Procédé de réalisation d'une poutre mixte préfléchie en acier-béton.
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cédé de réalisation d'une poutre mixte préfléchie. La poutre réalisée comprend une armature en acier et un enrobage en béton. L'armature est constituée par une
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supérieure et l'autre inférieure, bordant longitudinalement l'âme. L'enrobage en béton entoure au moins la partie inférieure de l'armature.
Selon le procédé de réalisation de la poutre mixte préfléchie, on soumet l'armature à une préflexion. De cette manière, on crée un état de tensions de traction dans la partie inférieure et en particulier dans
la semelle inférieure de l'armature et un état de tensions de compression dans la partie supérieure et en particulier dans la semelle supérieure de cette armature. D'autre part, on maintient la préflexion de l'armature pendant la solidarisation de l'enrobage de béton à la partie inférieure prétendue de cette armature et jusqu' après la prise suffisante de ce béton.
Dans l'exécution des procédés de préflexion connus, on pourvoit les semelles inférieure et supérieure de l'armature, de renforts sensiblement équili-
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surent sa préflexion. En pratique, on dispose à plat sur les semelles, les renforts en acier dont on soude les bords à ces sérielles. Les opérations de soudure
des renforts aux semelles de l'armature sont longues
et onéreuses à cause d'une main d'oeuvre fortement qualifiée et de 1' emploi d'appareils coûteux souvent même non autorisés, tels qu'appareils de soudure automatique. Les opérations de soudure constituent en fait un poste très important dans le prix de revient de la. réalisation de la poutre mixte préfléchie .
D'autre part, si les renforts inférieurs reprennent comme la semelle inférieure, les tensions de traction dues à le préflexion et si ces renforts inférieurs restent ainsi utiles dans la poutre finie, il n' en est pas de même pour les renforts supérieurs dont le
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tuent une phase défavorable de fabrication de la poutre. En outre, à un stade ultérieur ou au stade final de la fabrication de la poutre, les renforts supérieurs en acier travaillant en service en compression pourraient être économiquement remplacés par un matériau moins élastique et moins coûteux tel que le béton.
L'invention a pour objet un nouveau procédé qui permet de remédier aux désavantages précités des procédés connus.
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invention, on maintient immobilp suivant la direction .Longitudinale de l'armature, chaque extrémité de la partie supérieure, respectivement chaque extrémité de la semelle supérieure, de cette armature, pendant qu'on soumet celle-oi à la préflexion. De la sorte, on réduit
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engendrées par la préflexion dans la partie supérieure, respectivement dans la semelle supérieure, de l'armature sans l'immobilisation des extrémités susdites de cette partie supérieure, respectivement de cette semelle supérieure.
Ainsi, grâce au fait qu'on parvient avantageusement à réduire ou à supprimer les tensions de compression dans la partie supérieure, respectivement dans la semelle supérieure, de l'armature, au cours de la préflexion, on évite le montage des renforts supérieurs tout en engendrant des diagrammes de tension plus intéressants que
ceux de la préflexion conventionnelle.
En pratique, dans le nouveau procédé, on maintient immobile chaque extrémité de la partie supérieure, respectivement de la semelle supérieure, de l'armature, en la solidarisant à un court bras de support métallique de préférence horizontal, relié.à un
appui d'extrémité fixe.
Selon le nouveau procédé, on peut utiliser
des bras de support qui sont fixés chacun à l'appui d'extrémité fixe correspondant en étant légèrement flexible élastiquement suivant le plan vertical de l'âme de l'armature ou qui son' articulés chacun à
cet appui d'extrémité en pouvant pivoter légèrement suivant ce plan vertical de cette âme. En outre, on solidarise l'extrémité de la partie supérieure, respectivement de la semelle supérieure,de 1- armature, par boulonnage, rivetage ou soudure.
Conformément au nouveau procédé, on peut encore mettre en oeuvre la poutre réalisée dans des constructions complexes dans lesquelles on intègre la partie supérieure de l'âme à une semelle supérieure rapportée en acier ou en acier-béton ou à une dalle supérieure également en acier ou en acier-béton.
