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PERFECTIONNEMENTS AUX STRUCTURES METALLIQUES ALLONGEES EN TOLE.
La présente invention est relative à des perfectionnements appor- tés aux planchers et en particulier aux planchers de transporteurs de marchan- dises; elle a pour objet des perfectionnements apportés à des pièces de con- struction métalliques que-l'on peut facilement assembler côte à côte afin de constituer un plancher qui comporte, entre les faces adjacentes des pièces à fixer à des blocs ou autres organes empêchant le déplacement de la marchan- dise en cours de transport., des rainures de forme sinueuse, destinées à rece- voir et à cintrer des clous.
On décrira plus particulièrement la présente invention dans son ap- plication à des transporteurs de marchandises qui comprennent les camions et les remorques. Les moyens généraux faisant l'objet de la présente invention sont aussi applicables à d'autres planchers, par exemple les planchers de wagons de marchandises, les cabines d'avion et les ponts de navire. On peut également assembler les éléments de construction afin de constituer une paroi latérale ou un plafond et, dans la présente description, on doit entendre par l'expres- sion "plancher" un mur latéral ou un plafond lorsque cela n'est pas en contra- diction avec le contexte
Jusqu'à présent, on a construit les camions et autres transpor- teurs de marchandises avec des planchers qui étaient soit en bois.. soit en métal.
On ne peut pas fixer aisément à des planchers métalliques des blocs ou autres dispositifs chargés d'empêcher le déplacement de la marchandise.
D'autre part si, dans le camion, des blocs sont cloués aux planchers en bois, le plancher est rapidement endommagé et il ne faut pas beaucoup de temps jus- qu'à ce qu'il soit nécessaire de le remplacer.
Dans les moyens de transport et, en particulier, dans les camions et dans les avions, le poids de la structure doit être maintenu à une valeur minimum tout en assurant la résistance mécanique élevée nécessaire ainsi que la capacité nécessaire de support de la charge. Le plancher d'un camion porte une charge de plusieurs tonnes et, au moins à un certain moment, cette charge @
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n'est pas répartie uniformément sur ce plancher. En particulier, lorsque le plancher supporte des machines ou autres objets lourds, la charge peut être concentrée sur une zone relativement étroite dudit plancher. A un certain moment,le plancher est soumis à des charges ou percussions localisées et grandes.
Pour ces raisons, le plancher doit être capable de supporter une charge relativement grande qui est répartie sur la totalité de sa surface et il doit aussi être capable de supporter des charges importantes dont le poids est concentré sur une zone étroitee En plus de cette aptitude à sup- porter une charge élevée, le plancher d'un camion doit être aussi léger que possible de manière à maintenir à une valeur minimum le poids à vide.
On a prévu, dans les transporteurs de marchandises tels que les wagons de marchandises, des planchers métalliques susceptibles d'être cloués en disposant côte à côte des pièces métalliques en U pour constituer le plan- cher. Ces pièces en U comportent des semelles formant élément de toiture et chargées de supporter une charge ainsi que des ailes latérales qui pen- dent à partir des semelles et qui s'étendent le long des bords latéraux op- posés de chacune desdites semelles. Chaque aile latérale est pourvue d'une nervure mâle chargée de cintrer un clou, tandis que l'autre aile latérale est pourvue d'une nervure femelle chargée de cintrer un clou. Les nervures chargées de cintrer un clou s'étendent le long de la pièce en U et sont in- curvées d'une façon complémentaire.
Lorsque l'on dispose côte à côte plu- sieurs pièces en U de ce genre avec les ailes latérales mâle et femelle se - faisant face à une certaine distance l'une de l'autre, les ailes latérales voisines d'une paire d'ailes délimitent entre elles une rainure sinueuse dans laquelle on peut chasser et immobiliser des clous. Bien que de tels planchers métalliques aient constitué un perfectionnement notable, il a été cependant nécessaire de réaliser les pièces en U en un métal relative- ment lourd pour que le plancher puisse supporter la charge. Ce poids exces- sif est indésirable dans les camions et autres transporteurs de marchandises et, particulièrement, dans les camions et dans les avions, car il diminue la charge utile à transporter.
Pour ces raisons, les structures de plancher métallique susceptibles d'être clouées et telles que celles utilisées anté- rieurement dans les wagons de marchandises n'ont pas donné entière satisfac- tion dans toutes les applications, et cela a été particulièrement marqué lors- que l'on a essayé d'installer sur des camions de semblables planchers métal- liques susceptibles d'être cloués.
La présente invention a pour objet : - des éléments de construction métalliques perfectionnés suscep- tibles d'être aisément assemblés côte à côte pour constituer un plancher ou. autre structure de surface qui soit relativement légère et qui supporte une charge relativement importante, distribuée uniformément ou non ; - des éléments de construction métalliques perfectionnés con- çus de telle sorte que ces éléments, lorsqu'ils sont montés côte à côte sur des supports écartés l'un de l'autre, réalisant un plancher relativement léger qui supporte une charge importante appliquée à une surface localisée relativement étroite dudit plancher;
- des éléments de construction métalliques perfectionnés, conçus et disposés de manière à permettre l'utilisation maximum du métal, de telle sorte que les diverses parties de ces éléments contribuent mutuellement à la capacité de support de la charge de l'élément et du plancher; - un plancher perfectionné ou une structure de parois analogues pour transporteur, réalisé à l'aide d'éléments de construction métallique per- fectionnés, montés sur des éléments transversaux qui s'étendent latéralement à une certaine distance l'un de l'autre.
Les caractéristiques précitées ainsi que d'autres caractéristi- ques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de l'examen de la description qui va suivre et qui sera faite en se référant au dessin annexé qui représente un mode de réalisation préféré :
Sur ce dessin :
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la figure 1 est une vue en perspective d'une partie de plan- cher de camion présentant les caractéristiques objet de l'invention, des parties de cette structure ayant été enlevées pour mieux représenter la disposition des pièces; la figure 2 est une vue de détail à grande échelle de l'un des éléments de plancher de la figure 1; la figure 3 est une vue en bout, fragmentaire et à grande échel- le, partiellement en coupe, de la structure de la figure 1 ;
la figure 4 est une vue en plan fragmentaire à grande échelle d'une partie de l'un des éléments de plancher de la figure 1; les figures 5 et 6 sont des vues en coupe fragmentaire prises par 5-5 et 6-6 respectivement de la figure 4; les figures 7 et 8 sont des vues en coupe fragmentaire à grande échelle d'une partie de la structure représentée sur la figure 3; la figure 9 est une vue en coupe fragmentaire à grande échelle faite par 9-9 de la figure 7; la figure 10 est une vue en coupe fragmentaire à grande échel- le semblable à la figure 7 et représentant une variante comportant également les caractéristiques de la présente invention.
En se référant au dessin annexé, on voit que le plancher 10 com- prend plusieurs éléments de construction allongés, parallèles et contigus, placés côte à côte. Les éléments de plancher 11 sont identiques et sont supportés par des éléments transversaux 12 qui s'étendent latéralement et qui sont placés à une certaine distance les uns des autres, éléments trans- versaux qui sont à leur tour soutenus par des éléments latéraux ou longerons 13 écartés les uns des autres et s'étendant longitudinalement. Bien que 1' on puisse prévoir diverses dispositions de châssis supportant le plancher dans des transporteurs à roues munis de pièces ou éléments de plancher dis- posés longitudinalement ou transversalement par rapport à la caisse du trans- porteur,
un tel châssis comprend des éléments tranversaux 12 écartés l'un de l'autre ou des pièces équivalentes s'étendant dans le sens transversal des éléments du plancher et destinés à supporter les éléments de plancher 11.
Les éléments de plancher 11 peuvent être formés en tôle, soit par laminage, soit par emboutissage, ou par tout autre procédé convenable.
Chaque élément 11 comprend une âme 16 supérieure et horizontale, supportant la charge, pourvue respectivement de deux bords latéraux opposés 17 et 18.
