CA1160470A - Profil compose mixte - Google Patents

Profil compose mixte

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CA1160470A
CA1160470A CA000358184A CA358184A CA1160470A CA 1160470 A CA1160470 A CA 1160470A CA 000358184 A CA000358184 A CA 000358184A CA 358184 A CA358184 A CA 358184A CA 1160470 A CA1160470 A CA 1160470A
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    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941Building elements specially adapted therefor
    • E04B1/943Building elements specially adapted therefor elongated
    • E04B1/944Building elements specially adapted therefor elongated covered with fire-proofing material
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/24Prefabricated piles
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    • E04BUILDING
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    • E04C3/00Structural elongated elements designed for load-supporting
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    • E04C3/29Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
    • E04C3/293Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
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Abstract

L'invention concerne un profil composé mixte comprenant une poutrelle en acier en forme d'un H comportant une âme centrale et deux ailes latérales espacées l'une de l'autre et solidaires de l'âme, chacune des ailes étant munie à leurs extrémités d'un ergot orienté extérieurement et se prolongeant le long d'un rebord extérieur de chaque aile, et une paire de tôles en acier présentant chacune des bords recourbés intérieurement, chacune des tôles reliant les deux ailes de la poutrelle avec leurs bords enveloppant les ergots des ailes, les tôles étant disposées de façon parallèle à l'âme et définissant avec cette dernière et les ailes une paire de compartiments. Une couche externe de béton colloïdal recouvre complètement les tôles et les ailes et est liée directement à l'acier de ces dernières. Une couche interne de béton colloïdal revêt également les surfaces intérieures de chaque compartiment circonscrit par l'âme, les ailes et les tôles et est liée directement à l'acier de ces dernières. Le profil composé mixte selon l'invention est utilisable notamment en tant que pieu et en tant qu'élément de construction de bâtiments.

Description

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La présente invention concérne un profil composé mixte, notamment en acier et en béton.

Il est connu depuis longtemps de fabriquer des profils composés en acier qui peuvent consister en des assem-blages ae poutrelles soit entre elles, soit avec des élé-ments plats ou profilés. Ces profils composés peuvent servir comme Duc d'Albe, comme pieux ou autres éléments en rapport avec la réalisation de structures telles qu'on les utilise dans la construction et l'aménagement de ports fluviaux ou maritimes, de barrages ou de digues.

Des profils composés en acier peuvent également entrer en ligne de compte comme éléments pour la construction de bâtiments.

Pour l'utilisation sous forme de pieux il faut des profils composés présentant outre une grande surface de frottement une élasticité et rigidité suffisantes en vue du battage d'une part et des sollicitations après la mise en service d'autre part. Pour l'utilisation p.ex. comme éléments de support de bâtiments il faut en plus d'une résistance à la corrosion une force portante et une résistance au feu aussi élevées que possible.

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1 160~

Pour ce qui est de la résistance à la corrosion, qui doit être garantie ~uelle que soit l'utilisation envisagée, on a souvant recours à la galvanisation, la métallisation ou 1' application de couches de peinture. Tous ces procédés néces-sitent un nettoyage préalable des surfaces métalliques, quel'on effectue par voie de décapage, de sablage ou de gre-naillage, ce qui entraîne des frais d'appareillage et de personnel très élevés.

Une possibllité de réalisation de profils composés réside dans l'assemblage de poutrelles en forme de H et de plats ou de profilés latéraux, de maniere à relier les ailes de la poutrelle à l'aide des plats ou des profilés. Pour réaliser ce but on peut procéder soit à un assemblage par soudage, soit à un assemblage par l'intermédiaire de griffes et d' ergots dont sont munis les plats ou profilés resp. les ailes ou par l'intermédiaire de raccords indépendants, formant une double griffe qui s'engage et dans les ergots des ailes et dans ceux dont seraient munis les plats resp. les profilés latéraux. Les joints réalisés par l'inter-engagement de grif-fes et d'ergots nécessitent néanmoins un soudage en vue des sollicitations, surtout pour les pieux mis en place par bat-tage ou pour les éléments composés travaillant en flexion.

Pour ce qui est d'une utilisation comme éléments portants en constructions de bâtiments, il est connu de munir des pro-filés composés d'un remplissage de béton qui leur confère une résistance accrue contre le feu tout en augmentant leur force portante. D'un autre côté un soudage au contrôle minu-tieux des tôles latérales aux ailes des poutrelles est derigueur afin de garantir une étanchéité suffisante lorsqu' on envisage un remplissage d'eau qui offre une résistance inégalée contre le feu. Par ailleurs pour réduire les pres-sions qui exiskent à l'intérieur de profils remplis d'eau, des circuits séparés à faible hauteur doivent être prévus.
Cette méthode est très onéreuse, sibien que le refroidisse-ment à l'eau de profils composés servant col~ne éléments por-tants n'est guère pratiqué.

