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PERFECTIONNEMENTS AUX-ELEMENTS'DE CONSTRUCTION DES CHARPENTES -MÉTALLIQUES.
Cette invention concerne principalement les poutres ou châssis rigides continus ordinairement employés comme ossature dans la construction de bâtiments légers pour remplacer les constructions plus habituelles utilisant des piliers et des fermes.
Dans-une construction à châssis rigides, chaque châssis trans=.
'versai principal du bâtiment peut comprendre une seule poutre résistante con= tinue établie sous forme d'arc, de feme à deux versants ou en dents de scie.
Par suite des réactions de flambage considérables sous la charge normale qui lui est imposée par le poids propre de la construction ou par une charge de neige et la pression du vent, il est essentiel que toute poutre de ce genre soit construite de telle manière que sous charge elle reste rigide sur toute sa longueur.
Les conditions de facilité de fabrication, de transport et de montage exigent habituellement que chaque membrure résistante soit composée dune série d'éléments constitutifs plus courts, séparés9 assemblés bout-à-bout pour former une poutre continue unique.
Par exemple, le châssis de ferme con- ventionnel en forme de dos d'âne peut être constitue de quatre tronçons ou éléments droits séparés disposés de telle manière que les joints se placent aux points correspondant à la position des gouttières et du faîtage. la prin- cipale difficulté de la construction de ces châssis réside dans Inexécution des joints aux extrémités boutà-bout de ces tronçons constitutifs successifs qui ne doivent pas être moins rigides et résistants que les autres parties du châssis ou du faîtage.
Cette invention a pour but de créer un type d'élément de cons- truction destiné principalement à être utilisé comme châssis d'arbelétrier et susceptible d'être assemblé bout-à-bout avec d'autres éléments semblables pour former des poutres en arc ou des châssis de fermée uniquement en boulonnant
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ensemble les extrémités placées bout-a-bout des éléments success-if's, par exem= ple, pendant l'opération ordinaire de 1?érection sur place. h9é.ément de construction est établi de telle manière que les joints résultants entre les extrémités placées bout4-bout soient véritablement rigides et non flexibles.
Suivant la présente invention, les éléments de construction comprennent une poutrelle présentant des tables reliées par une ême, cette poutrelle se bifurquant à une extrémité ou aux deux extrémités pour former des branches indépendantes qui sont réunies entre elles par une plaque de joint ou d'assemblage..
Pour réaliser l'invention.\' ces éléments de construction peuvent être exécutés au moyen de tronçons de poutrelles en acier laminé qu'on divise
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en deux en fendant l'âme longitudinalement sur une certaine distance à partir de chaque extrémité, dont on ouvre ensuite la fente de manière à obtenir une forme triangulaire et on fixe, par exemple par soudage aux extrémités des bran- ches après les avoir convenablement rognées sous forme de surface plane, une
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plaque deextrémits pour former la plaque de joint. Une fourrure plate est aussi de préférence soudée en travers de l'intervalle compris entre les âmes externes des branches. Plus de rigidité peut être obtenue au moyen de
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feuillards d9entretoisement reliant les âmes entre elles.
Suivant un autre mode de construction, au lieu de former Isolé- ment d'une seule poutrelle, on peut l'exécuter au moyen de deux tronçons sépa- rés de section transversale en forme de T. Suivant une variante, on peut le composer entièrement de feuillards.
L'invention est représentée aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 est une vue en élévation d'un élément de poutre de bâtiment suivant une
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forme deexécution de leinvention. FIg. 2 est une vue en perspective, à plus grande échelle., d9une extrémité seulement de Isolément de poutre représentée sur la Figo 1 mais où les membrures d'entretoisement sont omises. Fig. 3 en est une vue en bout montrant la plaque d'extrémité du joint. Fig. 4 est une vue en élévation de la poutre représentée sur la Figo 1, mais montrant son
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exécution au moyen de poutrelles séparées, de section transversale en T.
Frigos est une élévation en bout de la ferme complète d'un édifice à plusieurs tra- vées, constituée par des éléments de poutres construits suivant L'invention.
Figs. 5., 5b et 5c sont des vues de détail en élévation à plus grande échelle,
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les figs. 5a et 5b montrant la construction du joint respectivement aux gout- tières et au faîtage et la Fige 5c à la noue entre des travées successives.
