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POUTRES POUR COFFRAGES METALLIQUES, POUR CONSTRUCTIONS EN BETON ARME ET
EN BETON ET HOURDIS ET PROCEDE Y RELATIFo Dans la construction des bâtiments ou lors de la réparation des bâtiments endommagés, on utilise jusqu'à présent un coffrage en bois pour l'établissement des planchers massifs. A cet effet, on dispose des planches ou panneaux de coffrage sur des bois équarris écartés de 70 à 80 cm environ les uns des autres et supportés par des poutres faites de bois équarris. Ces poutres sont supportées par des chandelles,le plus souvent en bois ronds, contreventées les unes par rapport aux autres par des planches pour donner à l'échafaudage la stabilité nécessaire.
Ce bois de coffrage et d'échafau- dage s'use très rapidement, ainsi que le montre 1-'expérience,, Un tel écha- faudage rends en outre:,, toute circulation impossible en-dessous du plancher coffré.
La figure 1 est une vue avant d'un tel coffrage et échafaudage en bois.
Pour économiser le bois de coffrage et d'échafaudage,qui est coû- teux et difficile à se procurer, on a déjà essayé de remplacer le coffrage et l'échafaudage en bois par un coffrage métallique, mais on n'a pas encore, jusqu'à présent, trouvé pour cela un coffrage métallique qui convienne.Les coffrages métalliques connus ont une grande hauteur constructive, ils sont lourds et peu maniables et ne fournissent pas non plus de face inférieure lisse pour le plancher.
L'invention a pour but de réaliser un coffrage métallique composé de pièces métalliques légères et maniables faciles à monter et à démonter, pouvant être rehaussées en vue de la compensation de la flèche inévitable se produisant lors de Inapplication de la charge, convenant à la réalisation de voûtes et, en outre, suffisamment rigides dans le sens latéral pour recueillir les forces horizontales qui se produisent éventuellement lors de l'établisse= ment des planchers, Ce coffrage métallique doit,en outre,être meilleur mar- ché que le coffrage en bois en usage jusqu'à présent, il doit conférer au plan- cher une face inférieure aussi lisse que possible et ne pas gêner la circula-
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tion en-dessous du coffrage du plancher.
L'invention résoud ce problème à l'aide d'éléments de poutre courts, bas et légers, se joignant bout à bout dans la membrure supérieure et assem- blés dans la membrure inférieure à l'aide de tendeurs, en forme de poutres en treillis à membrures parallèles, pouvant être assemblées en poutres métalli- ques de coffrage franchissant l'espace compris entre les murs d'appui.
Il est avantageux de donner aux différents éléments de poutre une longueur telle qu'ils puissent être disposés suivant un réseau. On peut alors, avec,par exemple, trois éléments de poutres ayant les longueurs de série de 0,625m, 0,9375m et 1,25m, franchir toutes les portées de 1,25m et davantage dont les dimensions ont été calculées d'après le module de réseau de 0,3125- soit le quart de 1,25 -. On pourrait encore franchir toutes les portées de 1,00m et au-dessus, supérieures, chacune, de 10cm à la précédente, avec les longueurs de série de 0,50m, 0,60m et 0,70m.
Les éléments de poutre exécutés sous la forme de poutres en treil- lis à membrures parallèles permettent d'économiser de la matière et d'obtenir un poids aussi réduit que possible.
La figure 2 est une vue en long représentant schématiquement un exemple d'exécution de la poutre de coffrage conforme à l'invention, avec la construction exécutée sur cette poutre pour le plancher. Ses deux pièces d' extrémité et d'appui y sont désignées par 1 et les pièces médianes par 2.
La figure 3 représente une vue en bout de poutres de coffrage dis- . posées parallèlement pour planchers en béton armé avec les pierres de hourdis mises en place, les poutres de'coffrage étant disposées à une distance les unes des autres égale à celle qui sépare les axes de deux pierres de hourdis voisines.
La figure 4 représente la poutre de coffrage lors de son démon- tage.
L'élément de poutre conforme à la présente invention, exécuté à la façon d'une poutre en treillis, est représenté aux figures 5 à 7 suivant une vue en long, une vue en coupe transversale et une vue en bout. Sa mem- brure supérieure 3 est exécutée avec avantage sous la forme d'une tôle cin- trée en U, comme le montrent les figures 5 à 7, ou bien on utilise, à cet ef- fet, un profilé léger similaire du commerce. La membrure inférieure 4 est cons- tituée avec avantage par un tube. La membrure supérieure et la membrure in- férieure sont reliées, suivant la forme de la membrure supérieurepar une ou deux ondulations en fil d'acier rond ou en tube 5, fixées en place par soudure, et qui constituent les barres diagonales de la poutre en treillis.