0 ~7 n Une autre difficulté ~ui peut se présenter lors de l'utili-sation de profils composés réside dans le fait que les tolé
rances géométriques de fabrication des poutrelles, des plats ou profilés latéraux et des raccords, s'accumulent et néces-sitent en général des efforts élevés lors de l'assemblagepar enfilage des éléments formant le profil composé,surtout en cas d'éléments longs et de raccords indépendants.

Le but de la présente invention est donc de proposer un profil composé qui, d'un côté est applicable en tant que pieu et en tant qu'élément de construction de bâtiments et qui, d'un autre côté, est exempt des désavantages décrits.

Le profil composé mixte selon l'invention est caractérisé
en ce qu'il comprend une poutrelle en acier en forme d'un H comportant une âme centrale et deux ailes latérales espacées l'une de l'autre et solidaires de l'âme, chacune des ailes étant munie à leurs extrémités d'un ergot orienté
extérieurement et se prolongeant le long d'un rebord exté-rieur de chaque aile, et une paire de tôles en acier pré-sentant chacune des bords recourbés intérieurement, chacune des tôles reliant les deux ailes de la poutrelle avec leurs bords enveloppant les ergots des ailes, les tôles étant disposées de fa~on parallèle à l'âme et définissant avec cette derniere et les ailes une paire de compartiments.
Une couche externe de béton colloidal recouvre complète-ment les tôles et les ailes et est liée directement à
l'acier de ces dernières. Une couche interne de béton collo~dal revêt également les surfaces intérieures de chaque compartiment circonscrit par l'âme, les ailes et les tôles et est liée directement à l'acier de ces dernières.

Grâce à la simple courbure des extrémités des t~les laté-rales, facilement réalisable par laminage à chaud ou à

.. . . .. . ..... ,-- . . ... ,, . . .. . .. , . . . _ . ... . .

-" 1 lB0~7(~

- 3a -froid, des difficultés dues à une certaine déviation de la géométrie des ailes de la poutrelle, ne se présentent pas dans la même mes.ure que pour des griffes ou encore pour des griffes et des raccords individuels. Ces der-niers constitueraient en effet non seulement un élémentaugmentant le prix de revient du profil, mais encore un élément additionnel d'incertitude, étant donné qu'une éventuelle déviation d'un raccord pourrait multiplier des difficultés d'assemblage déjà existentes.
Suivant l'invention les toles latérales présentent utile-ment une forme arrondie ou anguleuse. En effet une forme ovale, ronde ou polygonale de ces tôles leur permet de suivre les déviations géométriques présentes dans la poutrelle ou dans .
~,~

1 ~60~'7(~

les toles elles-memes.

Les bords recourbés des toles enveloppant les ergots présents aux extrémités des ailes de la poutrelle peuvent etre soùdés ~ ces ailes sans l'emploi de dispositif spécial d'assemblage ou de maintien en place.

Suivant l'invention on peut prévoir un remplissage du vide circonscrit par l'ame et les ailes de la poutrelle ainsi que par les toles à l'aide de béton. Le role de ce remplissaye consiste d'une part en une augmentation de la force por-tante du profil et d'autre part en une amélioration de la protection contre le feu.

Suivant l'invention toutes les surfaces métalliques libres comprennent un enrobage de béton colloidal. Il a été démon-tré que le béton colloldal présente un remarquable pouvoir d'adhérence à l'acier et que l'acier enrobé de béton colloi-dal résiste aux sollicitations mécaniques sévères encourues lors du battage de profils suivant l'invention utilisés en tant que pieux. Parfois il est utile de doter l'extrémité
du pieu qui travaille uniquement à la base, d'un sabot de forme conique ou pyramidale, dont les bords dépassen-t le contour extérieur du profil composé. Ceci facilite le batta-ge par élimination du frottement et empêche l'endommagementde l'enrobage lors du battage du pieu.

On a également constaté que l'adhérence du béton colloidal à l'acier, ainsi que sa consistance extrêmement compacte con-fèrent à l'ensemble une bonne étanchéité et une protectionefficace contre la corrosivité de l'eau. Ainsi il est pos-sible selon une forme d'exécution du profil suivant l'inven-tion de remplir d'eau les vides circonscrits par l'âme et les ailes de la poutrelle ainsi que par les tôles.
Cette forme d'exécution permet d'utiliser le profil suivant l'invention comme élément portant en construction de bâ-timents, présentant la meilleure protection contre le feu grâce à

1 l60~n - ~ 5 ].a presence de l'eau e-t ceci sans qu'il y ait risque de fuite grâce à l'étanchéisation apportée par le béton collo-idal appli-qué à l'exterieur et éventuellement également à l'intérieur du profil.

