coquilles, dont la forme est conventionnellement celle d'un dôme, se fendent ou défaillent rarement dans leur portion supérieure, même non renforcée, car pratiquement toute la matière de la portion supérieure d'un dome en béton est en compression.' Toutefois, des défauts et des fentes se produisent parfois dans les parties formant la paroi latérale des dites structures,
du fait que dans tout dome existe un plan horizontal dénommé plan de rupture, en dessous duquel la matière se trouve en tension, en raison de la poussée radiale externe de la charge constituée par la portion supérieure. A partir de ce plan et vers le bas de la paroi latérale des anneaux de renforcement horizontaux ont été ordinairement appliqués de manière à contrecarrer cette poussée extérieure et, de ce fait, prévenir le développement de fentes invisibles et, ou de défauts de la paroi latérale De tels anneaux de renforcement travaillaient à la manière d'une armature enrobée conventionnelle et par suite restaient en défaut de précontraindre d'une fagon quelconque le béton des parties formant la paroi latérale de la structure de manière à les placer sous compression,
car on
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a constaté que toute mise en tension des anneaux pourrait se traduire par une sérieuse déformation des portions correspondantes de la paroi latérale de la forme pneumatique contre laquelle le béton est mis en place. En outre, en raison de la courbure de la paroi latérale de la forme, on ne considérait ni réalisable, ni même possible, d'appliquer un renforcement ou armature en treillis à la forme pneumatique, d'une manière telle qu'il se trouve sous tension préalable de façon à placer le béton durci de la paroi latérale de la structure sous compression après enlèvement de la forme.
Ceci résultait du fait qu'un renforcement ou armature en treillis se présente sous forme de bandes et doit nécessairement être appliqué sous forme d'une série d'enveloppes pratiquement cylindriques ayant des diamètres en gradins, autour de la paroi latérale courbée de la forme pneumatique, avec le résultat que, lorsque les enveloppes étaient tendues contre la forme, la tension variait d'une valeur trop grande à la partie inférieure de chaque enveloppe à une valeur trop petite dans sa partie supérieure .
Dans la pratique actuelle il a fallu dans certains cas relâcher la tension trop importante se présentant à la partie inférieure de chaque enveloppe, par exemple en sectionnant les fils formant le renforcement ou armature de manière à les em- pê'cher de couper et, de ce fait, de détériorer si pas de détruire la forme pnewnatique
Conformément à la présente invention, les difficultés susdites rencontrées dans la mise en tension préalable du renforcement ou armature de la paroi latérale d'une construction en béton érigée sur une forme pneumatique, de manière que la matière de la paroi latérale, comme celle de la partie supérieure du dôme, soit placée sous compression, peuvent être simplement,bien qu'effectivement,
surmontées par l''utilisation d'une forme pneumatique ayant un plan d'assise circulaire et des parois latérales droites (verticales) ou pratiquement droites. Comme au gonflement une telle forme est cylindrique dans la partie droite de sa paroi latérale, elle peut être enveloppée d'une ou plusieurs couches de treillis d'armature ou de renforcement pouvant être mises sous tension préalable de diverses manières qui vont être décrites, avec l'assurance que la tension est distribuée également dans toute la hauteur verticale de chacune des enveloppes ou couches de renforcement ou d'armature, et par suite sans aucun danger que la forme soit endommagée comme résultat de cette mise en tension.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la conformation de la partie supérieure de la forme pneumatique, et en particulier de la zone de celle-ci reliant la portion qui en forme la paroi latérale droite, avec la portion supérieure courbe, est effectivement contrblée.
On peut dire, à titre d'explication, qu'alors que dans la portion de paroi droite inférieure de la forme pneumatique les pressions de gonflement et de charge s'exercent toutes deux radialement vers l'extérieur la pression de gonflement tend à amener sa partie courbe supérieure à la forme d'une sphère tandis que la pression de charge tend à bcmber vers l'extérieur cette partie supérieure dans sa zone inférieure qui s'unit et raccorde à la portion formant la paroi latérale droite de la forme.