Fige 5d est une vue de détail en perspective montrant .une plaque de renforce- ment annulaire.
Fig. 6 est une élévation en bout montrant l'application de l'é- lément suivant l'invention à la construction de châssis de ferme d'une grande portée par exemple 80 pieds (24 m).
Fige 7 est une vue en bout montrant Inapplication de Isolément de construction suivant cette invention à la construction d'une toiture en dent de scie.
Si l'on se réfère plus particulièrement aux figs. 1 à 4 des dessins, on voit que les éléments de poutres suivant cette invention compor- tent essentiellement une poutrelle présentant des tables 1, 1 réunies par une âme 2; la poutre se bifurquant à 1-lune de ses extrémités ou aux deux extrémi- tés par la subdivision de l'âme pour former deux branches indépendantes indi= quées respectivement en 3 et 4 réunies par une plaque d'extrémité 5, comme il sera expliqué ci-après, cette plaque dextrémité 5 constituant un disposi- tif pour assembler la poutrelle à d9autres poutrelles employéesdans la cons- truction ou à des poutres verticales.
Figo 1 montre une poutre typique où les deux extrémités sont bi= furquées, la poutre étant faite d'une poutrelle en acier laminé desoction trans-
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versale en I, comme c9est clairement représenté sur la Fig. 2, dont 19âme li cst fendue aux deux extrémités, comme c'est indiqué respectivement en 6, 6' sur la Fige 1, chaque paire de branches 3 et 4 étant fermée par une plaque d'extrémité, tandis que la section centrale 7 de la poutrelle reste normale.
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L'âme peut être fendue par découpage au chalumeau., et on ouvre l'extrémité ou les extrémités en écartant l'une des branches 4 et en laissant l'autre branche ou les autres branches 3 dans une position rectiligne pour for= mer un triangle présentant un angle aigu.} à son sommet . o Les extrémités bi= furquées de la poutre sont rognées suivant une surface plane sous un angle ap- proprié en fonction de la forme de la poutre et les parties de l'âme sont réunies par une fourrure 8, la plaque d'extrémité relativement forte 5 étant finalement soudée en travers des deux extrémités et convenablement perforée en 11 pour former les trous des boulons d9assemblageo
Si on le désire, des pièces dentretoisement supplémentaires ou contrefiches 12 (voir Fig.
1) peuvent être soudées en travers des extrémi= tés bifurquées en -vue de créer un renforcement ou de la rigidité.
On comprendra que bien que les Figs.1 à 4 montrent l'applica- tion de l'invention à un élément de poutre où 1-lune des tables de la poutre est rectiligne d'un bout à 1?autre, 1?invention est applicable également à une construction où les branches des extrémités 3 et 4 sont déportées chacune de manière à former un triangle isoscèleo Suivant une variante., la branche déportée peut être établie alternativement d9un cote et de l'autre côté de l'axe de la poutre;
cette disposition peut se présenter dans le cas de l'é- lément de poutre représenté sur la Figo 2 lorsque la branche déportée qui constitue la membrure inférieure à l'extrémité de droite de la poutre,, forme la membrure supérieure à 1?autre extrémité de celle-ci, un exemple de cette disposition étant représenté sur la Fig. 6 comme c'est décrit ci-après.
Au lieu de construire la poutre à 1?aide de poutrelles en acier laminés, on peut l'exécuter au moyen de deux membrures séparées de section en T, comme cest représenté sur la Figo 4. Dans ce buts on choisit une poutrel= le en T rectiligne 13.et une seconde poutrelle 14 dont une extrémité ou les deux extrémités 15, 15'sont déportées, comme le montre la Figo 4, pour for- mer des extrémités bifurquées, les deux poutrelles étant assemblées entre elles sur la partie centrale 7 par soudure le long des bords en contact des âmes22.
Des fourrures ou goussets 8 sont soudés aux âmes à chaque extré- mité,, puis les extrémités sont rognées et enfin des plaques d'extrémité 5 et des contrefiches de raidissage 12 sont soudées comme il a été décrit pour les éléments exécutés au moyen d'une poutrelle unique en acier laminé.
