Armature pour béton précontraint. On connaît un type d'armature constitué par deux parties dont l'une est soumise à une traction et l'autre est soumise à une compres sion, de telle sorte que, une fois cette armature embétonnée et après le durcissement du béton, on n'a qu'à supprimer la connexion entre les deux parties pour que la partie tendue trans mette au béton une précontrainte correspon dant à la valeur de la traction.
Dans ce dispositif connu, les parties com posant l'armature reposent localement l'une sur l'autre, et entre deux points adjacents la partie comprimée est libre. Cette partie doit être suffisamment résistante contre le flam bage. Il est par conséquent impossible de lui conférer de la flexibilité.
Suivant l'invention, l'armature pour donner au béton une précontrainte, ayant une partie sous étreinte de traction et une partie sous étreinte de compression, la partie dénom mée en dernier lieu étant soutenue par la par tie dénommée en premier lieu et les deux par ties pouvant être dégagées à leurs extrémités, de .sorte qu'après l'embétannage de l'armature et le durcissement du béton, par le dégage ment de la connexion entre les deux parties, le béton peut ê$re contraint par la partie ten- due et la partie comprimée peut être éloignée,
est caractérisée par le fait que la. partie comprimée est enveloppée sur toute sa sur face par une gaine de traction et par le fait que ladite gaine et la partie comprimée pont flexibles et que cette flexibilité est conservée dans l'armature en charge. La flexibilité des deux éléments peut être obtenue, soit par l'emploi de fils, groupés en plusieurs câbleaux ou en un câble unique, présentant une section transversale d'un moment d'inertie très faible, soit, en ce qui concerne la partie comprimée, par l'emploi d'éléments rigides de faible lon gueur articulés les uns sur les autres.
Cette armature est préférablement consti tuée par une gaine résistant bien en traction. une âme très résistante, des ligatures et des ancrages d'extrémité.
Les éléments, constituant la gaine sont pr@- férablément des fils câblés:, c'est-à-dire enrou lés en hélice sur une surface cylindrique en une ou plusieurs nappes, ou des fils tressés, c'est-à-dire groupés en deux séries de fils entrecroisés ou encore des fils câblés et tressés.
On peut utiliser des fils de petit ou très petil. diamètre, câblés et tressés par éléments ou rubans jointifs ou non, augmentant la surface de contact et la rugosité du profil, pour assu rer par un ancrage continu la solidarisation intime de la gaine prétendue dans la construc tion et par suite la diffusion efficace des pré contraintes lorsque l'âme comprimée est libé rée et récupérée, et cela quel que soit le système de charges et surcharges statiques ou dynamiques.
Fortement tendus, les différents éléments câblés de la gaine peuvent se serrer entre eux jusqu'à constituer un système tubulaire ana- logue aux câbles clos ou semi-clos. Si les élé ments sont tressés, l'étanchéité de la gaine peut être obtenue en utilisant, pour l'une des nappes de fils, des rubans présentant un pro fil circonscrit lenticulaire dont les fils exté rieurs sont, si nécessaire, revêtus ou constitués par toutes matières plastiques appropriées.
Il peut être plus indiqué .de rechercher l'étanchéité du système en complétant les pro priétés de la gaine par l'utilisation d'une âme particulièrement conçue pour être à la fois résistante, articulée, expansible et étanche.
L'âme doit préférablement, en effet, trans mettre aux ancrages les réactions importantes de la gaine, présenter une inertie extrême ment faible pour s'adapter aux courbures, con server dans les courbes une longueur égale de toutes ses fibres, assurer le parfait centrage des éléments composant l'armature et per mettre un décoffrage systématique dû noyau tout en admettant une étanchéité suffisante. Ces qualités peuvent être assurées soit par un organe unique, soit par une association d'élé ments.
L'âme peut être constituée par des éléments métalliques de courtes longueurs, dc profil approprié: sphérique, cylindrique, bi- tronconique, etc.
Les éléments peuvent présenter aux extré mités soit deux convexités, soit une concavité et une convexité de forme sphérique ou cylin drique se superposant ou s'emboîtant l'une dans l'autre et, en vue de leur extraction, être solidarisés entre eux par tous moyens ou dispositifs appropriés: fil ou câble passant dans un canal longitudinal, clavette à bourre let ou à queue d'aronde, manchon-ressort à agrafage, ressort-spiral extérieur, agrafes élastiques, -etc. .
