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PLANCHER D'IMMEUBLES.
(InventeurA. Durant).
La présente invention concerne un plancher constitué essentiellement par des poutrelles préfabriquées au moyen de corps creux partiellement remplis de béton et précontraintes par des armatures en acier dur.
Par la préfabrication des poutrelles et l'ensemble des dispositions faisant partie de l'invention, un tel plancher peut être exécuté sans étais ni coffrage;, et le volume du béton à mettre en oeuvre au chantier est des plus réduitso Il est possiblede plusieurs fagons rapides et économiques, d'exécuter le remplissage entre poutrelles; de plusla solidarisation transversale des poutrelles est facile à réaliser.
Par la disposition des alvéoles des corps creux, ce plancher présente en outre de sérieuses qualités désolation phonique et thermique; par la précontrainte, il réalise une importante économie d'acier d'armatures, tout en assurant la parfaite conservation de celle-ci.
Les particularités essentielles des poutrelles entrant dans la composition du plancher selon 1?invention résident dans les caractéristiques suivantes :
Elles sont exécutées au moyen de corps creux en matériaux résistant à la compression céramique, béton ou autre, constitués, à la partie inférieure, par une table alvéolée pour des raisons désolation, à la partie supérieure, par une table alvéolée pour des raisons d'allègement et de fabrication ; la table supérieure est interrompue au milieu de sa largeur pour permettre le passage des armatures en acier dur et le remplissage en béton constituant la plus importante partie de l'âme des poutrelles;le complément de ce corps est représenté par les cloisons des corps creux réunissant les tables inférieure et supérieure;
deux de ces cloisons dans la par- tie centrale délimitent la section du remplissage en béton ; autres cloi- sons constituant les flancs de la poutrelle sont profilées de telle sorte
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quelles permettent d'y asseoir les éléments de remplissage entre poutrelles.
A la préfabrication des poutrelles, les corps creux sont alignés bout à bout en laissant cependant entre chaque élément un espace permettant l'exécution d'un joint au mortier assurant, d'une part, la continuité de l'ensemble résistant et, en même temps, la discontinuité des alvéoles, y brisant ainsi toute résonance.
Soit au milieu de la longueur de la pôutrél- le, soit en d'autres endroits de cette longueur, un espacement plus ou moins grand entre deux éléments contigus sera laissé pour permettre la coulée -d'une partie pleine en béton comportant des trous pour le passage d'armatures devant assurer la solidarisation transversale des diverses poutrelles, à moins que ces armatures soient noyées d'avance dans le béton à la préfabri- cation..Apres mise en tension des armatures en acier dur placées dans l'alvéole central, lesquelles sont judicieusement frettées par des étriers sortant au-dessus de la table supérieure, le remplissage en béton de cet alvéole est effectué;
après durcissement du mortier des joints et du béton de remplissage, on effectue la relaxation des armatures en acier dur, et l'ensemble ainsi obtenu, judicieusement précontraint et calculé, dans des conditions bien déterminées, donne une poutrelle capable de supporter les contraintes engendrées par le poids mort du plancher en cours d'exécution.
Par la suite, un chapeau en béton coulé sur la table supérieure des corps creux, et solidarisé avec la poutrelle primitive par adhérence ainsi que par les étriers prévus dans celle-ci, donnera une section définitive telle, qu'après durcissement, le plancher peut entrer en service et résister aux contraintes nouvelles qui lui seront imposées.
Le remplissage, sol et plafond, entre les poutrelles peut s'effectuer avec de nombreux moyens connus, mais de préférence et conformément à l'invention selon les indications ci-après :
Le plafond entre poutrelles est constitué par des corps creux en matériaux durs tels que béton ou céramique, de faible épaisseur sensiblement égale à celle de la table inférieure des poutrelles et comportant des alvéoles analogues à ceux de ces poutrelles dans la même région ; derniers corps creux sont posés à bain de mortier sur les flancs des poutrelles pourvus, à cette fin, de repos convenables, par exemple des talons en relief.
Le sol entre poutrelles est constitué par des corps creux en matériaux durs tels que béton ou céramique présentant les caractéristiques suivantes :
Ils sont composés d'une paroi supérieure horizontale, d'une ou plusieurs cloisons-voûte en forme d'arc brisé ou surbaissé, réunies par de petites cloisons qui en assurent le monolithisme et lui donne le caractère d'un élément alvéolé aux qualités incontestables d'isolation; les voûtes s'appuient aux naissances sur les poutrelles; chacun des bords latéraux comporte deux parties en creux; la première, à la naissance de la ou des voûtes, est remplie de mortier à la pose, assurant ainsi la bonne qualité des appuis et permettant le réglage de niveau, la seconde, limitant la coulée du chapeau en béton de la poutrelle, assure un raccord parfait avec celui-ci ;
deux dispositions ont, en outre, l'avantage d'éviter tout risque de claudi- cation des éléments; la paroi supérieure horizontale, après exécution du chapeau en béton sur poutrelle, peut représenter avec celui-ci l'aire plane du plancher fini.