Suivant une autre variante, ces éléments peuvent aussi bien ê- tre fabriqués entièrement au moyen de feuillards,,
La figo 5 montre un espace couvert d'un édifice à travées multi- ples où il est fait usage d'éléments de poutres semblables à ceux représentés sur les Figs. 1 et 4. La Figo 5 montre la travéeexterne qui comprend les pi- liers 20, 30, la ferme de la toiture étant composée de deux éléments 18, 19 assemblés entre eux au faîtage 10 par des boulons, comme c'est représenté sur la Fig. 5b.
A 19 endroit où l'arbalétrier et le montant se rencontrent, au point où se trouvent les gouttières extzrieures d9une pareille ferme, 19étude technique montre que sous une forte charge correspondant à une surcharge de neige ou à une pression latérale du vent, les ailes internes des parties abou= tées des éléments peuvent être soumises à des efforts de compression longi- tudinaux de grandeur considérableo Dans ces conditions il y a danger que le joint ne cède latéralement par suite du flambage de l'aile interne dans une direction perpendiculaire au plan de la ferme,
En vue d'assurer une plus grande stabilité, les piliers 20 situés le plus à l'extérieur de 19édifice sont, de préférence,
comme c9est représenté, construits au moyen d'éléments de poutres suivant 1?invention, de façon à for= mer aux gouttières un joint semblable à celui indiqué dune façon générale en 16 et comme cest représenté en détail.sur la fig. 5a où le montant 20 est relié à l'arbalétrier 18 par des boulons 25 passant au travers des pla- ques d'extrémité 5 des éléments de poutres adjacents. Le joint entre les fer- mes contiguës peut être assuré en boulonnant les plaques d'extrémité 5 des
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éléments d'arbalétrier 19 directement aux ailes 31 (voir Fig. 5c des piliers verticaux 30.
Une importante caractéristique de Inapplication de l'invention à ce cas, réside dans la disposition d'une pièce de stabilisation des gouttiè- res 26 de préférence placée longitudinalement, pour relier les fermes succes- sives sur la longueur du bâtiment. Une telle pièce de stabilisation des gout- tières est représentée en coupe transversale sur la Fige 5a et une de ses ex- trémités est représentée plus en détail sur la Fig. 5d;
Les pièces longitudinales 26 peuvent être constituées d'une cornière ou, comme c'est représenté sur les Figs. 5A et 5d ainsi que 5c, une pièce en acier laminé en U ou en 1 peut être disposée en travers de l'élé- ment au moyen dagrafes ou de goussets d'angle 26', soudés rigidement sur les extrémités.
Les goussets d'extrémité sont boulonnés sur 1'extrémité élargie de l'élément. Une étude technique montre qu'une pièce longitudinale relati- vement légère disposée de la manière décrite est suffisante pour empêcher une déformation latérale de la ferme aux gouttières$ même si 1-'effort de compression sur les ailes internes des éléments peut être extrêmement puissant.
La Fig. 6 montre une forme de hall de très grande portée qui peut par exemple couvrir un espace de 80 pieds (24m) de large. L'installation représenté se compose de six éléments comprenant deux piliers verticaux 40, 50 reliés entre eux par quatre éléments d'arbalétriers comprenant deux ar- matures similaires 41, 41' et une paire d'éléments d'arbalétriers 42, dont la branche déportée à chaque extrémité se trouve sur les cotés opposés -de l'axe de la poutre.
On remarquera que les six éléments sont boulonnés bout '-bout pour former une ferme complète. Pour une portée aussi grande, la déviation verticale ou flèche que prend en son milieu la poutre en arc sous une sur- charge de neige tend à être excessive. Pour combattre cet effet une charpen- te légère indiquée d'une façon générale en 45 est établie au-dessus de la par- tie médiane de la poutre en arc. Ceci a pour résultat de maintenir la tota- lité de cette partie médiane de la poutre parfaitement droite et exempte de flèche.
Des calculs appropriés montrent que lorsqu'une légère charpente couvrant à peu près la moitié de la portée est combinée avec une poutre en arc composée d'éléments établis suivant l'invention, la flèche entière qui se produit au milieu sous une lourde charge de neige ne dépasse pas la dévia- tion verticale d'une ferme complète couvrant toute la travée sous une charge similaire, tandis qu'on obtient une augmentation considérable de la hauteur libre à 1-'intérieur du bâtiment.
