BE541661A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   La présente invention se rapporte à un mode de réa- lisation de tanks, réservoirs, silos, tuyaux, etc.., et a pour but d'obtenir une économie par la mise en oeuvre de matériaux de quali- té supérieure, susceptible de travailler à des tensions notablement plus élevées que celles normalement adoptées. 



   En vue de la réalisation de ce but, des fils d'acier de préférence à haute limite élastique et à résistance élevée à la rupture sont enroulés avec une tension nulle ou modérée autour de la paroi ou des parois et constituent l'élément résistant. 



   La ou les parois ne servent qu'à contenir le fluide et à transmettre les efforts aux fils constituant les éléments porteurs et peuvent être en une matière relativement moins résis- -tante . 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   L'invention sera décrite ci-après d'une manière détail- lée dans son application à des tanks (figures 1,2 et 3), à des réservoirs (figures 4 à 7), à des silos (figures 8,9 et 10) et à des tuyaux (figures 11 à   15).   



   Ainsi que cela ressort des figures 1,2 et 3, un tank réalisé suivant l'invention se distingue essentiellement en ce que les sollicitations du fluide sur les parois 1 du réservoir ne sont pas reprises par les parois elles-mêmes, mais par des fils d'acier 2 enroulés autour de celles-ci. Ces fils sont de préférence à haute limite élastique et à haute résistance à la rupture. 



   Comme les parois ne servent ainsi   qu'à   contenir le flui- de et à en transmettre les efforts aux éléments porteurs (donc les fils), qui constituent l'élément résistant, elles   peu,     nt   être réalisées en une matière quelconque moins résistante et d'une qualité qui peut être inférieure à celle exigée dans les réservoirs en usage actuellement. 



   La seule sollicitation à laquelle la paroi est soumise est la transmission des efforts du fluide aux fils et la paroi doit donc être suffisamment forte pour résister à cette solli- citation dans l'espace compris entre les fils. 



   Pour cette paroi, on peut choisir différents matériaux comme par exemple de la tôle de fer, de cuivre, d'aluminium, d'acier inoxydable, etc.., un enduit asphaltique ou caoutchouteux armé par un treillis, du béton ou une   matière   plastique appropriée. 



   Dans le cas de parois rigides ou semi-rigides, telles que le béton ou le métal, il est nécessaire de prévoir des dispositifs de libre dilatation. 



   Si l'on considère en effet une paroi de tôle en acier doux et si l'on part de la formule bien   connue : T =   Ed, on comprend que la paroi transmettant   aux-   fils les effort du liquide., devra se dilater d'une quantité égale à la   dilatation   

 <Desc/Clms Page number 3> 

 des fils. Or, les fils sont calculés de manière à travailler à une tension élevée (acier à haute limite élastique). 



   La quantité E étant sensiblement égale pour l'acier doux et l'acier dur, il en résulte qu'à une égalité des dilatations correspond une quasi égalité des tensions. 



   Il faut donc intercaler dans la paroi, dans le sens des dilatations des fils, un dispositif permettant la libre dila- tation de cette paroi sous une mise en charge correspondante. 



   Dans le cas du réservoir représenté par les figures 1, 2 et 3, les dispositifs de libre dilatation peuvent être consti- tués par exemple par des gorges 3 prévues dans la paroi dans le sens de la hauteur. Celles-ci peuvent servir en même temps de rai- disseurs de la paroi et éventuellement de supports à la coupole ou la calotte supérieure de fermeture. 



   Si, comme dans l'exemple représenté, le réservoir compor- te un fond rigide (base 4 en béton), des moyens spéciaux de- vront être prévus pour le raccord de la paroi du réservoir avec ce fond. 



   En effet, une particularité de l'invention est de permet- tre aux parois du réservoir des dilatations beaucoup plus for- tes que pour un réservoir ordinaire (les tensions de travail étant élevées). 



   Il en résulte que, dans le cas où aucune précaution ne serait prise, il se produirait   undéchirement   de la paroi   à la   liaison de celle-ci avec le fond par suite de la différence des dilatations. 



   Or, comme les dilatations du fond sont minimes un moyen de remédier à ce danger de déchirement peut consister à réduire et les dilatations de la paroi dans la zone attenant au fond/de faire en sorte d'obtenir une diminution graduelle des dilata- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 tions depuis l'endroit de la dilatation maxima de la paroi jusqu'au fond. 