Bien que les pressions opposées susdites se contrecarrent l'une l'autre dans une certaine mesure, et que la pression de charge puisse étre utilisée pour déterminer une déformation contrôlée de la forme pneumatique lorsque le béton est mis en place à partir du sommet vers le bas, il est néanmoins très important qu'aucun mouvement ou déformation de la forme pneumatique ne se produise après que le béton a commencé à faire prise A cet effet, l'invention prévoit un renforcement ou armature spécial de la forme pneumatique dans sa zone ou région la plus sujette à se déformer ou se bcmber vers l'extérieur sous le poids de la charge placée sur la forme, et qui est efficace pour contrôler la configuration de la forme, que le béton soit mis en place à partir du bas vers le haut ou à partir du haut vers le bas.
les caractéristiques et objets ci-dessus, et d'autres caractéristiques et objets de l'invention seront plus explicitement définis dans
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la description détaillée qui suit et illustrés complètement ou pour partie dans les dessins annexés, sur lesquels :
Fige 1 est une élévation de côté d'un type de forme pneuma- tique propre à étre utilisée dans l'érection de structures en forme de co- quille conformes à l'invention, la vue étant destinée à illustrer la forme pneumatique placée sur un support ou fondation approprié et gonflée à une pression inférieure à la pleine pression de gonflement.
Fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1 illustrant le treil- lis de renforcement ou d'armature de la paroi latérale, appliqué à la forme pneumatique et mis sous tension préablable par le gonflement complet de la forme ,
Fig. 3 est une élévation de côté, avec arrachement partiel, illustrant la structure terminée,érigée sur la forme pneumatique montrée aux figs. 1 et 2, et avant le dégonflement et l'enlèvement de la forme;
Fig. 4 est une vue à échelle agrandie, généralement analogue à la figo 3, qui illustre certains détails de construction de la forme pneumatique et ses moyens d'ancrage ;
Fige 5 est une vue analogue à la fig. 2, destinée à illustrer une autre méthode de mise en tension du treillis de renforcement ou d'armature appliqué à la portion latérale droite de la forme pneumatique;
Figo 6 est une coupe typique, pratiquée dans une portion de la paroi latérale droite de la structure en coquille finale : Figso 7 et 8 sont des vues à échelle agrandie illustrant des types de remplacement, de renforcement ou armature spécial, appliqués à la forme pneumatique dans le but de contrôler sa conformation dans la zone de cette forme qui relie la partie supérieure courbée et la partie inférieure en forme de paroi droite ; et,
Fig. 9 est une coupe verticale pratiquée dans une forme pneumatique comportant un autre type de renforcement ou armature spécial pour contrôler la conformation de la forme.
En se referait aux dessins, la référence 10 (fig. l-4) désigne généralement une forme pneumatique interne destinée, conformément à l'invention, à être utilisée pour l'érection de structures en béton en forme de coquille, caractérisées par un plan d'assise circulaire, une partie supérieure ou voûte en forme de dôme, courbée en vue de la résistance et l'évacuation des eaux, et des parois latérales droites (verticales) ou pratiquement droites.
La forme pneumatique 10 est établie à une dimension et dans une forme telles que, lorsqu' e lle est gonflée, elle présente les dimensions et forme de l'intérieur de la structure désirée qui, ainsi qu'il ressort des brevets antérieurs précités du demandeur, doit étre érigée sur cette forme par mise en place du béton, par gunnitage ou autrement, sur la face extérieure de la forme et sans emploi d'une quelconque forme extérieure
Conformément, la forme 10 comporte une portion supérieure courbée ou en forme de dame, 11, une partie constituant la paroi latérale, droite,12, et un plan d'assise circulaire.