A leurs extrémités, les éléments de poutre ont une forme telle que, dans la membrure supérieure, ils se rencontrent bout à bout suivant une surface de grande étendue et que leurs surfaces de contact bout à bout soient mainte- nues assemblées par des boulons 6, comme le montre la figure ll, ou bien par une pince de fermeture 7 pouvant être passée par dessus le joint par glisse- ment, comme le montrent les figures 14 à 17, suivant une vue en coupe trans- versale, une vue de côté et une vue en plan. La figure 14 est une vue en cou- pe transversale d'une pince de fermeture mise en place,la figure 15 est une coupe en long de la pince non mise en place.
Lorsque c'est nécessaire, on exécute les surfaces ou portées de jonction bout à bout de la membrure supé- rieure pour poutres de coffrage, dont la hauteur peut être fortement augmentée, à la façon d'une articulation comme le montrent les figures 18 et 19, quand il s'agit de poutres de coffrage non soutenues dans lesquelles il ne peut pas se produire, dans la membrure comprimée, d'efforts de traction ou tension considérables. De cette façon, on évite qu'en cas de surhaussement important les éléments de la poutre baillent dans la membrure supérieure. La membrure inférieure est maintenue assemblée par un tendeur 8, comme il en est représen- té différentes formes d'exécution sur les figures 11 à 13 et lla à 13a.
Pour le montage de la poutre de coffrage, il faut les moyens de fixation prévus dans la membrure supérieure, comme par exemple, les boulons
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6 précités (figures 11 et 18) et la pince 7 pouvant être passée par dessus par glissement (figures 11a, 14 à 17 et 19), pour empêcher le baillement des éléments de poutre. Ils agissent aussi, après-leur montage et leur mise en place, en sens contraire des efforts horizontaux et transversaux qui se produisent éventuellement, et qui agissent lors de l'application des char- ges de la construction.
Pour permettre un décoffrage aisé, on dispose avan- tageusement les organes de fixation de la membrure supérieure, de telle sorte qu'après le durcissement du plancher ils ne soient pas exposés à des tensions appréciables,
On maintient avec avantage les surfaces'de contact bout à bout de la membrure supérieure relativement larges par rapport à la superficie de la section normale et déterminée statiquement. Les forces à transmettre n'agis- sent alors que faiblement sur la matière aux endroits des joints bout à bout et les tensions maxima à prévoir restent de loin inférieures aux contraintes admissibles.
Les tendeurs de la membrure inférieure comportent bien entendu, un filetage à pas à gauche et à pas à droite. A l'aide de ces tendeurs, on aligne la poutre après l'assemblage des éléments de poutre des extrémités et du milieu, et on règle le surhaussement à la valeur voulue,On exécute avec avantage sous la forme d'une articulation au moins un tendeur de cha- que poutre de coffrage et,de préférences, celui du joint bout à bout du mi- lieu, comme le montrent, par exemple, les figures 12 et 13. Coci permet alors., après la réalisation du plancher, le démontage de la poutre de coffrage, com- me cela est représenté schématiquement sur la figure 4.
Le tendeur est exécu- té, dans l'exemple d'exécution des figures 12 et 13, à la façon d'une articu- lation, et il se compose de deux demi-tiges 9 et 10.La demi-tige 9 comporte deux yeux latéraux Il entre lesquels on fait glisser l'oeil unique 12 de 1?autre demi-tige 10.
A travers tous les yeux qui, à cet effet;, ont même diamètre intérieur, on fait passer une broche 13 qui se termine en cône.. Le tendeur constitue-donc, à l'état d'assemblage, une demi-articulation.Sa bro- che peut facilement être retirée après que le tendeur a été détendue Pour re- cevoir ce dispositif tendeur, on utilise selon la figure 11 des éléments de tube avec filetage 14 qui sont fixés aux extrémités de la membrure inférieure.
Au lieu des tendeurs semblables à une articulation, on peut aussi utiliser les tendeurs rigides habituels,,qui doivent alors être fixés aux mem- brures inférieures d'une manière articuléeLes tendeurs à vis fixés d'une manière articulée aux extrémités de la membrure inférieure sont représen- tés schématiquement sur les figures 11a, 12a et 13a.
