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Hourdis en tôle protilbo peur plavober oapoaito, ,
La présente invention concerne des planchers formés d'éléments de hourdis en tôle profilée et de daller de béton avec un ancrage complexe entre le béton et le hourdis,
La combinaison d'un élément de hourdis profilé avec une seconde t8ie permet d'obtenir un hourdis à alvéoles longitudinaux. Ces produits métalliques alvéolaires remplacent les hourdis classiques ou sont combina avec ces derniers dans la construction des immeubles.
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Les hourdis en tôle profilée sont , actuellement largement utilises dans la construction des bâtiments. Ce hourdis métallique apporte la résistance... de structure nécessaire pour supporter à la fois le poids mort et les charges mobiles des planchers.
Lés éléments de. houri métalliques sont assemblés este à cote et sont fixés à la charpente du bâtiment, et ils sont couverte dune couche de béton qui donne de la rigidité au plancher, composite et forme aussi une surface pleine, lisse sur le plancher, #'' Les hourdis métalliques alvéolaires sont aussi largement utilisés dans la construction moderne, Les alvéoles constituent des passages pour les câbles de distri- bution électrique, les câbles téléphoniques, les installa- tions de oonditionoement d'air, :
les canalisations d'eau, de gaz, et pour d'autres besoins.. Les hourdis métalliques alvéolaires sont assemblés côte à côte et sont fixés à la charpente du bâtiment, et ils sont recouverts d'une couche de béton. Fréquemment, des éléments de hourdis en t8le profilée sont utilisés, cote à cote avec les éléments' de hourdis alvéolaires pour former un plancher mixte.
Dans le présent texte, le terme " hourdis " désigne à la fois le hourdis en tôle profilée simple et le hourdis métallique alvéolaire, Jusqu'ici, les hourdis en tôle profilée ont été considérés comme devant supporter la totalité de la .charge de structure du plancher, c'est-à-dire le poids mort des éléments de hourdis .eux-mêmes et le poids mort de la
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couche de béton, en plus de la charge mobile prévue pour le planoher, La couche de béton n'a pas été considérée comme oapable de contribuer d'une fagon quelconque à supporter la charge prévue pour le plancher.
Par suite, les portées de ces hourdis, ainsi que les oharges permises sont limitées, ,
La présente invention permet de réaliser un hourdis en tôle dans lequel existe une liaison mécanique positive entre le hourdis et la dalle de béton coulée sur celui-ci. Le plancher résultant est caractérisé par une coopération prévisible et sûre de la couche de béton et du hourdis métallique pendant toute la durée du bâtiment. Les propriétés de résistance à la oompression de la couche de béton peuvent par suite servir dans le plancher. En effet, ce plancher devient un plancher en béton armé dans lequel. le béton contribue par les mêmes propriétés que celles agissant normalement dans une structure classique en béton armé. Le hourdis métallique selon l'invention constitue l'armature de la coucha de béton.
Les hourdis en tôle profilée sont utilisés depuis de nombreuses années. Le hourdis est constitué d'éléments de hourdis en tôle profilée formant successivement des crêtes horizontales et des fonds de gouttières horizon.. taux raccordés aux crêtes par des parois verticales ou sensiblement verticales. Les bords latéraux des éléments de hourdis sont formés de façon à permettre le raooordement des éléments c8te à côte. Ce raccordement est fréquemment obtenu en formant une languette le long d'un bord et une rainure le long du bord opposé.
Au moment de la pose, la languette est engagée dans la rainure de l'élément de hourdis voisin,
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Les parois latérales des gouttières du hourdis métallique selon la présente invention sont in- cinées d'une façon générale en convergeant des bords des crêtes horizontales vers le niveau des fonds des gouttières voisines. Ces gouttières sont ainsi limitées chacune par deux parois latérales inclinées et par le fond de la gouttière, La largeur de la gouttière à la partie supérieure ouverte est plus réduite que la largeur du fond.
Le hourdis métallique peut servir à la fabrication d'éléments alvéolaires en fixant un élément métallique inférieur qui peut être plat ou profilé, Cette tôle inférieure forme avec la tôle profilée du hourdis des alvéoles ou canaux longitudinaux.
La présente invention permet d'obtenir un plancher dans lequel le hourdis métallique et la dalle de béton participant tous deux à la résistance,
La surface supérieure des crêtes d'un hourdis selon l'invention, et qui est normalement plane,, comporte des parties transversales pouvant être des filets soudés dépassant au-dessus du plan des crêtes ou des nervures transversales fermées dans les crêtes. Ces nervures transversales peuvent être en creux par rapport à la surface plane des crêtes ou former des bossages au-, dessus de cette surface plane.