De préférence, la forme pneumatique 10 est fermée à sa partie inférieure, comme en 13, bien que pour des structures de grandes dimensions établies pour l'usage commercial , la forme puisse être du type ouvert en dessous, décrite dans le brevet des Etats-Unis antérieur du demandeur n 2,388.701. La forme pneumatique 10 peut être confectionnée en divers matériaux ccmme de la toile, du nylon, tissu de ballon, etc.., et, de préférence,elle est garnie intérieurement et extérieurement, en surface, de caoutchouc ou d'une matière analogue au caoutchouc, comme du néoprène.
Bien que la forme pneumatique puisse étre établie sur le sol ou un échafaudage, elle est illustrativement montrée fige 4 placée
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sur une dalle de plancher 16, et elle est fermement maintenue contre les forces de soulèvement développées pendant son gonflement, à l'aide d'une bande de retenue 17 s'étendant tout le long de son périmètre inférieur, la dite bande étant à son tour fixée à l'embase 18 de la dalle de plancher par un câble 19 passé dans des yeux ou crochets 20 enrobés dans l'embase.
Un raccord 21 (FIg. 1) procure un moyen commode grâce auquel un gaz approprié sous pression, quelconque, comme par exemple de l'air, peut être introduit à l'intérieur de la forme pour assurer son gonflement.
En raison de la courbure de la partie supérieure 11 de la forme pneumatique,la partie supérieure de la structure qui y est érigée est pratiquement exempte ou immunisée de fentes ou défauts structuraux, car le béton qui la constitue est pratiquement tout entier en ccmpression comme expliqué plus haut.
Conformément à l'invention, le béton qui constitue la partie formant la paroi latérale de la structure, est renforcé de manière à non seulement permettre à la paroi latérale de la structure en béton de résister à la poussée vers l'extérieur de la charge formée par sa partie supérieure ou voite, mais également de façon à placer le béton de la paroi latérale sous compression, c'est-à-dire d'en réaliser une mise en tension préalable, en obtenant ainsi les avantages connus du béton précontraint, notamment une structure plus résistante et par suite plus stable, une réduction du poids mort et une économie dans la quantité d'armature nécessaire.
La précontrainte désirable du béton de la paroi latérale de la structure est rendue possible par l'utilisation d'une forme pneumatique caractérisée par un plan d'assise circulaire (ou à peu près circulaire ainsi qu'il apparaîtra par après) et des parois latérales droites comme indiqué plus haut, car un renforcement ou armature en treillis peu coûteux peut étre appliqué à la forme pneumatique du type à paroi latérale droite, sous forme d'une série d'enveloppes cylindriques, en une ou plusieurs couches, et ensuite mis sous tension uniformément sur toute la hauteur de chaque enveloppe, sans déformation de, ou avarie à la forme. La mise sous tension précitée de l'armature peut être réalisée de façon simple de diverses manières.
En référence aux figso 1 à 4, qui illustrent une de ces manières, la figo 1 étant destinée à montrer la forme pneumatique partiellement gonflée seulement, c'est-à-dire à environ 0,44 Kg - par dm2, une armature constituée par un treillis de la largeur désirée pour permettre la manipulation commode, est mise en place de manière à envelopper étroitement la seule partie 12 formant la paroi latérale droite de la forme Après assujettissement des extrémités des enveloppes, l'armature se présente sous la forme de bandes encerclant la forme, qui sont désignées 24a, 24b, 24o et 24d.
La forme pneumatique est alors complètement gonflée (fige 2)à une pression calculée pour lui permettre de résister à la charge du béton y placé, laquelle pression peut, conformément à l'invention, être de l'ordre de 1,7 Kg ¯ par du2 , ce gonflement complet se traduisant par une mise en tension notable de l'armature ou renforcement et une distribution égale de la tension sur toute ls hauteur des diverses bandes de renforcement ou d'armature. Au lieu d'appliquer le renforcement ou armature sous forme de bandes individuelles, il peut être appliqué dans la forme d'une bande ou longueur continue de treillis d'armature enroulée autour de la partie formant la paroi latérale droite de la forme pneumatique. Si on le désirait, en remplacement d'une couche unique comme illustré, des couches multiples d'armature pourraient étre appliquées à la forme.