Fig. 7 montre Inapplication des éléments de construction fabri- qués de la manière ci-dessus décrite à Inexécution de toitures sheds, en dents de scie, avec éclairage au nord. Dans ce cas les extrémités des éléments de construction sont-établies de telle manière que les plaques d9extrémité 5 se trouvent dans des plans parallèles pour pouvoir être boulonnées directement aux ailes des poteaux verticaux 60 en profilés d'acier. Ces poutrelles peu- vent convenablement constituer les membrures verticales de poutres profondes disposées latéralement sur la largeur du bâtiment et présentant une résistan- ce suffisante à la flexion pour porter tout le poids de la toiture.
Les éléments de construction suivant cette invention simplifient l'érection du bâtiment à pied d'oeuvre, vu que le montage d'une ferme ou d'une poutre continue composée d'éléments de construction établis de la manière dé- crite peut être effectué entièrement par l'introduction de boulons dans les plaques d'extrémité placées bout-à-bout pour fixer les éléments successifs fermement entre eux.
Comme les plaques d'extrémité respectives des éléments succes- sifs placés bout-à-bout se trouvent en contact intime sur toute 1-9,étendue de leur surface, les efforts de compression longitudinaux qui se produisent sous ,1'action de la charge supportée par la poutre ou la ferme sont transmis directement d'une plaque d'extrémité 5 à l'autre. Les efforts de traction,
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les composantes de traction résultant des moments de flexion et les efforts de cisaillement peuvent être absorbés directement par les boulons. L'angle
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que forment les plaques d9extrmitê 5 avec la direction de 1?axe de la poutre ou du cintre peut être détermine de façon que les plaques soient à peu près perpendiculaires à la direction de la résultante des efforts à travers la section.
Dans ce cas le jeu admis dans les trous de boulon des plaques d'ex- trémité n'altère en aucune façon la rigidité de ].-assemblage.
Dans Inapplication pratique de l'invention,'} le découpage de la fente longitudinale sur une certaine longueur de l'âme prèsdesextrémités du tronçon de poutrelle employé pour former Isolément de construction peut être effectué au chalumeau de préférence par des moyens mécaniques.
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De même le rognage des bouts à 19extrémité évasée peut être effectué au chalumeau électrique!! les électrodes étant portées par une montu-
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re appropriée permettant d'effectuer ce découpage dans un plan. 1-'angle de ce dernier et l'axe de la poutrelle étant susceptible d?être réglé si ceest nécessaire. couverture des extrémités de la poutrelle fendue peut être ef- fectuée au moyen d'un cric hydraulique porté par une monture appropriée.
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En 7e.e.van,ge principal assuré par le mode de construction ci-dessus décrit, à savoir l'obtention de joints absolument rigides entre les extrémités des éléments constitutifs successifs de la poutre ou de la ferme,
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bien que ces éléments soient uniquement boulonnés ensemble par 1intermédiaire des plaques d.9extrêm.tê 5 sans qu9il soit nécessaire daeffectuer des travaux de soudage sur le chantier pour que lesjoints de la charpente ou de la poutre soient absolument rigides, Isolément de construction décrit présente encore d'autres avantages importants.
Les moments de flexion maxima se produisent généralement dans
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ces châssis ou fermes aux points où il existe un changement d93uc.ita.aisono Par exemple,, dans les fermes à versants de forme conventionnelle avec faîtage
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les moments de flexion maxima se produisent à Pendroit des gouttières 1 du faîtage. Il est généralement plus commode de disposer en ces points les jointsentre les éléments constitutifs adjacents. Comme la bifurcation aux extrémités des éléments successifs a.pour effet de provoquer une augmentation correspon-
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dante du moment dainertie de la section transversale, la résistance du chas- sis à la flexion est augmentée aux endroits particuliers de sa longueur qui correspondent aux points du moment de flexion maximum.
En outre,par suite de l'angle divergent formé entre les:; ta-
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bles des branches 3 et 4 vers les extrémités de 19élément, une grande .¯rtie de 19effort de cisaillement normalement absorbé par l'âme 2 ou la fourrure d'une telle'poutre en ces points peut être absorbée directement par les tables, Ainsi, il nest habituellement pas nécessaire dentretoiser complè- tement Pâme fendue. Quelques barres plates ou feuillards soudés à cer- tains intervalles en travers des branches divergentes de Pâme sont générale- ment suffisants pour absorber le restant de ces efforts de cisaillement.