   Cette variation peut être obtenue en renforçant à son extrémité inférieure la tôle 1 constituant la paroi par une deuxième tôle 5 qui est soudée ou fixée autrement à la premiè- re et en diminuant l'entre-distance des fils (en P. figure 2) dans la zone de transition se trouvant entre la paroi normale et la zone du fond. 



   Cette diminution de l'entre-distance des fils correspond à une diminution des tensions de travail et à une dilatation moindre. 



   Dans la paroi normale, l'entre-distance des fils est cal- culée de manière à obtenir une dilatation semblable sur la hau- teur de la paroi. 



     0' est   pourquoi, on   prévoit' du   haut vers le bas une dimi- nution graduelle et en général quasi-linéaire des entre-distan- ces des fils entourant la.réservoir. Cette diminution est pour la raison exposée ci-dessus accrue dans la zone située peu au-dessus du fond. 



   Outre l'entre-distance, on peut aussi faire varier la section des fils selon les efforts à supporter. 



   A l'endroit de la liaison entre le réservoir et le fond les gorges de dilatation 3 sont noyées chacune dans une niche 6 remplie d'une matériau plastique, par exemple du bâton asphal- tique. 



   L'étanchéité du joint entre la tôle 1 et le fond 4 est accrue par l'écrasement d'un matériau plastique (référence 7 - figure 2); cet écrasement peut être favorisé par un certain nombre de fils précontraints de façon à obtenir une pression unitaire supérieure à la pression du liquide. 



   L'invention peut être appliquée à tout récipient destiné à contenir un fluide quelconque et en ordre principal à des réservoirs, des silos. Elle peut être utilisée également dans - 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 le cas de tuyaux. 



   Ces récipients peuvent contenir des gaz, des liquides, des matières pondéreuses telles que : ciment, gravier, char- bon, minerais, etc. 



   Les figures 4,5, 6 et 7 se rapportent à la réalisation de réservoirs qui, tout comme dans le cas du tank des figures 
1 à 3, comprennent une paroi 8 et des fils d'acier 9 enroulés autour de celle-ci, de préférence à haute limite élastique et constituent l'élément résistant, tandis que la paroi ne sert qu'à contenir le fluide et à transmettre les efforts aux fils. 



   Le dispositif de libre dilatation peut être formé par une série de gorges 10. 



   Au voisinage du fond, la hauteur de ces gorges se réduit graduellement à séro, les dilatations de la paroi étant pro- gressivement annulées par les moyens ci-dessus. 



   D'autre part,   sur'la   paroi sont prévues dans la direction longitudinale, des bandes 11 dans lesquelles sont ménagées des encoches 12 recevant les fils enroulés. 



   A chacune des extrémités de ce réservoir les fils peuvent, comme représenté par la figure 6, être plus rapprochés que dans la partie centrale. 



   Avec le fond 14 peut faire corps un collier 51 jouant le même rôle que la pièce 5 de la figure 2. 



   Les figures 8,9 et 10 concernent la réalisation de si- los en béton ordianire à partir d'éléments préfabriqués 15 ayant une légère armature 18 permettant une manipulation facile des pièces 
Les joints entre les éléments juxtaposés peuvent être à coulisses (saillies 16 et mortaises 17) mais tout autre joint peut être utilisé. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 



   Lors de la construction du silo, les éléments peuent être placés les uns à côté des autres en laissant un certain jeu dans les joints et la cohésion de l'ensemble peut   êtr   obtenue au moyen du fil enroulé autour du silo. 



   Au moment du remplissage, la paroi se dilate sous L'ef- fet de la pression du fluide ou de la matière tandis que les joints entre les éléments s'ouvrent et que les fils sont mis sous tension. 



   Des précautions doivent être prises afin d'empêcher que les joints lorsqu'ils sont ouverts, ne se remplissent du con- tenu des silos. Dans ce but, on peut prévoir par exemple des plaques 19 fixées aux parois du côté intérieur et recouvrant les intervalles entre éléments. 



