EP3559364A1 - Coffrage permanent à béton et procédé de fabrication d'une structure composite métal-béton utilisant un tel coffrage - Google Patents

Coffrage permanent à béton et procédé de fabrication d'une structure composite métal-béton utilisant un tel coffrage

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EP3559364A1
EP3559364A1 EP17818166.5A EP17818166A EP3559364A1 EP 3559364 A1 EP3559364 A1 EP 3559364A1 EP 17818166 A EP17818166 A EP 17818166A EP 3559364 A1 EP3559364 A1 EP 3559364A1
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EP
European Patent Office
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formwork
concrete
metal
assembly
bars
Prior art date
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EP17818166.5A
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EP3559364B1 (fr
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Julien NIEPCERON
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Electricite de France SA
Original Assignee
Electricite de France SA
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Publication date
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2/8647—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with ties going through the forms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2/8635—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with ties attached to the inner faces of the forms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2002/867—Corner details

Definitions

  • the present invention relates to a device forming a permanent formwork of metal for pouring concrete, and the method of manufacturing a composite metal-concrete structure in which such a formwork is used.
  • the invention relates to a permanent metal formwork and a manufacturing method for manufacturing a metal-concrete composite structure with high mechanical strengths, for example for a nuclear power plant.
  • the formwork and the process can be used for other constructions, for example for the construction of buildings, industrial buildings, or bridges.
  • said structure is made of reinforced concrete.
  • concrete is known for its compressive strength, but has a low tensile strength.
  • a typical example of concrete weakness is the case of a concrete floor of a floor which is supported only at its contour, the central part of said floor then having a good chance of collapsing under its own weight of the fact its lower part is stretched and the traction forces are not resumed.
  • a metal frame usually formed of steel bars, is arranged in the volume defined by the formwork, then the concrete is poured around said frame, and once the hardened concrete the formwork is removed, thus forming a concrete structure containing a metal frame.
  • the metal bars forming the metal frame are placed in the taut areas of the structure to balance the internal forces and thus ensure the stability of said structure.
  • the density of the metal bars of the metal reinforcement is about 4 times higher than in standard reinforced concrete structures.
  • the plate In order to fix this plate to the structure to be manufactured, the plate has anchor rods which are arranged so as to pass through the metal frame.
  • the metal reinforcement component becomes complicated, and it is sometimes necessary to twist the anchor rods to pass said anchor rods through the metal frame. It may also be necessary to move the initial position of the plate to be able to pass the anchor rods through the metal frame.
  • JP S6047140, US 421 1045 and JP 2012 087538 are also known.
  • the permanent formwork comprises spacers connecting said walls.
  • the spacers also ensure cohesion between the concrete and the permanent formwork.
  • a first disadvantage is that it is necessary to ensure good cohesion between the formwork and the concrete poured inside to ensure that the structure has the desired resistance to mechanical forces.
  • An object of the invention is to provide a permanent metal formwork for concrete for manufacturing a composite structure metal and concrete which has a high resistance to mechanical forces, on which a plate can be easily fixed, and the maximum load that can to support platinum is certain and important.
  • Another object of the invention is to propose a method of manufacturing a concrete structure having a high resistance to mechanical forces, the method being simple to implement, and makes it possible to easily fix a plate to the structure, the load maximum that can support said platen being certain and important.
  • a permanent formwork concrete for the manufacture of a composite structure metal / concrete comprising: two walls each formed of at least one metal plate, said walls being parallel, located opposite one another, and spaced apart from each other so as to define an internal volume of the formwork;
  • Spacers which connect the two walls and which fix said two walls together, the spacers passing right through said two walls and thus protruding on each side of the formwork;
  • each metal plate is attached to the opposite metal plate by at least three spacers, a first spacer being located at a first end of the metal plate, a second spacer being located at a second end opposite said first end, and a third spacer being located in a central region between said first end and said second end, and in that the spacers comprise threaded ends, the spacers being fixed to the metal plate by bolting, and characterized in that the walls comprise two metal plates placed end to end, said formwork further comprising an assembly bar only deposited on the spacers and / or on the bars, said assembly bar comprising a protrusion at each of its ends.
  • the metal plate is connected to the metal plate facing it by at least three spacers distributed in the length of said metal plate on the one hand to enhance the resistance to mechanical forces that brings the formwork to the concrete structure, and secondly ensures a constant separation between the walls of the formwork.
  • the spacers are threaded bars which protrude from the walls of the formwork and which are fixed to the walls of the formwork by bolting allows one hand to be able to visualize the position of the spacers and thus to easily calculate the maximum mechanical strength that can support a plate fixed to the formwork, and secondly makes it easy to fix additional elements on the formwork, such as plates for accessories of the second work.
  • the device according to the invention is advantageously completed by the following features, taken alone or in any of their technically possible combinations:
  • the assembly bar is adapted to be placed inside the internal volume of the formwork opposite the connection between the two metal plates,
  • the bars located at the periphery of the metal plates have a diameter greater than the diameter of the bars located at the center of said metal plates, and / or the number of bars per unit area is greater at the periphery of the metal plates than at the center of said metal plates, the assembly bar resting on the bars at the periphery of the metal plates;
  • the formwork comprises a sealing plate disposed on the formwork outside the internal volume and removably fixed to spacers, the sealing plate being located at the ends of two adjacent metal plates over an entire height of the two plates; metal, so that the sealing plate overlaps said two adjacent metal plates over their entire height;
  • the formwork comprises an alignment spar disposed on the formwork outside the internal volume and removably fixed to spacers, said alignment spar being attached to two adjacent metal plates over at least half a length of the metal plates.
  • the invention also relates to an assembly comprising two permanent concrete forms according to any one of the above-mentioned features, wherein said formwork is assembled so that the assembly is L-shaped and that the internal volumes of said formwork communicate with one another.
  • the assembly further comprising connecting bars for fixing said forms together, a first connecting bar comprising a first end bolted to a wall of a first formwork and a second end comprising a protuberance and located at inside the internal volume of a second formwork, a second connecting bar comprising a first end fixed to a wall of the second formwork and a second end comprising a protuberance and located inside the internal volume of the first formwork.
  • the invention also relates to an assembly comprising two permanent concrete forms according to any one of the above-mentioned features, wherein said formwork is assembled so that the assembly is T-shaped and that the internal volumes of said formwork communicate with each other.
  • a first formwork comprising a first wall which comprises two metal plates located opposite a metal plate forming a second wall of said first formwork, a second formwork being located between the two metal plates of the first wall of said first formwork, said assembly comprising in addition connecting bars for fixing said forms together, a first connecting bar comprising a first end attached to the metal plate forming the second wall of said first form and a second end located inside the internal volume of the second formwork , a second bar of links we comprising two ends which each comprise a protrusion and which are located in the internal volume of said first formwork.
  • the invention also relates to an assembly comprising four permanent concrete forms according to any one of the features set out above, wherein said formwork is assembled so that the assembly is in the shape of a cross and that the internal volumes of said forms communicate with each other.
  • said assembly further comprising connecting bars for attaching said forms to each other, a first connecting bar comprising a first end comprising a protuberance and being located in the internal volume of a first form, and a second end comprising a protuberance and being located in the internal volume of a second formwork, a second connecting bar comprising a first end comprising a protuberance and being located in the internal volume of a third form, and a second end comprising a protrusion and being located in the internal volume of a fourth coffra ge.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a concrete structure characterized in that it comprises the following steps:
  • the method may include the following step:
  • the invention also relates to a composite structure of metal / concrete obtained according to the manufacturing method according to any one of the characteristics set out above. According to another aspect making it possible to easily assemble without welding the metal plates forming the walls of the formwork, the invention relates to a permanent concrete formwork for the manufacture of a composite metal / concrete structure, said formwork comprising:
  • two walls each formed of at least two metal plates butt end, said walls being parallel, located opposite one another, and spaced apart from each other so as to define an internal volume of the formwork ;
  • spacers which connect the two walls and which fix said two walls together
  • an assembly bar only deposited on the spacers and / or on the bars facing a connection between two metal plates of the same wall, said assembly bar comprising a protrusion at each of its ends.
  • Such formwork may include the optional features described above.