Du béton humide à l'état plastique est coulé sur les éléments de hourdis assemblés (constituant une plate-bande) pour former une dalle continue remplissant
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entièrement les gouttières (plus larges au fond qu'à l'entrée) et couvrant les crêtes du hourdis avec une épaisseur d'environ 25 à 10 mm au-dessus des arêtes, La présence du béton durci dans les gouttières (plus larges au fond qu'à l'entrée) empêche la remontée du béton par rapport au hourdis.
Des bossages peuvent être formés en supplément conformément à l'invention sur la paroi du fond de chaque gouttière de l'élément de hourdis. Ces bossages peuvent être par exemple des pastilles de métal de soudure ou des parties embouties formant des bossages vers le haut, Ces pastilles ou ces bossagesservent à l'ancrage du béton par rapport au hourdis, afin d'empêcher toute tendance au glissement entre le béton et le hourdis,
La construction de planchers avec des élé- ments de hourdis métallique selon l'invention a les avantages suivants
1) La possibilité de plus grandes portées que celles possibles jusqu'ici, sans augmentation du poids de métal pour le hourdis, et aussi sans qu'il soit nécessaire d'augmenter la quantité de béton.
Récipro- quement, pour une même portée, une même quantité de métal et une même quantité de béton, un plancher selon l'invention peut supporter des charges utiles plus impor- tante.s qu'un plancher comparable établi suivant les techniques antérieures.
2) Pour une même portée et pour une même épaisseur de béton, une même charge utile peut être supportée par le plancher avec moins de métal pour le
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hourdis que dans le cas des techniques antérieures, ' Autrement dit, l'épaisseur' de la tôle formant le hourdis peut être réduite.
3) Pour supporter une charge donnée, l'épaisseur du hourdis selon l'invention peut être plus faible que celle des hourdis pour dalles de béton utilisés jusqu'ici. Autrement dit,, la hauteur des crêtes du hourdis au-dessus du fond des gouttières peut être plus' faible que dans le cas des hourdis métalliques antérieurs, et par suite l'épaisseur totale du plancher peut être plus faible.
La diminution de la quantité de métal pour,, un hourdis selon l'invention est en elle-même un facteur , important dans la construction d'un bâtiment à plusieurs 'il étages, car elle permet de prévoir des poteaux et des solives de sections plus faibles dans l'ensemble du bâtiment.
L'invention concerne aussi en particulier . un élément de hourdis en tôle profilée pour former avec une couche de béton.un plancher composite, l'élément de hourdis comportant des crêtes et des gouttières alternées séparées par desparois inclinées par rapport à la verticale et convergeant à partir des bords des.crêtes vers le niveau du -fond des gouttières pour former entre les crêtes des gouttières plus larges au fond qu'à la partie supérieure ouverte entre les crêtes, des parties transversales interrompant la continuité de la surface plane horizontale' des crêtes.
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L'invention concerne aussi un plancher, oomposite formé d'un oertain nombre d'éléments de hourdis du type considéré ci-dessus, ces éléments de hourdis étant fixés côte à côte à la charpente du bâtiment et étant recouverts d'une oouche de béton, l'aptitude du béton à supporter des charges à la compression étant utilisée pour supporter le poids du
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plancher et la charge prévue pou4,elui-çi.
Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement des exemples suivants,
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décrits en se référant aux dessi annexés sur lesquels si
La figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'une charpente avec un hourdis déjà posé à un niveau et un plancher composite à un autre niveau,
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selon l'invention, La figure 2 est une vue en perapeo- ÎlÔÎàol' ' ' l'invention.
La figure 3 est une coupe verticale d'un plancher composite formé d'un hourdis métallique et d'une dalle de béton, avec une flèche exagérée pour faciliter la représentation, cette figure servant à illustrer certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 4 'est uhe coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3.
Les figures 5,6 et 7 sont des coupes suivant la ligne 5-5 de la figure 4 montrant les parties transversales des crêtes suivant plusieurs variantes,
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Les figures 8, 9 et 10 sont des coupes
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;'/µ/::/ , f,....r>..... suivant la ligne 8-8 de la figure 4 montrant différentes ', 11<1"7.lfit. ri. ., . variantes , des bossages des fonds des gouttières. ','.,f,l-0 f.;, "'1.'llà$*, . La figure 11 est une vue en perspectives d'un élément de hourdis semblable à celui représenté sur la figure 2, mais-avec des nervures obliques sur les crêtes,
Les figures 12 et 13 sont des vues par- tielles en perspective d'éléments de hourdis alvéolaires, correspondant respectivement aux éléments de hourdis simples des figures 2 et 11.