Un autre avantage important de Isolément de construction suivant 1?invention réside dans le fait que l'évasement des extrémités de ces éléments permet de disposer les boulons d9assemblage entre les plaques des joints à une distance suffisante les uns des autres pour que la résistance complète à la flexion de Isolément, puisse être maintenue au droit de la jonc- tion par les boulons.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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IMPROVEMENTS IN THE ELEMENTS OF CONSTRUCTION OF METAL FRAMES.
This invention relates primarily to the continuous rigid beams or frames ordinarily employed as a framework in the construction of lightweight buildings to replace more common constructions using pillars and trusses.
In a rigid frame construction, each trans frame =.
The main part of the building can consist of a single continuous strong beam established in the form of an arch, of a gable or serrated.
Because of the considerable buckling reactions under the normal load imposed on it by the self-weight of the construction or by snow load and wind pressure, it is essential that any such beam be constructed in such a way that under load it remains rigid over its entire length.
Conditions of ease of manufacture, transport and erection usually require that each strong member be made up of a series of shorter, separate9 building blocks joined end to end to form a single continuous beam.
For example, the conventional truss frame in the form of a humpback may consist of four separate straight sections or elements arranged such that the joints are placed at the points corresponding to the position of the gutters and the ridge. the main difficulty in constructing these frames lies in the non-execution of the joints at the end-to-end ends of these successive constituent sections which must not be less rigid and resistant than the other parts of the frame or of the ridge.
The object of this invention is to create a type of building element intended primarily for use as a crossbar frame and capable of being assembled end-to-end with other similar elements to form arched beams or beams. closed frames only by bolting
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together the ends placed end-to-end of successive elements, eg, during the ordinary operation of 1? erection in place. The building element is established in such a way that the resulting joints between the ends placed end to end are truly rigid and not flexible.
According to the present invention, the building elements comprise a beam having tables connected by a same, this beam branching off at one end or at both ends to form independent branches which are joined together by a joint or assembly plate. ..
To achieve the invention, these construction elements can be executed by means of sections of rolled steel joists which are divided
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in two by slitting the core longitudinally over a certain distance from each end, the slit of which is then opened so as to obtain a triangular shape and fixed, for example by welding, to the ends of the branches after having suitably trimmed them as a flat surface, a
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end plate to form the gasket plate. A flat fur is also preferably welded across the gap between the outer webs of the branches. More rigidity can be achieved by means of
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bracing strips connecting the souls together.
According to another mode of construction, instead of forming an isolation of a single joist, it can be carried out by means of two separate sections of cross-section in the form of T. According to a variant, it can be made up entirely. of straps.
The invention is shown in the accompanying drawings, in which FIG. 1 is an elevational view of a building beam element following a
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embodiment of the invention. FIg. 2 is a perspective view, on a larger scale., Of one end only of the beam insulation shown in Figo 1 but where the bracing members are omitted. Fig. 3 is an end view showing the end plate of the seal. Fig. 4 is an elevational view of the beam shown in Figo 1, but showing its
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execution by means of separate joists with a T-cross section.
Frigos is an elevation at the end of the complete farm of a multi-span building, made up of beam elements constructed according to the invention.
Figs. 5., 5b and 5c are detail views in elevation on a larger scale,
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figs. 5a and 5b showing the construction of the joint to the gutters and the ridge respectively and Fig. 5c to the valley between successive spans.
Fig. 5d is a detail perspective view showing an annular reinforcement plate.
Fig. 6 is an end elevation showing the application of the element according to the invention to the construction of a farm frame with a large span, for example 80 feet (24 m).
Fig. 7 is an end view showing the application of the building insulation according to this invention to the construction of a sawtooth roof.
If we refer more particularly to Figs. 1 to 4 of the drawings, it can be seen that the beam elements according to this invention essentially comprise a beam having tables 1, 1 joined by a web 2; the beam bifurcating at 1-moon of its ends or at both ends by the subdivision of the web to form two independent branches indicated respectively in 3 and 4 joined by an end plate 5, as will be explained below, this end plate 5 constituting a device for joining the joist to other joists used in construction or to vertical beams.