  • Figure 1 shows a perspective view of a permanent concrete formwork according to one embodiment before concrete is poured inside
  • Figure 2 shows a sectional view of the formwork of Part 1 at a central portion of a metal plate forming a wall of the formwork;
  • FIG. 3 shows a sectional view of the formwork of the part 1 at a peripheral portion of metal plates forming a wall of the formwork and showing the connecting bars forming the assembly system for evading the "butt" weld at the end of the sheets;
  • Figure 4 shows a possible variant of the formwork of Figure 1;
  • FIG. 5 represents a concrete structure obtained by using the formwork of FIG. 1, said structure comprising first and second possible variants of plates fixed to the formwork;
  • FIG. 6 represents a concrete structure obtained using the formwork of FIG. 1, said structure comprising a third possible variant of plates fixed to the formwork;
  • Figure 7 shows a perspective view of an L-shaped assembly formed by two forms assembled together, before concrete is poured inside;
  • Figure 8 shows a sectional view of the assembly of Figure 7;
  • Figure 9 shows a perspective view of a T-shaped assembly formed by two formwork assembled together, before concrete is poured inside;
  • Figure 10 shows a more detailed view of the assembly of Figure 9 at the connection zone between the forms;
  • Figure 1 1 shows a sectional view of all of Figures 9 and 10;
  • Figure 12 shows a perspective view of a cross-shaped assembly formed four forms assembled together, before concrete is poured inside;
  • Figure 13 shows a sectional view of the assembly of Figure 12
  • FIG. 14 represents in schematic form a possible implementation of the method of manufacturing a concrete structure according to the invention. Description of the invention
  • a permanent concrete formwork for the manufacture of a metal / concrete composite structure comprises two walls 20 and 30 which are located opposite one another and which are parallel between them.
  • the two walls 20 and 30 are spaced apart so that the formwork 10 comprises an internal volume 40 delimited by said two walls 20 and 30.
  • the two walls 20 and 30 each comprise at least one metal plate 50.
  • the walls 20 and 30 each comprise two metal plates 50 arranged one after the other in the same plan.
  • the metal plates 50 may be for example steel.
  • the formwork 10 comprises spacers 60.
  • the spacers 60 pass right through said two walls 20 and 30 projecting from each side of the formwork 10.
  • the spacers 60 are intended to be taken in the concrete once the concrete has been poured inside the volume 40 of the formwork 10.
  • a plurality of spacers 60 is distributed over the entire surface of the walls 20 and 30 of the formwork 10, preferably in a regular manner.
  • the spacers 60 make it possible to withstand the mechanical stresses of the formwork 10.
  • the spacers 60 also make it possible to ensure that the spacing between the walls 20 and 30 is constant.
  • each metal plate 50 is fixed to the metal plate 50 facing it by at least 3 spacers 60.
  • a first spacer 60 is located at a first end of the metal plate 50
  • a second spacer 60 is located at a second end of said metal plate 50 opposite the first end
  • a third spacer 60 is located in a central zone of said metal plate 50.
  • the spacers 60 are formed of a threaded bar at its two ends which are fixed to the walls 20 and 30 by bolting.
  • the bolts that fix the spacers 60 to the walls 20 and 30 of the formwork 10 may be formed by 2 nuts.
  • the spacers 60 project from the formwork 10 makes it possible to know where the spacers 10 are located in the metal / concrete structure once the concrete has been poured inside the formwork 10 (as can be seen in FIGS. 6), thus making it easy to estimate the resistance to mechanical loads that the equipment can withstand when attached to the metal / concrete structure.
  • the formwork also comprises bars 70 on each of the walls 20 and 30 and which project into the internal volume 40 of the formwork 10.
  • the bars 70 are also called “studs" in the technical field of the manufacture of composite metal / concrete structure.
  • the bars 70 comprise a first end which is fixed to the walls 20 or 30, for example by welding, and a second end directed towards the inside of the internal volume 40 of the formwork 10.
  • the function of the bars 70 is to ensure good cohesion between the walls 20 and 30 and the concrete which is poured into the internal volume 40. Once the concrete has poured into the cured formwork, the bars 70 take up the shearing forces between the walls 20 and 30 and the concrete.
  • the bars 70 preferably comprise a protuberance at their second end.
  • the formwork 10 comprises an assembly bar 80 situated inside the internal volume 40 facing the connection between two metal plates 50 forming the walls 20 and 30.
  • the formwork 10 comprises a plurality of assembly bars 80.
  • the assembly bar 80 is located at the connection between two metal plates 50 forming the same wall 20 or 30, so as to be opposite the two metal plates 50 forming said same wall 20 or 30.
  • a portion of the connecting bar 80 is located facing a peripheral zone of a first metal plate 50 forming a wall 20 or 30, and a second part of said assembly bar 80 is located facing a peripheral zone of a second metal plate 50 forming said same wall 30.
  • Assembly bar 80 includes a first end 81 and a second end 82 both of which comprise a protuberance.
  • the protuberances at the ends 81 and 82 of the assembly bar 80 may be formed by nuts screwed to the ends 81 and 82 of said assembly bar 80.
  • the assembly bar 80 serves to maintain the position in position. metal plates 50 forming the same wall 20 or 30. Indeed, when the concrete is poured inside the internal volume 40 and the latter has hardened, the presence of the assembly bar 80 can create a mechanical connection of the metal plates 50 forming the same wall 20 or 30.
  • the assembly bar 80 and preferably only deposited on the bars 70 and / or the spacers 60 so that its installation in the formwork 10 is particularly easy.
  • the assembly bar 80 is thus not attached to the struts 60 to the bars 70.
  • the assembly bar 80 can be fixed by a plastic insert to the bars 70, to the struts 60, or to the walls 20, 30.
  • the assembly bar 80 may also be fixed by a wire, for example a wire, the bars 70, the struts 60, or the walls 20,30 to hold it in position.
  • the assembly bar 80 makes it possible to assemble the metal plates 50 without welding.
  • the fact of using the assembly bar 80 also makes it possible to reduce the positioning stresses of the metal plates 50, a slight offset being allowed with said assembly bar 80.
  • the bars 70 located at the periphery of the metal plate 50 preferably have a diameter greater than the diameter of the bars 70 situated in the central part of said metal plate 50.
  • Such a variant is advantageous because when the assembly bar 80 rests on the bars 70 located at the periphery of the metal plate 50, the mechanical forces taken up by the assembly bar 80 are transferred to the bars 70, thus subjecting the bars 70 to bending and shear stresses.
  • the number per unit area of bars 70 located at the periphery of the metal plate 50 is greater than the number per unit area of bars located in the central portion of said metal plate 50, so as to better take up the efforts of pulling of the assembly bar 80.
  • the formwork 10 may comprise a sealing plate 90 which has the function of to prevent concrete from flowing out of the internal volume 40 formwork 10 by the interstices that may exist between the metal plates 50 which form the same wall 20 or 30.
  • the sealing plate 90 is fixed to the ends of two adjacent metal plates 50 which form the same wall 20 or 30.
  • the sealing plate 90 covers the end of the metal plates 50 over the entire height H of said metal plates 50.
  • the sealing plate 90 may be attached to the ends of the struts 60 which project out of the walls 20 and 30, for example by bolting.
  • the sealing plate 90 may be for example a wooden plate.
  • the sealing plate 90 is removable, it is removed once the concrete which has been poured inside the internal cavity 40 has hardened.
  • the formwork 10 may also include an alignment spar 91 whose function is to ensure that the metal plates 50 forming the same walls 20 or 30 are in the same plane.
  • the formwork 10 advantageously comprises at least one alignment spar 91 on each of its walls 20 and 30.
  • the alignment spar 91 is attached to two adjacent metal plates 50 which form the same wall 20 or 30 outside the internal volume 40.
  • the alignment spar 91 is removably attached, it is removed once the concrete that has flowed inside the internal cavity 40 has hardened.
  • the alignment spar 91 is attached to the spacers 60 which project out of the walls 20 and 30, for example by bolting.
  • the alignment spar 91 covers at least half the length L of each metal plate 50 on which said alignment spar 91 is attached. Such size of alignment spar 91 makes it possible to ensure better alignment of the two adjacent metal plates 50 in the same plane.