L'invention concerne aussi une poutre mixte préfléchie réalisée selon le nouveau procédé.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description et des dessins annexés au présent mémoire et représentant schématiquement et à titre d'exemple seulement deux formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe transversale d'une poutre réalisable par le procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue en élévation schématique de l'armature métallique de la poutre montée avant sa préflexion sur des appuis d'extrémité. La figure 3 est une vue en élévation plus détaillée montrant des premiers moyens de montage de l'armature sur un appui d'extrémité avant préflexion. La figure 4 est une vue analogue à la pré- <EMI ID=7.1>
armature sur un appui d'extrémité avant préflexion.
Dans ces différentes figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le nouveau procédé sert à réaliser des poutres mixtes préfléchies en acier-béton.
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une armature 1 en acier et un enrobage 2 en béton.
L'armature 1 est constituée généralement par une poutre métallique en forme de I présentant une âme 3 pleine ou ajourée et deux semelles, l'une supérieure 4 et l'autre inférieure 5, bordant longitudinalement
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une poutre métallique complexe comportant par exemple une âme en treillis. Les semelles 4 et 5 de l'armature
1 peuvent être au départ identiques ou différentes.
Avant sa mise en oeuvre, l'armature 1 est pourvue de renforts inférieurs 6 qui sont disposés à plat le long de la semelle inférieure 5 et qui sont soudés
à celle-ci par leurs bords.
Ensuite l'armature 1 est montée sur deux appuis d'extrémité fixes 7 et 8 et par exemple sur deux appuis intermédiaires supplémentaires 7' et 8' immobiles,
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armature 1 avec son âme 3 placée verticalement est reliée aux appuis d'extrémité 7 et 8 par des courts bras de support 9.
Dans la première forme de réalisation, chaque bras de support 3 est constitué par exemple d'un plat épais en acier qui est en une seule pièce et qui est disposé horizontalement à plat. Une partie extrémale du bras de support 9 est fixée à l'appui d'extrémité correspondant 7 ou 8. A cet effet, la partie en question du plat repose sur la partie supérieure 10 métallique de l'appui d'extrémité 7 ou 8 et y est fixée temporairement par exemple par des boulons 11 ancrés solidement dans le béton 12 sous-jacent à cette partie supérieure 10. D'autre part, la partie extrémale opposée du plat susdit prend appui contre la face supérieure de la semelle supérieure 4 de l'armature 1 et y est solidarisée par exemple temporairement par d'autres boulons 13.
Dans ce cas, chaque bras de support 9 s' étend horizontalement lors du montage de l'armature 1 sur les appuis d'extrémité 7 et 8. Cependant, lors de la préflexion, le bras de support 9 peut fléchir légèrement vers le bas sous l'effet de cette préflexion suivant le plan vertical de l'âme 3 de l'armature 1.
Dans la deuxième forme de réalisation, chaque bras de support 9 est formé par deux plats épais en acier 9' et 9" qui sont articulés l'un à l'autre autour d'un pivot en acier 14 s'étendant horizontalement et
<EMI ID=11.1> armature 1. Le plat 9' est fixé à plat par exemple temporairement sur la semelle supérieure 4 de l'arma-
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à plat temporairement sur la partie supérieure métallique 10 de l'appui d'extrémité correspondant 7 ou 8,
à l'aide de boulons 11 ancrés dans le béton 12 sousjacent à cette partie supérieure 10 de cet appui d' extrémité 7 ou 8. Dans ce cas, les bras de support s'étendent horizontalement lors du montage de l'armature 1 sur les appuis d'extrémité 7 et S mais peuvent pivoter par rapport à ceux-ci. En effet, lors de la préflexion, les plats 9 peuvent pivoter légèrement vers le bas autour
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âme 3 de l'armature 1 .
Après montage de l'armature 1 sur les appuis d'extrémité 7 et 8, on applique la préflexion par exemple par une force P exercée verticalement sur la semelle supérieure 4 au milieu de l'armature 1 .
La préflexion engendre des tensions de traction importantes dans la partie inférieure de l'armature 1
et notamment dans la semelle inférieure 5 et les renforts 6 ainsi que des tensions de traction de plus en plus faibles au fur et à mesure que l'on se rapproche de la semelle supérieure 4 dans laquelle il peut y avoir une tension pratiquement nulle.
