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Cette invention se rapporte à des éléments composites terminés destinés à entrer dan.s la constitution de charpentes ou ossatures de diverses oonstruotions, mesurant une longueur considérable et dotées d'une grande résistance, ces éléments étant spécialement conçus et établis pour constituer des supports/de poutrelles secondaires dans la construction de planchers, de toitures et d'éléments de construction analogues.
Un but de l'invention est de permettre la réalisation d'un élément d'ossature en forme de poutre particulièrement robuste du type sus-rappelé, possédant une résistance accrue en même temps qu'un poids réduite cet élément d'ossature
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ou poutre étant remarquable en ce que la membrure supérieure et la membrure inférieure mesurent les marnes dimensions;
cette poutre étant formée de deux éléments semblables façonnés à froid, formant respectivement la membrure supérieure et la membrure inférieure, et reliés par un système tubulaire
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formant lame,
Un autre but de l'invention est de permettre la réalisation d'une poutre de ce type comportant un montant terminal vertical reliant la membrure supérieure et la membrure inférieure à chaque noeud d'extrémité du système
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formant l'âme.
Ces divers buts et avantages sont obtenus- gr,'4oe à la. construction particulière qui est décrite ci-s-près, en regard des dessins schématiques annexés, dans lesquels sont repré" sentes, à titre d'exemples illustra/hits mis non limitatifs, des modes de réalisation préférentiels de l'invention.
L'invention est matérialisée dans une pattt rs ou hoatii=-11<J formée de membrures supérieure et inférieure do mimes dimensions, dont chacune affecte la tonne d'un dément
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façonné à froid, pourvu d'une partie centrale trianliro avec ailes dirigées à l'opposé l'une de l'autre aux xvzù;.i->t du triangle et se terminant par dos. rebords to Rfl<1><,dr perpendiculaires.
Les parties triangula.iras des membrures supérieure et inférieure sont opposées l'une à l'autre et sont relises par
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un système forint, 1?àni/ uii c?.ne ttcu7.,r. coude en sens inverses et soudé par ses parties repliée aux parties triangulaires des membrures. Le premier noeud de la membrure inférieure à partir de chaque est renfos grâce à l'adjonction d'un montant terminal vertical,
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pelié par ses extrémités opposées aux deux membrures.
Dans les dessins schématiques annexés, 'la. fig. 1 est une vue en perspective d'une poutre composite terminée présentant les particularités., objets de l'invention.
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La fig. 2 est une vue d'extrér,i.té de cette po-a-t-.re.-
La fig. 3 en est une vue en coupe par la ligne 3-3 en fig. 1.
La fig. 4 en est une vue en coupe par la ligne 4-4 en fig. 1.
La fig. 5 est une 'vue en perspective d'une variante de
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construction de cette poutre ou poutrelle à treillis,
La fig.' 6 est une vue d'extrémité de la poutre que montre la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en coupe verticale par la. ligne 7-7 en fig. 5. '
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La fig. 8 est une vue en coupe horizontale par la ligne 8-8 en fig. 60 50omYie représenté dans 'les figes. 1 a 41/ ia poutre ou poutrelle -en question comprend'deux éléments'semblables désignés aans leur ensemble par l0 et 1. et formant re-slico- tibement une membrure supérieurs'et une membrure inférieure dont chacune a une construction identique et est' constituée
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par une membrure élémentaire façonnée a froid pourvue d'une partie triangulaire centrale 12, avec au sommet du triangle
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des ailes opposées 13, se terminant par des rebords termitna%,C perpendiculaires 14.
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La poutre àreprés-3ntée est du type à appuis dRextrémités surélevés, la. membrure inférieure 11 étant plus courte que la nembrure supôrié;>,i=o 10 comme diaprés la -a3-tielle.
,,r',11 qui relie .81:.1f: à 1 autre la, membrure supérieure
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à la membrure inférieure est constituée par un élément tubulaire'15'coudé en sens inverses de manière à constituer une série de V ou de parties angulaires 16 et 17 dirigées . en sens opposes.
Les angles supérieurs 16 de l'âme de la poutre sont soudés, aux endroits désignés par 18 à la partie triangu- laire 12 de la membrure supérieure, tandis que les angles inférieurs 17 sont soudés, aux endroits désignés par 19, à la partie triangulaire 12 de la membrure inférieure..