Un autre avantage réside dans la simplicité du procedé de fa-brication d'un profil combine mixte suivant l'invention. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on relie les ailes d'une pou-trelle munie d'ergots par deux tôles présentant des bords recourbés en glissant les tôles le long des ailes de manière à ce que les courbures des bords recouvrent les ergo-ts des ailes, que l'on soude chaque tôle du moins partiellement aux ailes de la poutrelle, que l'on procède à un enrobage des surfaces extérieuxes du profil par du béton colloldal et qu' on remplit les cavités du profil avec du béton.

En cas d'utilisation comme élement portan-t en construction de bâtiment, on peut, le cas échéant, prévoir un remplissage d'eau à la place d'un remplissage de béton, ceci surtout dans les cas où la durée de résistance au feu est prédomi-nante comme par exemple dans les hôpitaux, maisons de retrai-te, etc.

Une particularité très avantageuse du profil suivant l'inven-tion réside dans le fait que l'on peut réaliser l'enrobagede béton collo-idal directement sur les surfaces de l'acier, lesquelles surfaces peuvent rester à l'état brut de laminage.

Ceci évite totalement les laborieuses opérations de nettoyage de surface, qui constituent un facteur prépondérant dans le prix de revient des profils composés classiques. Il a été démontré par des essais que le pouvoir d'adhérence du beton colloidal sur surfaces d'acier à l'état brut es-t au moins équivalent au pouvoir d'adhérence sur surfaces d'acier traitées par sablage ou grenaillage.

Une illustration non-limita-tive du profil composé mixte est fournie par les dessins où la ~ montre une coupe en -tra-~ 160~7() .
vers d'un profil -tandis que la fig. 2 représente une vue en perspec-tive de l'ex-trémité du profil portan-t une pointe;
- les fig. 3, 4 et 5 montrent des sections de géométries diffé-rentes de tôles latérales pouvant relier les ailes de la pou- , trelle centrale.

On distingue en fig. 1 la poutrelle centrale (10) dont les extrémités des ailes présentent les ergots (11). Ces eryots (11) sont enveloppés par les courbures que présentent les tôles (20) à leursextrémités. Ces tôles (20) plates peuvent également présenter des formes arrondies, comme en fig. 3 ou angulaires suivant la ~ , voire polygonales comme en fig. 5 Le profil représenté en fig. 1 comporte en plus un enrobage de béton collo-;dal intérieur (50) et un enrobage similaire extérieur (60) qui recouvre également les cordons de soudage (30) fixant les tôles (20) aux ailes de la poutrelle (10).
La résistance au feu et la force portante du profil sont augmentées grâce au remplissage de béton (40). Dans ce cas on renonce naturellement à l'enrobage intérieur avec béton collo'idal.

La fig. 2 représente la forme d'exécution comme pieu et met en évidence le sabot pyramidal (70) soudé à une extrémité
du profil, de ~anière à ce que l'enrobage extérieur (60) en béton collo'idal soit protégé par les bords qui dépas.sent le contour extérieur du profil composé.

Claims (6)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privi-lège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Profil composé mixte caractérisé en ce qu'il comprend:
- une poutrelle en acier en forme d'un H com-portant une âme centrale et deux ailes latérales espacées l'une de l'autre et solidaires de ladite âme, chacune des-dites ailes étant munie à leurs extrémités d'un ergot orienté extérieurement et se prolongeant le long d'un rebord extérieur de chaque aile, - une paire de tôles en acier présentant chacune des bords recourbés intérieurement, chacune desdites tôles reliant les deux ailes de ladite poutrelle avec leurs bords enveloppant les ergots desdites ailes, lesdites tôles étant disposées de façon parallèle à ladite âme et définissant avec cette dernière et lesdites ailes une paire de compar-timents, - une couche externe de béton colloïdal recouvrant complètement lesdites tôles et lesdites ailes, et liée directement à l'acier de ces dernières, et - une couche interne de béton colloïdal revêtant les surfaces intérieures de chaque compartiment circonscrit par ladite âme, lesdites ailes et lesdites tôles, et liée directement à l'acier de ces dernières.
2. Profil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un sabot pyramidal pointu est fixé à l'une de ses extrémités et se prolonge au-delà de ladite couche externe.
3. Profil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites tôles présentent une section de forme convexe.
4. Profil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites tôles présentent une section de forme arrondie.
5. Profil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites tôles présentent une section de forme angulaire.
6. Profil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites tôles sont soudées auxdites ailes.
CA000358184A 1979-08-14 1980-08-13 Profil compose mixte Expired CA1160470A (fr)

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