Les poutres de coffrage selon l'invention sont très étroites par rapport à leur longueur. Elles n'auraient donc pas suffisamment de rigidité dans le sens latéral dans le cas de grandes portées et elles n'absorberaient pas les efforts horizontaux qui se produisent toujours lors de l'établissement des planchers. Dans-ce but, on pourrait,, il est vrai, donner une résistance suffisante aux poutres, ou les monter de façon qu'elles aient une liaison la- térale, ce qui permettrait d'obtenir un effet de répartition de la charge dans le sens transversal.
Mais, dans ce cas, les poutres deviendraient trop fortes et trop lourdes. Elles ne pourraient alors plus être montées aisément et commdément, De même, dans le montage avec des liaisons latérales, il se produirait des difficultés lors du coffrage mais surtout lors du décoffrage.
On évite ces difficultés avec les poutres de coffrage légères con- formes à l'invention,qui se laissent monter également avec une rigidité laté- rale suffisantes quand on utilise, à cette occasion, un système de barres dis- posées transversalement, ou transversalement et en diagonale, pour le raidissement mutuels La figure 24 est une vue en plan de poutres de coffrage solide- ment liées les unes aux autres dans le sens latéral, par des barres transver- sales et diagonales 15 et 16, ces poutres de coffrage se composant d'éléments d'extrémité 1 et intermédiaires 2.
Pour leur fixation,, il a été monté par sou- dure sur les éléments de poutre des tôles 17 qui comportent des ouvertures des- tinées à recevoir des boulons de fixation, comme le montrent les figures 5 à 10 et 20 à 22. Les figures 20 à 23 sont, respectivement,une vue de côté, une
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vue en plan et une vue en bout des barres transversales et diagonales. Les barres de raidissement ne gênent en aucune façon le coffrage ni le décoffrage.
On peut sans inconvénient les retirer peu après le montage et l'établissement du plancher, donc avant même le durcissement du béton.
On utilise avec avantage comme appuis pour les poutres de coffra- ge, comme le montrent les figures 2 et 4, les éléments de la construction destinés à servir d'appuis pour le plancher. Dans ce but, l'élément d'ex- trémité 1 (figure 2) est muni, dans la membrure supérieure, d'une forte pla- que de pression 18 dont les dimensions sont calculées de façon qu'elle re- cueille en toute sécurité les forces concentrées en ce point. En-dessous de la plaque de pression, la membrure inférieure est raccourcie. Les figures 8 à 10 représentent une telle pièce de pression par une vue de côté et une vue en bout, ainsi que par une vue de côté partielle, à échelle plus grande. Entre le mur servant d'appui et l'extrémité de la membrure inférieure, il subsiste donc un intervalle après le montage de la poutre.
Il permet d'abaisser commo- dément les moitiés de poutre après déserrage du tendeur articulé. Quand on continue à abaisser l'élément de poutre davantage, l'extrémité de la membru- re inférieure appuie contre la face de la maçonnerie.. L'effort de traction produit alors dans la membrure supérieure par 1-'effet de levier achève de ti- rer hors de son logement la plaque de pression coincée entre le plancher et la magonnerie, après quelle a déjà été considérablement desserrée par le mou- vement d'abaissemnt. Les moitiés de poutre peuvent alors être montées ail- leurs ou être démontées en leurs éléments. Ceci est particulièrement avanta- geux pour le transport d'un chantier à un autre et pour la mise en magasin.
Il va de soi qu'avant la coulée du béton on dispose au-dessus de la plaque de pression 18 de la membrure supérieure un matelas souple, constitué, par exem- ple, par un petit ballon de papier comprimé, pour que la plaque de pression ait suffisamment de jeu lors de l'abaissement de la poutre.
Comme appuis pour les poutres de coffrage, on peut également uti- liser des éléments mobiles de soutien ou bien des consoles fixées dans le mur.
La figure 3 représente un exemple d'exécution des poutres de cof- frage selon l'invention pour la réalisation de planchers mixtes en béton armé et hourdis de céramique. Les poutres forment, dans ce cas, ce qu'on appelle un coffrage à bandes et elles sont placées à la même distance les unes des autres que les hourdis creux formant coffrage, de sorte que les hourdis creux trouvent un appui suffisant par leurs rebords de la base et par une partie de la dalle inférieure.