Une plaque d'appui désignée dans son ensemble par 20 ' est reliée à chaque partie-terminale en surplomb de la membrure supérieure. Cette plaque d'appui 20 peut être constituée par une plaque ou tôle d'acier d'épaisseur et de largeur convenables; elle comprend une partie 21 en forme de gouttière retournée, soudée à la partie centrale.triangulaire 12 de la membrure supérieure,comme indiqué en 22. et des ailes horizontales 23 rabattues vers l'extérieur.
Comme représenté'.dans les figs, 1 et 2, les parties terminales de l'âme tubulaire 15 sont rabattues vers l'extérieur, comme figuré en 24. et se logent dans les parties 21 en forme de gouttière retournée des plaques d'appui; elles y sont soudées comme figuré en 25.
Le premier noeud de la membrure inférieure prévu à .. chaque extrémité est renforcé grâce à l'adjonction d'un montant terminal vertical 26qui peut aussi être constitué . par une pièce tubulaire. L'extrémité inférieure de ce montant terminal'est soudée à l'âme 15 à l'endroit où se trouve le premier V ou angle 17. comme figuré en 27.
et son extrémité supérieure est de même soudée à la face inférieure de la partie triangulaire 12.de la membrure supérieure, comme indiqué
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en 28,
Sous l'action des charges, les contraintes et les fatigues des membrures supérieure 10 et inférieure 11 sont de valeur égale, de sorte que la poutre travaille uniformément dans son ensemble au point de vue des déformations angulaires, des inclinaisons et de la flèche due àla flection.
Ces membrures ont une résistance supérieure du fait qu'elles sont façonnées à froid, ce qui se traduit par une plus grande solidité, et leur'forme s'oppose au flambage ou au gauchissement. L'âme tubulaire et les membrures possèdent des caractéristiques de rigidité (longueur divisée par.le moment d'inertie) qui empêchent tout pivotement au droit des noeuds.
Le premier noeud de la membrure inférieure qui se trouve à chaque extrémité de la poutre est renforcé par les montants terminaux verticaux- Les membrures peuvent être clouées; chacune présente une rainure de clouage 29, prévue au sommet de la partie triangulaire 12, Les bords de cette rainure sont maintenus à un espacement prédéterminé par des points de soudure 30 prévus en des points, espacés à embouchure de la rainure,
Dans la variante de construction qui est représentée par les figs. 5 à 8, les membrures supérieure et inférieure sont désignées dans leur ensemble par 10' et 11'.
Ces membrures sont de construction identique;.chacune d'elle est-constituée par un élément façonné à froid dont ,la partie centrale triangulaire 12' est pourvue d'ailes opposées 13' au sommet au triangle, ces ailes se terminant par des rebords terminaux perpendiculaires 14'.
La poutre représentée dans la fig. 5 est du type
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à appuis d'extrémités surélevés, la membrure inférieure 11' ayant une longueur plus faible que la membrure supérieure 10' et se terminant à chaque extrémité en des points espacés vers l'intérieur des extrémités adjacentes de la membrure supérieure, comme cela est de pratique usuelle dans la construction des éléments d'ossature de ce type
L'âme qui relie la membrure supérieure la membrure inférieure comprend un élément tubulaire 12;. qui est coudé en sens inverses afin de former une succession de V ou d'angles 16' et 172 dirigés en sens opposés.
Les angles supérieurs 16= de cette âme sont soudés à la partie triangu- laire 12' de la membrure supérieure 10'. tandis que les angle inférieurs 17' sont soudés de même à la partie triangulaire
12' de la membrure inférieure, comme figuré en 19'.
Des plaques d'appui désignées dans leur ensemble par
20' sont reliées à chaque partie terminale en surplomb ou en porte-à-faux de la membrure supérieure 10'. Chaque plaque d'appui 20' peut être constituée par une robuste plaque ou tôle d'acier de poids et d'épaisseur convenable et comprend une partie 21' formant une gouttière retournée,*qui est soudée à la partie triangulaire 12' de la membrure supérieure, comme indiqué en 22'. et des ailes horizontales 23'¯ rabattues vers l'extérieur,
Les parties terminales de l'âme tubulaire 15' sont soudées à la partie triangulaire 12' de la membrure inférieure
11' aux extrémités opposées de celles-ci, comme figuré en 31.