   Une variante peut consister à mettre le silo en charge par l'injection d'une matière. par exemple d'un mortier riche dans les joints de sorte que lorsque le silo se videra, la paroi du silo sera réellement précontrainte du fait que les joints ne peuvent se refermer. 



   Un joint étanche doit être prévu en 21 entre la super- structure du silo et la trémie 22. 



   Comme déjà dit, l'invention peut s'appliquer aussi lors de la réalisation de conduites ou de tuyaux (figures 11 à 15) et dans ce cas des gorges 22 de dilatation sont également   prévues.   



   Deux éléments 23 et 24 de tuyaux sont en général réunis par soudure avec emboîtement des gorges 22 et 221 et interposi-   ;ion   d'un joint à cet endroit. 



   On peut aussi munir les extrémités des tuyaux 23 et 24 
 EMI6.1 
 1 cornières 25 en L dont les ailes 26 faisant saillie veI 1 '- #ifliic.iar sont reliées entre elles par des boulons 27 (\1t J. 1 l't r .fJ Ol'l:a.ne::3 de liaison. Un joint 28 peut être int;0J:;<. I¯l 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 entre les ailes 26. 



   Comme on s'en rendra compte aisément, grâce à l'invention on réalise une économie importante de prix, grâce à la mise en oeuvre de matériaux de qualité supérieure susceptibles de travail- ler à des tensions notablement plus élevées que celles normalement adoptées. 



   Un autre avantage est une économie de temps dans l'exE-- cution de ces ustensiles. i 
En outre le mode de réalisation prévu permet une standar- disation des éléments. 



   Dans le cas de réservoirs à forte pression et de diamètre important, les parois ne peuvent en général reprendre l'effort longitudinal, car elles travaillent à des tensions trop élevées, l'épaisseur de ces parois étant insuffisante. 



   Suivant l'invention cet effort peut être repris : 1) par une colonne 26 en béton (fig. 16) précontrainte par des fils 27 à haute limite élastique et ancrée en 28 à travers les fonds 29. Au lieu d'une colonne 26 on peut en prévoir plusieurs disposées à l'intérieur ou à l'extérieur du réservoir. 



   Lors de la mise sous pression du réservoir, les fonds sont également soumis à cette pression et de ce fait il se produit une diminution de la compression de la colonne 26 solidaire des fonds. Le rapport des modules d'élasticité béton/ acier est tel que la paroi du réservoir sera mise sous tension modérée. 



   La colonne offre en outre l'avantage de conférer au réser- voir une raideur suffisante. 



  2) par des barres 30 d'acier doux placées soit à l'intérieur du ré- servoir (fig. 17), soit disposées en couronne autour de celui-ci (fig. 18). Dans la première alternative le fond 29 est plat. 



   L'épaisseur de ce fond peut être réduite à un minimum par un choix judicieux du nombre et de la répartition de ces barres qui seront soudées au fond. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



   Dans la deuxième alternative il est utile d'adopter pour les extrémités du réservoir une forme effilée de manière à rédui- re l'importance et le coût des fonds (fig. 19 : coupe AA dans fig. 18). 



   Cette forme des extrémités aura en outre comme avantage de réduire les déformations et les efforts diamétraux par la réduction des diamètres, ce qui entraine une réduction des solli- citations et diminue les difficultés da transition entre le fond et les parois. 



   Les fonds pourront également être réalisés en béton armé ce qui en diminue sensiblement le coût (partie droite de la figu. re 16 et fig. 19A - référence   31) .   



   L'étanchéité entre le fond et,la paroi peut alors être réalisée par une pièce circulaire 32 noyée dans le éton et soudée à la paroi. 



   Dans le cas d'un réservoir disposé verticalement, le fond 31 peut également servir de semelle de fondation (fig. 20) et l'étan- chéité réalisée en noyant les parois métalliques 8 dans le béton sur une profondeur suffisante. 



   REVENDICATIONS.' 
1.- Mode de réalisation de tanks, réservoirs,, silos, tu- yaux etc.., caractérisé en ce que des fils   dfacier   de préférence à haute limite élastique et à résistance élevée à la rupture sont enroulés autour de la paroi ou des parois et constituent l'élément résistant.