Il est avantageux de donner aux poutres de coffrage des dimensions telles que leur longueur entre appuis ne dépasse pas 5 mètres. Car, dans ce cas, on peut se contenter d'une hauteur d'environ 24 centimètres. Dans le cas d'une longueur de 1 mètre, les éléments de poutre ont chacun un poids de 10,5 kg, Pour des portées supérieures à 5 mètres, on utilise des supports in- termédiaires sur lesquels on fait prendre appui les extrémités libres.des poutrese Ces appuis isolés ne gênent pas la circulation en-dessous du plancher coffré. Pour faire l'économie d-appuis intermédiaires, on pourrait également disposer sur des appuis des poutres de coffrage portant le plancher.
Les différences inférieures à la dimension de la grille ou du ré- seau peuvent être compensées par des longueurs de série intercalées ou par des éléments intermédiaires spéciaux comportant des parties pouvant coulis- ser et, par conséquent, être adaptées à toute valeur des longueurs.
La membrure supérieure de la poutre de coffrage selon l'invention servant à la confection des planchers en béton armé et hourdis en céramique est un peu plus large que la nervure de béton armé qui se forme par la cou- lée du béton entre les éléments du hourdis, pour que les rebords de la base des éléments du hourdis ne se brisent pas.
Pour les planchers nervurés, comme ils sont représentés en coupe schématique dans la figure 25, on peut se contenter d'une membrure supérieure plus étroite de la poutre de coffrage. On utilise, à cet effet, avec avanta-
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ge les éléments de poutre représentés par une vue en long, une vue en coupe et une vue en bout dans les figures 26 à 28. Dans ces poutres en treillis, les barres obliques sont constituées simplement par un serpentin tubulaire fixé par soudure à la membrure supérieure et à la membrure inférieure de la poutre. La membrure supérieure est formée, dans ce cas, de deux cornières.
Elle peut être plus étroite que la membrure supérieure des poutres de cof- frage pour planchers en béton et hourdis en céramique, parce qu'on dispose sur elle des tôles et des dalles en béton armé servant d'éléments de coffra- ge pour le plancher. Ces dalles de béton deviennent ensuite des éléments de la construction, après la coulée du béton. Et pour ces éléments de coffra- ge, on n'a pas besoin des larges surfaces pour les membrures supérieures, comme elles sont nécessaires dans les poutres de coffrage qui servent d'ap- puis pour les hourdis en réfractaire formant coffrage dans les planchers de béton armé et comportant de tels hourdis.
Les poutres de coffrage selon 12' invention conviennent également pour le coffrage des poutres principales et secondaires. Dans ce bute on les munit de parois latérales selon les figures 29 à 31 qui représentent ces poutres par une vue en long, une vue en coupe transversale et une vue en bout.
Dans ces figures, la paroi latérale, exécutée en tôle qui forme cof- frage est désignée par 190 20, désigne les ouvertures pour la fixation des équerres dappui représentées dans les figures 32 à 35, quon boulonne contre la face en bout d'une telle poutre de coffrage, ainsi que les ouvertures pour la fixation des éléments les uns par rapport aux autreso
La figure 32 est une vue en long de ces poutres de coffrage avec équerre d'appui 21 fixée par boulons et prenant appui sur le mur portant le plancher.
La figure 33 représente l'équerre d'appui vue d'en haut, la figu- re 34 la représente vue de l'avant et la figure 35 sa coupe longitudinale. La figure 36 représente l'évidement qu'on a laissé dans le mur pour l'appui d' une poutre en béton armé à couler en un seul bloc.Ce grand évidement com- porte à sa base encore deux petits évidements latéraux 22 pour les équerres d'appui qui doivent être rapportées à gauche et à droite, représentées dans les figures 32 à 35, et qui portent les deux éléments latéraux de coffrage verticaux représentés dans les figures 29 à 320
On recouvre, évidemment, les coffrageslatéraux., à leurs extrémi- tés inférieures, avec des tôles pour former le coffrage complet pour la pou- tre en béton armé à couler.