La figure 14 est une coupe verticale du hourdis représenté sur la figure 12.
Les figures 15, 16 et 17 sont des coupes semblables à celle de la figure 8, mais représentant une, bride et des languettes poinçonnées et repoussées au- dessus des fonds des gouttières, et,
Les figures 18 et 19 sont des coupes verticales représentant deux autres variantes d'éléments de hourdis alvéolaires selon l'invention.
La figure 1 représente une partie de charpente 10 comportant des poteaux 11 et des solives 12.
Un hourdis en t8le profilée 13 est fixé aux solives 12, habituellement par des soudures. Une couche de béton 14 est coulée sur le hourdis 13 pour former un planoher rigide.
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L'élément de hourdis en tôle prof1léest , formé d'une tôle pliéo de la façon représentée sur la fig.2.
L'élément de hourdis 15 représenté sur la figure 2 est un élément plat comportant une languette de raccordement 18
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d'un coté et une rainure de raccordement 19 sur le ¯j,¯ côté opposé, L'engagement d'une languette 18 d'un élément dans une rainure 19 de l'élément voisin . permet l'assemblage des éléments cote à cote. L'élément 15 est profilé pour ,former des crêtes horizontales 20
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.., ; .-."g,;' et des fonds de gouttières 21 qui sont reliés par des parois inclinées 22. Les parois latérales 22 de l'élément convergent des bords de chaque crête 20 vers le niveau des fonds 21.
Des gouttières longitudinales 24 sont ainsi formées entre les crêtes 20,
Chaque gouttière 24 est ainsi définie par un fond 21 et deux parois latérales-inclinées 22 qui divergent de haut en bas.
Il sera noté que les gouttières 20 sont. plus larges au fond, entre les parois 22 qu'à la partie supérieure ouverte entre les crêtes voisines 20.
Des parties transversales 25 sont formées sur la surface horizontale des crêtes 20 pour interrompre la surface plane des crêtes 20, Les parties transversales 25 représentées sur les figures 2 et 4 sont constituées en bossage dépassant au-dessus de la surface des crêtes 20 et sont désignées plus particulièrement par la référence 26.
La forme.particulière des gouttières 24 empêche le décollement du béton 14 par rapport aux crêtes 20 de l'élément de hourdis. Le béton 14,est coulé pour constituer une masse continue emplissant;complètement les
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gouttières 24 et entourant totalement les partiea .,?F transversales 25. Le béton 14 est ancre dans les ' r y t .a ' ' .F a, gouttières 24 du fait qu'elles sont plus étroites à ' l'extrémité supérieure qu'au fond.
La séparation du
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béton par rapport à. l'élément de hourdis est aina1 , r\: !jtJp;.., ,}; empêchée d'une façon sûre. ' \ /1::! Des éléments d'ancrage '1 sont 4e ' ¯'' #'rc préférence formés en supplément sur le fond de goutt1\, ' 24, Ces éléments d'ancrage supplémentaires 31 épÍI.s8n?î au-dessus de la surface horizontale des fonds 21 et 1' ' : pénètrent dans la surface horizontale inférieure du béton 14.
Cos éléments supplémentaires 32 sont représentés sur les figures 2, 4 et 8 sous la forme .. d'emboutis circulaires 31 formés dans la tôle et répartis
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1'4: .!o/1 le long de chaque fond 21. Au lieu des bossagos en formel.
2, de boutons des figures 4 et 8, les éléments d'ancrage 31 peuvent être constitués par uno nervure emboutie 33 (figure 9) ou des pastilles de métal de soudure 38 (figure 2).
Le béton 14 entoure et emprisonne les éléments d'ancrage 31 qui dépassent dos fonds ot pénètrent
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dans la surface 1nfériqure du béton contenu dans les ,, 1i1 gouttières 29 i ",1" ,> ..,. '.. '''1î,i'I' 1 t ";; t ..:;:r.,'-",i L'élément de hourdis représenté sur . '3 figure 11 oorrespond sous tous les rapports "l t éléJl1n", de la figure a, sauf que les parties transversales bzz ,. "\t!;}1îr) des crêtes 20 sont obliques,
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L'anorage du béton dans les gouttières plus larges au fond et l'existence dos bossages ou des creux sur la surface des crêtes empêchent 10 glissement du béton par rapport au hourdis par résistance au cisaillement.
Par suite, le béton subit los oontraintes de oompression et le métal subit les oontraintes de traction dans le plancher composite qui se comporte comme une poutre sous la charge.