Un montant terminal vertical 26' est placé à chaque extrémité de la membrure inférieure. Il est soudé à la partie trian- gulaire 12' de celle-ci, à proximité de l'extrémité corres- pondante de l'âme 15'. comme représenté en 27', et il est
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soudé par ailleurs à son extrémité supérieure à la face de' dessous de la partie triangulaire 12' de la membrure supérieure, comme indiqué en 28'.
Chaque extrémité de la membrure inférieure 11' est reliée aux plaques d'appui voisines 20' par deux barres ou tubes 32.
Une des barres 32 est fixée à son extrémité inférieure à
1'extrémité de la membrure inférieure; de chaque côté de sa ' partie triangulaire 12'. notamment par un joint soudé 33, son extrémité supérieure étant fixée aux plaques d'appui situées du même côté de la partie 21' en forme de gouttière, comme indiqué en 34. De cette façon, les barres 32 forment le prolongement de l'âme à chacune des extrémités de la poutre. L'âme est donc renforcée à chacune des extrémités de la poutre.
Une rainure de clouage 29' est prévue dans chaque membrure; elle est maintenue selon un espacement prédéterminé par des joints soudés espacés 30'. L'âme tubulaire donne une plus grande rigidité'à l'ensemble de la poutre, ce qui réduit les risques de défromation Le tube supporte plus efficacement les efforts en compression, de sorte qu'une âme de moindre poids est capable de supporter la même charge.
Les montants terminaux absorbent les contraintes additionnelles imposées par les besoins de la fabrication aux noeuds des panneaux terminaux; ils permettent des tolérances de fabrication plus grandes en cet endroit,, et- diminuent la déformation en réduisant le pivotement des noeuds d'extrémités tout en permettant à Isolément de la poutre travaillant à la compression d'êtree utilisé avec une pleine capacité.
Les méthodes conventionnelles de construction d'éléments d'ossature ou de poutres à treillis destinés à trouver
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leur emploi dans diverses constructions'consistent à prévoir une membrure supérieure sensiblement plus grande que la membrure inférieure, afin que la force qui s'exerce sur la première par suite des charges imposées aux éléments de l'ossature de la construction soit égale à la force qui intéresse la membrure inférieure.
Les épures de construction conventionnelles supposent que la membrure supérieure, ,qui est soumise à un effort de compression, devra être plus grande et plus lourde que la membrure inférieure, afin de supporter une force équivalente, puisque la membrure inférieure travaille à la traction; un fil métallique grêle, par exemple; supportera une charge suspendue qui pourrait aisément provoquer l'affaissement d'une barre relativement épaisse si la même charge était placée en équilibre sur la partie supérieure de.la barre en la faisant travailler à la compression.
L'invention, telle qu'elle vient d'être décrite; concerne 'un élément d'ossature ou une poutre destinée à entrer gans la construction de divers bâtiments industriels ou autres, capable de supporter une charge plus élevée, par kilogramme d'acier employé, que les poutres entretoisées à treillis de type classique, alors que d'après les critères de fabrication généralement acceptés, elle aurait une moindre efficacité à cet égard. Ce résultat est dû au fait que la membrure inférieure est beaucoup plus lourde que cela n'est nécessaire en raison des calculs conventionnels.
La combinaison de membrures en acier façonnées à froid et de tubes formant l'âme en acier, également façonnés à froid, permet, par un effet d'interaction, d'ascufer une résistance par.kilogramme non pas inférieure ou égale.
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mais supérieure à ce qu'on peut obtenir en utilisant les matériaux classiques et les méthodes conventionnelles. En fait la résistance de la poutre dépasse les capacités individuelles de ses éléments constitutifs, comme on peut le vérifier par divers essais.
Il doit être entendu que, dans la description qui précède, certaines expressions ont été employées pour des raisons de brièveté et de clarté dans l'exposition, mais que l'emploi de ces expressions n'implique aucune limitation des possibilités de réalisation de l'objet de l'invention par rapport à la technique antérieure.
Les détails de construction peuvent être d'ailleurs modifiés de diverses manières, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine deséquivalences mécaniques.
REVENDICATIONS
1 - Poutre composite en acier, comprenant une membrure supérieure et une membrure inférieure identiques, ainsi qu'un élément d'entretoisement tubulaire formant l'âme, coudé en sens inverses et relié en des points espacés à la membrure supérieure et à la membrure inférieure.