Le dispositif expansible assurant le cen trage et le décoffrage de l'âme peut être indé pendant ou non du noyau résistant. et mis, eu place avec ou avant celui-ci; il peut. tare constitué soit par des ressorts-ballons à lames jointives ou non, des agrafes flexibles, etc.
Ce dispositif expansible peut être mis en action par tous raccourcissements (rapproche ment mécanique, dilatatîon, contraction élas- tique, etc.) des éléments de la chaîne consti tuant le noyau résistant, raccourcissements qui provoquent un gonflement transversal impor tant de l'ordre de 'ho.
Ces raccourcissements peuvent être obte nus, soit par déformation élastique. d'ares élémentaires sous poussées croissantes, soit par glissement d'un système à coins, soit par tous autres moyens produisant le même effet.
On peut, en outre, utiliser tous les moyens auxiliaires assurant l'exploitation industrielle de l'âme, par exemple: disposi tifs de limitation des rayons de courbures. garnissage des vides internes par toute ma tière appropriée: argile, graisse, etc., assurant une étanchéité totale sous le béton ou les injections, diminuant les risques de corro sion et créant la lubrification du système.
Par exemple, lors de la mise en service d'une armature par chauffage des ancrages, les réactions de l'âme provoquent le fluage de la matière fusible, puis l'arrachage de l'ancrage sous la double action du retour élastique du noyau résistant et du disposi tif expansible dont la matière lubrifiante exsude en facilitant le décoffrage.
La fabrication des armatures peut com porter le câblage et le tressage des éléments résistants constituant la. gaine, le découpage de celle-ci en tronçons de longueurs suffi santes, le culottage des ancrages sur les extrémités de ces tronçons, la mise en place du dispositif expansible de. l'âme avant ou après mise en tension du tronçon de gain sur un banc d'étirage, la. compression du noyau résistant en opérant ou non sur chaque ancrage, le verrouillage des contraintes in troduites dans le système.
Ainsi traitées, les armatures prétendues peuvent être enroulées sur des tambours appropriés sans altération de leurs pro priétés élastiques et expédiées économique ment.
Pour leur emploi, elles s'incorporent dans les constructions comme les armatures ordi naires après avoir subi un façonnage quel conque respectant uniquement la longueur d'origine et une courbure limite fonction du câblage des éléments de la gaine. LorsqiLe 1e matériau de liaison à la construction pré sente une résistance suffisante, le potentiel de forces est libéré par déverrouillage des ancrages.
Ceux-ci et les éléments constituant l'âme peuvent être retournés en usine sur les tourets ayant transporté les armatures.
Le dessin annexé représente, à titre d'exomples, deux formes d'exécution de l'ar mature suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe transversale d'une forme d'exécution de l'armature, telle qu'elle est préparée, pour son emploi ultérieur.
La fig.2 montre, en vue perspective à échelle agrandie, un ancrage d'extrémité. La fig. 3 est une coupe longitudinale de l'armature complète avec ses deux ancrages. La fig.4 représente l'ancrage en coupe. longitudinale à plus grande échelle.
La fi-. 5 montre, en perspective, une seconde forme d'exécution dans la zone de son ancrage.
La fig. 6 représente, schématiquement, des détails de la constitution de l'âme de cette armature.
Dans les fig. 1 à 4, 1 est la gaine, 2 l'âme, 3 une ligature.
La section transversale de l'armature peut être quelconque: circulaire, carrée, mé plate, etc.
La gaine est constituée par un tube oia préférablement par des éléments parallèles, jointifs ou non, tels que des fils en acier dur (ronds, carrés, méplats, torsadés, etc.). Dans la forme d'exécution choisie au dessin, la gaine 1 est formée par des fils d'acier tels que la, fig. 2 à 4.
Le choix des éléments constituant la gaine est fonction de l'économie générale ac la construction et du maximum d'adhérence possible avec le matériau précontraint.
L'âme peut être pleine et continue, frettée ou non, ou de préférence .constituée soit par un ressort à fil carré jointif, soit par un empilage de pastilles métalliques très dures, soit par un faisceau de fils durs parallèles. Le dessin ne figure l'âme 2 que d'une ma nière schématique.
La forme optimum de l'âme est liée uniquement à la possibilité de son réemploi, car elle est rendue libre lorsqu'a eu lieu le report des réactions de la gaine sur la construction et elle peut être alors extraite de la gaine par tout artifice approprié (trac tion, contraction, etc.).