Un élément de hourdis alvéolaire peut être fabriqué conformément à l'invention, de la façon représentée en particulier sur les figures 12 et 13 en utilisant un hourdis simple tel que celui représenté sur les figures 2 et 4. L'élément de hourdis alvéolaire 16 est formé d'un élément de hourdis supérieur 15 et d'une t8le inférieure 17, La tôle inférieure 17 a une surface générale plane avec une languette de raooordement 18 sur un côté et une rainure de raccordement 19 sur le coté opposé. L'élément de hourdis supérieur 15 est profilé pour former des crêtes horizontales 20 et des fonds horizontaux 21 reliés par les parois latérales inclinées 22 qui convergent des bords des crêtes 20 vers le niveau des fonds 21.
Les alvéoles longitudi- naux 23 sont ainsi plus larges à la partie supérieure qu'à la partie inférieure.
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sës - f i.! ' t'3'n:^... Des parles, j%nsm versâtes 25 sont formées sur les crêtes'20 pour., interrompre la continuité de la surfaoe plneds . >,, ,>., ¯ 3SSH! crêtes 20. Ces parties transversales 25 peuvent
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être des nervures en bossages (figure 5), des niîi. 9.8 en creux (figure 6) ou des filets soudés (figure Les parties transversales 25 peuvent être obliques
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de la façon représentée sur la figure 13. Des é1''i"; ments d'ancrage supplémentaires 31 peuvent être formés sur les fonds des gouttières 23, de la façon représen- tée sur les figures 8, 9 et 10.
Les éléments d'ancrage supplémentaires des fonds peuvent être constitués comme il est indiqué sur les figures 15,16 et 17, par
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des brides de métal 34 découpées sur deux o8tés'-e embouties vers le haut (figure 15), par des languetites,, 36 cambrées vers le haut dans le même sens (figure 16) ou par des languettes 37 cambrées vers le haut en sens opposés (figure 18).
Les caractéristiques générales des' éléments de hourdis selon, peuvent être utilisées pour la constitution des élé-
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ments de hourdis alvéolaires. Deux autres exemple:s, ., d'éléments de hourdis alvéolaires sont représeri'," sur les figures 18 et 19: É. ' '*'
L'élément de hourdis' alvéolaire 16 de la figure 18 comprend un élément intérieur de hourdis 17' en tôle profilée. L'élément inférieur 17 est plié pour former une série de gou- ttières comportant des surfaces supérieures 40 et ..1 surfaces inférieures 41 reliées par des parois
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latérales verticales ou à peu près verticales 42.
L'élément supérieur 15' et l'élément intérieur 17' sont fixés l'un à l'autre par des points de soudure 30 pour constituer un élément de hourdis unitaire 16.
L'élément de hourdis alvéolaire de la figure 19 comprend une't8le intérieure 17 de forme générale plane. L'élément supérieur 29 est profilé pour com- porter un certain nombre de gouttières, chacune comportant une crête 20 reliée à deux bords de fixa- tion 21', fixés à la tale inférieure 17 par des ' soudures 30, par des parois latérales inclinées 22 convergeant vers le bas.
Un élément de hourdis selon la présente invention permet des portées d'en- viron 40% supérieures aux portées possibles avec les éléments de hourdis connus jusqu'ici avec lesquels la totalité do la charge du Plancher est considérée comme étant supportée par l'élément de hourdis seul.
Tous les essais effec- tués sur des planchers selon l'invention ont montré que des contraintes n'apparaissent jamais dans les éléments en acier jusqu'à la rupture. Les ruptures apparaissent seulement par cisaillement de la couche de béton, le cisaillement du béton ayant lieu dans les zones en contact avec la zone supérieure de crête du hourdis.
Les ruptures du béton par compression n'ont jamais été constatées .
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ancrage ancrage du bzz béton dans les gouttières plus larges au fond qu'à 5 t'xf,"" la partie ouverte supérieure d'un élément de hourdis'5< alvéolaire selon l'invention et l'ancrage de la sur-
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face du béton portant sur la surface supérieure ', FRi 4 des crûtes avec les parties transversales décrites
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empêchent par résistance au cisaillement le glisseme.nt.aß du béton par rapport aux éléments de hourdis, Lary' bzz suite, le béton supporte leqétforte de compression .' .<a ^r et le tétai supporte .les efforts de traction dévelop- pés dans le plancher qui se comporte comme une poutre chargée.
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Des planchers aelon llj/;
la présente Invention ont été réellement construite et. essayés pour des portées dépassant six mètres' -sans appui intermédiaire. Dans le cas de portées plus importantes, il peut être utile de placer les
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:-' '' ; étais intermédiaires pour éviter le fléchissement exagéré des éléments de hourdis sous le poids du béton mouillé (figure 3). Les etais peuvent être enlevés après durcissement du béton qui peut alors participer à la résistance sous la charge du ' ¯
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composite : ilyfl , ! La flèche délibéré-
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' ' >i' ment exagérée sur la figure 3 pour faciliter la re-
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présentation représente une partie de hourdis 13 ; ;y "4ß, supportée à ses extrémités par les solives 12.