Une aile latérale 20 s'étend le long du bord latéral 17 de l'âme à partir de laquelle elle s'étend vers le bas, tandis qu'une aile latérale 21 s'étend vers le bas à partir du bord latéral opposé 18 de l'âme 16. Les ailes laté- rales 20 et 21 sont parallèles et le plan de chaque aile latérale est nor- mal au plan de l'âme. Chacune des ailes latérales- 20 et 21 se raccorde res- pectivement le long de son bord inférieur, à une partie 22 et 23 retournée vers l'intérieur et affectant la forme d'un pied.
Ainsi, chaque élément de plancher affecte en section transversale une-forme sensiblement en U, des parties 22 et 23 formant rebords étant tournées vers l'intérieur.. Les rebords 22 et 23 renforcent l'élément et constituent des surfaces de portée destinées à venir en contact sur les supports 12.
Dans l'âme 16 de chaque élément Il sont pratiquées plusieurs nervures de renforcement 25 parallèles, concaves ou orientées vers le bas.
Chaque nervure 25 s'étend latéralement dans le sens transversal à l'âme et part d'une aile latérale 20 pour aller à l'aile latérale 21. Les nervures 25 sont écartées l'une de l'autre sur la longueur de l'âme de telle sorte que cette dernière soit réalisée à l'aide de rainures concaves 25 et de rainures convexes 26 alternées.
Les ailes latérales 20 et 21 comportent des nervures incurvées complémentaires destinées à cintrer des clous et disposées de telle sorte que, lorsque les éléments 11 de plancher sont placés au voisinage l'une de
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l'autre et côte à côte sur les éléments transversaux 12, leurs ailes latéra- les correspondantes 20 et 21 étant voisines et écartées l'une de l'autre et les âmes 16 étant sur un même plan comme représenté sur les figures 1 et 3 deux ailes latérales voisines 20 et 21 délimitent entre elles une rainure sinueuse 27 destinée à recevoir et à cintrer des clous.
Si l'on se reporte plus particulièrement aux figures 7 et 8, on voit que le métal, à la jonction de l'aile latérale 20 avec l'âme 16, est 'incurvé autour du centre 30, de manière à constituer une partie arrondie 31 en forme d'épaulement. L'aile latérale 21 se raccorde d'une manière ana- logue à l'âme 16 par un épaulement arrondi 32 qui s'incurve autour du centre 33 Les parties arrondies 31 et 32 délimitent entre elles une gorge diver- gente 34 servant à l'introduction et au guidage du clou dans la rainure de clouage 27. Le bord supérieur de chaque aile 20 et 21 est de préférence pour- vu de parties droites 35 et 36 respectivement, relativement planes, destinées à munir la rainure 27 d'une partie 28 relativement droite et adjacente à la gorge de guidage 34 du clou.
Les parties planes 35 et 36 qui se trouvent dans les plans de leurs ailes correspondantes peuvent être supprimées , mais on préfère les utiliser pour assurer un meilleur guidage des clous dans la rainure. La partie droite 28 de la rainure aide à maintenir le clou droit lorsqu'on le chasse dans la rainure et empêche un clou qui est enfoncé dans la rainure de prendre un certain angle et de venir percer l'aile latérale.
Le métal, à la partie inférieure de l'extrémité extérieure de chaque nervure 25, est incurvé à son point de raccordement avec l'aile correspondante 20 ou 21, de manière à présenter un épaulement arrondi 37 courbé autour d'un centre 38. Les épaulements 37 présentent une gorge d'entrée divergente entre les extrémités opposées des nervures 25, gorge qui est analogue à la gorge 34. La rainure de clouage 27 comporte une gorge de pénétration et de guidage du clou qui s'étend sensiblement sur toute la longueur de la rainure et les parties droites 35 et 36 s'étendent de préférence au-dessous des cen- tres 38, de telle sorte que la partie droite 28 se prolonge sur la longueur de la rainure 27.
Chacune des ailes 20 et 21 comporte deux nervures placées 1' une au-dessus de l'autre et destinées à cintrer un clou. L'aile 20 comporte une nervure mâle supérieure 40 destinée à cintrer un clou et une nervure femelle inférieure 41 destinée également à cintrer un clou. L'autre aile opposée 21 comporte une nervure femelle supérieure 43 et une nervure mâle inférieure 44 destinées toutes deux à cintrer un cloua Les deux paires de nervures sont placées en face l'une de l'autre et chacune des deux ner- vures opposées 40-43 et 41-44., sont incurvées de manière complémentaire.
Ainsi, lorsque les éléments 11 sont disposés côte à côte avec leurs ailes correspondantes 20 et 21 placées au voisinage l'une de l'autre tout en étant écartées l'une de l'autre, les nervures femelle et mâle 41 et 44, recourbées de manière complémentaire, des deux ailes adjacentes sont écartées l'une de l'autre et en regard, de telle sorte que, lorsqu'on enfonce un clou 45 dans la rainure de clouage 27, la partie du clou qui pénètre est d'abord recour- bée vers la gauche du plan qui se trouve à mi-chemin entre les éléments, plan qui est représenté par la ligne 46 sur la figure 7.
Ensuite, le clou est recourbé en arrière en passant à travers ce plan et vers la droite de ce plan, puis à nouveau recourbé de l'autre côté, puis vers la gauche du plan 46 Ainsi,le clou est cintré par deux courbures de sens inverse. On va décrire plus complètement ci-après les nombreux avantages qui résultent du fait que l'on a prévu dans chaque partie d'aile latérale au moins deux ou plus de deux nervures destinées à cintrer ou à courber un clou.
On a découvert que pour obtenir la construction et la disposi- tion des nervures de renforcement 25 qui donnent les ' éléments de plancher Il plus forts du point de vue résistance mécanique, il était nécessaire de prendre en considération 1-'effet et la disposition des nervures de cintra- ge de clou dans les ailes 20 et 21. On a également constaté que l'on peut proportionner et disposer les nervures de renforcement et les nervures de cintrage des clous de telle sorte que ces deux types de nervures contribuent mutuellement à une meilleure utilisation du métal dans les pièces. Cela sig-
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nifie que l'on peut établir un plancher qui est relativement plus léger, mais plus résistant, que les planchers clouables, qui ont été préconisés antérieurement.
Pour permettre une meilleure compréhension de la présente in- vention et avant de discuter en détail les perfectionnements faisant l'ob- jet de cette invention on attire l'attention sur un certain nombre de fac- teurs qui doivent être pris en ligne de compte lorsque l'on considère la ca- pacité de support de charge du plancher, Lorsque l'on envisage la capacité de support de charge du plancher,on doit prendre en considération la capa- cité de support de charge des éléments individuels. Cela est spécialement le cas pour les planchers de camion ou autres transporteurs dans lesquels une lourde charge se trouve, au moins à un certain moment, concentrée ou lo- calisée dans une zone relativement étroite Ainsi, une charge importante peut être appliquée à une surface relativement faible de l'âme d'un seul élément de plancher 11.
On doit remarquer que les ailes 20 et 21 sont con- stituées par des poutrelles écartées l'une de l'autre et reliées à leurs bords supérieurs par une plaque ou âme 16 et que ces poutrelles 20 et 21 sont soutenues longitudinalement en des points espacés. En outre, l'âme
16 constitue une poutrelle qui est supportée à son extrémité par des colon- nes espacées 20 et 21. Directement au-dessus d'un élément transversal 12, l'élément de plancher 11 est pratiquement constitué uniquement par une pou- tre 16 qui est supportée à son extrémité par des colonnes -espacées.
Lors- que la charge est appliquée en un point qui se trouve à mi-distance des éléments transversaux, les poutrelles espacées 20 et 21 supportées à leurs extrémités par les éléments transversaux adjacents 12 sont soumises aux mo- ments de flexion les plus importants Bien que ces facteurs varient, sui- vant la partie de la pièce que l'on envisage et qui se trouve sous une char- ge, pour déterminer la résistance mécanique ou la capacité de support de charge de l'élément 11, sa capacité de support de charge doit être détermi- née en le considérant Sous la forme de deux poutrelles 20 et 21 écartées la- téralement l'une de l'autre et soutenues par des supports espacés 12 et aus- si sous la forme d'une poutrelle 16 soutenue à son extrémité par des colon- nes 20 et 21 de forme sinueuse.