En remplacement du treillis d'armature, comme ci...dessus, on pourrait utiliser des barres de renforcement, de petit diamètre, peu espacées, s'étendant horizontalement autour de la partie formant la paroi latérale droite de la forme.
Lorsque le béton est projeté avec force sur la surface externe de la forme pneumatique avec son armature, comme par exemple par la méthode bien connue de gunnitage, conformément à l'enseignement des brevets antérieurs précités, le renforcement ou armature, dans son état tendu, est
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enrobé dans la couche continue de béton formée sur la forme, ainsi qu'il- lustré fige 6.
Pour assurer une profondeur voulue d'enrobement, le treillis d'armature peut être légèrement attiré vers l'extérieur ou écarté de la sur- face externe de la forme à l'aide d'un crochet ou autre outil approprié tan- dis que le gunnitage s'effectue, mais d'ordinaire la force de projection du béton est telle qu'il passe derrière le treillis et enrobe de manière sûre ce dernière
La pleine pression de gonflement est naturellement maintenue pendant la prise du béton, ceci se traduisant à son tour par le fait que la tension de l'armature est maintenue pendant la période de prise.
Tou- tefois, lorsque le béton est durci, et lorsque la forme pneumatique 10 est dégonflée et retirée de la structure en forme de coquille résultante, com- me par exemple à travers l'ouverture d'une fenêtre ou d'une porte donnant à l'intérieur de la structure, le béton durci maintient cette tension à l'encontre de la poussée de l'armature tendant à se contracter et à revenir à son état non tendu. En raison de cette tendance, l'armature place le béton de la partie constituant la paroi latérale de la structure, sous com- pression notable, méme sous la charge de la portion constituant la partie supérieure ou voûte en béton de la structure.
De cette façon la défail- lance ou le fendillement de la partie formant la paroi latérale de la structure ne peut se produire que si la résistance à traction de l'armature ou la résistance à compression du béton est dépassée, conditions très improbables dans des structures telles que celles ici envisagées dont les parois latérales doivent, généralement parlant, ne supporter que la charge de la voûte.
Comme indiqué plus haut, l'armature ne s'étend que jusqu'à la ligne supérieure de la partie.formant la paroi latérale droite de la forme pneumatique 10, car il n'est pas possible de disposer les enveloppes d'armature sur les portions courbes de la forme, et il est trop coûteux de renforcer ces portions par des anneaux d'armature. A partir de cette ligne, vers le haut, la forme se courbe vers l'intérieur et le haut pour se fondre dans la partie supérieure conformée en dame, proprement dite, de la forme. Dans la pratique actuelle, on a constaté que cette portion de raccordement 14 de la forme pneumatique tend à se déformer vers l'intérieur lorsque la forme est gonflée, et à bomber et,ou se tendre en direction externe sous la charge du béton placé sur le sommet de la forme.
Toute déformation de ce genre se produisant pendant la prise du béton est hautement objectionnable et peut également se traduire par une malconformation de la structure en béton. Conformément, il est proposé de contrbler la forme de la portion recourbée vers l'intérieur, ou de raccordement, 14, de la forme pneumatique, ce que l'on peut réaliser de diverses façons.
Une manière est illustrée dans les figs. 1 à 5, 7 et 8, et comprend une multiplicité de bandes de renforcement ou d'armature, disposées horizontalement et espacées entre elles, s'étendant autour de la portion de raccordement de la forme dont question plus haut, comme généralement illustré.
