La présente invention se rapporte à un joint de structure
pour dalles en matériau moulable et en particulier pour dalles en
matériau à liant hydraulique tel que le béton.
Pour la réalisation de grandes surfaces en béton, il est
recommandé de répartir la surface en dalles de béton ayant des
dimensions bien déterminée. Entre les différentes dalles, il convient de
prévoir, sur les bords des dalles, des éléments métalliques appelés
joints de structure permettant d'une part, le retrait ou dilatation
thermique ainsi que la reprise d'écarts de dimensions ou d'angle et
d'autre part le renforcement des bords mêmes des matériaux moulables
à liant du type hydraulique ou non, tel que des dalles de béton.
Actuellement, le renforcement des dalles de béton est
couramment réalisé à l'aide de joints fabriqués à partir de profils en tôle
d'acier.
Différents types de joints métalliques ont été proposés de
manière à créer un effet de renforcement sur le matériau composite à
l'endroit des joints. Cet effet de renforcement dépend essentiellement
des caractéristiques géométriques et mécaniques des joints qui ont été
mis en oeuvre.
De manière à pouvoir comparer objectivement plusieurs
types différents de joints de structure, il est utile de rappeler le
comportement et le processus de renforcement de l'arrête vive d'un
matériau composite à matrice fragile.
Ce comportement dépend de l'effet de renfort de la matrice
au voisinage des arrêtes vives soumises aux épaufrements et aux efforts
de cisaillement.
Le renforcement des extrémités des dalles devrait
idéalement répondre aux critères suivants :
- la protection adéquate de l'arrête,
- l'ancrage positif pour éviter le décollement,
- un emboítement tenon et mortaise,
- la nécessité de réaliser une épaisseur suffisante de matière
pour éviter le cisaillement de la dalle aux points faibles, dus au dessin
géométrique du profil métallique.
L'invention se rapporte donc à un joint de structure, par
exemple en acier, destiné à renforcer les arrêtes d'un matériau de
matrice ou dalle, par exemple le béton, en ne se déchaussant jamais
hors de celui-ci, ni du fait du joint lui-même, ni du fait de la matrice
par rupture de celle-ci au voisinage de l'ancrage.
A cet effet, le joint de renforcement comporte un
emboítement mâle et femelle décalé vers le bas par rapport à la ligne
médiane de la dalle pour obtenir une épaisseur de matrice plus
importante au-dessus de l'emboítement en vue d'obtenir une résistance
accrue contre les charges de sollicitations externes.
Ainsi, il existe déjà des joints du genre à profil double à
emboítement mâle et femelle en forme de U tel que à tenon et mortaise
qui s'opposent au déplacements verticaux relatifs des deux demi-dalles.
Les profils sont solidaires des dalles en béton, grâce aux
ancrages par fers à bétons soudés aux profils.
Un joint de structure couramment utilisé est réalisé à l'aide
d'un double profil en substance en forme de oméga dont le contour
extérieur de l'un épouse le contour intérieur de l'autre. La partie
centrale mâle du joint doit nécessairement présenter un volume
suffisant pour permettre son remplissage par le matériau moulable.
Pour une épaisseur constante de la dalle et dans le cas où
la partie supérieure du joint doit être augmentée pour des raisons de
capacités de reprise de charges importantes, la partie inférieure du joint
devient automatiquement insuffisante et, par conséquent, cette partie
inférieure qui ne sera plus capable de supporter lesdites charges par
manque d'épaisseur de la matrice.
Il en résulte qu'il est nécessaire de pouvoir disposer de
nombreux modèles de joints à hauteurs différents.
Un autre problème rencontré avec ce genre de profils est
que, en cas de hauteur limité de la dalle de béton, les dimensions
minimum du profil en forme de oméga reste malgré tout très important
à cause du volume nécessaire de la partie centrale mâle du joint.