  • the variant illustrated in FIG. 4 comprises both sealing plates 90 and alignment spars 91, however the formwork 10 may comprise only sealing plates 90, or include only alignment rails 91.
  • FIGS. 5 and 6 show a composite metal / concrete structure 100 which has been manufactured with the permanent concrete formwork according to the invention.
  • the structure 100 metal / concrete comprises a concrete layer B which is surrounded by the walls 20 and 30 of the formwork 10.
  • the fact that the concrete layer B is surrounded by the formwork 10 allows the structure 100 to have great resistance to mechanical forces without being reinforced concrete.
  • FIGS. 5 and 6 is illustrated a plate 1 10a, 1 10b, 1 10c which is fixed to said concrete structure 100.
  • This plate 1 10a, 1 10b, or 1 10c makes it possible to fix elements of the second workpiece to said structure in concrete.
  • the use of the formwork 10 makes it easy to fix the plates 1 10a, 100b, 1 10c to the structure 100 by fixing them by bolting to the ends of the spacers 60 which project out of the concrete structure 100.
  • Such a formwork 10 allows modular use of said formwork 10, so as to easily assemble formwork 10 in the desired manner to form a metal / concrete structure 100 of the desired shape.
  • FIGS. 7 and 8 show a possible variant in which a first formwork 1 1 and a second formwork 12 are assembled to form an L-shaped assembly 200.
  • the formwork 1 1 and 12 are fixed together at one end and are angled together to form an angle.
  • the angle is 90 °.
  • the first formwork 1 1 and the second formwork 12 are in accordance with the embodiment described in FIGS. 1 to 4.
  • the forms 1 1 and 12 are assembled so that the internal volumes 40 of said forms 1 1 and 12 communicate with each other, and that the assembly 200 has a single internal volume.
  • the concrete is poured into this single internal volume of the assembly 200 to form the desired concrete structure.
  • the assembly 200 comprises connecting bars 81 and 82 for fixing the forms 1 1 and 12 between them.
  • a first connecting bar 81 comprises a first end which is fixed to a wall 20 of the first formwork 1 1, and a second end comprising a protuberance and which is located inside the internal volume 40 of the second formwork 12.
  • a second bar linkage 82 comprises a first end which is fixed to a wall 20 of the second formwork 12, and a second end comprising a protuberance and which is located inside the internal volume 40 of the first formwork January 1.
  • the protrusion located at the second end of the connecting bars 81 and 82 may for example be formed of a nut which is screwed to said second end.
  • the first end of the connecting bars 81 and 82 can be fixed to the wall 20 of the forms 1 1 and 1 2 by bolting. Such fixing by bolting makes it easy to fix the connecting bars 81 and 82 to the formwork 1 1 and 12.
  • the connecting bars 81 and 82 are preferably bars similar to the connecting bars 80 described in FIGS. 1 to 4, the said connecting bars 81 and 82 being metal bars, generally of steel, the two ends of which are threaded. in order to screw a nut.
  • the assembly 200 may comprise a plurality of first connecting bars 81 and a plurality of second connecting bars 82. number of connecting bars 81 and 82 is chosen in order to obtain the desired mechanical strength.
  • FIGS. 9, 10 and 11 show a possible variant in which a first formwork 13 and a second formwork 14 are assembled to form a T-shaped assembly 210.
  • the first formwork 13 and the second formwork 14 conform to FIG. embodiment shown in Figures 1 to 4.
  • the first formwork 13 and the second formwork 14 are inclined with respect to each other, and the second formwork 14 is fixed by one of its ends to a central region of the first formwork 13.
  • the internal volumes 40 of the forms 13 and 14 communicate with each other.
  • the forms 13 and 14 are inclined at an angle of 90 °.
  • the first formwork 13 comprises a first wall 20 which comprises two metal plates 50 which are located facing a metal plate 50 forming a second wall 30 of said first formwork 13.
  • the second formwork 14 is fixed between the two metal plates 50 of the first wall 20 of the first formwork 13.
  • the assembly 210 comprises connecting bars 83 and 84 for fastening the forms 13 and 14 between them.
  • a first connecting bar 83 comprises a first end fixed to the second wall 30 of the first formwork 13, and a second end comprising a protuberance and located in the internal volume 40 of the second formwork 14.
  • a second connecting bar 84 comprises a first end and a second end each comprising a protrusion, and which is located inside the internal volume 40 of the first formwork 13.
  • the second connecting bar 84 may only be deposited on the bars 70 and / or on the struts 60 of the first formwork 13.
  • the assembly 210 may comprise a plurality of first connecting bars 83 and a plurality of second connecting bars 84. number of connecting rods 83 and 84 is chosen to obtain the desired strength.
  • the first connecting bar 83 is fixed to the second wall 30 of the first box 13 by bolting.
  • the protuberances formed at the ends of the connecting bars 83 and 84 may be formed by screwed nuts at the ends of said connecting bars 83 and 84.
  • the connecting bars 83 and 84 may be similar to the connecting bars 81 and 82 illustrated in FIGS. and 8.
  • the T-shaped assembly 210 may also be formed of at least three forms, this variant comprising two forms in place of the first formwork 13.
  • FIGS. 9, 10 and 11 show a possible variant in which a first formwork 15, a second formwork 16, a third formwork 17, and a fourth formwork 18 are assembled to form a set 220 in the shape of a cross (also called form of X).
  • the forms 15, 16, 17, and 18 are in accordance with the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 4.
  • the internal volumes 40 of the forms 15, 16, 17 and 18 communicate with each other.
  • the assembly 210 comprises connecting bars for fixing the forms 15, 16, 17 and 18 between them.
  • a first connecting bar 85 comprises a first end comprising a protuberance which is located in the internal volume 40 of the first formwork 15, and a second end comprising a protuberance which is located in the internal volume 40 of the second formwork 16.
  • a second connecting bar 86 comprises a first end comprising a protuberance which is located in the internal volume 40 of the third formwork 17, and a second end comprising a protuberance which is located in the internal volume 40 of the fourth formwork 18.
  • the assembly 210 may comprise a plurality of first connecting bars 85 and a plurality of second connecting bars 86.
  • the number of connecting bars 85 and 86 is chosen to obtain the desired mechanical strength.
  • the protuberances formed at the ends of the connecting bars 85 and 86 may be formed by screwed nuts at the ends of said connecting bars 85 and 86.
  • the connecting bars 85 and 86 may be similar to the connecting bars 81 and 82 illustrated in FIGS. and 8.
  • the method according to one possible implementation of the invention comprises the following steps:
  • Concrete formwork can be one of the variants described in the previous figures.
  • the method may also comprise a step in which formwork is assembled to form an assembly comprising a plurality of forms, for example in the variants illustrated in FIGS. 9 to 13.
  • the number of formwork assembled and the shape of the assembly are adapted in depending on the shape of the desired metal / concrete structure. Concrete is poured once the forms are assembled.

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Abstract

Coffrage (10) permanent à béton pour la fabrication d'une structure (100) composite métal-béton, ledit coffrage (10) comprenant : deux parois (20, 30) formées chacune d'au moins une plaque métallique (50), lesdites parois (20, 30) étant parallèles, situées en regard l'une de l'autre, et espacées l'une de l'autre de manière à délimiter un volume interne (40) du coffrage (10); des entretoises (60) qui relient les deux parois (20, 30) et qui fixent lesdites deux parois (20, 30) entre elles, les entretoises (60) traversant de part en part lesdites deux parois (20, 30) et faisant ainsi saillie de chaque côté du coffrage (10); des barreaux (70) situés sur chacune des parois (20, 30) et qui font saillie dans le volume interne (40) du coffrage (10), caractérisé en ce que chaque plaque métallique (50) est fixée à la plaque métallique (50) opposée par au moins trois entretoises (60), une première entretoise (60) étant située à une première extrémité de la plaque métallique (50), une deuxième entretoise (60) étant située à une deuxième extrémité opposée à ladite première extrémité, et une troisième entretoise (60) étant située dans une région centrale située entre ladite première extrémité et ladite deuxième extrémité, et en ce que les entretoises (60) comprennent des extrémités filetées, les entretoises (60) étant fixées à la plaque métallique (50) par boulonnage.