Le poids du béton mouillé 14 à l'état plastique provoque le fléchissement de l'élément de hourdis 13, La flèche.
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orol4s jusqu'à un naximum au milieu de la portée, Par fl"
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suite le béton 14 est plus épais dans la partie centrale qu'aux extrémités de la portée, Le fléchis- sèment de l'élément de hourdis 13 fait apparaître des contraintes dans le métal qui subsistent après ,\. durcissement du béton,
Les éléments de hourdis selon la présente intention permettent'des portées plus importantes que celles possibles jus- qu'ici. Le poids du béton 14 peut à lui seul être suffisant pour faire apparaître des contraintes excessives dans l'élément de hourdis 13 pendant la période ou le béton 14 est encore à l'état plas- tique .
Il est évident que le béton plastique ne peut supporter aucune charge. L'aptitude à la charge n'est développée qu' à partir de la prise du béton,
Il peut par suite être utile dans certains cas de placer des étais pour l'élément de hourdis en un.ou plusieurs points intermédiaires entre les solives
12. Ces étais servent à supporter l'élément de hourdis, . pour éviter une flèche excessive ainsi que l'éta- blissement de contraintes excessives dans le métal.
L'élément de hourdis peut être capable de supporter le poids du béton encore plastique dans le cas de por- tées partielles relativement faibles, sans pouvoir suppater le poids total du béton plastique sur toute la longueur de laportée .
Quand le béton a suf- fisamment durci pour pouvoir contribuer à la résistance sous la charge, les étais peuvent être enlevés , L'en-
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lèvement de ces étais mécaniques fait immédiatement lèvement ces étais mécaniques fait immédiatement apparaître des contraintes dans le plancher com- @ posite, ces contraintes correspondant à la réaction précédente des étais, Cependant, la contrainte sous la charge est à ce moment supportée à la fois par le béton et l'élément de hourdis du plancher composite réalisé selon l'invention .
L'utilisation d'étais intermédiaires dans le cas des portées relativement importantes, en éliminant la flèche excessive de l'élément de hourdis a de plus l'avantage d'éviter la formation de parties exagérément épaisses de béton , au milieu de la portée, comme dans l'exemple repré- sente sur la .figure 3.
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Protilbo tin hourdis afraid to plavober oapoaito,,
The present invention relates to floors formed from elements of profiled sheet slabs and concrete slabs with a complex anchoring between the concrete and the slab,
The combination of a profiled slab element with a second t8ie makes it possible to obtain a slab with longitudinal cells. These cellular metal products replace conventional slabs or are combined with them in the construction of buildings.
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Profiled sheet slabs are currently widely used in the construction of buildings. This metal slab provides the structural resistance ... necessary to support both the dead weight and the moving loads of the floors.
The elements of. metal houri are assembled side by side and are fixed to the frame of the building, and they are covered with a layer of concrete which gives rigidity to the composite floor and also forms a solid, smooth surface on the floor, # '' Slabs alveolar metal are also widely used in modern construction. The alveoli constitute passages for electrical distribution cables, telephone cables, air conditioning installations,:
water and gas pipes, and for other needs. The cellular metal slabs are assembled side by side and are fixed to the frame of the building, and they are covered with a layer of concrete. Frequently, profiled t8le slab elements are used, side by side with the cellular slab elements to form a mixed floor.
In the present text, the term "slabs" designates both the slabs in simple profiled sheet and the cellular metal slabs. Until now, the slabs in profiled sheet have been considered as having to support the entire structural load of the building. floor, i.e. the dead weight of the slab elements themselves and the dead weight of the
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concrete layer, in addition to the expected mobile load for the floor, The concrete layer was not considered to be able to contribute in any way to support the expected load for the floor.
Consequently, the spans of these slabs, as well as the permitted loads are limited,,
The present invention makes it possible to produce a sheet metal slab in which there is a positive mechanical connection between the slab and the concrete slab poured thereon. The resulting floor is characterized by a predictable and safe cooperation of the concrete layer and the metal slab throughout the life of the building. The compressive strength properties of the concrete layer can therefore be used in the floor. Indeed, this floor becomes a reinforced concrete floor in which. the concrete contributes by the same properties as those acting normally in a classic reinforced concrete structure. The metal slab according to the invention constitutes the reinforcement of the concrete layer.
