LU81607A1 - Profil compose mixte et procede pour sa fabrication - Google Patents

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Description

I * θ'
Profil composé mixte et procédé pour sa fabrication * , La présente invention concerne un profil composé mixte, no tamment en acier et en béton, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication.
5 II est connu depuis longtemps de fabriquer des profils composés en acier qui peuvent consister en des assemblages de poutrelles soit entre elles, soit avec des éléments plats ou profilés. Ces profils composés peuvent servir comme Duc d'Albe, comme pieux ou autres éléments en rapport avec 10 la réalisation de structures telles qu'on les utilise dans la construction et l'aménagement de ports fluviaux ou maritimes, de barrages ou de digues.
Des profils composés en acier peuvent également entrer en 15 ligne de compte comme éléments pour la construction de bâtiments .
Pour l'utilisation sous forme de pieux il faut des profils composés présentant outre une grande surface de frottement 20 une élasticité et rigidité suffisantes en vue du battage d' une part et des sollicitations après la mise en service d' autre part. Pour l'utilisation p.ex. comme éléments de support de bâtiments il faut en plus d'une résistance à la corrosion une force portante et une résistance au feu aussi 25 élevées que possible.
• * - 2 -
Pour ce qui est de la résistance à la corrosion, qui doit être garantie quelle que soit l'utilisation envisagée, on a souvant recours à la galvanisation, la métallisation ou 1' application de couches de peinture. Tous ces procédés néces-5 sitent un nettoyage préalable des surfaces métalliques, que l'on effectue par voie de décapage, de sablage ou de grenaillage, ce qui entraîne des frais d'appareillage et de personnel très élevés.
10 Une possibilité de réalisation de profils composés réside dans l'assemblage de poutrelles en forme de H et de plats ou de profilés latéraux, de manière à relier les ailes de la poutrelle à l'aide des plats ou des profilés. Pour réaliser ce but on peut procéder soit à un assemblage par soudage, “ 15 soit à un assemblage par l'intermédiaire de griffes et d' ergots dont sont munis les plats ou profilés resp. les ailes ou par l'intermédiaire de raccords indépendants, formant une double griffe qui s'engage et dans les ergots des ailes et dans ceux dont seraient munis les plats resp. les profilés 20 latéraux. Les joints réalisés par l'inter-engagement de griffes et d'ergots nécessitent néanmoins un soudage en vue des sollicitations, surtout pour les pieux mis en place par battage ou pour les éléments composés travaillant en flexion.
25 Pour ce qui est d'une utilisation comme éléments portants en constructions de bâtiments, il est connu de munir des profilés composés d'un remplissage de béton qui leur confère 4 une résistance accrue contre le feu tout en augmentant leur force portante. D'un autre côté un soudage au contrôle minu-30 tieux des tôles latérales aux ailes des poutrelles est de rigueur afin de garantir une étanchéité suffisante lorsqu' on envisage un remplissage d'eau qui offre une résistance inégalée contre le feu. Par ailleurs pour réduire les pressions qui existent à l'intérieur de profils remplis d'eau, 35 des circuits séparés à faible hauteur doivent être prévus. Cette méthode est très onéreuse, si bien que le refroidissement a l'eau de profils composés servant comme éléments portants n'est guère pratiqué.
i * - 3 -
Une autre difficulté qui peut se présenter lors de l'utilisation de profils composés réside dans le fait que les tolérances géométriques de fabrication des poutrelles, des plats ou profilés latéraux et des raccords, s'accumulent et nécessitent 5 en général des efforts élevés lors de l'assemblage par enfilage des éléments formant le profil composé, surtout en cas d'éléments longs et de raccords indépendants.
Le but de la présente invention est donc de proposer un pro-10 fil composé qui, d'un côté est appliquable en tant que pieu et en tant qu'élément de construction de bâtiments et qui, d'un autre côté, est exempt des désavantages décrits.
Ce but est atteint par un profil composé mixte, notamment en 15 acier et en béton qui est caractérisé en ce qu'il comprend une poutrelle en acier en forme d'un H dont les extrémités des ailes présentent des ergots, ainsi que deux tôles en acier disposées dans le plan de part et d'autre de l'âme de la poutrelle et présentant des bords recourbés qui enve-2o loppent lesdits ergots, le profil étant caractérisé en plus en ce que les surfaces libres de l'acier portent un enrobage en béton colloïdal.