Description

Coffrage permanent à béton et procédé de fabrication d'une structure composite métal-béton utilisant un tel coffrage
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un dispositif formant un coffrage permanent en métal pour le coulage du béton, ainsi que le procédé de fabrication d'une structure composite métal-béton dans lequel un tel coffrage est utilisé.
Plus particulièrement, l'invention concerne un coffrage permanent en métal ainsi qu'un procédé de fabrication permettant de fabriquer une structure composite métal-béton à hautes tenues mécaniques, par exemple pour une centrale nucléaire. Toutefois, le coffrage et le procédé peuvent être utilisés pour d'autres constructions, comme par exemple pour la construction d'immeubles, de bâtiments industriels, ou de ponts.
Etat de l'art
Afin de fabriquer une structure en béton, il est connu d'utiliser un coffrage délimitant un volume dans lequel du béton est coulé. Lorsque le béton est sec, le coffrage est retiré et une structure en béton, comme par exemple un mur, est ainsi obtenu.
De manière générale, afin de fabriquer une structure en béton possédant une grande résistance mécanique, ladite structure est fabriquée en béton armé.
En effet, le béton est connu pour sa résistance à la compression, mais possède une faible résistance à la traction. Un exemple typique de faiblesse du béton est le cas d'un plancher en béton d'un étage qui n'est soutenu qu'au niveau de son contour, la partie centrale dudit plancher ayant alors de fortes chances de s'écrouler sous son propre poids du fait que sa partie inférieur est tendue et que les efforts de traction ne sont pas repris.
Pour faire une structure en béton armé, une armature métallique, généralement formées de barres en acier, est disposée dans le volume délimité par le coffrage, puis le béton est coulé autour de ladite armature, et une fois le béton durci le coffrage est retiré, formant ainsi une structure en béton contenant une armature métallique. Les barres métalliques formant l'armature métallique sont placées dans les zones tendues de la structure afin d'équilibrer les efforts internes et permettre ainsi d'assurer la stabilité de ladite structure.
Afin d'obtenir une structure à très haute tenue mécanique, il est connu d'augmenter la densité des barres métalliques de l'armature métallique. Par exemple, dans les structures en béton armé des centrales nucléaires, la densité d'acier dans le béton armé est environ 4 fois plus élevée que dans les structures en béton armé standard.
Toutefois, cette technique d'augmentation de résistance avec l'augmentation de la densité d'armature est limitée. En effet, à partir d'une certaine densité d'armature, il n'est plus possible de placer convenablement les armatures dans le béton car elles se gênent entre elles.
De plus, d'autres problèmes surviennent, comme le mauvais passage des granulats entre les barres de l'armature, ou encore la difficulté de chasser les bulles d'air après coulage du béton.
En outre, dans le cadre de la construction d'une centrale nucléaire, les équipements ou pièces mécaniques doivent être fixés à une platine d'ancrage afin de les fixer à la structure en béton armé à réaliser. ,.
Afin de fixer cette platine à la structure à fabriquer, la platine dispose de tiges d'ancrage qui sont disposées de sorte à passer au travers de l'armature métallique. Cependant, à cause de la forte densité de l'armature métallique, faire passer les tiges d'ancrage de la platine au travers des mailles du ferraillage formées par les barres métalliques composant l'armature métallique devient compliqué, et il est parfois nécessaire de tordre les tiges d'ancrage afin de faire passer lesdites tiges d'ancrage au travers de l'armature métallique. Il peut également être nécessaire de déplacer la position initiale de la platine pour pouvoir faire passer les tiges d'ancrage au travers de l'armature métallique.
Ainsi, la mise œuvre d'une platine est une tâche très difficile, et il n'est pas rare de devoir faire des reprises après le retrait du coffrage. De plus, la mise en place des platines rallonge de manière très conséquente la durée des travaux.
On connaît les documents US 2003/00291 1 1 , EP 2617910, et US
2010/0132291 . On connaît également les documents JP S6047140, US 421 1045 et JP 2012 087538.
Ces documents décrivent une solution alternative au béton armé, pour la réalisation des structures en béton, qui est l'utilisation d'un coffrage permanent en métal qui fait partie intégrante de la structure en béton puisqu'elle n'est pas retirée une fois le béton durci. Le coffrage permanent en métal permet d'apporter au béton la résistance à la traction et remplit ainsi la même fonction que l'armature métallique interne du béton armé.
À fin de relier les parois en métal entre elles, le coffrage permanent comprend des entretoises reliant lesdites parois. Les entretoises permettent également d'assurer une cohésion entre le béton et le coffrage permanent.
Toutefois l'utilisation d'un coffrage permanent possède plusieurs des inconvénients. Un premier inconvénient est qu'il est nécessaire d'assurer une bonne cohésion entre le coffrage et le béton coulé à l'intérieur afin d'assurer que la structure possède la résistance aux efforts mécaniques désirée.
Un autre inconvénient est l'ancrage de la platine reste problématique car la platine doit être fixée sur le coffrage, ce qui est fait par soudage, soudage entraînant des problématiques de déformations de la platine ou du coffrage.
Un inconvénient supplémentaire est également le fait que la charge maximale supportée par la platine dépend de sa position sur la structure par rapport aux entretoises. En effet, une platine fixée sur le coffrage permanent directement en regard d'une entretoise pourra supporter une charge maximale bien supérieure à une platine qui n'est pas fixée directement en regard d'une entretoise.
Ainsi il n'existe actuellement pas de solution permettant de fabriquer une structure en béton armé qui possède une grande résistance aux efforts mécaniques, sans avoir de problème pour la mise en œuvre en lien avec la densité de l'armature métallique, sur laquelle peut être facilement fixée une platine dont la résistance est certaine. Présentation générale de l'invention
Un but de l'invention est de proposer un coffrage en métal permanent pour béton permettant de fabriquer une structure composite métal et béton qui possède une grande résistance aux efforts mécaniques, sur laquelle une platine peut être facilement fixée, et dont la charge maximale que peut supporter la platine est certaine et importante.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'une structure en béton possédant une grande résistance aux efforts mécaniques, le procédé étant simple de mise en œuvre, et permet de fixer facilement une platine à la structure, la charge maximale que peut supporter ladite platine étant certaine et importante.
À cet effet, il est prévu un coffrage permanent à béton pour la fabrication d'une structure composite métal/béton, ledit coffrage comprenant : deux parois formées chacune d'au moins une plaque métallique, lesdites parois étant parallèles, situées en regard l'une de l'autre, et espacées l'une de l'autre de manière à délimiter un volume interne du coffrage ;
· des entretoises qui relient les deux parois et qui fixent lesdites deux parois entre elles, les entretoises traversant de part en part lesdites deux parois et faisant ainsi saillie de chaque côté du coffrage;
des barreaux situés sur chacune des parois et qui font saillie dans le volume interne du coffrage ;
caractérisé en ce que chaque plaque métallique est fixée à la plaque métallique opposée par au moins trois entretoises, une première entretoise étant située à une première extrémité de la plaque métallique, une deuxième entretoise étant située à une deuxième extrémité opposée à ladite première extrémité, et une troisième entretoise étant située dans une région centrale située entre ladite première extrémité et ladite deuxième extrémité, et en ce que les entretoises comprennent des extrémités filetées, les entretoises étant fixées à la plaque métallique par boulonnage, et caractérisé en ce que les parois comprennent deux plaques métalliques mises bout à bout, ledit coffrage comprenant en outre une barre d'assemblage uniquement déposée sur les entretoises et/ou sur les barreaux, ladite barre d'assemblage comprenant une protubérance à chacune de ses extrémités.
Le fait d'utiliser un coffrage permanent permet de se passer des armatures métalliques internes du béton armé pour faire une structure en béton.
De plus, le fait que la plaque métallique soit reliée à la plaque métallique située en regard d'elle par au moins trois entretoises réparties dans la longueur de ladite plaque métallique permet d'une part de renforcer la résistance aux efforts mécaniques qu'apporte le coffrage à la structure en béton, et d'autre part permet d'assurer un écartement constant entre les parois du coffrage. En outre, le fait que les entretoises soient des barres filetées qui dépassent des parois du coffrage et qui sont fixées aux parois du coffrage par boulonnage permet d'une part de pouvoir visualiser la position des entretoises et donc de facilement calculer la résistance mécanique maximum que peut supporter une platine fixée au coffrage, et d'autre part permet de fixer facilement des éléments additionnels sur le coffrage, comme par exemple des platines pour des accessoires du second œuvre.
