<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
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.
<Desc/Clms Page number 2>
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
<Desc/Clms Page number 3>
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,
<Desc/Clms Page number 4>
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
<Desc/Clms Page number 5>
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
<Desc/Clms Page number 6>
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.
<Desc/Clms Page number 7>
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
EMI7.1
plancher et la charge prévue pou4,elui-çi.
Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement des exemples suivants,
EMI7.2
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,
EMI7.3
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,
<Desc/Clms Page number 8>
Les figures 8, 9 et 10 sont des coupes
EMI8.1
;'/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.
EMI8.2
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
<Desc/Clms Page number 9>
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
EMI9.1
.., ; .-."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
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
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
EMI10.2
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
EMI10.3
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
EMI10.4
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,
<Desc/Clms Page number 11>
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.
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
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
EMI12.2
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
EMI12.3
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
EMI12.4
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-
EMI12.5
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
<Desc/Clms Page number 13>
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 .
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
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-
EMI14.2
face du béton portant sur la surface supérieure ', FRi 4 des crûtes avec les parties transversales décrites
EMI14.3
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.
EMI14.4
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
EMI14.5
:-' '' ; 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 ' ¯
EMI14.6
composite : ilyfl , ! La flèche délibéré-
EMI14.7
' ' >i' ment exagérée sur la figure 3 pour faciliter la re-
EMI14.8
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.
EMI14.9
orol4s jusqu'à un naximum au milieu de la portée, Par fl"
<Desc/Clms Page number 15>
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-
<Desc/Clms Page number 16>
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.