Profiled sheet slabs have been used for many years. The slab is made up of elements of profiled sheet slabs successively forming horizontal ridges and horizon gutter bottoms .. rate connected to the ridges by vertical or substantially vertical walls. The lateral edges of the slab elements are formed so as to allow the raooordement of the elements side by side. This connection is frequently achieved by forming a tongue along one edge and a groove along the opposite edge.
At the time of installation, the tongue is engaged in the groove of the neighboring slab element,
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The side walls of the gutters of the metal slab according to the present invention are generally inclined by converging from the edges of the horizontal ridges towards the level of the bottoms of the neighboring gutters. These gutters are thus each limited by two inclined side walls and by the bottom of the gutter. The width of the gutter at the open upper part is smaller than the width of the bottom.
The metal slab can be used for the manufacture of cellular elements by fixing a lower metal element which can be flat or profiled. This lower sheet forms, with the profiled sheet of the slab, longitudinal cells or channels.
The present invention makes it possible to obtain a floor in which the metal slab and the concrete slab both contribute to the resistance,
The upper surface of the ridges of a slab according to the invention, and which is normally planar, comprises transverse parts which may be welded threads protruding above the plane of the ridges or transverse ribs closed in the ridges. These transverse ribs can be recessed relative to the flat surface of the ridges or form bosses above this flat surface.
Wet concrete in the plastic state is poured over the assembled slab elements (constituting a flower bed) to form a continuous slab filling
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entirely the gutters (wider at the bottom than at the entrance) and covering the crests of the slab with a thickness of about 25 to 10 mm above the edges, The presence of hardened concrete in the gutters (wider at the bottom at the entrance) prevents the concrete rising from the slab.
Bosses can be formed in addition according to the invention on the bottom wall of each gutter of the slab element. These bosses can be, for example, weld metal pellets or stamped parts forming upwards bosses, These pellets or these bosses serve for anchoring the concrete relative to the slab, in order to prevent any tendency to slip between the concrete and the slabs,
The construction of floors with metal slab elements according to the invention has the following advantages:
1) The possibility of greater spans than those hitherto possible, without increasing the weight of metal for the slabs, and also without the need to increase the quantity of concrete.
Conversely, for the same span, the same quantity of metal and the same quantity of concrete, a floor according to the invention can support higher payloads than a comparable floor established according to prior techniques.
2) For the same span and for the same thickness of concrete, the same payload can be supported by the floor with less metal for the
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slabs that in the case of prior techniques, 'In other words, the thickness' of the sheet forming the slab can be reduced.
3) To support a given load, the thickness of the slab according to the invention can be smaller than that of the slabs for concrete slabs used hitherto. In other words, the height of the crests of the slab above the bottom of the gutters may be lower than in the case of previous metal slabs, and therefore the total thickness of the floor may be lower.
The reduction in the quantity of metal for a slab according to the invention is in itself an important factor in the construction of a multi-storey building, since it makes it possible to provide posts and joists of sections. lower in the whole building.
The invention also relates in particular. a profiled sheet slab element to form with a layer of concrete, a composite floor, the slab element comprising ridges and alternating gutters separated by walls inclined relative to the vertical and converging from the edges of the ridges towards the level of the bottom of the gutters to form between the ridges gutters wider at the bottom than at the top open between the ridges, transverse parts interrupting the continuity of the horizontal flat surface of the ridges.
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The invention also relates to a floor, oomposite formed of a certain number of slab elements of the type considered above, these slab elements being fixed side by side to the frame of the building and being covered with a concrete layer. , the ability of concrete to withstand compressive loads being used to support the weight of the
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floor and the expected load pou4, elui-çi.
The characteristics of the invention will emerge more particularly from the following examples,
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described with reference to the accompanying drawings on which if
Figure 1 is a perspective view of part of a frame with a slab already laid at one level and a composite floor at another level,
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According to the invention, Figure 2 is a view in perapeo-ÎlÔÎàol the invention.
FIG. 3 is a vertical section of a composite floor formed from a metal slab and a concrete slab, with an exaggerated arrow to facilitate representation, this figure serving to illustrate certain characteristics of the invention.
Figure 4 'is a section taken along line 4-4 of Figure 3.
Figures 5, 6 and 7 are sections along the line 5-5 of Figure 4 showing the transverse parts of the ridges according to several variants,
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Figures 8, 9 and 10 are cross sections
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; '/ µ / :: /, f, .... r> ..... following line 8-8 of figure 4 showing different', 11 <1 "7.lfit. ri..,. variants , bosses of the gutter bottoms. ','., f, l-0 f.;, "'1.'ll to $ *,. Figure 11 is a perspective view of a slab element similar to that shown in Figure 2, but with oblique ribs on the ridges,
Figures 12 and 13 are partial perspective views of cellular slab elements, corresponding respectively to the simple slab elements of Figures 2 and 11.