Le dispositif selon l'invention est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- la barre d'assemblage est adaptée pour être placée à l'intérieur du volume interne du coffrage en regard de la liaison entre les deux plaques métalliques,
- les barreaux situés en périphérie des plaques métalliques possèdent un diamètre supérieur au diamètre des barreaux situés au centre desdites plaques métalliques, et/ou le nombre de barreaux par unité de surface est supérieur en périphérie des plaques métalliques qu'au centre desdites plaques métalliques, la barre d'assemblage reposant sur les barreaux en périphérie des plaques métalliques ;
- le coffrage comprend une plaque d'étanchéité disposée sur le coffrage à l'extérieur du volume interne et fixée de manière amovible à des entretoises, la plaque d'étanchéité étant située aux extrémités de deux plaques métalliques adjacentes sur toute une hauteur des deux plaques métalliques, de sorte que la plaque d'étanchéité chevauche lesdites deux plaques métalliques adjacentes sur toute leur hauteur ;
- le coffrage comprend un longeron d'alignement disposé sur le coffrage à l'extérieur du volume interne et fixé de manière amovible à des entretoises, ledit longeron d'alignement étant fixé à deux plaques métalliques adjacentes sur au moins la moitié d'une longueur des plaques métalliques.
L'invention concerne également un ensemble comprenant deux coffrages permanents à béton selon l'une quelconque des caractéristiques énoncées précédemment, dans lequel lesdits coffrages sont assemblés de sorte que l'ensemble est en forme de L et que les volumes internes desdits coffrages communiquent entre eux, l'ensemble comprenant en outre des barres de liaison pour la fixation desdits coffrages entre eux, une première barre de liaison comprenant une première extrémité fixée par boulonnage à une paroi d'un premier coffrage et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et située à l'intérieur du volume interne d'un second coffrage, une deuxième barre de liaison comprenant une première extrémité fixée à une paroi du second coffrage et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et située à l'intérieur du volume interne du premier coffrage.
L'invention concerne également un ensemble comprenant deux coffrages permanents à béton selon l'une quelconque des caractéristiques énoncées précédemment, dans lequel lesdits coffrages sont assemblés de sorte que l'ensemble est en forme de T et que les volumes internes desdits coffrages communiquent entre eux, un premier coffrage comprenant une première paroi qui comprend deux plaques métalliques situées en regard d'une plaque métallique formant une deuxième paroi dudit premier coffrage, un deuxième coffrage étant situé entre les deux plaques métalliques de la première paroi dudit premier coffrage, ledit ensemble comprenant en outre des barres de liaison pour la fixation desdits coffrages entre eux, une première barre de liaison comprenant une première extrémité fixée à la plaque métallique formant la deuxième paroi dudit premier coffrage et une deuxième extrémité située à l'intérieur du volume interne du deuxième coffrage, une deuxième barre de liaison comprenant deux extrémités qui comprennent chacune une protubérance et qui sont situées dans le volume interne dudit premier coffrage.
L'invention concerne également un ensemble comprenant quatre coffrages permanents à béton selon l'une quelconque des caractéristiques énoncées précédemment, dans lequel lesdits coffrages sont assemblés de sorte que l'ensemble est en forme de croix et que les volumes internes desdits coffrages communiquent entre eux, ledit ensemble comprenant en outre des barres de liaison pour la fixation desdits coffrages entre eux, une première barre de liaison comprenant une première extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne d'un premier coffrage, et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne d'un deuxième coffrage, une deuxième barre de liaison comprenant une première extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne d'un troisième coffrage, et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne d'un quatrième coffrage. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une structure en béton caractérise ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- fournir un coffrage permanent à béton selon l'une quelconque des caractéristiques définies précédemment ;
- couler du béton à l'intérieur du volume interne du coffrage.
Le procédé peut comprendre l'étape suivante :
- fixer une platine à au moins une entretoise du coffrage par boulonnage. L'invention concerne également une structure composite en métal/béton obtenue selon le procédé de fabrication selon l'une quelconque des caractéristiques énoncées précédemment. Selon un autre aspect permettant d'assembler facilement en sans soudage les plaques métalliques formant les parois du coffrage, l'invention concerne un coffrage permanent à béton pour la fabrication d'une structure composite métal/béton, ledit coffrage comprenant :
deux parois formées chacune d'au moins deux plaques métalliques misent bout à bout, lesdites parois étant parallèles, situées en regard l'une de l'autre, et espacées l'une de l'autre de manière à délimiter un volume interne du coffrage ;
des entretoises qui relient les deux parois et qui fixent lesdites deux parois entre elles ;
· des barreaux situés sur chacune des parois et qui font saillie dans le volume interne du coffrage ;
une barre d'assemblage uniquement déposée sur les entretoises et/ou sur les barreaux en regard d'une liaison entre deux plaques métalliques d'une même paroi, ladite barre d'assemblage comprenant une protubérance à chacune de ses extrémités.
Un tel coffrage peut comprendre les caractéristiques optionnelles décrites précédemment.
Présentation des figures
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après de différents modes de réalisation représentés dans les dessins suivants :
la figure 1 représente une vue en perspective d'un coffrage permanent à béton selon un mode de réalisation avant que du béton ne soit coulé à l'intérieur ; la figure 2 représente une vue en coupe du coffrage de la partie 1 au niveau d'une partie centrale d'une plaque métallique formant une paroi du coffrage ;
la figure 3 représente une vue en coupe du coffrage de la partie 1 au niveau d'une partie périphérique de plaques métalliques formant une paroi du coffrage et montrant les barres de liaison réalisant le système d'assemblage permettant de se soustraire à la soudure «bout à bout » des tôles;
la figure 4 représente une variante possible du coffrage de la figure 1 ;
la figure 5 représente une structure en béton obtenue en utilisant le coffrage de la figure 1 , ladite structure comprenant une première et une deuxième variantes possibles de platines fixées au coffrage ;
la figure 6 représente une structure en béton obtenue en utilisant le coffrage de la figure 1 , ladite structure comprenant une troisième variante possible de platines fixée au coffrage ;
la figure 7 représente une vue en perspective d'un ensemble en forme de L formé par deux coffrages assemblés ensemble, avant que du béton ne soit coulé à l'intérieur ;
la figure 8 représente une vue en coupe de l'ensemble de la figure 7 ;
la figure 9 représente une vue en perspective d'un ensemble en forme de T formé par deux coffrages assemblés ensemble, avant que du béton ne soit coulé à l'intérieur ;
la figure 10 représente une vision plus détaillée de l'ensemble de la figure 9 au niveau de la zone de liaison entre les coffrages ; la figure 1 1 représente une vue en coupe de l'ensemble des figures 9 et 10 ; la figure 12 représente une vue en perspective d'un ensemble en forme de croix formé quatre coffrages assemblés ensemble, avant que du béton ne soit coulé à l'intérieur ;
la figure 13 représente une vue en coupe de l'ensemble de la figure 12 ;
la figure 14 représente sous forme schématique une mise en possible du procédé de fabrication d'une structure en béton selon l'invention. Description de l'invention
Comme représenté sur les figures 1 , 2 et 3, un coffrage 10 permanent à béton pour la fabrication d'une structure composite métal/béton comprend deux parois 20 et 30 qui sont situées en regard l'une de l'autre et qui sont parallèles entre elles. Les deux parois 20 et 30 sont espacées de sorte que le coffrage 10 comprend volume interne 40 délimité par lesdites deux parois 20 et 30.
Les deux parois 20 et 30 comprennent chacune au moins une plaque métallique 50. Sur l'exemple illustré sur les figures 1 à 3, les parois 20 et 30 comprennent chacune deux plaques métalliques 50 disposées à la suite l'une de l'autre dans un même plan. Les plaques métalliques 50 peuvent être par exemple en acier.