Il en résulte que la masse de béton qui subsiste dans la
partie supérieur du bord de la dalle, situé au-dessus de l'emboítement
du profil, est largement insuffisant pour pouvoir résister aux charges
normales sur la surface de la dalle et que, par conséquent, cette partie
est exposée aux dégradations par fissuration ou par épaufrement du
béton.
Le but de la présente invention est de remédier aux
inconvénients cités ci-dessus par des moyens simples et efficaces qui
seront décrit plus en détail dans la description qui suit.
A cet effet, le joint de structure conforme à l'invention
comporte les caractéristiques telles que spécifiées dans les
revendications repris en fin de description.
Afin de bien comprendre l'invention, un exemple de joint
de structure existant, ainsi que plusieurs variantes de réalisation du
joint selon l'invention seront décrit ci-après à l'aide des dessins annexés
dans lesquels :
la figure 1 : montre, en coupe transversale, un joint de
structure réalisé à l'aide de profils selon l'art de la technique connue; la figure 2 : est une coupe transversale d'un joint de
structure conforme à l'invention en position fermée; la figure 3 : est une vue identique à la figure 2 mais avec le
joint en position rétractée; la figure 4 : est une vue en coupe transversale d'un joint
selon l'invention réalisé à l'aide de profils laminés à chaud; les figures 5 et 6 : sont des variantes de réalisations de
joints de structure selon l'invention.
Sur la figure 1 est représenté un joint de structure 10,
selon l'état de la technique connu, comprenant deux profils métalliques
disposés tout au long des bords adjacents de deux dalles de béton 20,
22.
Le joint 10 est constitué par un profil formant une partie
mâle 12, ancrée dans le bord de la dalle 20, et un profil formant une
partie femelle 14, ancrée dans la bord de la dalle 22.
Les parties mâle et femelle 12, 14 des profils sont munies
d'ailerons qui s'étendent vers le haut et vers le bas de manière à épouser
respectivement l'arrête de la surface supérieure et l'arrête de la surface
inférieure des dalles de béton 20, 22.
L'ancrage des profils 12 et 14 est réalisé habituellement à
l'aide de fers à béton 16 répartis sur la longueur desdits profils.
Ainsi qu'on peut le constater, la partie mâle 12 du profil
dispose d'une cavité 18 qui doit être remplie de matière moulable tel
que du béton et ne peut, par conséquent, ne pas être réduite en
dimension car, dans ce cas, le béton aura difficile d'y pénétrer.
En plus, la distance "d", entre le côté supérieur 15 du
profil femelle 14 et la surface 23 de la dalle de béton 22, est fort
limitée, d'ou risque réelle de fissuration et épaufrement selon une ligne
de rupture 24.
Une forme de réalisation d'un joint selon l'invention est
représenté à la figure 2.
Conformément à cette réalisation, le joint de structure 30
est constitué de deux profils de forme particulière qui s'emboítent
également en tant que tenon et mortaise.
La partie mâle 32, est réalisé à l'aide d'une tôle en
substance en forme de L dont l'aile verticale s'étend jusqu'à la l'arrête
de la surface supérieure de la dalle 20 et dont l'aile de base 31 est
repliée vers le bas de façon à créer une seconde aile inférieure 33 replié
tout contre la première et dont l'extrémité peut s'étendre au-delà de
l'aile verticale pour former un talon 29 d'ancrage dans le béton.
La partie femelle 34 du joint 30, est également réalisé à
l'aide d'une tôle en substance en forme de L dont l'aile verticale s'étend
jusqu'à l'arrête de la surface supérieure de la dalle 22 et dont l'aile de
base 35 est replié vers le bas de façon à créer une seconde branche
inférieure 37 disposé parallèlement à la première branche 35 tout en
laissant entre-elles une espace 36 dans laquelle peut s'engager les
branches repliées 31, 33 du profil mâle 32.
Comme on peut le constater, la distance "D" entre l'aile de
base 35 du profil femelle 34 et la surface 23 de la dalle de béton 22 est
largement supérieure que sur la figure 1 et la masse de béton peut
facilement supporter les charges importantes le long du bord de la dalle
de béton 22.