Figure 14 is a vertical section of the slab shown in Figure 12.
Figures 15, 16 and 17 are cross-sections similar to that of Figure 8, but showing a flange and tabs punched and pushed over the bottom of the gutters, and,
Figures 18 and 19 are vertical sections showing two other variants of cellular slab elements according to the invention.
FIG. 1 shows a part of the frame 10 comprising posts 11 and joists 12.
A profiled t8le slab 13 is fixed to the joists 12, usually by welds. A layer of concrete 14 is poured over the slab 13 to form a rigid planoher.
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The prof1léest sheet metal slab element, formed from a folded sheet as shown in fig.2.
The slab element 15 shown in FIG. 2 is a flat element comprising a connecting tab 18
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on one side and a connecting groove 19 on the ¯j, ¯ opposite side, The engagement of a tongue 18 of an element in a groove 19 of the neighboring element. allows the assembly of elements side by side. The element 15 is profiled to form horizontal ridges 20
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..,; .-. "g ,; ' and gutter bottoms 21 which are connected by inclined walls 22. The side walls 22 of the element converge from the edges of each ridge 20 towards the level of the funds 21.
Longitudinal gutters 24 are thus formed between the ridges 20,
Each gutter 24 is thus defined by a bottom 21 and two side-inclined walls 22 which diverge from top to bottom.
It will be noted that the gutters 20 are. wider at the bottom, between the walls 22 than at the top open between the neighboring ridges 20.
Transverse portions 25 are formed on the horizontal surface of the ridges 20 to interrupt the planar surface of the ridges 20. The transverse portions 25 shown in Figures 2 and 4 are formed as a boss projecting above the surface of the ridges 20 and are designated more particularly by reference 26.
The particular form of the gutters 24 prevents the detachment of the concrete 14 from the ridges 20 of the slab element. Concrete 14, is poured to constitute a continuous mass filling; completely the
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gutters 24 and completely surrounding the transverse parta.,? F 25. The concrete 14 is anchored in the 'ryt .a' '.F a, gutters 24 because they are narrower at the upper end than background.
The separation of
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concrete compared to. the slab element is aina1, r \:! jtJp; ..,,}; safely prevented. '\ / 1 ::! Anchor elements '1 are 4e' ¯ '' # 'rc preferably formed in addition on the bottom of the gutter1 \,' 24, These additional anchoring elements 31 épÍI.s8n? Î above the horizontal surface of the 21 and 1 '' bottoms: penetrate the lower horizontal surface of the concrete 14.
Cos additional elements 32 are shown in Figures 2, 4 and 8 in the form .. of circular stamps 31 formed in the sheet and distributed
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1'4:.! O / 1 along each bottom 21. Instead of bossagos in formal.
2, buttons of Figures 4 and 8, the anchoring elements 31 may be formed by uno stamped rib 33 (Figure 9) or weld metal pellets 38 (Figure 2).
The concrete 14 surrounds and traps the anchoring elements 31 which protrude from the bottom and penetrate
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in the 1nfériqure surface of the concrete contained in the ,, 1i1 gutters 29 i ", 1",> ..,. '..' '' 1î, i'I '1 t ";; t ..:;: r.,' -", i The slab element represented on. '3 Figure 11 oorresponds in all respects "l t éléJl1n", of Figure a, except that the transverse parts bzz,. "\ t!;} 1îr) ridges 20 are oblique,
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Anorage of the concrete in the wider gutters at the bottom and the existence of bosses or depressions on the surface of the ridges prevent slippage of the concrete relative to the slab by shear resistance.
As a result, the concrete undergoes the oompression stresses and the metal undergoes the tensile stresses in the composite floor which behaves like a beam under load.
A cellular slab element can be manufactured in accordance with the invention, as shown in particular in Figures 12 and 13 using a simple slab such as that shown in Figures 2 and 4. The cellular slab element 16 is formed of an upper slab element 15 and a lower plate 17, the lower plate 17 has a generally flat surface with a rooordement tongue 18 on one side and a connecting groove 19 on the opposite side. The upper slab element 15 is profiled to form horizontal ridges 20 and horizontal bottoms 21 connected by inclined side walls 22 which converge from the edges of the ridges 20 towards the level of the bottoms 21.
The longitudinal alveoli 23 are thus wider at the upper part than at the lower part.