Jusqu'à présent, il était de pratique générale de considérer les nervures de cintrage des clous comme ayant une responsabilité complète et que l'élément possédait une faible résistance, si toutefois il en avait, lorsqu'on le considérait comme une poutrelle 16 soutenue à son ex- trémité par des colonnes 20 et 21. La raison de ce point de vue réside dans le fait que les ailes latérales ou colonnes 20 et 21 comportent du métal déplacé latéralement ou des nervures de cintrage des clous, de telle sorte que les colonnes affectent une forme sinueuse ou partiellement affaisée.
Ainsi, les colonnes de support 20 et 21 de la poutrelle 16 supportent une charge moindre que si elles étaient droites ou si elles contenaient les nervures verticales. Ainsi, on ne réalisait pas que les nervures de cin- trage des clous constituent un avantage et que ces nervures peuvent être disposées de manière à constituer des colonnes robustes.
Antérieurement, on a considéré à un certain moment comme judi- cieux de prévoir des nervures de renforcement sur l'àme 16 et il était de pratique de ne prolonger les nervures que sur une partie de l'âme pour un certain nombre de raisons. La plus grande partie du fléchissement se pro- duit au centre de l'âme, de sorte qu'on pensait qu'en prévoyant une nervure de renforcement ne s'étendant que sur une partie de l'âme on obtiendrait un résultat satisfaisant.
Bien que l'on ait fait diverses propositions pour prolonger une telle nervure de renforcement sur toute la longueur de l'âme 16, il n'était pas pratique de le faire et, à la connaissance de la deman- deresse, cela n'a jamais été fait pour la raison que le prolongement des nervures d'une aile latérale affaiblit les ailes latérales qui se comportent comme des poutrelles montées sur des supports espacés. En d'autres termes, les nervures, lorsqu'elles se prolongent entièrement sur l'âme, réduisent la hauteur des ailes latérales et la quantité de métal de ces ailes et, en conséquence ces ailes deviennent des poutrelles plus faibles.
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Conformément à la présente invention, les nervures de renfor- cement 25 sont conçues et disposées de manière à donner une résistance ma- ximum à l'âme considérée comme une poutrelle supportée sur des colonnes, et cela en prenant en considération le fait que les nervures de cintrage des clous répartissent une charge appliquée localement sur une zone plus grande des ailes 20 ou 21, lorsqu'on les considère comme des poutrelles supportées en des points espacés sur leur longueur. Ainsi les nervures de cintrage des clous contrecarrent l'affaiblissement provenant des nervures de renfor- cement
En se référant plus particulièrement aux figures 2 à 6 inclus on voit que les nervures de renforcement 25 sont identiques et on n'en décri- ra qu'une seule en détail.
La nervure 25 comprend une partie médiane 48 et des parties ter- minales extérieures (ou 'épaulements) 39 qui sont adjacentes aux ailes et se terminent dans les épaulements recourbés 37. L'âme ou poutre 16 présente une hauteur de métal au-dessus et au-dessous de l'axe neutre et constitue . une poutre, ce qui la distingue d'une plaque. Le prolongement de la nervure 25 jusqu'aux ailes latérales 20 et 21 affaiblit ces ailes 20 et 21 considérées en tant que poutrelles, mais on a constaté que les nervures de cintrage de clous prévues dans les ailes raidissent ces dernières et répartissent une charge appliquée à une zone limitée de l'âme sur une longueur plus grande des ailes.
Etant donné que les nervures de cintrage de clou renforcent les ailes considérées en tant que poutrelles, les nervures de renforcement peu- vent se prolonger totalement sur l'âme sans affaiblir d'une manière exagérée les ailes considérées en tant que poutrelles. De préférence, les parties terminales 39 sont relativement moins creuses que la partie médiane 48, car les nervures de cintrage des clous ne renforcent pas suffisamment les ailes- latérales pour compenser complètement le prolongement de la nervure 25 sur la totalité de l'âme à l'endroit où la hauteur est maximum.
De préférence, la hauteur des parties terminales extérieures 39 est minimum au voisinage des ailes, cette hauteur étant sensiblement égale au tiers de la hauteur maximum de la partie médiane. Les parties terminales extérieures relativement moins creuses peuvent être reliées à une partie médiane 48 rela- tivement plus profonde par des parties inclinées 51 et 52. La partie médiane est sensiblement semi-circulaire en section transversale tandis que les par- ties terminales 39 affectent en section transversales la forme de nervures relativement larges et à fond sensiblement plat.
Les parties terminales des nervures 39 sont arrondies ou incurvées longitudinalement en 37 car ces nervures passent autour de l'épaulement pour aller jusqu'aux ailes latérales correspondantes. Connue on le voit plus clairement sur la figure 5,les ner- vures 39 sont de préférence dimensionnées de telle sorte que sur les bords de l'âme, les nervures 39 et 26 aient une largeur sensiblement égale, des quantités à peu près égales de métal étant disposées au-dessus et au-dessous d'un plan médian passant entre le sommet des nervures 26 et le fond des ner- vures 39. Ainsi, en utilisant l'effet de répartition de charge des nervures de cintrage des clous .
il est possible de prolonger les nervures de renforce- ment sur la totalité de l'âme 16 et-d'une aile 20 à l'aile 21. Sans les ner- vures 39 prévues dans les épaulements latéraux de l'âme, cette dernière se- rait constituée, sur ses bords par une plaque plane et bien que la partie médiane nervurée eut subi un raidissement, l'âme n'aurait pas présenté une résistance maximum comme c'eut été le cas pour un profilé.
On préfère prévoir deux ou plus de deux nervures de cintrage des clous de chaque côté de l'aile latérale, car elles répartissent une char- ge appliquée localement sur une plus grande longueur des ailes. La demande- resse a également constaté qu'en prévoyant dans chaque aile deux ou plus de deux nervures de cintrage des clous, il est possible de disposer les nervures de telle sorte que les ailes 20 et 21 constituent des colonnes plus robustes ainsi que des poutres plus robustes que lorsque l'on ne prévoit qu'une seule nervure dans les ailes comme on le pratiquait,antérieurement,
Lorsqu'une charge est appliquée uniformément dans la direction descendante sur l'âme 16, une réaction égale est appliquée vers le haut contre
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les pieds 22 et 23.
Le métal, au point de raccordement des ailes 20 et
21 à l'âme 16, est cintré ou incurvé comme représenté en 31 et 32. Le métal, à la jonction entre l'aile 20 et la partie 22 en forme de pied, est recourbé autour du centre 50 pour constituer un épaulement arrondi
51. De la même façon, l'aile 21 se raccorde au pied 23 par un épaulement arrondi 52 décrit autour du centre 53. La charge appliquée à l'âme 16 n' est pas répartie sur une surface dont la largeur est égale à la distance qui sépare les ailes, mais elle est répartie sur une zone dont la largeur est égale à la distance séparant les centres 30 et 33. La limite de la répartition de la charge est représentée par les flèches L-L. De la même façon, les limites de la réaction sont présentées par les flèches R-R de la figure 7.
Ainsi, une charge et sa réaction ne sont pas appliquées vertica- lement contre les extrémités des colonnes 20 et 21 et des mouvements de fléchissement prennent naissance dans les colonnes 20 et 21.
Avec seulement une nervure mâle dans l'aile 20 et une nervure femelle dans l'aile 21, il est nécessaire de déplacer le métal dans les nervures de cintrage des clous dans une mesure plus importante que celle représentée, afin d'obtenir les caractéristiques nécessaires de flexion et de maintien. Avec des nervures de cintrage des clous uniques dans chaque aile latérale, le métal de la nervure mâle 40 par exemple doit être dépla- cé d'une distance au moins égaleà la largeur de la rainure 27 et on doit déplacer également la nervure femelle correspondante 43.
La formation de la nervure mâle déplace le métal vers l'exté- rieur à partir des plans de R et de L et cela augmente les moments fléchis- sants du métal de la nervure mâle. D'autre part, la formation d'une ner- vure femelle déplace le métal de l'aile latérale vers l'intérieur, dans la direction des plans de R et de L, et cela réduit les moments fléchissants du métal de la nervure femelleo En conséquence, lorsqu'il n'y a qu'une seule nervure pratiquée dans chaque aile, l'aile qui contient la nervure mâle constitue une colonne plus faible que l'aile qui contient la nervure femelle. L'élément 11 n'est pas bien entendu plus résistant que son aile latérale plus faible.