Les bandes de renforcement peuvent affecter la forme de rubans ou de cordes 30, confectionnés à l'aide d'un tissu en verre, qui est pratiquement inex- tensiblc, et qui sont de préférence appliqués et fixés à la forme pendant sa fabrication, par exemple par couture, collage, etc... Ces rubans ou cordes 30 peuvent être fixés contre la surface externe de la forme pneumatique comme indiqué dans la figo 7, ou bien ils peuvent être fixés à sa surface interne comme dans la fig. 8.
Un autre moyen pour contrôler la conformation de la forme pneumatique dans toute sa portion dite de raccordement 14, est illustré fig. 9 et comprend des membranes horizontales en forme de disque, 34, distribuées à différents niveaux de la dite portion de raccordement, et qui sont fixées ou assujetties à leur périphérie à la surface interne de la forme de manière à etre contenues dans l'espace interne de celle-ci. les membranes 34 peuvent être confectionnées à l'aide d'une matière à maillas ouvertes présentant une résistance élevée à l'extension,
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ou bien elles peuvent être établies à l'aide d'un tissu inextensible, comme par exemple un tissu en verre.
Lorsqu'elles sont confectionnées en tissu plein, les membranes 34 sont pourvues d'une ou plusieurs ouvertures afin de maintenir une pression égale dans la forme pneumatique Il résulte de ce qui précède que le renforcement ou armature localisé, comme les bandes de renforcement 30 ou les membranes 34, est spécialement avantageux dans les structures à paroi latérale droite, dans lesquelles aucune déformation de la forme sous la charge du béton appliqué en premier lieu à sa portion supérieure, n'est requise ou désirée, comme c'est le cas dans les structures dont la forme est celle d'un vrai dôme, caractérisées par des parois latérales courbes dans toute leur étendue.
En référence à la figure 5, cette figure illustre en partie une méthode alternative pour effectuer la mise en tension du renforcement ou armature qui est nécessaire pour placer le béton de la paroi latérale de la structure sous compression. Conformément à cette méthode alternative, le gonflement complet de la forme pneumatique est effectué à sa pression de support de charge de 1,7 Kg ¯ par dm2 , avant l'application des enveloppes de renforcement ou d'armature 24a à 24b. La mise en tension du renforcement ou armature est effectivement réalisée en plaçant tout d'abord le béton sur la partie supérieure en dome de la forme pneumatique, comme indiqué fig. 5, et ainsi que mentionné précédemment dans le brevet n 2.335.300.
En raison de l'aptitude des bandes ou rubans de renforcement 30 (ou des membranes de renforcement 34) d'empêcher le bombement de la forme pneumatique dans la zone de cette forme où ce bombement est susceptible de se produire, c'est-à-dire dans la portion de raccordement courbe précitée, la charge du béton appliqué au sommet de la forme se traduit par un accroissement appréciable de la pression dans ses parties qui en forment la paroi latérale droite. Comme cette pression est également appliquée en direction externe, elle se traduit dans la partie en paroi droite par une tendance à accrot- tre son diamètre.
Un tel accroissement de diamètre quand bien même il serait limité, est néanmoins suffisant pour réaliser une mise en tension préalable notable du treillis de renforcement ou d'armature, de la manière et avec les résultats avantageux dans la structure finale exposés plus haut en relation avec la méthode des figs. 1 à 4.
Sans plus d'analyse, on observera que la mise en pratiqué des méthodes définies plus haut donne une structure en béton en forme de coquille dans laquelle la matière, tant du sommet courbé que des parois latérales droites,se trouve sous un degré de compression tel que la structure est très solide et stable, et n'est pas sujette à défaillance ou au fendillement. Les méthodes définies pour atteindre ce résultat désirable sont en pratique simples et ne nécessitent pas d'habileté spéciale.