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sës - f i.! 't'3'n: ^ ... Parles, j% nsm versâtes 25 are formed on ridges'20 to., interrupt the continuity of the plneds surface. > ,,,>., ¯ 3SSH! ridges 20. These transverse parts 25 can
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be ribs in bosses (Figure 5), niîi. 9.8 recessed (figure 6) or welded threads (figure The transverse parts 25 can be oblique
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as shown in Figure 13. Additional anchor elements 31 may be formed on the bottoms of gutters 23, as shown in Figures 8, 9 and 10.
The additional anchoring elements of the funds can be constituted as indicated in figures 15, 16 and 17, by
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metal flanges 34 cut on two o8tés'-e stamped upwards (figure 15), by tongues ,, 36 arched upwards in the same direction (figure 16) or by tongues 37 arched upwards in direction opposites (figure 18).
The general characteristics of the slab elements according to, can be used for the constitution of the elements.
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elements of alveolar slabs. Two other examples: s,., Elements of honeycomb slabs are shown ', "in figures 18 and 19: É.' '*'
The cellular slab element 16 of FIG. 18 comprises an internal slab element 17 'made of profiled sheet. The lower element 17 is bent to form a series of gutters having upper surfaces 40 and ..1 lower surfaces 41 connected by walls.
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sideways vertical or nearly vertical 42.
The upper element 15 'and the interior element 17' are fixed to each other by welding points 30 to form a unitary slab element 16.
The cellular slab element of FIG. 19 comprises interior une't8le 17 of generally planar shape. The upper member 29 is profiled to include a number of gutters, each having a ridge 20 connected to two fixing edges 21 ', fixed to the lower plate 17 by welds 30, by inclined side walls. 22 converging downwards.
A slab element according to the present invention allows spans of approximately 40% greater than the spans possible with the hitherto known slab elements with which the entire load of the Floor is considered to be supported by the slab element. slabs alone.
All the tests carried out on floors according to the invention have shown that stresses never appear in the steel elements until they break. Failures appear only by shearing of the concrete layer, shearing of the concrete taking place in the areas in contact with the upper crest area of the slab.
The ruptures of concrete by compression have never been observed.
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anchoring anchoring of the concrete bzz in the gutters wider at the bottom than at 5 t'xf, "" the upper open part of a hollow core element according to the invention and the anchoring of the over-
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face of the concrete bearing on the upper surface ', FRi 4 crusts with the transverse parts described
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prevent by shear resistance the slipping of the concrete in relation to the slab elements, Lary 'bzz continued, the concrete supports leqétforte compression.' . <a ^ r and the tetay supports the tensile forces developed in the floor which behaves like a loaded beam.
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Floors aelon llj /;
the present Invention were actually constructed and. tested for spans exceeding six meters without intermediate support. In the case of larger spans, it may be useful to place the
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: - '' '; intermediate props to avoid excessive sagging of the slab elements under the weight of the wet concrete (figure 3). The props can be removed after hardening of the concrete which can then participate in the resistance under the load of '¯
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composite: ilyfl,! The deliberate arrow-
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''> i 'ment exaggerated in figure 3 to facilitate the re-
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presentation represents part of slabs 13; ; y "4ß, supported at its ends by joists 12.
The weight of the wet concrete 14 in the plastic state causes the deflection of the slab element 13, the arrow.
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orol4s up to a naximum in the middle of the staff, By fl "
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further the concrete 14 is thicker in the central part than at the ends of the span. The deflection of the slab element 13 shows stresses in the metal which remain after, \. concrete hardening,
The slab elements according to the present intention allow for larger spans than those hitherto possible. The weight of the concrete 14 alone may be sufficient to cause excessive stresses to appear in the slab member 13 during the period when the concrete 14 is still in the plastic state.
Obviously, plastic concrete cannot support any load. The load capacity is only developed from the setting of the concrete,
It may therefore be useful in certain cases to place props for the slab element at one or more intermediate points between the joists
12. These props are used to support the slab element,. to avoid excessive deflection as well as the establishment of excessive stresses in the metal.
The slab element may be able to support the weight of the still plastic concrete in the case of relatively small partial spans, without being able to support the total weight of the plastic concrete over the entire length of the span.
When the concrete has hardened enough to contribute to the resistance under load, the props can be removed.
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lifting of these mechanical props immediately lifting these mechanical props immediately reveals stresses in the composite floor, these stresses corresponding to the previous reaction of the props, However, the stress under load is at this moment supported by both the concrete and the slab element of the composite floor produced according to the invention.
The use of intermediate props in the case of relatively large spans, eliminating the excessive deflection of the slab element has the further advantage of avoiding the formation of excessively thick parts of concrete, in the middle of the span, as in the example shown in figure 3.