On a constaté qu'en prévoyant deux nervures de cintrage des clous dans chaque aile, on peut obtenir des ailes latérales qui. constituent des colonnes plus résistantes, qui sont égales ou presque égales,, en ce qui concerne la résistance de la colonne, et qui constituent dès poutrelles plus résistantes de manière à mieux compenser l'affaiblissement résultant de l'aménagement des nervures d'âme 39 chargées de renforcer les épaulements On a également constaté qu'il est spécialement important de prévoir dans chaque aile deux ou plus de deux nervures de cintrage des clous, lorsque 1' on réalise la pièce en une tôle d'acier et à une épaisseur inférieure à 2,54 mm, car, avec un acier de faible épaisseur,
la résistance de colonne des ailes est relativement plus faible qu'avec une tôle plus épaisse et est critique
Comme on le voit plus clairement sur les figures 2 et 7, la nervure mâle 40 est décrite autour du centre 55 et le déplacement .maximum de métal à partir du plan de l'aile 20 qui se trouve au sommet de la ner- vure 40 est égal à la moitié de la largeur de la rainure 27. La nervure fe- melle 43 est décrite de manière complémentaire autour d'un centre qui coin - cide avec le centre 55 lorsque les pièces sont placées côte à côte avec les ailes 20 et 21 opposées.
Le déplacement latéral maximum du métal dans la nervure 43 à partir du plan de l'aile 21 est également égal à la moitié de la largeur de la rainure 27. Les nervures 41 et 44 sont de même décrites autour du centre 56 et le déplacement latéral maximum du métal est égal à la moitié de la largeur de la rainure 27.
Ainsi, les ailes 20 et 21 consti- tuent des colonnes plus fortes que lorsque chaque aile ne comprend qu'une ner- vure de cintrage des clous, car le déplacement latéral maximum du métal est seulement égal à la moitié de celui qui est exigé avec une seule nervure, de sorte qu'une charge développe des moments fléchissants plus faibles dans le métal déplacé et que les colonnes 20 et 21 peuvent supporter des charges plus importantes sans s'affaisser.
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Chaque aile contient du métal qui se déplace à la fois laté- ralement vers l'extérieur et latéralement vers l'intérieur, de telle sorte que les ailes,outre qu'elles constituent des colonnes plus fortes, consti- tuent des colonnes de résistance égale ou sensiblement égale. Le rayon de courbure des nerbures 44 et 41 décrit autour du centre 56 est de préfé- rence un peu plus grand que le rayon de courbure des nervures 40 et 43 dé- crit autour du centre 55, de sorte que le clou se trouve cintré en épousant une courbe relativement plus importante après avoir subi une courbure rela- tivement plus faible et qu'il se trouve durci par le travail.
Les ailes devraient avoir une résistance égale en tant que colonnes si leurs rayons étaient égaux, mais la différence est si faible que, dans la pratique, on peut la négliger et les colonnes peuvent être considérées comme présentant une résistance mécanique égale. Bien que les ailes constituent des colonnes de résistance sensiblement égale seulement-lorsqu'elles ne contiennent cha- cune que deux nervures de cintrage des clous, ou un multiple de deux nervu- res, on peut utiliser un nombre impair de nervures supérieur à 2, car avec trois ou plus de trois nervures, la différence est beaucoup plus faible que lorsqu'il y a seulement une nervure.
En outre, s'il n'existe qu'une seule nervure dans chaque aile, le petit axe de la zone de section transversale est situé d'un côté de l'axe vertical qui bissecte les bords supérieur et inférieur de l'aile latérale.
En d'autres termes, le petit axe de gravité ne coïncide pas avec un axe du contour de la zone, de telle sorte que l'aile latérale en tant que poutre chargée tend à subir une torsion. Avec deux nervures de cintrage des clous, le petit axe de gravité coïncide davantage avec le contour extérieur de la section.
Un autre avantage de prévoir deux nervures de cintrage de clous dans chaque aile au lieu d'une seule réside dans le fait que le clou 45 est cintré suivant deux courbures en sens inverse et se trouve maintenu en place d'une manière plus sûre. Lorsque le clou est cintré suivant deux courbures en sens inverse, une charge utile ou roulante ne fera pas sortir le clou de la rainure 27, comme cela se produirait avec une seule nervure. Bien que le clou soit maintenu avec plus de sécurité en place sous une charge roulante, on peut cependant l'extraire au moyen d'un outil quelconque approprié, tel par exemple qu'un marteau à panne fendue, si on le désire.
Lorsqu'on assemble les éléments 11 pour constituer un plancher 10, on peut espacer correctement les uns des autres les éléments 11 à l'aide de tout dispositif convenable, puis les fixer en place. De préférence, on prévoit des entretoises sur les éléments 11, de telle sorte qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser des outils ou des techniques spéciaux pour leur assemblage. Comme on le voit plus clairement sur les figures 2 et 7, plu- sieurs entretoises 57 sont espacées sur la longueur de l'aile latérale 21.
Etant donné que les entretoises sont identiques, il suffira d'en décrire une seule en détail. L'entretoise 57 peut être réalisée d'une manière convena- ble en métal déporté vers l'extérieur à partir du plan de l'aile 21. L'en- tretoise 57 présente, sur sa partie située le plus à l'extérieur, une surface plane 58 qui s'étend à partir du sommet 59 de la nervure mâle 44 vers le haut et au delà du niveau du sommet 60 de la nervure mâle 40. Ainsi, lorsque les deux éléments sont placés côte à côte avec des entretoises 57 qui viennent buter contre la nervure mâle 40 de l'aile opposée 20, les ailes contiguës sont correctement écartées l'une de l'autre afin de ménager la rainure 27 qui a une largeur égale à deux fois le déplacement latéral maximum des ner- vures de cintrage des clous.
Cela résulte nécessairement du fait que la partie de surface 58 qui se trouve au niveau du sommet 60 de la nervure mâ- le 40 est placée dans le même plan vertical que le sommet 59 de la nervure 44 et que les nervures 43 et 44 sont décalées latéralement de quantités éga- les. On peut constituer les entretoises sur l'une ou l'autre des ailes laté- rales. Si on forme les entretoises dans l'aile 20, elles présentent une sur- face extérieure plane qui s'étend à partir du sommet 60 de la nervure 40 pour descendre et aller au delà du sommet 59 de la nervure 44. La surface de l' entretoise 58 coïncide avec le plan vertical 46 qui est situé à mi-distance
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entre les deux éléments une fois assemblés et on peut enlever un élément sans toucher aux éléments adjacents.
On assemble les éléments 11 de telle sorte que, lorsqu'ils sont réunis, ils augmentent la résistance mécanique et la rigidité du transpor- teur. Les rebords 22 et 23 sont reliés aux éléments transversaux 12 par soudage comme indiqué en 61, ou par tout autre moyen approprié. On relie également les éléments 11 entre eux le long de leurs bords supérieurs espa- cés à l'aide de soudures continues 62 sur couvre-joints. Les soudures con- tinues 62 sont écartées l'une de l'autre le long de la partie supérieure de chacune des rainures de clouage 27 et chaque soudure s'étend entre les par- ties supérieures voisines des éléments 11.
Les soudures continues peuvent s'étendre entre les extrémités des nervures 25 ou les extrémités des nervu- res 26, comme représenté sur les figures 1 et 3. Avec cette disposition) les éléments 11 sont reliés entre eux en formant une structure rigide qui renforce le transporteur. En outre, les soudures continues 62, et en par- ticulier les soudures continues qui sont placées entre les éléments trans- versaux 12, augmentent la capacité de support de charge d'un élément indivi- duel. Si on applique une charge à un élément 11, les éléments adjacents 11 favorisent le soutien de l'élément chargé. Les soudures continues à recouvre- ment relient également les bords latéraux adjacents des âmes et raidissent les ailes latérales.