Afin de fixer les parois 20 et 30 entre elles, le coffrage 10 comprend des entretoises 60. Les entretoises 60 traversent de part en part lesdites deux parois 20 et 30 en faisant saillie de chaque côté du coffrage 10. Les entretoises 60 sont destinées à être prises dans le béton une fois le béton coulé à l'intérieur du volume 40 du coffrage 10.
Une pluralité d'entretoises 60 est répartie sur toute la surface des parois 20 et 30 du coffrage 10, de préférence de manière régulière. Les entretoises 60 permettent d'assurer la tenue aux efforts mécaniques du coffrage 10. Les entretoises 60 permettent également d'assurer que l'écartement entre les parois 20 et 30 est constant.
Afin d'apporter au coffrage 10 une bonne résistance aux efforts mécaniques, chaque plaque métallique 50 est fixée à la plaque métallique 50 située en face d'elle par au moins 3 entretoises 60. Une première entretoise 60 est située à une première extrémité de la plaque métallique 50, une deuxième entretoise 60 est située à une deuxième extrémité de ladite plaque métallique 50 opposée à la première extrémité, et une troisième entretoise 60 est située dans une zone centrale de ladite plaque métallique 50.
Les entretoises 60 sont formées d'une barre filetée à ses deux extrémités qui sont fixées aux parois 20 et 30 par boulonnage. Le faite que les entretoises sont des barres dont au moins les extrémités sont filetées et fixées par boulonnage aux parois 20 et 30 permet de pouvoir facilement fixer des éléments au coffrage 10 en les vissant aux extrémités filetées des entretoises 60 qui font saillie du coffrage 10.
Comme visible sur les figures 2 et 3, les boulonnages qui fixent les entretoises 60 aux parois 20 et 30 du coffrage 10 peuvent être formés par 2 écrous. Un premier écrou 61 qui est situé à l'intérieur du volume interne 40, et un deuxième écrou 62 qui est situé à l'extérieur du volume interne 40 du coffrage 10.
De plus, le faite que les entretoises 60 font saillie du coffrage 10 permet de savoir où sont situées les entretoises 10 dans la structure métal/béton une fois le béton coulé à l'intérieur du coffrage 10 (comme cela est visible aux figures 5 et 6), permettant ainsi d'estimer facilement la résistance aux charges mécaniques que peut supporter l'équipement lorsqu'il est fixé à la structure en métal/béton.
Le coffrage comprend également des barreaux 70 sur chacune des parois 20 et 30 et qui font saillie dans le volume interne 40 du coffrage 10. Les barreaux 70 sont également appelés « goujons » dans le domaine technique de la fabrication de structure composite métal/béton. Les barreaux 70 comprennent une première extrémité qui est fixée aux parois 20 ou 30, par exemple par soudage, et une deuxième extrémité dirigée vers l'intérieur du volume interne 40 du coffrage 10. Les barreaux 70 ont pour fonction d'assurer une bonne cohésion entre les parois 20 et 30 et le béton qui est coulé dans le volume interne 40. Une fois le béton coulé à l'intérieur du coffrage 10 durci, les barreaux 70 reprennent les efforts de cisaillement entre les parois 20 et 30 et le béton. Les barreaux 70 comprennent de préférence une protubérance à leur deuxième extrémité.
Comme visible sur la figure 3, le coffrage 10 comprend une barre d'assemblage 80 située à l'intérieur du volume interne 40 en regard de la liaison entre deux plaques métalliques 50 formant les parois 20 et 30. Dans le mode de réalisation illustrée sur la figure 3, le coffrage 10 comprend une pluralité de barres d'assemblage 80. La barre d'assemblage 80 est située au niveau de la liaison entre deux plaques métalliques 50 formant la même paroi 20 ou 30, de manière à être en regard des deux plaques métalliques 50 formant ladite même paroi 20 ou 30. Ainsi, une partie de la barre d'assemblage 80 est située en regard d'une zone périphérique d'une première plaque métallique 50 formant une paroi 20 ou 30, et une deuxième partie de ladite barre d'assemblage 80 est située en regard d'une zone périphérique d'une deuxième plaque métallique 50 formant ladite même paroi en 30.
La barre d'assemblage 80 comprend une première extrémité 81 et une deuxième extrémité 82 qui comprennent toutes les deux une protubérance. Les protubérances aux extrémités 81 et 82 de la barre d'assemblage 80 peuvent être formées par des écrous vissés aux extrémités 81 et 82 de ladite barre d'assemblage 80. La barre d'assemblage 80 pour fonction d'assurer le maintien en position des plaques métalliques 50 formant la même paroi 20 ou 30. En effet, lorsque le béton est coulé à l'intérieur du volume interne 40 et que ce dernier a durci, la présence de la barre d'assemblage 80 permet de créer une liaison mécanique des plaques métalliques 50 formant la même paroi 20 ou 30.
La barre d'assemblage 80 et de préférence uniquement déposée sur les barreaux 70 et/ou les entretoises 60 de sorte que son installation dans le coffrage 10 soit particulièrement facile. La barre d'assemblage 80 n'est donc pas fixée aux entretoises 60 aux barreaux 70. Toutefois, selon une variante possible, la barre d'assemblage 80 peut être fixée par un insert en plastique aux barreaux 70, aux entretoises 60, ou aux parois 20, 30. La barre d'assemblage 80 peut également être fixée par un fil, par exemple un fil de fer, aux barreaux 70, aux entretoises 60, ou aux parois 20,30 afin de la maintenir en position.
La barre d'assemblage 80 permet d'assembler les plaques métalliques 50 sans soudure. Le fait d'utiliser la barre d'assemblage 80 permet également de réduire les contraintes de positionnement des plaques métalliques 50, un léger décalage étant autorisé avec ladite barre d'assemblage 80.
Les barreaux 70 situés en périphérie de la plaque métallique 50 ont de préférence un diamètre supérieur au diamètre des barreaux 70 situés dans la partie centrale de ladite plaque métallique 50. Une telle variante est avantageuse car lorsque la barre d'assemblage 80 repose sur les barreaux 70 situés en périphérie de la plaque métallique 50, les efforts mécaniques repris par la barre d'assemblage 80 sont transférés aux barreaux 70, soumettant ainsi les barreaux 70 à des contraintes en flexion et en cisaillement. Selon une variante possible, le nombre par unité de surface de barreaux 70 situés en périphérie de la plaque métallique 50 est supérieur au nombre par unité de surface de barreaux situés en partie centrale de ladite plaque métalliques 50, de sorte à mieux reprendre les efforts de traction de la barre d'assemblage 80. Selon une variante possible illustrée à la figure 4, le coffrage 10 peut comprendre une plaque d'étanchéité 90 qui a pour fonction d'empêcher que du béton s'écoule en dehors du volume interne 40 coffrage 10 par les interstices qui peuvent exister entre les plaques métalliques 50 qui forment la même paroi 20 ou 30.
La plaque d'étanchéité 90 est fixée aux extrémités de deux plaques métalliques 50 adjacentes qui forment la même paroi 20 ou 30. La plaque d'étanchéité 90 recouvre l'extrémité des plaques métalliques 50 sur toute la hauteur H desdites plaques métalliques 50.
La plaque d'étanchéité 90 peut être fixée aux extrémités des entretoises 60 qui font saillie hors des parois 20 et 30, par exemple par boulonnage. La plaque d'étanchéité 90 peut être par exemple une plaque en bois. La plaque d'étanchéité 90 est amovible, elle est retirée une fois que le béton qui a été coulé à l'intérieur de la cavité interne 40 a durci.
Le coffrage 10 peut également comprendre un longeron d'alignement 91 qui a pour fonction d'assurer que les plaques métalliques 50 formant les mêmes parois 20 ou 30 sont bien dans le même plan. Le coffrage 10 comprend de manière avantageuse au moins un longeron d'alignement 91 sur chacune de ses parois 20 et 30.
Le longeron d'alignement 91 est fixé sur deux plaques métalliques 50 adjacentes qui forment la même paroi 20 ou 30 à l'extérieur du volume interne 40. Le longeron d'alignement 91 est fixé de manière amovible, il est retiré une fois que le béton qui a coulé à l'intérieur de la cavité interne 40 a durci. Le longeron d'alignement 91 est fixé aux entretoises 60 qui font saillie hors des parois 20 et 30, par exemple par boulonnage.