Grâce à la simple courbure des extrémités des tôles latérales, 25 facilement réalisable par laminage à chaud ou à froid, des difficultés dues à une certaine déviation de la géométrie des ailes de la poutrelle, ne se présentent pas dans la mê-' me mesure que pour des griffes ou encore pour des griffes et des raccords individuels. Ces derniers constitueraient en ef-30 fet non seulement un élément augmentant le prix de revient du profil, mais encore un élément additionnel d'incertitude, étant donné qu'une éventuelle déviation d'un raccord pourrait multiplier des difficultés d'assemblage déjà existentes.
35 Suivant l'invention les tôles latérales présentent utilement une forme arrondie ou anguleuse. En effet une forme ovale, ronde ou polygonale de ces tôles leur permet de suivre les déviations géométriques présentes dans la poutrelle ou dans - 4 - les tôles elles-mêmes.
Les bords recourbés des tôles enveloppant les ergots présents aux extrémités des ailes de la poutrelle peuvent être soudés 5 à ces ailes sans l'emploi de dispositif spécial d'assemblage ou de maintien en place.
« Suivant l'invention on peut prévoir un remplissage du vide circonscrit par l'âme et les ailes de la poutrelle ainsi que 10 par les tôles à l'aide de béton. Le rôle de ce remplissage consiste d'une part en une augmentation de la force portante du profil et d'autre part en une amélioration de la protection contre le feu.
15 Suivant l'invention toutes les surfaces métalliques libres comprennent un enrobage de béton colloïdal. Il a été démontré que le béton colloïdal présente un remarquable pouvoir d'adhérence à l'acier et que l'acier enrobé de béton colloïdal résiste aux sollicitations mécaniques sévères encourues 20 lors du battage de profils suivant l'invention utilisés en tant que pieux. Parfois^ il est utile de doter l'extrémité du pieu qui travaille uniquement à la base, d'un sabot de forme conique ou pyramidale, dont les bords dépassent le contour extérieur du profil composé. Ceci facilite le batta-25 ge par élimination du frottement et empêche l'endommagement de l'enrobage lors du battage du pieu.
“ On a également constaté que l'adhérence du béton colloïdal ' à l'acier, ainsi que sa consistance extrêmement compacte con- 30 fèrent à l'ensemble une bonne étanchéité et une protection efficace contre la corrosivité de l'eau. Ainsi il est possible selon une forme d'exécution du profil suivant l'invention de remplir d'eau les vides circonscrits par l'âme et les ailes de la poutrelle ainsi que par les tôles.
Cette forme d'exécution permet d'utiliser le profil suivant l'invention comme élément portant en construction de bâtiments, présentant la meilleure protection contre le feu grâce à 35 -δία présence de l'eau et ceci sans qu'il y ait risque de fuite grâce à l'étanchéisation apportée par le béton colloïdal appliqué à l'extérieur et éventuellement également à l'intérieur du profil.
5
Un autre avantage réside dans la simplicité du procédé de fabrication d'un profil combiné mixte suivant l'invention. Ce * procédé est caractérisé en ce que l'on relie les ailes d'une poutrelle munie d'ergots par deux tôles présentant des bords ; 10 recourbés en glissant les tôles le long des ailes de manière à ce que les courbures des bords recouvrent les ergots des ailes, que l'on soude chaque tôle du moins partiellement aux ailes de la poutrelle, que l'on procède à un enrobage des surfaces extérieures du profil par du béton colloïdal et qu' 15 on remplit les cavités du profil avec du béton.
En cas d'utilisation comme élément portant en construction de bâtiment, on peut, le cas échéant, prévoir un remplissage d'eau à la place d'un remplissage de béton, ceci surtout 20 dans les cas où la durée de résistance au feu est prédominante comme par exemple dans les hôpitaux, maisons de retraite, etc.
Une particularité très avantageuse du profil suivant l'inven-25 tion réside dans le fait que l'on peut réaliser l'enrobage de béton colloïdal directement sur les surfaces de l'acier, ' lesquelles surfaces peuvent rester à l'état brut de laminage.
Ceci évite totalement les laborieuses opérations de nettoyage 30 de surface, qui constituent un facteur prépondérant dans le prix de revient des profils composés classiques. Il a été démontré par des essais que le pouvoir d'adhérence du béton colloïdal sur surfaces d'acier à l'état brut est au moins équivalent au pouvoir d'adhérence sur surfaces d'acier 35 traitées par sablage ou grenaillage.