Généralement, on peut aussi prévoir un profilé, tel qu'une
cornière 38, fixé sur la partie inférieure 37 du profil femelle 34 pouvant
servir comme pièce de distance lors du moulage de la dalle.
Cette cornière 38 s'étend de préférence jusqu'à l'arrête de
la surface inférieure de la dalle de béton 22.
La figure 4 montre une réalisation équivalente selon
l'invention.
Ici les profils sont laminés à chaud et la partie femelle 54
présente une forme de L en image miroir solidaire du bord de la dalle
de béton 20 et dont l'aile verticale 47 s'étend jusqu'à l'arrête de la
surface supérieure de cette dalle. L'aile de base 55 s'étend vers
l'intérieure de la dalle et est repliée vers le bas pour former une double
aile 57 qui s'étend parallèlement avec l'aile de base 55 en laissant une
espace réduite 56 entre-elles.
La partie mâle 52 est également en forme de L en image
miroir et est solidaire du bord de la dalle de béton 22.
L'aile verticale 58 s'étend jusqu'à l'arrête de la surface
supérieure de la dalle et l'aile de base 51 s'étend vers l'extérieure à
partir du bord de la dalle 22 et est muni d'un talon 59 qui s'étend vers
l'intérieur de la dalle 22.
Comme montré aux figures 5 et 6, qui sont deux variantes
de réalisation de l'invention, le bord de l'une des dalles 22 est rendu
solidaire d'un profil femelle 34 similaire de la figure 2.
Par contre, dans cette réalisation, le bord de l'autre dalle
20 est rendu solidaire d'un second profil femelle 43 disposée en image
miroir par rapport du premier profil femelle 34.
Dans ce cas la partie mâle est constitué d'une pièce plate
indépendante 40 dont une extrémité 41 peut s'engager dans le premier
profil femelle 34 et dont l'autre extrémité 42 peut s'engager dans le
second profil femelle 43.
A la figure 6, les extrémités supérieures des profils
femelles 34 et 43 sont munies de longerons 45 et 46 formant des bords
supérieurs des deux dalles de béton adjacents.
Grâce à l'invention, on obtient donc un joint de structure
composé de profils dont la partie mâle/femelle est très compacte par
rapport aux joints existants.
De ce fait, de grands mouvements sont possibles dans le
plan horizontal tout en permettant la reprise de charges importantes
sans jeu excessif au niveau du joint.
Grâce au nouveau profil du joint de structure selon
l'invention, il n'y a plus de problèmes de remplissage de la partie
centrale de la partie mâle.
Les zones supérieures et inférieures du bord de la dalle,
situées de part et d'autre de la partie mâle/femelle du joint et qui sont à
remplir par le matériau moulable, sont augmentées en épaisseur et
garantissent une résistance au cisaillement optimale.
Le nouveau profil permet ainsi une utilisation dans une
gamme d'épaisseurs différentes de la dalle ou matrice.
Dans le cas de dalles de béton de faible épaisseur, il
devient possible de décaler la zone d'emboítement mâle/femelle vers le
bas par rapport à la ligne médiane de la dalle, permettant ainsi de plus
fortes épaisseurs de matrice aux endroits fragiles tout en assurant ce
rôle aussi bien en position ouverte que fermée du joint.
Ce décalage est obtenu grâce au faible encombrement de la
partie mâle de l'emboítement constitué d'une pièce métallique ou non,
compacte et rigide assurant une grande résistance de l'emboítement.
La partie mâle étant massive, grâce à l'invention, il n'y a
plus de problèmes de son remplissage et la diminution de son
encombrement se fait au bénéfice des sections de matrice supérieure et
inférieure, garantissant une résistance optimale des bords de dalles.
Bien sur, les réalisations selon l'invention sont décrits et
illustrés à titre d'exemples et d'autres variantes de réalisations restent
possibles sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.