Les ligatures peuvent être constituées soit par des spires de fils jointifs, des anneaux, bagues ou rondelles suffisamment élastiques pour maintenir un serrage étroit des élémente formant l'armature, soit par un fil continu enroulé dont l'écartement des spires, comme celui des autres attaches défi nies ci-dessus, peut être calculé en fonction des courbures recherchées et de la résistance des éléments constituant l'âme.
Les ancrages d'extrémité répondent aux conditions suivantes: 1 Sous la forme commerciale de l'arma ture: assurer l'équilibre du système interne de forces.
2 Lors de son utilisation: permettre une répartition suffisante des efforts sur le ma tériau précontraint.
A titre d'exemple, l'es ancrages peuvent correspondre au dispositif de la fig. 2.
Les éléments lb de la gaine 1 sont épanouis et bloqués dans une tête 4 quel conque, pleine ou composée, béton fretté ou frette serrante métallique. Solidaires. de la tête 4, des agrafes ou oreilles 5, par exem ple disposées en deux paires, comme on le voit à la fi-. 2, permettent de réaliser une traction sur cette tête 4, c'est-à-dire sur la gaine 1, comme l'indiquent les flèches T, tandis qu'on exerce une réaction de com pression, sur l'âme 2 par un moyen quel conque (vérin, etc.) suivant la flèche C.
Le système interne de forces recherché est alors stabilisé par une clavette 6 qui verrouille l'âme sur la gaine par l'intermédiaire des oreilles 5. A la fig.2, la ligne 6' indique l'axe du clavetage.
La mise en tension et pression de l'arma- tlire peut se faire à l'aide de tous moyens mécaniques ou thermiques (vérins, vis, coins, dilatation, torsion, et c.), en opérant indiffé remment sur l'un ou l'autre des ancrages d'extrémité, alors que la clavette verrouille au préalable la gaine et l'âme sur l'ancrage opposé.
L'armature ainsi constituée et préparée renferme, à l'état stable, un potentiel connu de forces. Pour son emploi, on l'incorpore dans la construction à la façon d'une arma ture ordinaire, puis, lorsque le durcissement du béton, par exemple, a atteint le degré voulu, on reporte sur le matériau à étreindre ledit potentiel de forces en chassant les cla vettes hors des deux ancrages.
On pourra ensuite extraire l'âme 2, ainsi qu'il a été dit ci-dessus. La tête du noyau comprimé située à l'extrémité opposée à. celle où s'effectue le déverrouillage est, à cet effet, disposée à frottement doux sur 1F pre mier élément dudit noyau, de sorte qu'il est possible de retirer le noyau par l'extrémité où s'effectue la manoeuvre en abandonnant la tête située à l'autre extrémité.
Suivant la seconde forme d'exécution re présentée, les extrémités de la gaine 11, constituée par des torons ou fils 12, câblés et tressés, sont scellées par une matière fu sible 16 dans l'espace annulaire compris entre un culot 14 et un cône 15.
L'âme 17, dont le noyau résistant se compose d'éléments emboîtés 18 et d'un dis positif expansible 19 constitué par des r#es- sorts-ballons imbriqués à lamelles flexibles arquées 19', @e-st placée à l'intérieur de la.
gaine 11 et comprimée par le poussoir 10 par l'action d'un vérin dynamométrique. Cette opération amène le contact de tous les élé ments 18 du noyau résistant de l'âme et leur raccourcissement élastique, en provo quant le gonflement transversal du disposi tif expansible 19 pair accentuation de la flèche des arcs flexibles 19' et, par consé quent, le centrage étroit de l'âme 17 dans la gaine 11. .
Pour une tension de service donnée, le système gaine-âme est verrouillé par l'action de l'écrou 21. La mise en service de l'arma ture, c'est-à-dire le déverrouillage des forces accumulées s'effectue par l'action d'une ré- sistanoe chauffante 22 coiffant le culot 14.
Le fluage de la matière fusible 16 et la libération. de l'ancrage 18 se produisent sous la double action de la chaleur et du retour élastique du noyau résistant de l'âme: et de son dispositif expansible.
Il est alors possible de récupérer l'âme par extraction, grâce au jeu transversal im- partant donné par les ressorts flexibles 19 qui solidarisent, par ailleurs, tous les élé ments 18 du noyau résistant.
Il doit être bien entendu que les deux formes d'exécution ci-dessus décrites ne sont données qu'à titre démonstratif et non limi tatif.