FR2728293A1

FR2728293A1 - Reinforcement for timber frames of building

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Publication number: FR2728293A1
Application number: FR9415047A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-21
Also published as: FR2728293B1

Abstract

Rectilinear holes are made in the areas which are to be reinforced, so that reinforcements can be inserted and the cavity filled with a resin based product to hold the reinforcements in place. The reinforcement is a T-shaped section (3). The leg (4) of the T is at least partially inserted in the groove (2) made in the beam which is being restored. The reinforcement (3) can be inserted in a groove in the top of the beam, or in the bottom of the beam. The leg (4) of the reinforcement may also be longer than the horizontal bar (5) of the T-shaped section.

Description

PERFECTIONNEMENT AUX DISPOSrTIFS DE RENFORCEMENT
DES CHARPENTES EN BOIS
La présente invention concerne le renforcement des charpentes en bois.DEVELOPMENT WITH REINFORCEMENT DEVICES
WOODEN FRAMES
The present invention relates to the reinforcement of wooden frames.

On sait que les pièces de charpente en bois peuvent être affaiblies au cours du temps sous l'effet de divers phénomènes, par exemple
- pourriture, attaques d'insectes xylophages, champignons. We know that wooden frame pieces can be weakened over time due to various phenomena, for example
- rot, attacks by wood-eating insects, fungi.

- apparition de fentes dues à des noeuds
- fléchissement dus à des surcharges ou au tassement des fondations, etc.u
On connaît déjà divers procédés et dispositifs destinés en ce cas à restaurer l'intégrité des éléments de charpente dégradés ou à les renforcer après leur mise en service. Ces divers procédés visent à améliorer l'inertie des éléments de charpente vis-à-vis des effets tranchants et des moments fléchissants auxquels ils sont soumis.- appearance of cracks due to knots
- sag due to overloads or settlement of foundations, etc.u
Various methods and devices are already known which are intended in this case to restore the integrity of degraded structural members or to reinforce them after they have been put into service. These various processes aim to improve the inertia of the structural members with respect to the cutting effects and the bending moments to which they are subjected.

Le brevet français n 86-15333 décrit un procédé de renforcement d'un élément en bois consistant à creuser des cavités sensiblement rectilignes (saignées, rainures, feuillures) dans les zones à renforcer, à introduire dans ces cavités des plaques (généralement métalliques) de renforcement, et à remplir ces cavités garnies de plaques d'un produit durcissable à base de résine qui solidarise les plaques à l'élément renforcé. French Patent No. 86-15333 describes a method of reinforcing a wooden element consisting in digging substantially rectilinear cavities (grooves, grooves, rebates) in the areas to be reinforced, in introducing in these cavities plates (generally metallic) of reinforcement, and to fill these cavities lined with plates with a hardenable resin-based product which fixes the plates to the reinforced element.

Ce procédé, qui est d'un emploi devenu courant, a prouvé son efficacité dans de nombreux cas. Toutefois, lorsqu'il est utilisé pour renforcer sur toute sa longueur une poutre présentant une flèche importante qu'il n'est pas possible de rectifier entièrement, ce procédé présente les inconvénients suivants
- si l'on veut, selon le but recherché par le brevet n 86-15333, respecter la forme et l'encombrement d'origine des éléments, il est nécessaire d'utiliser des plaques de renforcement spécialement adaptées au profil longitudinal de la ou des cavités, ou bien d'utiliser une pluralité d'éléments unitaires de faible longueur que l'on juxtapose le long de la ou des cavités. This process, which has become widely used, has proven to be effective in many cases. However, when it is used to reinforce over its entire length a beam having a significant deflection which it is not possible to entirely rectify, this method has the following drawbacks
- if one wishes, according to the aim sought by patent n 86-15333, to respect the original shape and size of the elements, it is necessary to use reinforcement plates specially adapted to the longitudinal profile of the or cavities, or else to use a plurality of unitary elements of short length which are juxtaposed along the cavity or cavities.