Si l'âme d'un seul élément est surchargée, de telle sorte que les bords supérieurs des ailes de l'élément chargé tendent à bas- culer vers l'extérieur, les soudures continues empêchent un semblable dépla- cement .
En se référant plus particulièrement à la figure 3, on voit que l'âme 16 est bombée de manière à augmenter la stabilité de l'élément 11. Par l'expression "bombée", on entend qu'au moins les parties supérieu- res des nervures 26 de l'âme s'étendent suivant un arc décrit autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de l'élément, de telle sorte que, vue en coupe transversale, l'âme s'étende sur un arc et ne soit pas parfaitement plane. Le degré du bombement ne doit être que relativement faible et on a obtenu de bons résultats lorsque le centre de l'âme 16 se trouve à environ 1,60 mm au-dessus des bords latéraux de l'âme. De préférence, la nervure 25 est bombée autour du même axe.
On peut réaliser l'élément à partir d'une tôle de toute manière convenable et l'épaisseur de cette tôle dépend des charges auxquelles l'élé- ment doit être soumis.On a constaté que les planchers de camions suscepti- bles d'être cloués sont très résistants, lorsqu'on les construit avec des éléments 11. Ils sont constitués en tôle qui a seulement une épaisseur d' environ 1,6 mm et à la connaissance de la demanderesse, c'est à peu près la moitié de l'épaisseur utilisée dans les éléments de planchers antérieurs.
Lorsqu'on essaie l'aptitude du plancher objet de l'invention à supporter les charges localisées, on constate qu'il supporte des charges plus importantes que l'on ne s'y attendait. La demanderesse a également découvert que lorsque l'on soumet l'élément de plancher 11 à une charge variable et que l'on mesure la flèche pour des charges différentes, cette flèche est une ligne droite ou est plus voisine d'une ligne droite en fonc- tion de la charge sur une large gamme de charges, de sorte que l'on peut appliquer des charges plus importantes sans flèche exagérée. Jusqu'à pré- sent, la flèche était une ligne courbe fonction de la charge et qui diminue de manière importante la charge que l'on pouvait appliquer avec sécurité.
On peut augmenter la longueur de la fonction ligne droite et on peut dimi- nuer la pente de cette ligne en soulageant les contraintes de l'élément 11 après formation de la tôle d'acier. Ceci augmente à nouveau la charge de sécurité qui peut être supportée par l'élément. Le terme "soulager la contrainte" signifie que l'élément de construction a été porté à une tempé- rature inférieure à sa température critique pendant une durée suffisante pour soulager au moins une partie des contraintes qui ont pris naissance dans le métal au cours du façonnage à froid et pour permettre aux cristaux de ferri- te déformés de revenir à leur forme initiale ou à une forme plus voisine de leur forme initiale.
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La figure 10 représente des parties adjacentes de deux éléments de plancher analogues à ceux représentés sur la figure 6, à cette différence près que l'élément de la figure 10 possède une plus grande hauteur. Ces parties représentées sur la figure 10 et qui sont les mêmes que les parties correspondantes de la figure 7 sont désignées par les mêmes nombres de réfé- rence. Sur la figure 10, l'aile latérale 20 comprend une partie plane 64 entre la nervure 41 et l'épaulement 51. De même, l'aile latérale 21 compor- te une partie plane 61 située entre la nervure 44 et l'épaulement 52. Avec cette disposition, il est possible d'obtenir un élément de construction plus profond que lorsqu'on utilise les mêmes cylindres pour constituer les nervu- res de cintrage des clous.
Il est bien entendu que l'on peut apporter divers changements et modifications à l'invention sans s'écarter pour cela de son esprit. Par exemple, on peut prolonger les éléments 11 du plancher transversalement au transporteur au lieu de le faire sur la longueur de ce dernier. Avec l'une ou l'autre des dispositions, les éléments 11 sont soutenus par des éléments transversaux espacés qui s'étendent latéralement par rapport aux éléments 11. On peut utiliser la structure de plancher, par exemple, comme paroi la- térale bien que, en général, les problèmes les plus importants se rencon- trent dans l'obtention d'un plancher satisfaisant et les éléments 11 actuels sont destinés en premier lieu à être utilisés pour des planchers de transpor- teur.
Les parties inférieures des parois latérales des camions sont soumi- ses à de fortes charges de percussion et les éléments de plancher 11 peuvent par exemple être utilisés à un tel endroit. Si on le désire,on peut recou- vrir les éléments 11 d'un produit de surface anti-dérapant et on peut utili- ' ser une charge, en matière plastique ou en mastic pour remplir les rainures destinées à recevoir les clous aussi longtemps que les rainures sont suffi- samment exposées à indiquer leur emplacement.
REVENDICATIONS
1. Elément de construction allongé, en tôle, susceptible d'être placé côte à côte avec d'autres éléments semblables pour former une surface clouable tel qu'un plancher clouable, cet élément de construction comportant : une âme allongée destinée à supporter une charge, une première et une seconde aile latérale faisant saillie vers le bas à partir des deux bords latéraux opposés de l'âme, une nervure mâle destinée à recourber ou à cintrer un clou s'étendant le long de la première aile, enfin,une nervure femelle destinée à cintrer un clou,nervure s'étendant le long de la seconde aile,
les deux nervures de cintrage des clous étant recourbées et disposées de manière com- plémentaire de telle sorte que lorsqu'on dispose plusieurs éléments de con- struction semblables côte à côte avec leur première et seconde aile latérale au voisinage l'une de l'autre mais se faisant regard et avec chacune des deux ailes latérales contiguës présentant des nervures mâles et femelles opposées, les ailes latérales contiguës délimitent entre elles une rainure sinueuse destinée à recevoir un clou, caractérisé en ce qu'une partie en forme de pied disposée latéralement et orientée vers l'intérieur se raccor- de au bord inférieur de chaque aile latérale et plusieurs nervures de ren- forcement concaves s'étendent chacune sur l'âme depuis la première aile la- térale jusqu'à la seconde aile latérale,
les nervures de renforcement étant écartées l'une de l'autre le long de l'âme.
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IMPROVEMENTS TO ELONGATED METAL STRUCTURES IN SHEET.
The present invention relates to improvements made to the floors and in particular to the floors of goods transporters; it relates to improvements made to metal construction parts which can easily be assembled side by side in order to constitute a floor which comprises, between the adjacent faces, parts to be fixed to blocks or other members preventing the movement of the goods during transport., sinuous grooves, intended to receive and bend nails.
The present invention will be more particularly described in its application to freight carriers which include trucks and trailers. The general means forming the object of the present invention are also applicable to other floors, for example the floors of freight cars, aircraft cabins and ship decks. The construction elements can also be assembled to form a side wall or a ceiling and, in the present description, by the expression "floor" is meant a side wall or a ceiling when this is not in contravention. - diction with context
Until now, trucks and other freight transporters have been constructed with floors which were either wood or metal.
Blocks or other devices designed to prevent the movement of the goods cannot be easily fixed to metal floors.
On the other hand, if in the truck blocks are nailed to the wooden floors, the floor is quickly damaged and it does not take much time until it is necessary to replace it.
In means of transport and, in particular, in trucks and in airplanes, the weight of the structure must be kept at a minimum value while ensuring the necessary high mechanical resistance as well as the necessary capacity to support the load. The floor of a truck carries a load of several tons and, at least at some point, this load @
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is not distributed evenly over this floor. In particular, when the floor supports machines or other heavy objects, the load can be concentrated on a relatively narrow area of said floor. At a certain time, the floor is subjected to localized and large loads or percussions.
For these reasons, the floor must be able to support a relatively large load which is distributed over its entire surface and it must also be able to support large loads, the weight of which is concentrated in a narrow area In addition to this ability to to support a high load, the floor of a truck must be as light as possible in order to keep the empty weight to a minimum.
Provision has been made in freight carriers such as freight wagons for metal floors capable of being nailed by arranging U-shaped metal parts side by side to constitute the floor. These U-shaped pieces comprise flanges forming a roofing element and responsible for supporting a load as well as lateral wings which hang from the flanges and which extend along the opposite side edges of each of said flanges. Each side wing is provided with a male rib responsible for bending a nail, while the other side wing is provided with a female rib responsible for bending a nail. The ribs responsible for bending a nail extend along the U-piece and are curved in a complementary fashion.