Ainsi, à la pose des corps creux à bain de mortier, leur niveau supérieur est réglé pour s'établir de niveau avec la face supérieure du chapeau en béton des poutrelles; il est encore possible de prévoir, en sus de ces dispositions, la coulée d'une dalle générale en béton au-dessus de cet ensemble, particulièrement recommandée pour les cas de fortes surcharges ou de grandes portées.
Par l'exécution en deux temps du remplissage sol et plafond et l'utilisation d'éléments alvéolés de faible épaisseur mais voûtés pour l'élément porteur, on évite, d'une part, tout effort de traction dans un maté-
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riau résistant mal à ce genre d'effort, d'autre part, l'utilisation d'élé- ments ayant une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur du plancher, qui seraient en conséquence fragiles et encombrants.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'un élément creux destiné à la fabrication des poutrelles.
La fige 2 est une vue en perspective d'un hourdis de sol.
La fig. 3 est une vue en perspective d'un élément pour servir de support d'enduit en plafond.
La fig. 4 est une vue en perspective d'une poutrelle préfabriquée prête à la pose.
Les fig. 5 et 6 sont respectivement des coupes transversales de la poutrelle de la fig. 4 dans les parties extrêmes comportant des étriers et la partie centrale sans étriers.
La fig. 7 représente en perspective un ensemble de plancher des- siné pour en montrer les différentes phases d'exécution.
L'élément creux monolithe A montré sur la fige 1 est constitué par : - une table inférieure 1, dont les flancs 3 sont en biseau, comportant des alvéoles longitudinaux 2; - une table supérieure 4 évidée par des alvéoles longitudinaux 5 et interrompue dans la partie centrale 6; - deux âmes 7 légèrement inclinées sur la verticale et deux âmes 8 représentées ici verticales sans que cette indication soit impérative.
Les âmes 8 peuvent comporter, sur leurs faces extérieures, de petits bourrelets 9.
On remarquera que les alvéoles de la section de cet élément présentent le triple avantage de l'alléger, de le rendre insonore et, enfin, de régulariser les épaisseurs de matière, ce qui, dans le cas de la céramique, est avantageux tant au point de vue du filage que de la cuisson.
Comme on le verra ultérieurement, la hauteur H des éléments est celle de l'épaisseur du plancher brut terminé, diminué de l'épaisseur du chapeau en béton coulé sur la face supérieure des éléments A. Leur longueur L est avantageusement aussi grande que possible, compte tenu des possibilités de fabrication.
Sur la fig. 2, l'élément creux monolithe B est constitué par une table supérieure 10 et quatre cloisons 11, inclinées sur l'horizontale, séparées entre elles et de la table 10 par des alvéoles 12. Le nombre de cloisons inclinées n'est pas impératif; il est déterminé, ainsi que leur épaisseur, par la résistance propre de la matière utilisée, l'inclinaison des cloisons et les conditions de charges imposées. Les cloisons 11, inclinées en sens opposés, forment la voûte qui confère à cet élément sa résistance sous les charges.
Les flancs qui bordent cet élément et réunissent entre elles les cloisons précitées, comportent chacun deux rainures 13 et 14, cette dernière en retrait de la rainure 13, de telle sorte que l'élément B comporte deux repos latéraux 15 pour son appui sur les poutrelles. Comme précédemment, la longueur des éléments sera avantageusement aussi grande que possible, compte tenu des possibilités de fabrication.
Sur la fig. 3, Isolément C est une dallette représentée avec deux alvéoles sans que ce nombre soit impératif; les abouts 16 sont avantageuse-
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ment biais. Ils sont destinés à coopérer avec les biseaux 3.
Pour constituer une poutrelle telle que montrée sur la fig. 4, les alvéoles d'un certain nombre d'éléments A sont préalablement obturés à leurs extrémités par une membrane de faible épaisseur, afin d'empêcher le mortier des joints entre éléments A de s'y introduire, lors de l'exécution de ceux-ci. Puis les éléments A sont alignés bout à bout, écartés de l'épaisseur des joints et éventuellement, entre certains d'entre eux, de l'épaisseur du ou des chevêtres 23 pouvant être nécessaires pour la solidarisation transversale des poutrelles. On met alors en place dans la gouttière, constituée par l'alignement des creux 6, des armatures en acier dur 17. Préalablement, le faisceau d'armatures est enfilé dans des serpentins 18 à spires aplaties formés de fils d'acier doux.