Ces contraintes compliquent et renchérissent la mise en oeuvre du procédé dans ce cas particulier.These constraints complicate and increase the implementation of the method in this particular case.

- si l'on utilise une plaque rectangulaire unique s'étendant sur toute la longueur de la poutre, la plaque déborde largement à l'extérieur de la cavité, notamment au point maximal de la flèche de la poutre et elle est soumise à des efforts de flambage néfastes. En outre, son chant libre (opposé au chant inclus dans la cavité) constitue une piètre surface d'appui pour les pièces de charpente venant prendre appui sur ou contre la poutre. - if a single rectangular plate is used extending over the entire length of the beam, the plate extends well outside the cavity, in particular at the maximum point of the arrow of the beam and it is subjected to forces of harmful buckling. In addition, its free edge (opposite to the edge included in the cavity) constitutes a poor bearing surface for the structural parts coming to bear on or against the beam.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé selon le brevet n 86-1533 des moyens pour réaliser de manière particulièrement simple et peu onéreuse des plaques de renforcement qui peuvent déborder des cavités sans risque de flambage et qui comportent une surface d'appui convenable pour les pièces de charpente coopérant avec la poutre. The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to provide, in the context of the implementation of the method according to patent No. 86-1533, means for producing, in a particularly simple and inexpensive manner, reinforcing plates which can extend beyond cavities without risk of buckling and which have a suitable support surface for the structural members cooperating with the beam.

Selon l'invention, le procédé de renforcement d'un élément en bois consistant à creuser des cavités sensiblement rectilignes dans les zones à renforcer, à introduire dans ces cavités des éléments de renforcement, et à remplir ces cavités garnies de ces éléments d'un produit durcissable à base de résine qui les solidarise à l'élément renforcé est caractérisé en ce que l'on utilise au lieu de plaques planes de renforcement des éléments de profilés en T, la jambe du T étant destinée à être incluse au moins partiellement dans la cavité pratiquée dans la poutre à restaurer. According to the invention, the method of reinforcing a wooden element consisting in digging substantially rectilinear cavities in the areas to be reinforced, in introducing in these cavities reinforcement elements, and in filling these cavities filled with these elements with a curable resin-based product which fixes them to the reinforced element is characterized in that T-shaped elements are used instead of flat reinforcing plates, the leg of the T being intended to be included at least partially in the cavity in the beam to be restored.

Ainsi, après durcissement de la résine, les parties d'extrémité de la jambe du profilé en T sont tenues dans la cavité sur une surface suffisante pour résister aux efforts tranchants subis par la poutre au niveau de ses appuis, l'insertion de la jambe au niveau de la flèche est suffisante pour équilibrer les moments fléchissants tandis que la barre du profilé en T rigidifie celui-ci dans sa direction longitudinale en supprimant les risques de flambage de la partie émergeant de la poutre, rétablit l'horizontalité du plan supérieur de la poutre et constitue une surface d'appui importante pour les pièces de charpente coopérant avec la poutre. Thus, after hardening of the resin, the end parts of the leg of the T-profile are held in the cavity on a surface sufficient to withstand the cutting forces undergone by the beam at its supports, the insertion of the leg at the level of the arrow is sufficient to balance the bending moments while the bar of the T-profile stiffens it in its longitudinal direction by eliminating the risks of buckling of the part emerging from the beam, restores the horizontality of the upper plane of the beam and constitutes an important bearing surface for the structural parts cooperating with the beam.

En effet, la résistance à la rupture d'un élément fléchi est proportionnelle au carré de sa hauteur et sa rigidité est proportionnelle au cube de cette hauteur. L'élément de renforcement en forme de T a donc intérêt à être placé au-dessus de la poutre à renforcer, augmentant ainsi la hauteur H (figure 2) qui détermine la résistance et la déformation de l'élément fléchi. Indeed, the breaking strength of a bent element is proportional to the square of its height and its rigidity is proportional to the cube of this height. The T-shaped reinforcement element therefore has an advantage in being placed above the beam to be reinforced, thus increasing the height H (FIG. 2) which determines the resistance and the deformation of the bent element.