When several such U-shaped pieces are placed side by side with the male and female side wings facing each other at a certain distance from each other, the adjacent side wings of a pair of wings delimit a sinuous groove between them in which nails can be driven out and immobilized. Although such metal floors have been a significant improvement, it has nevertheless been necessary to make the U-shaped pieces of relatively heavy metal so that the floor can withstand the load. This excess weight is undesirable in trucks and other freight carriers, and especially in trucks and airplanes, because it decreases the payload to be transported.
For these reasons, metal floor structures liable to be nailed down and such as those previously used in freight wagons have not given complete satisfaction in all applications, and this has been particularly marked when attempts have been made to install similar metal floors on trucks which could be nailed down.
The present invention relates to: - improved metallic construction elements capable of being easily assembled side by side to form a floor or. another surface structure which is relatively light and which supports a relatively large load, whether or not distributed uniformly; - improved metal building elements designed such that these elements, when mounted side by side on supports spaced apart from each other, providing a relatively light floor which supports a large load applied to a relatively narrow localized surface of said floor;
- advanced metal building elements, designed and arranged to allow maximum use of the metal, such that the various parts of these elements mutually contribute to the load carrying capacity of the element and the floor; - an improved floor or similar wall structure for a conveyor, made with improved metal building elements, mounted on transverse elements which extend laterally at a distance from each other.
The aforementioned characteristics as well as other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly from an examination of the description which will follow and which will be given with reference to the appended drawing which represents a preferred embodiment:
On this drawing :
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FIG. 1 is a perspective view of a part of a truck floor exhibiting the characteristics which are the subject of the invention, parts of this structure having been removed to better represent the arrangement of the parts; Figure 2 is an enlarged detail view of one of the floor elements of Figure 1; Figure 3 is an end view, fragmentary and on a large scale, partially in section, of the structure of Figure 1;
Figure 4 is an enlarged fragmentary plan view of a portion of one of the floor elements of Figure 1; Figures 5 and 6 are fragmentary sectional views taken at 5-5 and 6-6 respectively of Figure 4; Figures 7 and 8 are enlarged fragmentary sectional views of a portion of the structure shown in Figure 3; Figure 9 is an enlarged fragmentary sectional view taken at 9-9 of Figure 7; Figure 10 is an enlarged, fragmentary sectional view similar to Figure 7 and showing a variation also incorporating features of the present invention.
Referring to the accompanying drawing, it can be seen that the floor 10 comprises several elongated, parallel and contiguous building elements, placed side by side. The floor elements 11 are identical and are supported by transverse elements 12 which extend laterally and which are placed at a certain distance from each other, transverse elements which are in turn supported by side elements or longitudinal members 13 spaced apart from each other and extending longitudinally. While various floor-supporting frame arrangements can be provided in wheeled carriers provided with floor parts or elements disposed longitudinally or transversely of the body of the carrier,
such a frame comprises transverse elements 12 spaced apart from each other or equivalent parts extending in the transverse direction of the floor elements and intended to support the floor elements 11.
The floor elements 11 may be formed from sheet metal, either by rolling, or by stamping, or by any other suitable method.
Each element 11 comprises an upper and horizontal core 16, supporting the load, provided respectively with two opposite side edges 17 and 18.
A side wing 20 extends along the side edge 17 of the web from which it extends downward, while a side wing 21 extends downward from the opposite side edge 18 of the web. web 16. The side wings 20 and 21 are parallel and the plane of each side wing is normal to the plane of the web. Each of the lateral wings 20 and 21 connects respectively along its lower edge, to a part 22 and 23 turned inwards and taking the form of a foot.
Thus, each floor element has in cross-section a substantially U-shape, portions 22 and 23 forming flanges facing inward. Flanges 22 and 23 reinforce the element and constitute bearing surfaces intended to come. in contact with the supports 12.
Several reinforcing ribs 25 parallel, concave or oriented downwards are formed in the core 16 of each element.
Each rib 25 extends laterally in the direction transverse to the web and starts from a side wing 20 to go to the side wing 21. The ribs 25 are spaced apart along the length of the web. core in such a way that the latter is produced using concave grooves 25 and alternating convex grooves 26.
The side wings 20 and 21 have complementary curved ribs for bending nails and arranged so that when the floor elements 11 are placed in the vicinity of one of
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the other and side by side on the transverse elements 12, their corresponding lateral wings 20 and 21 being adjacent and spaced from each other and the webs 16 being on the same plane as shown in Figures 1 and 3 two adjacent lateral wings 20 and 21 define between them a sinuous groove 27 intended to receive and bend nails.
Referring more particularly to Figures 7 and 8, we see that the metal, at the junction of the side flange 20 with the core 16, is' curved around the center 30, so as to constitute a rounded part. 31 shoulder-shaped. The side wing 21 is connected in a similar manner to the core 16 by a rounded shoulder 32 which curves around the center 33 The rounded parts 31 and 32 define between them a diverging groove 34 serving for the introduction and guidance of the nail in the nailing groove 27. The upper edge of each flange 20 and 21 is preferably provided with straight portions 35 and 36 respectively, relatively flat, intended to provide the groove 27 with a portion 28 relatively straight and adjacent to the guide groove 34 of the nail.
The flat parts 35 and 36 which are in the planes of their corresponding wings can be omitted, but it is preferred to use them to ensure better guidance of the nails in the groove. The straight portion 28 of the groove helps to keep the nail straight as it is driven into the groove and prevents a nail which is driven into the groove from taking an angle and piercing the side wing.
The metal, at the lower part of the outer end of each rib 25, is curved at its point of connection with the corresponding wing 20 or 21, so as to present a rounded shoulder 37 curved around a center 38. shoulders 37 have a divergent entry groove between the opposite ends of the ribs 25, which groove is analogous to the groove 34. The nailing groove 27 has a groove for penetrating and guiding the nail which extends substantially over the entire length of the groove and the straight portions 35 and 36 preferably extend below the centers 38, such that the straight portion 28 extends the length of the groove 27.
Each of the wings 20 and 21 comprises two ribs placed one above the other and intended to bend a nail. The wing 20 comprises an upper male rib 40 intended to bend a nail and a lower female rib 41 also intended to bend a nail. The other opposite wing 21 has an upper female rib 43 and a lower male rib 44 both intended to bend a nail. The two pairs of ribs are placed opposite each other and each of the two opposing ribs 40 -43 and 41-44., Are curved in a complementary way.
Thus, when the elements 11 are arranged side by side with their corresponding wings 20 and 21 placed in the vicinity of one another while being spaced from one another, the female and male ribs 41 and 44, curved in a complementary manner, the two adjacent wings are spaced apart from each other and facing each other, so that, when driving a nail 45 into the nailing groove 27, the part of the nail which penetrates is first curved to the left of the plane which is located halfway between the elements, which plane is represented by line 46 in figure 7.
Then the nail is bent backwards passing through this plane and to the right of this plane, then again bent on the other side, then to the left of the plane 46 Thus, the nail is bent by two curvatures of direction reverse. The numerous advantages which result from the fact that at least two or more ribs for bending or bending a nail are provided in each side wing part will be described more fully below.
It has been found that in order to achieve the construction and arrangement of the reinforcing ribs 25 which give the stronger floor elements II from the point of view of mechanical strength, it is necessary to consider the effect and arrangement of the floors. nail bending ribs in the flanges 20 and 21. It has also been found that the reinforcing ribs and the bending ribs of the nails can be proportioned and arranged so that these two types of ribs contribute mutually to a better use of metal in parts. This signifies
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indicates that one can establish a floor which is relatively lighter, but more resistant, than the nailable floors, which were recommended previously.
In order to provide a better understanding of the present invention and before discussing in detail the improvements forming the subject of this invention attention is drawn to a number of factors which must be taken into account when Consideration is given to the load bearing capacity of the floor. When considering the load bearing capacity of the floor, the load bearing capacity of the individual elements must be considered. This is especially the case for truck floors or other carriers in which a heavy load is, at least at some point, concentrated or localized in a relatively narrow area. Thus, a large load can be applied to a relatively narrow area. weak web of a single floor element 11.