Le longeron d'alignement 91 couvre au moins la moitié de la longueur L de chacune plaques métalliques 50 sur lesquelles ledit longeron d'alignement 91 est fixé. Une telle taille de longeron d'alignement 91 permet d'assurer un meilleur alignement des deux plaques métalliques 50 adjacentes dans un même plan.
La variante illustrée sur la figure 4 comprend à la fois des plaques d'étanchéité 90 et des longerons d'alignement 91 , toutefois le coffrage 10 peut ne comprendre que des plaques d'étanchéité 90, ou ne comprendre que des longerons d'alignement 91 .
Aux figures 5 et 6 est représentée une structure 100 composite en métal/béton qui a été fabriquée avec le coffrage 10 permanent à béton selon l'invention.
La structure 100 métal/béton comprend une couche en béton B qui est entourée par les parois 20 et 30 du coffrage 10. Le faite que la couche de béton B soit entourée par le coffrage 10 permet à la structure 100 de posséder une grande tenue aux efforts mécaniques sans être en béton armé.
Aux figures 5 et 6 est illustrée une platine 1 10a, 1 10b, 1 10c qui est fixée à ladite structure en béton 100. Cette platine 1 10a, 1 10b, ou 1 10c permet de fixer des éléments du second œuvre à ladite structure en béton. Comme illustré sur ces figures, l'utilisation du coffrage 10 permet de fixer facilement les platines 1 10a, 100b, 1 10c à la structure 100 en les fixant par boulonnage aux extrémités des entretoises 60 qui font saillie hors de la structure en béton 100. De plus, il est facile d'estimer la résistance maximale des platines 1 10a, 1 10b, 1 10c, avec le nombre d'entretoises 60 auxquelles lesdites platines 1 10a, 1 10b, 1 10c sont fixées.
Un tel coffrage 10 permet une utilisation modulaire dudit coffrage 10, de sorte à assembler facilement des coffrages 10 de la manière souhaitée pour former une structure 100 métal/béton de la forme désirée.
Aux figures 7 et 8 est représentée une variante possible dans laquelle un premier coffrage 1 1 et un second coffrage 12 sont assemblés pour former un ensemble 200 en forme de L. Pour que l'ensemble 200 possède une forme de L, les coffrages 1 1 et 12 sont fixés entre eux par une de leur extrémité et sont inclinés entre eux de manière à former un angle. Sur la variante illustrée figure 7 et 8, l'angle est de 90°. Le premier coffrage 1 1 et le deuxième coffrage 12 sont conformes au mode de réalisation décrit aux figures 1 à 4.
Les coffrages 1 1 et 12 sont assemblés de sorte que les volumes internes 40 desdits coffrages 1 1 et 12 communiquent entre eux, et qu'ainsi l'ensemble 200 possède un unique volume interne. Le béton est coulé à l'intérieur de cet unique volume interne de l'ensemble 200 pour former la structure en béton désirée.
L'ensemble 200 comprend des barres de liaison 81 et 82 pour la fixation des coffrages 1 1 et 12 entre eux. Une première barre de liaison 81 comprend une première extrémité qui est fixée à une paroi 20 du premier coffrage 1 1 , et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et qui est situé à l'intérieur du volume interne 40 du second coffrage 12. Une deuxième barre de liaison 82 comprend une première extrémité qui est fixée à une paroi 20 du second coffrage 12, et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et qui est située à l'intérieur du volume interne 40 du premier coffrage 1 1 .
La protubérance située à la deuxième extrémité des barres de liaison 81 et 82 peut être par exemple formée d'un écrou qui est vissé à ladite deuxième extrémité.
La première extrémité des barres de liaison 81 et 82 peut être fixée à la paroi 20 des coffrages 1 1 et 1 2 par boulonnage. Une telle fixation par boulonnage permet de fixer facilement les barres de liaison 81 et 82 aux coffrages 1 1 et 12.
Ainsi de préférence les barres de liaison 81 et 82 sont des barres similaires aux barres d'assemblage 80 décrite aux figures 1 à 4, lesdites barres de liaison 81 et 82 étant des barres métalliques, généralement d'acier, dont les 2 extrémités sont filetées afin de pouvoir y visser un écrou.
L'ensemble 200 peut comprendre une pluralité de premières barres de liaison 81 et une pluralité de deuxièmes barres de liaison 82. Le nombre de barres de liaison 81 et 82 est choisi afin d'obtenir la résistance mécanique désirée.
On a illustrée aux figures 9, 10 et 1 1 , une variante possible dans laquelle un premier coffrage 13 et un deuxième coffrage 14 sont assemblés pour former un ensemble 210 en forme de T. Le premier coffrage 13 et le deuxième coffrage 14 sont conformes au mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4.
Pour que l'ensemble 210 possède une forme de T, le premier coffrage 13 et le deuxième coffrage 14 sont inclinés l'un par rapport à l'autre, et le deuxième coffrage 14 est fixé par une de ses extrémités à une région centrale du premier coffrage 13. Les volumes internes 40 des coffrages 13 et 14 communiquent entre eux. Dans la variante illustrée aux figures 9, 10 et 1 1 , les coffrages 13 et 14 sont inclinés d'un angle de 90°.
Le premier coffrage 13 comprend une première paroi 20 qui comprend deux plaques métalliques 50 qui sont situées en regard d'une plaque métallique 50 formant une deuxième paroi 30 dudit premier coffrage 13. Le deuxième coffrage 14 est fixé entre les deux plaques métalliques 50 de la première paroi 20 du premier coffrage 13.
L'ensemble 210 comprend des barres de liaison 83 et 84 pour la fixation des coffrages 13 et 14 entre eux. Une première barre de liaison 83 comprend une première extrémité fixée à la deuxième paroi 30 du premier coffrage 13, et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et située dans le volume interne 40 du deuxième coffrage 14. Une deuxième barre de liaison 84 comprend une première extrémité et une deuxième extrémité comprenant chacune une protubérance, et qui est située à l'intérieur du volume interne 40 du premier coffrage 13. La deuxième barre de liaison 84 peut-être uniquement déposé sur les barreaux 70 et/ou sur les entretoises 60 du premier coffrage 13.
L'ensemble 210 peut comprendre une pluralité de premières barres de liaison 83 et une pluralité de deuxièmes barres de liaison 84. Le nombre de barres de liaison 83 et 84 est choisi afin d'obtenir la résistance mécanique désirée.
De préférence la première barre de liaison 83 est fixée à la deuxième paroi 30 du premier caisson 13 par boulonnage. Les protubérances formées aux extrémités des barres de liaison 83 et 84 peuvent être formées par des écrous vissés audites extrémités desdites barres de liaison 83 et 84. Les barres de liaison 83 et 84 peuvent être similaires aux barres de liaison 81 et 82 illustrées aux figures 7 et 8.
Selon une variante possible l'ensemble 210 en forme de T peut également être formé d'au moins trois coffrages, cette variante comprenant deux coffrages à la place du premier coffrage 13.
On a illustrée aux figures 9, 10 et 1 1 , une variante possible dans laquelle un premier coffrage 15, un deuxième coffrage 16, un troisième coffrage 17, et un quatrième coffrage 18 sont assemblés pour former un ensemble 220 en forme de croix (également appelé forme de X). Les coffrages 15, 16, 17, et 18 sont conformes au mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4. Les volumes internes 40 des coffrages 15, 16, 17 et 18 communiquent entre eux.
Afin que l'ensemble 220 possède une forme de croix, les coffrages
15, 16, 17 et 18 sont tous assemblés par une extrémité.
L'ensemble 210 comprend des barres de liaison pour la fixation des coffrages 15, 16, 17 et 18 entre eux.
Une première barre de liaison 85 comprend une première extrémité comprenant une protubérance qui est située dans le volume interne 40 du premier coffrage 15, et une deuxième extrémité comprenant une protubérance qui est située dans le volume interne 40 du deuxième coffrage 16.
Une deuxième barre de liaison 86 comprend une première extrémité comprenant une protubérance qui est située dans le volume interne 40 du troisième coffrage 17, et une deuxième extrémité comprenant une protubérance qui est située dans le volume interne 40 du quatrième coffrage 18.