Figo 1 shows a typical beam where the two ends are bi = furrowed, the beam being made of a rolled steel beam of the cross-section.
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versal in I, as is clearly shown in FIG. 2, 19 of which the web is split at both ends, as indicated respectively at 6, 6 'on Fig. 1, each pair of branches 3 and 4 being closed by an end plate, while the central section 7 of the joist remains normal.
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The core can be split by cutting with a torch., And the end or ends are opened by removing one of the branches 4 and leaving the other branch or the other branches 3 in a rectilinear position to for = mer a triangle with an acute angle.} at its vertex. o The bifurcated ends of the beam are trimmed along a flat surface at an appropriate angle depending on the shape of the beam and the parts of the web are joined by a furring 8, the relatively strong end plate 5 being finally welded across both ends and suitably perforated at 11 to form the holes for the connecting bolts.
If desired, additional bracing pieces or struts 12 (see Fig.
1) can be welded across bifurcated ends to create reinforcement or rigidity.
It will be understood that although Figs. 1-4 show the application of the invention to a beam member where one of the tables of the beam is rectilinear throughout, the invention is also applicable to a construction where the branches of the ends 3 and 4 are each offset so as to form an isosceles triangle. According to a variant, the offset branch can be established alternately on one side and on the other side of the axis of the beam ;
this arrangement can occur in the case of the beam element shown in Figo 2 when the offset branch which constitutes the lower chord at the right end of the beam forms the upper chord at the other end. thereof, an example of this arrangement being shown in FIG. 6 as described below.
Instead of constructing the beam using rolled steel beams, it can be made by means of two separate T-section members, as shown in Fig. 4. For this purpose a beam is chosen. T rectilinear 13 and a second beam 14 of which one end or both ends 15, 15 ′ are offset, as shown in Fig. 4, to form bifurcated ends, the two beams being assembled together on the central part 7 by welding along the edges in contact with the cores 22.
Furs or gussets 8 are welded to the webs at each end, then the ends are trimmed and finally end plates 5 and stiffening struts 12 are welded as has been described for the elements produced by means of. a single beam in rolled steel.
According to another variant, these elements can equally well be manufactured entirely by means of strips ,,
Fig. 5 shows a covered space of a multi-span building where use is made of beam elements similar to those shown in Figs. 1 and 4. Figo 5 shows the external span which comprises the pillars 20, 30, the roof truss being composed of two elements 18, 19 assembled together to the ridge 10 by bolts, as shown in the figure. Fig. 5b.
At the point where the crossbow and the upright meet, at the point where the external gutters of such a firm are located, a technical study shows that under a heavy load corresponding to an overload of snow or to a lateral pressure of the wind, the internal wings butted parts of the elements can be subjected to longitudinal compressive forces of considerable magnitude o Under these conditions there is a danger that the joint will give way laterally due to the buckling of the inner flange in a direction perpendicular to the plane of the farm,
In order to ensure greater stability, the pillars 20 located outermost 19 of the building are preferably
as shown, constructed by means of beam elements according to the invention, so as to form at the gutters a joint similar to that indicated generally at 16 and as shown in detail in fig. 5a where the post 20 is connected to the crossbow 18 by bolts 25 passing through the end plates 5 of the adjacent beam members. The seal between the adjoining closures can be ensured by bolting the end plates 5 of the
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crossbow elements 19 directly to the wings 31 (see Fig. 5c of the vertical pillars 30.
An important feature of the application of the invention to this case is the provision of a gutter stabilizing piece 26, preferably placed longitudinally, to connect the successive trusses along the length of the building. Such a gutter stabilizing part is shown in cross section in Fig. 5a and one of its ends is shown in more detail in FIG. 5d;
The longitudinal pieces 26 may consist of an angle or, as shown in Figs. 5A and 5d as well as 5c, a U-shaped or 1-shaped rolled steel part can be arranged across the element by means of clips or angle gussets 26 ', rigidly welded to the ends.
The end gussets are bolted to the enlarged end of the element. Engineering study shows that a relatively light longitudinal piece arranged in the manner described is sufficient to prevent lateral deformation of the truss at the gutters, although the compressive force on the inner flanges of the members can be extremely powerful.