La présente invention procure également une forme pneumatique perfectionnée comportant des moyens gràce auxquels sa forme, lorsqu'elle est gonflée et chargée, peut être effectivement contrôlée, assurant ainsi une conformation fixa pendant la prise du béton qui y est placé, de même qu'une conformation uniforme de toutes les structures établies sur une forme pneumatique donnée
Bien que l'invention ait été décrite comme se rapportant à des méthodes d'établissement de coquilles ou structures à parois latérales droites, ayant en plan une forme circulaire, sur des formes pneumatiques conformées de manière correspondante,
il doit être entendu que l'expression "circulaire" appliquée au plan d'assise de la structure et à la section horizontale de la forme pneumatique doit être interprétée comme signifiant "presque circulaire ou "pratiquement circulaire", du fait que dans le cas de la forme pneumatique, la conformation presque ou pratiquement circulaire tend à devenir circulaire sous la pression de gonflement, et de ce fait tend le renforcement ou armature, d'une manière uniforme, comme décrit plus haut et, pour ce qui est de la structure finale, des déviations limitées d'une forme en plan circulaire sont permises du point de vue architecture.
Egalement, dans l'éventualité où la mise en place du béton sur la forme par
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gunnitage ou. à la treuelle s'avérait trop onéreuse pour une construction d'un prix réduit à l'extrme que l'on pourrait désirer dans certaines ré- gions et, ou contrées, la structure ou son enveloppe externe pourrait être établie à l'aide de briques ou de blocs de béton peu coûteux obtenus sur place, disposés contre la forme pneumatique ou la partie formant la paroi latérale droite de celle-ci, après mise en tension préalable du renforcement ou armature comme susdit, les briques ou blocs étant ancrés au renforcement ou armature à l'aide d'un coulis ou autre moyen.
Un grand nombre de modifications pouvant être apportées dans l'exécution des constructions et des méthodes précitées sans se départir de l'esprit de l'invention, il doit étre entendu que tout ce qui est conte- nu dans la description qui précède, ou représenté par les dessins annexés, est à considérer comme illustratif et non dans un sens limité.
REVENDICATIONS.
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1.- La méthode de construction de structures en forme de co- quille, en béton en compression, qui consiste à prévoir une forme pneumatique normalement dégonflée ayant en plan une forme circulaire, une partie formant paroi latérale pratiquement droite, et une portion supérieure de conformation générale en dôme, et qui est propre, par gonflement, à procurer une forme interne pour la structure, à ancrer la forme le long de son périmètre inférieur à un support approprié, à pneumatiquement dresser la forme, à appliquer un treillis de renforcement ou d'armature à la paroi latérale pratiquement droite de la forme, à placer le dit treillis sous tension en accroissant la pression d'air dans au moins la partie de la paroi latérale pratiquement droite de la forme,
à appliquer du béton à la surface externe de la forme de manière à former sur celle-ci une couche contenue de béton et à y enrober le treillis de renforcement ou armature sous tension, à maintenir la forme gonflée et de ce fait le treillis de renforcement ou d'armature sous tension pendant la prise de la couche de béton, et à dégongler et enlever la forme pneumatique de la structure en forme de coquille résultant après prise du béton.
20- La méthode de construction de structures en forme de coquille, en béton en compression, qui consiste à prévoir une forme pneumatique normalement dégonflée ayant en plan une forme circulaire, une portion formant la paroi latérale pratiquement droite, et une portion supérieure de conformation générale en dôme, et qui est propre, par gonflement, à procurer une forme interne pour la structure, à ancrer la forme le long de son périmètre inférieur à un support approprié, à gonfler la forme, à appliquer un treillis de renforcement ou d'armature à la paroi latérale pratiquement droite de la forme, à accroître la pression dans la forme pour, de ce fait, placer le treillis de renforcement ou d'armature sous tension,
à appliquer du béton à la surface externe de la forme de manière à enrober le treillis de renforcement ou d'armature sous tension ainsi que former une couche de béton continue de même extension que la dite surface externe, à maintenir la forme gonflée et de ce fait le treillis de renforcement ou d'armature sous tension jusqu'au moment où le béton à fait prise, et finalement à dégonfler et enlever la forme de la structure en forme de coquille résultante après prise du béton.
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