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mature 1, les extrémités de la semelle supérieure -4 restent immobiles, suivant la direction longitudinale de cette armature 1. De même, ces extrémités restent immobiles trensversalement. Cependant, lesdites extrémités peuvent être légèrement déplacées en hauteur suite à la flexibilité
ou à l'articulation des bras de support 9.
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armature 1, on coule l'enrobage 2 en béton, dans un coffrage contenant la partie inférieure de cette armature 1 et des armatures éventuelles sous forme de ronds. Apres la prise suffisante du béton de l'enrobage 2, on décoffre
ce dernier et on obtient une poutre mixte préfléchie
telle que représentée transversalement à la figure 1.
La poutre réalisée peut être utilisée dans
des constructions complexes, dans lesquelles la partie supérieure de l'eme 3 de l'armature 1 peut être intégrée
à une semelle supérieure rapportée ou à une dalle supérieure, l'une et l'autre en acier ou en acier-béton.
Dans l'exemple décrit, chèque extrémité de la semelle supérieure 4 de l'armature 1 est boulonnée au
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variantes, cette extrémité peut être rivetée ou soudée
à ce bras de support 9, auquel cas ce dernier est coupé ou tronçonné pour dégager la poutre réalisée des appuis d'extrémité 7 et 8.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représen-tées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans leur réalisation
à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
Process for producing a preflexed composite steel-concrete beam.
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yielded of realization of a preflexed composite beam. The beam produced comprises a steel frame and a concrete cover. The frame is made up of a
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upper and the other lower, longitudinally bordering the core. The concrete cover surrounds at least the lower part of the reinforcement.
According to the method for producing the preflected composite beam, the reinforcement is subjected to preflexion. In this way, a state of tensile stresses is created in the lower part and in particular in
the lower sole of the frame and a state of compressive stresses in the upper part and in particular in the upper sole of this frame. On the other hand, the preflexion of the reinforcement is maintained during the securing of the concrete cover to the claimed lower part of this reinforcement and until after sufficient setting of this concrete.
In carrying out the known preflection methods, the lower and upper flanges of the frame are provided with substantially balanced reinforcements.
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knew his preflexion. In practice, the steel reinforcements are placed flat on the soles, the edges of which are welded to these series. Welding operations
reinforcements at the sole of the frame are long
and expensive because of a highly skilled workforce and the use of expensive devices often even unauthorized, such as automatic welding devices. Welding operations are in fact a very important item in the cost price of the. realization of the preflected composite beam.
On the other hand, if the lower reinforcements take up, like the lower flange, the tensile stresses due to the preflection and if these lower reinforcements thus remain useful in the finished beam, it is not the same for the upper reinforcements whose
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kill an unfavorable phase in the construction of the beam. In addition, at a later or final stage of beam fabrication, the top steel reinforcements working in compression service could be economically replaced with a less elastic and less expensive material such as concrete.
The subject of the invention is a new method which makes it possible to remedy the aforementioned disadvantages of the known methods.
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invention, immobilp is maintained in the .Longitudinal direction of the frame, each end of the upper part, respectively each end of the upper flange, of this frame, while it is subjected to preflexion. In this way, we reduce
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generated by the preflexion in the upper part, respectively in the upper sole, of the frame without immobilizing the aforesaid ends of this upper part, respectively of this upper sole.
Thus, thanks to the fact that it is advantageously possible to reduce or eliminate the compressive stresses in the upper part, respectively in the upper flange, of the reinforcement, during the preflection, the mounting of the upper reinforcements is avoided while generating more interesting voltage diagrams than
those of conventional preflexion.
In practice, in the new method, each end of the upper part, respectively of the upper flange, of the frame is kept immobile, by securing it to a short, preferably horizontal metal support arm, connected to a
fixed end support.
According to the new process, one can use
support arms which are each fixed to the corresponding fixed end support while being slightly resiliently flexible along the vertical plane of the web of the frame or which are each articulated to
this end support being able to pivot slightly along this vertical plane of this core. In addition, the end of the upper part, respectively of the upper flange, of the frame is secured, by bolting, riveting or welding.
According to the new process, it is also possible to use the beam produced in complex constructions in which the upper part of the web is integrated into an added upper flange made of steel or steel-concrete or an upper slab also made of steel or steel-concrete.