It should be noted that the flanges 20 and 21 are formed by beams spaced apart from each other and connected at their upper edges by a plate or web 16 and that these beams 20 and 21 are supported longitudinally at spaced points. . In addition, the soul
16 constitutes a joist which is supported at its end by spaced columns 20 and 21. Directly above a transverse member 12, the floor member 11 is essentially constituted only by a beam 16 which is supported. at its end by -spaced columns.
When the load is applied at a point which is midway between the cross members, the spaced joists 20 and 21 supported at their ends by the adjacent cross members 12 are subjected to the greatest bending moments although these factors will vary, depending on which part of the part is envisioned that is under a load, to determine the mechanical strength or load bearing capacity of element 11, its load bearing capacity. load must be determined by considering it In the form of two joists 20 and 21 spaced laterally from each other and supported by spaced supports 12 and also in the form of a joist 16 supported at its end by columns 20 and 21 of sinuous shape.
Heretofore, it has been general practice to regard nail bending ribs as having full responsibility and that the member has low strength, if at all, when viewed as a 16 joist supported at its end by columns 20 and 21. The reason for this point of view lies in the fact that the side wings or columns 20 and 21 have laterally displaced metal or bending ribs of the nails, so that the columns affect a sinuous or partially sagging shape.
Thus, the support columns 20 and 21 of the beam 16 support a less load than if they were straight or if they contained the vertical ribs. Thus, it was not realized that the bending ribs of the nails are an advantage and that these ribs can be arranged in such a way as to constitute strong columns.
Previously, it was considered advisable at some time to provide reinforcing ribs on the core 16 and it was practice to extend the ribs only over a portion of the core for a number of reasons. Most of the deflection occurs in the center of the web, so it was believed that providing a reinforcing rib extending only over part of the web would provide a satisfactory result.
Although various proposals have been made to extend such a reinforcing rib over the entire length of the core 16, it was not practical to do so and, to the knowledge of the applicant, this has not never been done for the reason that the extension of the ribs of a side wing weakens the side wings which behave like joists mounted on spaced supports. In other words, the ribs, when they extend entirely over the web, reduce the height of the side wings and the amount of metal in those wings and, as a result, these wings become weaker joists.
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In accordance with the present invention, the reinforcing ribs 25 are designed and arranged so as to give maximum strength to the web regarded as a joist supported on columns, and this taking into consideration that the ribs Bending nails distribute a locally applied load over a larger area of the flanges 20 or 21, when viewed as joists supported at points spaced along their length. Thus the bending ribs of the nails counteract the weakening coming from the reinforcing ribs.
Referring more particularly to Figures 2 to 6 inclusive, it will be seen that the reinforcing ribs 25 are identical and only one will be described in detail.
The rib 25 includes a middle portion 48 and outer end portions (or shoulders) 39 which are adjacent to the flanges and terminate in the curved shoulders 37. The web or beam 16 has a height of metal above and below the neutral axis and constitutes. a beam, which distinguishes it from a plate. The extension of the rib 25 to the side wings 20 and 21 weakens these wings 20 and 21 considered as joists, but it has been found that the nail bending ribs provided in the wings stiffen the latter and distribute a load applied to them. a limited area of the web over a greater length of the wings.
Since the nail bending ribs reinforce the flanges considered as joists, the reinforcing ribs can extend fully over the web without unduly weakening the flanges considered as joists. Preferably, the end portions 39 are relatively less hollow than the middle portion 48, since the bending ribs of the nails do not sufficiently strengthen the side wings to fully compensate for the extension of the rib 25 over the entire web from the core to the bottom. 'place where the height is maximum.
Preferably, the height of the outer end parts 39 is minimum in the vicinity of the wings, this height being substantially equal to one third of the maximum height of the middle part. The relatively less hollow outer end portions may be connected to a relatively deeper middle portion 48 by inclined portions 51 and 52. The middle portion is substantially semicircular in cross section while the end portions 39 affect in section. transverse the form of relatively wide ribs and substantially flat bottom.
The end portions of the ribs 39 are rounded or curved longitudinally at 37 because these ribs pass around the shoulder to go to the corresponding side wings. Known more clearly in Figure 5, the ribs 39 are preferably dimensioned such that at the edges of the web, the ribs 39 and 26 have substantially equal width, approximately equal amounts of metal being disposed above and below a midplane passing between the top of the ribs 26 and the bottom of the ribs 39. Thus, using the load distribution effect of the bending ribs of the nails.
it is possible to extend the reinforcing ribs over the whole of the web 16 and from a wing 20 to the wing 21. Without the ribs 39 provided in the lateral shoulders of the web, the latter would consist of a flat plate on its edges and although the ribbed median part had undergone stiffening, the core would not have presented maximum resistance as it would have been for a section.
It is preferred to provide two or more nail bending ribs on either side of the side wing, as they distribute locally applied load over a greater length of the wings. The applicant has also found that by providing in each wing two or more than two nail bending ribs, it is possible to arrange the ribs so that the wings 20 and 21 constitute more robust columns as well as beams. more robust than when there is only one rib in the wings as it was previously practiced
When a load is applied uniformly in the downward direction to the web 16, an equal reaction is applied upward against
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feet 22 and 23.
The metal, at the point of connection of the wings 20 and
21 to the core 16, is bent or curved as shown at 31 and 32. The metal, at the junction between the wing 20 and the part 22 in the form of a foot, is bent around the center 50 to form a rounded shoulder
51. In the same way, the wing 21 is connected to the foot 23 by a rounded shoulder 52 described around the center 53. The load applied to the web 16 is not distributed over a surface whose width is equal to the distance between the wings, but it is distributed over an area whose width is equal to the distance between the centers 30 and 33. The limit of the distribution of the load is represented by the arrows LL. Likewise, the limits of the reaction are shown by the arrows R-R in Figure 7.
Thus, a load and its reaction are not applied vertically against the ends of columns 20 and 21 and deflection movements take place in columns 20 and 21.
With only a male rib in the wing 20 and a female rib in the wing 21, it is necessary to move the metal in the bending ribs of the nails to a greater extent than shown, in order to obtain the necessary characteristics. flexion and support. With unique nail bending ribs in each side flange, the metal of the male rib 40 for example must be moved a distance at least equal to the width of the groove 27 and the corresponding female rib 43 must also be moved. .
The formation of the male rib moves the metal outward from the planes of R and L and this increases the bending moments of the metal of the male rib. On the other hand, the formation of a female rib moves the metal of the lateral wing inward, in the direction of the planes of R and L, and this reduces the bending moments of the metal of the female ribo Consequently, when there is only one rib made in each wing, the wing which contains the male rib forms a weaker column than the wing which contains the female rib. Element 11 is of course not more resistant than its weaker side wing.
It has been found that by providing two ribs for bending the nails in each wing, it is possible to obtain lateral wings which. constitute more resistant columns, which are equal or almost equal, as regards the resistance of the column, and which constitute from the more resistant joists so as to better compensate for the weakening resulting from the arrangement of the web ribs 39 responsible for reinforcing the shoulders It has also been found that it is especially important to provide in each wing two or more bending ribs nails, when 1 'is made of a sheet steel and a thickness less than 2.54 mm, because, with a thin steel,
the column resistance of the wings is relatively lower than with thicker sheet metal and is critical
As can be seen more clearly in Figures 2 and 7, the male rib 40 is depicted around the center 55 and the maximum displacement of metal from the plane of the wing 20 which is at the apex of the rib 40. is equal to half the width of the groove 27. The female rib 43 is described in a complementary manner around a center which wedges with the center 55 when the pieces are placed side by side with the wings 20 and 21 opposites.
The maximum lateral displacement of the metal in the rib 43 from the plane of the flange 21 is also equal to half the width of the groove 27. The ribs 41 and 44 are likewise described around the center 56 and the lateral displacement maximum of the metal is equal to half the width of the groove 27.