Les armatures 17 et les serpentins 18 sont déterminés pour assurer la précontrainte nécessaire et résister aux efforts tranchants.
Comme il est montré sur la fig. 4, les serpentins 18 peuvent ê- tre localisés au voisinage des extrémités de la poutre, là où les efforts tranchants sont les plus importants; les efforts tranchants de la région centrale peuvent être supportés simplement par les parois des éléments A.
Outre leur fonction d'étriers au voisinage des appuis, les serpentins 18 frottent les armatures 17 et sont destinés à lier l'âme et le chapeau de la partie portante de la poutrelle.
Après mise en place de l'ensemble dans la gouttière, les armatures 17 sont tendues à l'aide d'appareils prenant appui sur des massifs extérieurs aux éléments A.
La position et l'importance des armatures 17 sont déterminées pour obtenir, dans la poutrelle, à la relaxation des fils, une compression des fibres inférieures au moins égale à la tension maximum résultant du totale des charges du plancher en service, sans provoquer néanmoins de tension dangereuse des fibres supérieures.
On coule alors les joints au mortier entre les bouts des éléments A et on remplit de mortier ou béton la gouttière sensiblement jusqu'au niveau supérieur de celle-ci (voir fig. 5).
Les boucles des serpentins 18 sont de hauteur telle que leur partie supérieure émerge du béton. Ces boucles en attente sont destinées à être enrobées dans le chapeau en béton ; ellespeuvent servir, en outre, au levage des poutrelles.
Des armatures transversales 19, en acier doux, sont prévues à l'emplacement du ou des chevêtres 23. Elles sont noyées dans du béton coulé entre les extrémités d'éléments A qui encadrent ces chevêtres jusqu'au niveau supérieur de ces éléments.
Dans les autres parties de la gouttière qui ne comportent pas d'étriers,le remplissage en mortier ou béton peut être plus réduit. La hauteur du remplissage (voir fig. 6) est déterminée principalement par la nécessité d'enrober les armatures et d'assurer la solidarisation des différents éléments constitutifs.
Après prise du béton, les armatures sont séparées des organes de mise en tension, et la poutrelle ainsi précontrainte est prête à être transportée et posée à son emplacement définitif.
La forme de réalisation montrée sur la fige 4 correspond à une poutrelle allégée au maximum pour en faciliter la manutention et la pose en place.
Il est évident que l'on peut également remplir la gouttière sur toute sa longueur.
Afin de réduire encore la quantité de béton coulé sur place, on peut même couler à l'avance, comme montré par les pointillés 20 sur les fig. 5 et 6, le chapeau de béton de ces poutrelles, la hauteur de ce chapeau étant égale à la hauteur K des éléments B (fig. 2) et la largeur des surfaces libres 21, ménagées au bord des poutrelles, étant égale à la lar-
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geur du repos 15. Dans ce cas, le béton coulé sur place est limité au rem- plissage des rainures 13 et 14.
La fig. 7 montre, à divers stades de construction, un plancher réalisé selon l'invention.
Dans la deuxième travée visible en partant du bas de la figure, les armatures 19 sont encore en attente; dans la travée suivante, elles sont enrobées dans le béton du chevêtre 23 coulé sur la face supérieure d'un des éléments C antérieurement posés à bain de mortier de ciment ou plâtre sur les flancs 3. Un coffrage auxiliaire Quelconque permet la réali- sation des faces latérales de ces chevêtres.
Dans la quatrième travée, les hourdis de sol B sont posés sur les poutrelles à bain de mortier ; rainures 14, pour ce faire, sont, à la pose,remplies de mortier que les bourrelets 9 maintiennent en posi- tion.
Dans les autres travées représentées coupées, le plancher brut a été terminé ; le chapeau 24 a été coulé sur les poutrelles et entre les éléments B dont il remplit les rainures 13 de solidarisation ; vide lais- sé entre les éléments B, au droit des chevêtres de solidarisation, est éga- lement rempli de béton 25 assurant ainsi une aire de sol uniformément pla- ne.
Plusieurs variantes permettent, pour les cas de fortes surcharges ou de grandes portées, d'augmenter la résistance du plancher.
L'une de celles-ci consiste à couler au chantier, sur l'ensemble précédemment défini, une dalle générale en béton d'épaisseur convenable.
Une seconde permet d'obtenir le résultat cherché en réalisant les planchers au moyen de poutrelles accolées et coiffées au chantier par une dalle générale en béton comme dans la variante précédente.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au plancher qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.