Fig. 6 shows a very large hall shape which can, for example, cover a space 80 feet (24m) wide. The installation shown is made up of six elements comprising two vertical pillars 40, 50 interconnected by four crossbow elements comprising two similar frames 41, 41 'and a pair of crossbow elements 42, of which the offset branch at each end is on the opposite sides of the beam axis.
Note that the six elements are bolted end 'to end to form a complete truss. For such a large span, the vertical deflection or deflection that the arched beam takes in its middle under an overload of snow tends to be excessive. To combat this effect a light frame generally indicated at 45 is established above the middle part of the arched beam. This has the result of keeping the whole of this middle part of the beam perfectly straight and free of sag.
Appropriate calculations show that when a light frame covering approximately half the span is combined with an arched beam composed of elements established according to the invention, the entire deflection which occurs in the middle under a heavy snow load does not exceed the vertical deflection of a complete truss covering the entire span under a similar load, while a considerable increase in the headroom inside the building is obtained.
Fig. 7 shows the application of the construction elements manufactured in the manner described above to the execution of shed roofs, sawtooth, with north lighting. In this case the ends of the construction elements are established in such a way that the end plates 5 lie in parallel planes so that they can be bolted directly to the flanges of the vertical posts 60 made of steel sections. These beams can suitably constitute the vertical chords of deep beams arranged laterally over the width of the building and having sufficient resistance to bending to carry the entire weight of the roof.
The building elements according to this invention simplify the erection of the building on the job, since the erection of a truss or a continuous beam composed of building elements established as described can be carried out entirely. by the introduction of bolts in the end plates placed end to end to fix the successive elements firmly between them.
As the respective end plates of the successive elements placed end-to-end are in intimate contact over the entire extent of their surface, the longitudinal compressive forces which occur under the action of the load supported by the beam or the truss are transmitted directly from one end plate 5 to the other. The tensile forces,
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tensile components resulting from bending moments and shear forces can be absorbed directly by the bolts. Angle
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The extent to which the end plates 5 form with the direction of the axis of the beam or the hanger can be determined so that the plates are approximately perpendicular to the direction of the resultant forces through the section.
In this case the clearance allowed in the bolt holes of the end plates does not in any way affect the rigidity of the assembly.
In the practical application of the invention, the cutting of the longitudinal slot over a certain length of the web near the ends of the section of joist employed to form the structural unit can be carried out with a torch preferably by mechanical means.
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Likewise, the trimming of the ends with the flared end can be carried out with an electric torch !! the electrodes being carried by a mound
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re appropriate to perform this cutting in a plane. 1-angle of the latter and the axis of the beam being able to be adjusted if necessary. Covering the ends of the slotted joist can be done by means of a hydraulic jack carried by a suitable bracket.
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In 7th gear, the main ge ensured by the construction method described above, namely obtaining absolutely rigid joints between the ends of the successive constituent elements of the beam or the truss,
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although these elements are only bolted together by means of the end plates 5 without the need to carry out welding work on the site so that the joints of the frame or beam are absolutely rigid, the construction isolation described still has other important advantages.
The maximum bending moments usually occur in
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these frames or trusses at points where there is a change d93uc.ita.aisono For example, in conventionally shaped slope trusses with ridge
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the maximum bending moments occur at the location of the gutters 1 of the ridge. It is generally more convenient to arrange at these points the joints between the adjacent constituent elements. As the bifurcation at the ends of the successive elements has the effect of causing a corresponding increase
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In accordance with the moment of inertia of the cross-section, the bending resistance of the chas- sis is increased at particular places along its length which correspond to the points of the maximum bending moment.
In addition, as a result of the divergent angle formed between the :; your-
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When branches 3 and 4 are towards the ends of the element, a large part of the shear force normally absorbed by the web 2 or the fur of such a beam at these points can be absorbed directly by the tables. it is usually not necessary to completely brace the split core. A few flat bars or strips welded at intervals across the diverging branches of the core are generally sufficient to absorb the remainder of these shear forces.
Another important advantage of the building block according to the invention is that the flaring of the ends of these elements allows the connection bolts to be arranged between the joint plates at a sufficient distance from each other so that the complete resistance to pressure is obtained. the bending of Isolated, can be kept at the right of the junction by the bolts.
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