Claims (1)

1. 2. - Mode de réalisation de tanks, réservoirs, silos, etc.. suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les parois ne servent qu'à contenir le fluide et à transmettre les efforts aux file constituant les éléments porteurs et peuvent donc être en une matière relativement moins résistante.

   3.- Mode de réalisation de tanks, réservoirs, silos, etc.. suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la <Desc/Clms Page number 9> seule sollicitation à laquelle la paroi est soumise est la transmission des efforts du fluide aux fils et en ce que la pa- roi doit être suffisamment forte pour résister à cette sollici- tation dans l'espace compris entre les fils.

   4.- Mode de réalisation de tanks, réservoirs, silos, etc.. suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on intercale dans la paroi, dans le sens des dilatations des fils, un disposi- tif permettant la libre dilatation de cette paroi sous une mise en charge correspondante.

   5. - Mode de réalisation de tanks, réservoirs, silos, etc.= suivant la revendication 1, caractérisé en ce que'l'on fait vari l'entre-distance entre les fils et/ou la section des fils selon les efforts à supporter.

   6. - Mode de réalisation de tanks, à base rigi e et de réser- voirs à fond rigide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit les moyens pour annuler les dilatations de la pa- roi dans la zone attenant au fond et en de que l'on fait en sorte d'obtenir une diminution graduelle des dilatations depuis l'endroit de la dilatation maxima jusqu'au fond.

   7.- Mode de réalisation de réservoirs, tanks, silos, tuyaux etc.. suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de libre dilatation sont prévus et en ce'que les fils peuvent s'en- gager dans des encoches formées dans des bandes fixées en direction longitudinale sur la face extérieure de la paroi.

   8.- Mode de réalisation de silos suivant la revendication à l'aide d'éléments préfabriqués dont la cohésion est obtenue par des fils de préférence à haute limite élastique enroulés sans tension ou sous tension de pose autour du silo.

   9.- Mode de réalisation de silos suivant la revendication caractérisé en ce que les éléments sont juxtaposés en laiss un @ jue les joints, en ce que au moment du rempl@asge la paroi ! - dilate tandis que les joints s'ouvrent et que les figs sent mis sous tension. <Desc/Clms Page number 10>

   10. - Mode de réalisation de silos suivant la revendica- tion 8, caractérisé en ce que l'on injecte une matière par exemple du mortier riche dans les joints au moment où ceux-ci sont ouverts par une première mise en charge de sorte que lorsque le silo se vide la paroi du silo est réellement précontrainte du fait que le joints ne peuvent se refermer. il.- L'application de l'invention à la confection de tuyau; dont la paroi ne sert qu'à contenir le fluide.et à transmettre .les efforts à des fils résistants enroulés autour de la paroi.

   12. - Mode de réalisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que.dans le cas de réservoirs à forte pression et de diamètre important l'effort longitudinal auquel les parois sont soumises est repris par une colonne (26) en béton p=écon- trainte par des fils à haute limite élastique et ancres à travers les fonds de telle manière que lors de la mise sous pression du réservoir les fonds soient également soumis à cette pression et que de ce fait il se produise une diminution de la compression de la colonne.

   13. Mode de réalisation suivant la revendication 1 carac- térisé en ce que l'effort longitudinal auquel les parois sont soumises est repris par des barres (30) d'acier doux placées soit à l'intérieur du réservoir, soit en couronne autour de celui-ci et rendues solidaires du fond.

   14. Mode de réalisation suivant la revendication 13 caractérisé en ce que le réservoir possède à ses extrémités une forme effilée de manière à réduire l'importance et le coût des fonds.

   15. - Mode de réalisation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les fonds sont réalisés en béton armé et en ce que l'étanchéité entre le fond et la paroi métallique peu' être obtenue par une pièce circulaire (32) noyée dans le béton et soudée à la paroi. <Desc/Clms Page number 11>

   16. Mode de réalisation suivant la revendication 15 ca- ractérisé en ce que dans le cas d'un réservoir vertical le fond peut également servir de semelle de fondation l'étanchéité étant réalisée en noyant les parois métalliques dans le béton sur une profondeur suffisante.

   17. Mode de réalisation suivant la revendication 12 carac- térisée en ce que, au lieu d'une colonne (26) en béton précontraint, on en prévoit plusieurs disposées à l'intérieur ou à l'extérieur du réservoir.