Dans ce bute il est prévu dans les tôles latéra- les 19 des ouvertures pour y faire passer des barres de support. Ces barres de support ne sont pas représentées spécialement sur la figure. Elles por- tent les tôles au fond du coffrage. Le coffrage pour un plancher à poutres apparentes principales et secondaires se fabrique, conformément à la figure 25,de la manière suivante
On dispose les poutres de coffrage 23 assemblées, destinées à la poutre principale, sur les éléments portants de la construction et on les soutient par des supports 24, lorsque c'est nécessaire. Les poutres de coffra- ge 23 sont représentées dans la moitié de droite de la figure 25 par une vue en long qui donne une coupe immédiatement avant la poutre principale du plan- cher à poutres apparentes.
Perpendiculairement à ces poutres, on dispose sur leurs membrures supérieures et sur les parois latérales,parallèles entre elles, les poutres de coffrage 25 pour les poutres secondaires du plancher, ou bien on les fixe en un emplacement approprié différent des éléments de cof- frage des poutres principales qui doivent, à cet effet, être munies de dispo- sitifs de fixation appropriés.Ensuite, on dispose sur les membrures supérieu- res des poutres de coffrage principales 23, parallèlement au coffrage des poutres principales du plancher, les poutres de coffrage pour les dalles du plancher comprises entre les poutres secondaires de ce dernier, comme le mon- tre la moitié de gauche de la figure 25 qui représente une coupe du plancher entre deux poutres principales.
Aux emplacements où se sépare ou bien où commence une poutre prin- cipale ou secondaire on assemble avantageusement, selon les figures 37 et 38, les poutres de coffrage pour la paroi latérale d'une poutre principale du plan-
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chero La membrure supérieure est reliée en ce point à une équerre 26 sur la largeur de la poutre principale ou secondaire qui se détache. Elle reste après le démontage comme élément perdu du coffrage dans la poutre principale ou se- condaire ayant durci, à l'emplacement de cette dérivation.
En-dessous, la pa- roi latérale de la poutre principale est franchie par les tôles 27 et, le cas échéant aussi par les tôles 28, de même que la zone tendue de la poutre de cof- frage l'est par un court élément de tube qui comporte de chaque côté un pas de vis pour recevoir les tendeurs à vis. La figure 37 représente la vue avant, et la figure 38 une coupe horizontale de remplacement où les poutres de cof- frage latéral se rencontrent en bout pour le raccordement d'un coffrage de poutre secondaire.
La figure 39 représente Inexécution d'un élément de coffrage avec dérivation pour poutre secondaire au-dessus du coffrage pour une colonne ou un pilier en béton arméo Ce coffrage sertg en même temps, d'appui pour le cof- frage des poutres.
Afin de rendre la poutre de coffrage aussi légère que possible, la membrure supérieure, tout en ayant-un poids réduit au minimum., doit offrir une résistance suffisante au flambage et au bossellement. Ceci peut être réalisé en munissant cette membrure d'une ou de plusieurs rigoles parallèles et jux- taposées 290 Celles-ci peuvent aussi être décalées les unes par rapport aux autres et présentent des intervalles appropriés dans le sens de la longueur, afin de sauvegarder la rigidité transversale de la poutre. L'écartement des rigoles est utilement choisi, d'après un calcul statique, de façon que la matière soit pleinement utilisée et que la zone entre les rigoles offre la résistance requise au bossellement.
La figure 40 ci-jointe montre en plan une membrure supérieure mu- nie de rigoles 29 ;la figure 41 est une coupe transversale de cette membrure.
Les poutres de coffrage peuvent aussi servir au coffrage de cais- sons de plafond limité par des poutres en I. A cette fin, les poutres de cof- ±rage montées sur les poutres en I sont munies d'éléments d'extrémité régla- bles, en forme de béquilles, représentés dans les figures 42 et 43 en éléva- tion latérale et frontale, par lesquelles la membrure supérieure 3 de la pou- tre de coffrage 5' appuie sur la membrure inférieure des poutres en I.
La longueur de l'élément d'extrémité ad j oint à la membrure supé- rieure 3 est variable, afin de compenser de légères différences dans les cais- sons, lesquelles peuvent se présenter éventuellement après assemblage des élé- ments de la poutre. La béquille 30 est à inclinaison variable et présente un bec ajustable 31 par lequel elle s'appuie sur la membrure inférieure de la pou- tre en I. La membrure supérieure de la béquille présente des forages 32 desti- nés à recevoir les vis pour la fixation du bec. La membrure inférieure des pou- tres de coffrage est réunie au boulon fixé à la manière d'une articulation et qui est reliée par un barreau à la membrure supérieure de Isolement d'extrémi- té.