D'autre part, on sait que les aciers courants ont une résistance à la rupture et un module élastique sensiblement 15 à 20 fois plus élevé que ceux des bois de construction. I1 y a donc intérêt à augmenter la surface du métal dans sa partie située à l'extérieur du bois pour améliorer sensiblement la résistance de l'ensemble bois-métal. On the other hand, it is known that common steels have a tensile strength and an elastic modulus substantially 15 to 20 times higher than those of construction timber. It is therefore advantageous to increase the surface of the metal in its part situated outside the wood in order to appreciably improve the resistance of the wood-metal assembly.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une poutre renforcée selon l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne I-I de la figure 1.The invention will be better understood with the aid of the description which follows of a nonlimiting exemplary embodiment, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a schematic view in longitudinal section of a reinforced beam according to the invention,
- Figure 2 is a schematic cross-sectional view along line II of Figure 1.

Sur les figures, la poutre 1 présente une forte flèche vers le sol. Afin de restaurer son inertie, on a pratiqué à partir de sa face supérieure une feuillure 2 suffisamment profonde pour qu'une plaque de renforcement 3, s'étendant sur pratiquement toute la longueur de la poutre 1, puisse y être insérée au moins partiellement. In the figures, the beam 1 has a strong arrow towards the ground. In order to restore its inertia, a rebate 2 was made from its upper face 2 sufficiently deep so that a reinforcing plate 3, extending over practically the entire length of the beam 1, can be inserted therein at least partially.

Conformément à l'invention, l'élément de renforcement 3 est constitué par un profilé en T dont la jambe 4 vient s'insérer dans la feuillure 2 et dont la barre horizontale 5 empêche le flambage de la partie du profilé qui n'est pas insérée dans la feuillure 2 et constitue une face d'appui importante pour les pièces de charpente destinées à coopérer avec la poutre ainsi renforcée. According to the invention, the reinforcing element 3 is constituted by a T-profile whose leg 4 is inserted into the rebate 2 and whose horizontal bar 5 prevents buckling of the part of the profile which is not inserted into the rebate 2 and constitutes an important bearing face for the structural parts intended to cooperate with the beam thus reinforced.

Après insertion du profilé 3, on injecte dans la feuillure 2 une résine durcissable 6 destinée à solidariser la jambe 4 du profilé avec la poutre. De manière connue en soi, la jambe 4 peut présenter des fentes, des évidements, des protubérances ou des aspérités destinées à procurer une meilleure tenue de la résine 6. After insertion of the profile 3, a curable resin 6 is injected into the rebate 2 intended to secure the leg 4 of the profile with the beam. In a manner known per se, the leg 4 may have slots, recesses, protuberances or asperities intended to provide better resistance of the resin 6.

Dans l'exemple qui vient d'être décrit, le renforcement de la pente 1 par l'élément en T 3 s'effectue par la partie supérieure de la poutre. In the example which has just been described, the reinforcement of the slope 1 by the T-shaped element 3 is effected by the upper part of the beam.

Cependant l'invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation, le renforcement pouvant être pratiqué, sur toute face utile de la poutre lorsque par exemple la face supérieure n'est pas accessible. However, the invention is not limited to this embodiment, the reinforcement being able to be practiced, on any useful face of the beam when for example the upper face is not accessible.

Ainsi, les figures 3 à 5 représentent des exemples de renforcement par la face inférieure. Les numéros de référence correspondent aux mêmes pièces que celles décrites en relation avec les figures 1 et 2. Thus, Figures 3 to 5 show examples of reinforcement from the underside. The reference numbers correspond to the same parts as those described in relation to Figures 1 and 2.

La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un renforcement par la face inférieure d'une poutre 1 par un élément 3 en T selon l'invention. Figure 3 is a schematic view in longitudinal section of a reinforcement by the underside of a beam 1 by a T-shaped element 3 according to the invention.

La figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 3. FIG. 4 is a cross-sectional view along line II-II of FIG. 3.

La figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 3. Figure 5 is a cross-sectional view along line III-III of Figure 3.

Dans le cas d'un renforcement par la face inférieure tel qu'illustré aux figures 3 à 5, l'avantage en termes de résistance à la déformation de la poutre, est moins important que dans le cas d'un remplacement par la face supérieure. En effet, la longueur de la jambe 4 de l'élément en T 3 doit rester réduite pour respecter autant que possible la hauteur sous plafond initiale, la barre horizontale 5 de l'élément devant au minimum etre appliquée contre la poutre au niveau de la flèche de la partie 1 (figure 5L
Pour compenser cette perte on peut prévoir d'augmenter la section de l'élément de renforcement 3, ou au moins de sa jambe 4.In the case of reinforcement by the lower face as illustrated in FIGS. 3 to 5, the advantage in terms of resistance to deformation of the beam is less important than in the case of replacement by the upper face . Indeed, the length of the leg 4 of the T-shaped element 3 must remain reduced in order to respect as much as possible the initial ceiling height, the horizontal bar 5 of the element having to be applied at least against the beam at the level of the arrow of part 1 (figure 5L
To compensate for this loss, provision may be made to increase the section of the reinforcing element 3, or at least of its leg 4.

Dans cette solution de renforcement par la face inférieure, on obtient en tout cas un rattrapage de l'horizontalité du plafond, comme il est requis dans les bâtiments en rénovation. In this solution of reinforcement by the lower face, one obtains in any case a catching up of the horizontality of the ceiling, as it is required in buildings under renovation.

Dans tous les cas, aussi bien dans l'hypothèse d'un renforcement par le dessus que par le dessous de la poutre, il ne sera pas nécessaire que l'élément de renforcement s'étende sur toute la longueur de la poutre, ce qui évite d'avoir à encastrer les extrémités de l'élément de renforcement 3 dans la maçonnerie. In all cases, both in the case of reinforcement from above and from below the beam, it will not be necessary for the reinforcement element to extend over the entire length of the beam, which avoids having to embed the ends of the reinforcing element 3 in the masonry.

Cela ne sera indispensable que lorsque le bois de la poutre sera détérioré au niveau de son scellement. This will only be essential when the beam wood has deteriorated in terms of its sealing.

Claims

REVENDICATZONCLAIM

1. Procédé de renforcement d'un élément en bois consistant à creuser des cavités sensiblement rectilignes dans les zones à renforcer, à introduire dans ces cavités des plaques de renforcement, et à remplir ces cavités garnies de plaques d'un produit durcissable à base de résine qui solidarise les plaques à l'élément renforcé, caractérisé en ce que l'on utilise au lieu de plaques de renforcement des éléments de profilés en T (3), la jambe (4) du T étant destinée à être incluse au moins partiellement dans la cavité (2) pratiquée dans la poutre G) à restaurer. 1. A method of reinforcing a wooden element consisting of digging substantially rectilinear cavities in the areas to be reinforced, of introducing reinforcement plates into these cavities, and of filling these cavities filled with plates with a hardenable product based on resin which secures the plates to the reinforced element, characterized in that T-profile elements (3) are used instead of reinforcement plates, the leg (4) of the T being intended to be included at least partially in the cavity (2) formed in the beam G) to be restored.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de renforcement en T (3) est introduit dans une cavité (2) pratiquée sur la face supérieure de la poutre G). 2. Method according to claim 1, characterized in that the T-shaped reinforcing element (3) is introduced into a cavity (2) formed on the upper face of the beam G).

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de renforcement en T (3) est introduit dans une cavité (2) pratiquée sur la face inférieure de la poutre (1). 3. Method according to claim 1, characterized in that the T-shaped reinforcing element (3) is introduced into a cavity (2) formed on the underside of the beam (1).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la jambe (4) de l'élément de renforcement (3) est de section plus grande que celle de sa barre horizontale (5). 4. Method according to claim 3, characterized in that the leg (4) of the reinforcing element (3) is of larger section than that of its horizontal bar (5).