L'ensemble 210 peut comprendre une pluralité de premières barres de liaison 85 et une pluralité de deuxièmes barres de liaison 86. Le nombre de barres de liaison 85 et 86 est choisi afin d'obtenir la résistance mécanique désirée.
Les protubérances formées aux extrémités des barres de liaison 85 et 86 peuvent être formées par des écrous vissés audites extrémités desdites barres de liaison 85 et 86. Les barres de liaison 85 et 86 peuvent être similaires aux barres de liaison 81 et 82 illustrées aux figures 7 et 8.
Comme illustré sur la figure 14, le procédé selon une mise en œuvre possible de l'invention comprend les étapes suivantes :
- 1000 : fournir un coffrage permanent à béton selon l'une quelconque des variantes de l'invention. Le coffrage à béton peut être une des variantes décrites dans les précédentes figures.
- 2000 : couler du béton à l'intérieur du volume interne du coffrage. À la suite de cette étape, et une fois le béton durci, une structure composite métal/béton selon l'invention est obtenue.
- 3000 : fixer une platine à au moins une entretoise du coffrage par boulonnage. Cette étape est toutefois optionnelle, car une platine est fixée au coffrage uniquement lorsqu'un équipement doit être fixé à la structure en béton. Le procédé peut également comprendre une étape dans laquelle des coffrages sont assemblés afin de former un ensemble comprenant plusieurs coffrages, comme par exemple dans les variantes illustrées aux figures 9 à 13. Le nombre de coffrage assemblés et la forme de l'ensemble sont adaptés en fonction de la forme de la structure métal/béton désirée. Le béton est coulé une fois les coffrages assemblés.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Coffrage (10) permanent à béton pour la fabrication d'une structure (100) composite métal-béton, ledit coffrage (10) comprenant :
· deux parois (20, 30) formées chacune d'au moins une plaque métallique (50), lesdites parois (20, 30) étant parallèles, situées en regard l'une de l'autre, et espacées l'une de l'autre de manière à délimiter un volume interne (40) du coffrage (10) ;
des entretoises (60) qui relient les deux parois (20, 30) et qui fixent lesdites deux parois (20, 30) entre elles, les entretoises (60) traversant de part en part lesdites deux parois (20, 30) et faisant ainsi saillie de chaque côté du coffrage (10);
des barreaux (70) situés sur chacune des parois (20, 30) et qui font saillie dans le volume interne (40) du coffrage (10),
caractérisé en ce que chaque plaque métallique (50) est fixée à la plaque métallique (50) opposée par au moins trois entretoises (60), une première entretoise (60) étant située à une première extrémité de la plaque métallique (50), une deuxième entretoise (60) étant située à une deuxième extrémité opposée à ladite première extrémité, et une troisième entretoise (60) étant située dans une région centrale située entre ladite première extrémité et ladite deuxième extrémité, et en ce que les entretoises (60) comprennent des extrémités filetées, les entretoises (60) étant fixées à la plaque métallique (50) par boulonnage, caractérisé par le fait que les parois (20, 30) comprennent deux plaques métalliques (50) mises bout à bout, ledit coffrage (10) comprenant en outre une barre d'assemblage (80) uniquement déposée sur les entretoises (60) et/ou sur les barreaux (70), ladite barre d'assemblage (80) comprenant une protubérance à chacune de ses extrémités.
2. Coffrage permanent à béton selon la revendication 1 , dans lequel la barre d'assemblage (80) est adaptée pour être placée à l'intérieur du volume interne (40) du coffrage en regard de la liaison entre les deux plaques métalliques (50).
3. Coffrage (10) permanent à béton selon la revendication 2, dans lequel les barreaux (70) situés en périphérie des plaques métalliques (50) possèdent un diamètre supérieur au diamètre des barreaux (70) situés au centre desdites plaques métalliques (50) et/ou le nombre de barreaux (70) par unité de surface est supérieur en périphérie des plaques métalliques (50) qu'au centre desdites plaques métalliques (50), la barre d'assemblage (80) reposant sur les barreaux (70) en périphérie des plaques métalliques (50).
4. Coffrage (10) permanent à béton selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel le coffrage (10) comprend une plaque d'étanchéité (90) disposée sur le coffrage (10) à l'extérieur du volume interne (40) et fixée de manière amovible à des entretoises (60), la plaque d'étanchéité (90) étant située aux extrémités de deux plaques métalliques (50) adjacentes sur toute une hauteur (H) des deux plaques métalliques (50), de sorte que la plaque d'étanchéité (90) chevauche lesdites deux plaques métalliques (50) adjacentes sur toute leur hauteur (H).
5. Coffrage (10) permanent à béton selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel ledit coffrage (10) comprend un longeron d'alignement (91 ) disposé sur le coffrage (10) à l'extérieur du volume interne (40) et fixé de manière amovible à des entretoises (60), ledit longeron d'alignement (91 ) étant fixé à deux plaques métalliques (50) adjacentes sur au moins la moitié d'une longueur (L) des plaques métalliques (50).
6. Ensemble (200) comprenant deux coffrages (1 1 , 12) permanents à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits coffrages (1 1 , 12) sont assemblés de sorte que l'ensemble (200) est en forme de L et que les volumes internes (40) desdits coffrages (1 1 , 12) communiquent entre eux, l'ensemble (200) comprenant en outre des barres de liaison (81 , 82) pour la fixation desdits coffrages (1 1 , 12) entre eux, une première barre de liaison (81 ) comprenant une première extrémité fixée à une paroi (20, 30) d'un premier coffrage (1 1 ) et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et située à l'intérieur du volume interne (40) d'un second coffrage (12), une deuxième barre de liaison (82) comprenant une première extrémité fixée à une paroi du second coffrage (12) et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et située à l'intérieur du volume interne (40) du premier coffrage (1 1 ).
7. Ensemble (210) comprenant deux coffrages (13, 14) permanents à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits coffrages (13, 14) sont assemblés de sorte que l'ensemble (210) est en forme de T et que les volumes internes (40) desdits coffrages (13, 14) communiquent entre eux, un premier coffrage (13) comprenant une première paroi (20) qui comprend deux plaques métalliques (50) situées en regard d'une plaque métallique (50) formant une deuxième paroi (30) dudit premier coffrage (13), un deuxième coffrage (14) étant situé entre les deux plaques métalliques (50) de la première paroi (20) dudit premier coffrage (13), ledit ensemble (210) comprenant en outre des barres de liaison (83, 84) pour la fixation desdits coffrages (13, 14) entre eux, une première barre de liaison (83) comprenant une première extrémité fixée à la plaque métallique (50) formant la deuxième paroi (30) dudit premier coffrage (13) et une deuxième extrémité située à l'intérieur du volume interne (40) du deuxième coffrage (14), une deuxième barre de liaison (84) comprenant deux extrémités qui comprennent chacune une protubérance et qui sont situées dans le volume interne (40) dudit premier coffrage (13).
8. Ensemble (220) comprenant quatre coffrages (15, 16, 17, 18) permanents à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits coffrages (15, 16, 17, 18) sont assemblés de sorte que l'ensemble (220) est en forme de croix et que les volumes internes (40) desdits coffrages (15, 16, 17, 18) communiquent entre eux, ledit ensemble (220) comprenant en outre des barres de liaison (85, 86) pour la fixation desdits coffrages entre eux, une première barre de liaison (85) comprenant une première extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne (40) d'un premier coffrage (15), et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne (40) d'un deuxième coffrage (16), une deuxième barre de liaison (86) comprenant une première extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne (40) d'un troisième coffrage (17), et une deuxième extrémité comprenant une protubérance et étant située dans le volume interne (40) d'un quatrième coffrage (18).
9. Procédé de fabrication d'une structure (100) composite métal- béton caractérise ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- (1000) : fournir un coffrage (10) permanent à béton selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ;
- (2000) : couler du béton à l'intérieur du volume interne (40) du coffrage (10).
10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel ledit procédé comprend l'étape suivante :
- fixer une platine (1 10a, 1 10b, 1 10c) à au moins une entretoise (60) du coffrage (10) par boulonnage.
1 1 . Structure (100) composite métal-béton obtenue selon le procédé de fabrication selon la revendication 9 ou la revendication 10.
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