The invention also relates to a preflexed composite beam produced according to the new method.
Other details and features of the invention will become apparent from the description and the drawings appended hereto and showing schematically and by way of example only two embodiments of the invention.
FIG. 1 is a cross section of a beam that can be produced by the method according to the invention. Figure 2 is a schematic elevational view of the metal frame of the beam mounted before its preflexion on end supports. FIG. 3 is a more detailed elevational view showing first means for mounting the frame on an end support before preflection. Figure 4 is a view similar to the pre- <EMI ID = 7.1>
reinforcement on an end support before preflexion.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
The new process is used to produce composite steel-concrete beams.
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a steel frame 1 and a concrete cover 2.
The frame 1 is generally constituted by a metal beam in the form of I having a solid or perforated core 3 and two flanges, one upper 4 and the other lower 5, bordering longitudinally
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a complex metal beam comprising for example a lattice core. The soles 4 and 5 of the frame
1 may initially be identical or different.
Before its implementation, the frame 1 is provided with lower reinforcements 6 which are arranged flat along the lower flange 5 and which are welded
to the latter by their edges.
Then the frame 1 is mounted on two fixed end supports 7 and 8 and for example on two additional intermediate supports 7 'and 8' immobile,
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frame 1 with its web 3 placed vertically is connected to the end supports 7 and 8 by short support arms 9.
In the first embodiment, each support arm 3 consists for example of a thick steel plate which is in one piece and which is arranged horizontally flat. An end part of the support arm 9 is fixed to the corresponding end support 7 or 8. For this purpose, the part in question of the plate rests on the upper metal part 10 of the end support 7 or 8 and is temporarily fixed therein, for example by bolts 11 firmly anchored in the concrete 12 underlying this upper part 10. On the other hand, the opposite end part of the aforesaid flat bears against the upper face of the upper flange 4 of the 'frame 1 and is secured thereto, for example temporarily by other bolts 13.
In this case, each support arm 9 extends horizontally during the mounting of the frame 1 on the end supports 7 and 8. However, during the preflection, the support arm 9 may bend slightly downwards under the effect of this preflexion along the vertical plane of the web 3 of the reinforcement 1.
In the second embodiment, each support arm 9 is formed by two thick steel plates 9 'and 9 "which are articulated to each other around a steel pivot 14 extending horizontally and
<EMI ID = 11.1> frame 1. The plate 9 'is fixed flat, for example, temporarily on the upper flange 4 of the frame.
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temporarily flat on the upper metal part 10 of the corresponding end support 7 or 8,
by means of bolts 11 anchored in the concrete 12 underlying this upper part 10 of this end support 7 or 8. In this case, the support arms extend horizontally during the assembly of the reinforcement 1 on the end supports 7 and S but can pivot relative to them. Indeed, during the preflection, the plates 9 can rotate slightly downwards around
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web 3 of reinforcement 1.
After mounting the frame 1 on the end supports 7 and 8, the preflection is applied, for example by a force P exerted vertically on the upper flange 4 in the middle of the frame 1.
The preflection generates significant tensile stresses in the lower part of the reinforcement 1
and in particular in the lower sole 5 and the reinforcements 6 as well as increasingly low tensile stresses as one approaches the upper sole 4 in which there may be practically zero tension.
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mature 1, the ends of the upper flange -4 remain stationary, along the longitudinal direction of this frame 1. Likewise, these ends remain stationary transversely. However, said ends can be slightly displaced in height due to the flexibility.
or to the articulation of the support arms 9.
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reinforcement 1, the concrete coating 2 is poured into a formwork containing the lower part of this reinforcement 1 and any reinforcements in the form of rounds. After sufficient setting of the concrete of coating 2, the
the latter and one obtains a preflexed composite beam
as shown transversely in Figure 1.
The beam produced can be used in
complex constructions, in which the upper part of the th 3 of the reinforcement 1 can be integrated
to an attached upper flange or to an upper slab, both in steel or steel-concrete.
In the example described, check end of the upper flange 4 of the frame 1 is bolted to the
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variants, this end can be riveted or welded
to this support arm 9, in which case the latter is cut or sectioned to release the beam produced from the end supports 7 and 8.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments represented and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in their realization.
provided that these modifications are not inconsistent with the object of each of the following claims.