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BREVET BELGE
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La présente invention est relative à une barre composite comprenant une matière présentant une bonne résistance à la traction et un matériau présentant une bonne résistance à la compree s ion.
En construction, il est connu de faire usage, comme
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barrée eounixes à la compression, de barres un b4ton ;renforcé par des arn:..tU1"ee métalliques. La xésietanco de ces barrel 1 ,x sfforto de compression est fonction du coefficient de ré-,irt4,.îon des charges entre le béton et le métal.Ce coefficient.
,',> ction du rapport des modules d'élasticité du béton et de l'acier est très variable et. dépend de la qualité du béton et de son taux de compression ainsi que du taux de compression du métal constituant l'armature. La qualité des bétons est variable
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et dir f1 cilement contrôlable, de sor te que, pour une barre donnée - , -- à1 /wgqlr4%iquement impossible de se fa ire une idée de :la "'1ft '# valeur du coefficient précité et, par conséquent, de lA @ résistance 'de la barre, sans soumettre celle-ci à des essaie
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de. eomptosslon.
Une barre composite suivant la présente invention qui remédie à ces inconvénients se caractérise en ce qu'elle comporte un tuyau formant gaine, en une matière présentant une bonne résistance à la traction, dans lequel est logé un matériau présentant une bonne résistance à la compression qui, après durcissement ou apràa tassement, est seul soumis à la
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cornpres sim dans le dit tuyau par un élément analogue à un piston.
Dans une réalisation avantageuse d'une barre selon l'invention, le tuyau est un tube de préférence métallique, contenant une matière solide, telle que du béton ou un matière .pulvérulente, telle que, par exemple, du sable ou du gravier.
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La barre suivant l'invention est basée sur les propriétés propres aux matériaux précitée de transmettre transversalement au tuyau constituant la gaine, des poussées qui sont nettement moindres que les efforts directement transmis.
Il en eat notamment ainsi pour les matières pulvérulentes qui transforment les efforts directement transmis en poussées trans- versales, selon un coefficient de réduction ou d'efficacité égal à tg2 ( #/4-#/2) si on néglige l'ef fet de cohésion de la matière, étant l'angle de talus naturel de la matière pulvérulente contenue dans le tube.
En chargeant la barre en compression uniquement sur le matériau susdit, on transmet ainsi au tube de la gaine d'une part, des poussées radiales réduitesqu'il reprend en traction et, d'autre part, des efforts de frottement et d'adhérence le long de la face intérieure de la paroi du tube formant gaîne, efforts que le tube reprend en compression.
De ces propriétés, 11 résulte la possibilité, pour les barres suivant l'invention, d'une répartition optina des efforts entre le tube métallique de la gaine et le matériau susdit; ce dernier présentant de bonnes propriétés de résistance à : la compression est essentiellement comprimé, tandis que le tube métallique, présentant de bonn es propriétés de résistance à la traction, est seul soumis à des efforts de traction. Cette répartition adéquate des efforts permet la mise en couvre de barres légères vis-à-vis des barres connues.
Par ailleurs, toutes autres choses égales, la barre suivant l'invention présente une meilleure résistance au flambage, du fait que les armatures sont, dans le cas de la barre suivant l'invention, reportées à la périphérie de la barre..
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Dans une forme de réalisation particulière de la barre suivant l'invention, le tuyau métallique de la gaine est en acier et se présente soua la forme d'un cylindre creux de section circulaire.
Dans une autre forme de réalisation particulière de la barre suivant l'invention, il est prévu un évidement au sein du matériau susdit. Ainsi, en agissant sur la répartition de la gatne d'une part, et sur les propriété* de résistance à la compression du matériau susdit et les dimensions de l'évidement précité, d'autre part, il est possible de fabriquer des barres de même gabarit,donc d'encom-
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brement égnl, mais présentant des propriétés dü'férentee de résistance à la compression.
Cet avantage est particulièrement intéressant dans l'industrie du bâtiment où, pour les bâtiments à niveaux multiples, il est possible de conserver les marnes gabarits, pour les colonnes de tous les niveaux tout en prévoyant des colonnes plus résistantes pour les niveaux inférieurs et moins résistantes pour lea niveaux supérieurs. Il en résulte une économie appréciable dans la construction de ces colonnes.
Parmi le domaine d'application de la barre suivant l'invention, il faut rotenir, avant tout, l'industrie du bdtiment pour les colonnes soumise@ à des chargea verticales de compression. Mais la barre suivant l'invention est également d'utilisation pour toute barre soumise à la compreslion, des systèmes en treillis et, d'une manière générale, pour tout élément comprimé entrant dune n'importe quel type d'ossature.
D'autres particularités et détails de l'invention pourront apparaître dans la description suivante d'une forme de réalisation
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particulière d'une barre suivant l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessina annexée*
La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale longitudinale d'une barre cylindrique composite suivant l'invention, tandis que la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la barre de la figure 1.
La barre représentée aux figures 1 et 2 comprend essen- tiellement une gaîne formée par un tube cylindrique 1 en acier, de section droite circulaire, et un matériau 2 constitué d'une matière pulvérulente telle que du sable, par exemple, de granulométrie bien définie.
Le tube 1 est bouché, à son extrémité inférieure par un fond métallique 3, tandis qu'à l'extrémité supérieure, un piston cylindrique 4 agit en compression sur la matière pulvérulente. La section du piston 4 est à peine inférieure à la section intérieure du tube 1, de manière qu'il puisse coulisser librement dans ce tube 1.
Une charge de compression 5 appliquée sur le piston 4 est, par l'intermédiaire de ce dernier, répartie à la surface de la matière pulvérulente 2 suivant les flèches 6. Cette charge de compression 5 donne lieu, sur le tube, d'une part, à des pression* radiales centrifuges 7 et, d'autre part, à des force* 10 le long de la paroi intérieure du tube, orientées parallèlement à la charge 5 et dans le même sens que cette dernière,, Ces forces 10 r6sultent des efforts de frottement de la matière pulvérulente 2 sur la paroi du tube 1.
Les pressions radiales 7 sont reprises par la paroi latérale 1, dans laquelle elles donnent lieu à des tensions circonférentielles 9 de traction. Les forces 10 sont également reprises par la paroi du tube 1 et donnent lieu dans ce dernier à des tensions de compression* Réciproquement, le tube réagit
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sur la matière qu'il emprisonne, par des pressions radiales centripètes 11 égales et opposées aux pressions 7 ainsi que par des forces 8 égales et opposées aux forces 10.
Dans la description précédente le tuyau est un tube en acier maie il peut aussi être constituépar un autre métal ou matériau susceptible de remplir le même rôle et présentant notamment une bonne résistance à la compression longitudinale et à la traction circonférentielle.
Une barre composite selon l'invention est avantageuse parce que le tuyau formant gaine présente une grande résistance au flambage et parce qu'il est empêché de flamber localement par la matière qu'il contient; de plus, les efforts de compression sur la matériau logé sont transformés en partie en efforts de traction dirigés suivant les sections circulaire .3 du tube.
Une barre selon l'invention peut être employée pour résister à des efforts de compression dans des constructions quelconques et elle peut, par exemple, constituer les colonnes dans des bâtiments à plusieurs niveaux et des piles de pont*.
La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus, en référence aux dessine en- nexés, de nombreuses modifications pouvant y être apportées sans sortir du cadre des revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
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