Thus, the wings 20 and 21 constitute stronger columns than when each wing includes only a nail bending rib, since the maximum lateral displacement of the metal is only equal to half that which is required with a single rib, so that a load develops lower bending moments in the displaced metal and columns 20 and 21 can withstand larger loads without sagging.
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Each wing contains metal which moves both laterally outward and laterally inward, so that the wings, besides being stronger columns, are columns of equal resistance. or substantially equal. The radius of curvature of ribs 44 and 41 described around center 56 is preferably somewhat larger than the radius of curvature of ribs 40 and 43 described around center 55, so that the nail is bent in conforming to a relatively larger curve after having undergone a relatively smaller curvature and which is hardened by work.
The wings should have equal strength as columns if their radii were equal, but the difference is so small that in practice it can be neglected and the columns can be considered to have equal mechanical strength. Although the wings constitute columns of substantially equal strength only - when each contains only two nail bending ribs, or a multiple of two ribs, an odd number of ribs greater than 2 may be used, because with three or more ribs the difference is much smaller than when there is only one rib.
Also, if there is only one rib in each wing, the minor axis of the cross sectional area is located on one side of the vertical axis that bisects the upper and lower edges of the side wing. .
In other words, the minor axis of gravity does not coincide with an axis of the contour of the area, so that the side wing as a loaded beam tends to undergo torsion. With two nail bending ribs, the minor axis of gravity coincides more with the outer contour of the section.
Another advantage of providing two nail bending ribs in each wing instead of one is that the nail 45 is bent in two opposite bends and is held in place in a more secure manner. When the nail is bent in two opposite bends, a payload or rolling load will not cause the nail to exit from groove 27, as would happen with a single rib. Although the nail is more securely held in place under a rolling load, it can however be removed with any suitable tool, such as a slotted hammer, if desired.
When the elements 11 are assembled to form a floor 10, the elements 11 can be properly spaced apart from each other using any suitable device, and then fixed in place. Preferably, spacers are provided on the elements 11, so that it is not necessary to use special tools or techniques for their assembly. As can be seen more clearly in Figures 2 and 7, several struts 57 are spaced along the length of the side wing 21.
Since the spacers are identical, it will suffice to describe only one in detail. The spacer 57 may suitably be made of metal offset outwardly from the plane of the wing 21. The spacer 57 has, on its outermost part, a flat surface 58 which extends from the top 59 of the male rib 44 upwards and beyond the level of the top 60 of the male rib 40. Thus, when the two elements are placed side by side with struts 57 which abut against the male rib 40 of the opposite wing 20, the adjoining wings are correctly spaced from each other in order to provide the groove 27 which has a width equal to twice the maximum lateral displacement of the ribs bending nails.
This necessarily results from the fact that the surface portion 58 which is at the level of the top 60 of the male rib 40 is placed in the same vertical plane as the top 59 of the rib 44 and that the ribs 43 and 44 are offset. laterally in equal amounts. The spacers can be formed on one or the other of the side wings. If the struts are formed in the wing 20, they have a planar outer surface which extends from the top 60 of the rib 40 to descend and go beyond the top 59 of the rib 44. The surface of the rib 44 is formed. 'spacer 58 coincides with the vertical plane 46 which is located halfway
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between the two elements once assembled and one can remove an element without touching the adjacent elements.
The elements 11 are assembled in such a way that, when brought together, they increase the mechanical strength and the rigidity of the conveyor. The flanges 22 and 23 are connected to the transverse elements 12 by welding as indicated at 61, or by any other suitable means. The elements 11 are also connected together along their spaced upper edges by means of continuous welds 62 on joint covers. The continuous welds 62 are spaced apart along the top of each of the nailing grooves 27 and each weld extends between the neighboring upper parts of the elements 11.
The continuous welds may extend between the ends of the ribs 25 or the ends of the ribs 26, as shown in Figures 1 and 3. With this arrangement) the elements 11 are interconnected forming a rigid structure which strengthens the structure. carrier. Further, the continuous welds 62, and in particular the continuous welds which are placed between the cross members 12, increase the load bearing capacity of an individual member. If a load is applied to an element 11, the adjacent elements 11 promote the support of the charged element. The continuous lap welds also connect adjacent side edges of the webs and stiffen the side wings.
If the core of a single member is overloaded so that the upper edges of the flanges of the loaded member tend to tilt outward, the continuous welds prevent such displacement.
Referring more particularly to FIG. 3, it can be seen that the core 16 is convex so as to increase the stability of the element 11. The expression “convex” is understood to mean that at least the upper parts ribs 26 of the core extend in an arc described around an axis parallel to the longitudinal axis of the element, such that, seen in cross section, the core extends over an arc and is not perfectly flat. The degree of crowning should only be relatively small, and good results have been obtained when the center of the web 16 is about 1.60 mm above the side edges of the web. Preferably, the rib 25 is curved around the same axis.
The element can be made from sheet metal in any suitable manner and the thickness of this sheet depends on the loads to which the element is to be subjected. It has been found that truck floors are liable to be nails are very strong, when constructed with elements 11. They are made of sheet metal which is only about 1.6 mm thick and to the knowledge of the applicant, it is about half the size. thickness used in the previous floor elements.
When testing the ability of the floor according to the invention to withstand localized loads, it is found that it supports greater loads than expected. The Applicant has also discovered that when the floor element 11 is subjected to a variable load and the deflection is measured for different loads, this deflection is a straight line or is closer to a straight line in function of the load over a wide range of loads, so that larger loads can be applied without excessive deflection. Until now, the arrow has been a curved line depending on the load and which significantly reduces the load that could be applied safely.
The length of the straight line function can be increased and the slope of this line can be reduced by relieving the stresses of the element 11 after forming the steel sheet. This again increases the safety load that can be supported by the element. The term "stress relieving" means that the building element has been brought to a temperature below its critical temperature for a sufficient time to relieve at least some of the stresses which have arisen in the metal during shaping. cold and to allow the deformed iron crystals to return to their initial shape or to a shape more close to their initial shape.
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Figure 10 shows adjacent parts of two floor elements similar to those shown in Figure 6, except that the element of Figure 10 has a greater height. Those parts shown in Fig. 10 and which are the same as the corresponding parts in Fig. 7 are designated by the same reference numbers. In FIG. 10, the side flange 20 comprises a flat part 64 between the rib 41 and the shoulder 51. Likewise, the side flange 21 has a flat part 61 located between the rib 44 and the shoulder 52. With this arrangement, it is possible to obtain a deeper construction element than when the same cylinders are used to constitute the bending ribs of the nails.
It is understood that various changes and modifications can be made to the invention without thereby departing from its spirit. For example, the elements 11 of the floor can be extended transversely to the conveyor instead of doing it over the length of the latter. With either arrangement, members 11 are supported by spaced transverse members which extend laterally of members 11. The floor structure can be used, for example, as a side wall although In general, the most important problems are encountered in obtaining a satisfactory floor and the present elements 11 are primarily intended for use in conveyor floors.
The lower parts of the side walls of the trucks are subjected to high impact loads and the floor elements 11 can for example be used in such a place. If desired, the elements 11 can be covered with a non-slip surfactant and a filler, plastic or putty can be used to fill the grooves for receiving the nails as long as the grooves are sufficiently exposed to indicate their location.
CLAIMS
1. Elongated sheet metal construction element capable of being placed side by side with other similar elements to form a nailing surface such as a nailing floor, this construction element comprising: an elongated core intended to support a load , a first and a second lateral wing projecting downwardly from the two opposite lateral edges of the web, a male rib for bending or bending a nail extending along the first wing, finally, a rib female intended to bend a nail, rib extending along the second wing,
the two bending ribs of the nails being bent and arranged in a complementary manner such that when several similar structural elements are placed side by side with their first and second lateral flanges adjacent to each other but facing each other and with each of the two contiguous lateral wings having opposite male and female ribs, the contiguous lateral wings delimit between them a sinuous groove intended to receive a nail, characterized in that a part in the form of a foot disposed laterally and facing inwardly connects to the lower edge of each side wing and several concave reinforcement ribs each extend over the web from the first side wing to the second side wing,
the reinforcing ribs being spaced apart from one another along the core.