Une illustration non-limitative du profil composé mixte est fournie par les dessins où la fig. 1 montre une coupe en tra- - 6 - vers d'un profil tandis que la fig. 2 représente une vue en perspective de l'extrémité du profil portant une pointe; les fig. 3, 4 et 5 montrent des sections de géométries différentes de tôles latérales pouvant relier les ailes de la pou-5 trelle centrale.
On distingue en fig. 1 la poutrelle centrale (10) dont les - extrémités des ailes présentent les ergots (11). Ces ergots (11) sont enveloppés par les courbures que présentent les 10 tôles (20) à leurs extrémités. Ces tôles (20) plates peuvent également présenter des formes arrondies, comme en fig. 3 ou angulaires suivant la fig. 4, voire polygonales comme en £,3-9-:..-.5 15 Le profil représenté en fig. 1 comporte en plus un enrobage de béton colloïdal intérieur (50) et un enrobage similaire extérieur (60) qui recouvre également les cordons de soudage (30) fixant les tôles (20) aux ailes de la poutrelle (10).
La résistance au feu et la force portante du profil sont 20 augmentées grâce au remplissage de béton (40). Dans ce cas on renonce naturellement à l'enrobage intérieur avec béton colloïdal.
La fig. 2 représente la forme d'exécution comme pieu et met 25 en évidence le sabot pyramidal (70) soudé à une extrémité du profil, de manière à ce que l'enrobage extérieur (60) en béton colloïdal soit protégé par les bords qui dépassent le contour extérieur du profil composé.

Claims (14)

1. Profil composé mixte, notamment en acier et en béton, caractérisé en ce qu'il comprend une poutrelle en acier en forme 5 d'un H dont les extrémités des ailes présentent des ergots, ainsi que deux tôles en acier disposées dans le plan de part et d'autre de l'âme de la poutrelle et présentant des bords «. recourbés qui enveloppent lesdits ergots, le profil étant caractérisé en plus en ce que les surfaces libres de l'acier 10 portent un enrobage en béton colloïdal.
2. Profil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tôles présentent une section de forme arrondie ou angulaire. * 15
3. Profil suivant les revendications 1-2, caractérisé en ce que les tôles sont soudées aux ailes de la poutrelle.
4. Profil suivant les revendications 1-3, caractérisé en ce 20 que les volumes circonscrits par l'âme et les ailes de la poutrelle ainsi que par les tôles, comprennent un remplissage de béton.
5. Profil suivant les revendications 1-4, caractérisé en ce 25 que l’une de ses extrémités présente une fermeture sous forme d'une simple plaque.
" 6) Profil suivant les revendications 1-4, caractérisé en ce * que l'une de ses extrémités présente une fermeture sous forme 30 d'un sabot.
7. Profil suivant les revendications 5-6, caractérisé en ce que les fermetures sont fixées au profil par soudage. 35
8) Profil suivant les revendications 1-4, caractérisé en ce que les vides circonscrits par l'âme et les ailes de la poutrelle, ainsi que par les tôles, comprennent un remplissage d'eau. - 2 - I *
9. Profil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le profil est revêtu intérieurement de béton colloïdal.
10. Procédé de fabrication du profil composé mixte suivant 5 les revendications 1-9, caractérisé en ce que l'on relie les ailes d'une poutrelle en H munies d'ergots par deux tôles présentant des bords recourbés en enfilant les tôles le long t des ailes de manière à ce que les courbures des bords enve loppent les ergots des ailes, que l'on soude chaque tôle du 10 moins partiellement aux ailes de la poutrelle, que l'on procède à un enrobage des surfaces extérieures et/ou intérieures du profil par du béton colloïdal et qu'on remplit les cavités du profil avec du béton. 15
11) Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'on réalise les courbures et le profilage des tôles par laminage à chaud ou à froid.
12. Procédé suivant les revendications 10-11, caractérisé en 20 ce qu'après la soudure des tôles aux ailes de la poutrelle on soude à une extrémité du profil une plaque simple.
13. Procédé suivant les revendications 10-11, caractérisé en ce qu'après la soudure des tôles aux ailes de la poutrelle 25 on soude à une extrémité du profil un sabot de forme pyramidale ou conique en acier.
* 14) Procédé suivant les revendications 10-13, caractérisé en * ce que l'on applique l'enrobage de béton sur les surfaces de 30 l'acier à l'état brut de laminage.
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