FR2736662A1 - Anti-seismic building foundation using recycled waste materials - Google Patents

Abstract

The foundation is formed by a supporting slab (1) of relatively large thickness formed of a shock-resistant material and having rounded lower edges (6). A series of shock-absorbing anchor pins (2) are embedded in the ground surface to support the slab on their upper surfaces via intermediate ball bearings (8) made of composite recycled material. The slab is more than 1.2 metres thick and formed of a composite material including a high proportion of scrap metal. The anchor pins are formed of plastics material, e.g. recycled waste plastics. The building structure is supported on top of the slab via further ball bearings (3) formed of elastomeric material or stainless steel.

Description

FONDATIONS ANTI-SISMIQUES POUR BATIMENTS
La présente invention a pour objet des fondations antisismiques pour bâtiments.ANTI-SEISMIC FOUNDATIONS FOR BUILDINGS
The present invention relates to earthquake-resistant foundations for buildings.

Elles sont destinées à permettre la réalisation de constructions répondant aux réglementations anti-sismiques en vigueur dans les régions présentant des risques de secousses telluriques, et s'applique en particulier aux constructions à usage d'habitation à un ou deux niveaux. They are intended to allow the construction of constructions meeting the anti-seismic regulations in force in the regions presenting risks of earthquakes, and applies in particular to constructions for residential use on one or two levels.

Les procédés anti-sismiques mis en oeuvre à ce jour sont le plus souvent basés sur l'utilisation d'éléments élastiques ou glissants interposés entre l'ossature et les fondations et permettant des déplacements du bâtiment par rapport au sol. Ces procédés, outre qu'ils ne permettent en général d'absorber que des secousses limitées en amplitude et en durée, s'avèrent très peu efficaces pour des constructions légères telles que des maisons individuelles, très courantes dans beaucoup de régions à forte activité sismique. The anti-seismic processes implemented to date are most often based on the use of elastic or sliding elements interposed between the framework and the foundations and allowing movement of the building relative to the ground. These methods, in addition to generally only absorbing tremors limited in amplitude and in duration, prove to be very ineffective for light constructions such as individual houses, very common in many regions with high seismic activity. .

Le système anti-sismique décrit dans le brevet NO FR 2 691 740 utilise deux dalles flottantes superposées en béton armé coulé dans des bacs en plastique jouant le rôle de coffrages perdus, la dalle inférieure reposant sur des amortisseurs-équilibreurs hémisphériques ancrés dans le sol et équipés de roulements à billes à axe vertical en partie supérieure, la dalle supérieure reposant sur la dalle inférieure par l'intermédiaire de rouleaux, le bâtiment étant par ailleurs pourvu de parois de façade doubles, la paroi extérieure étant solidaire de la dalle inférieure, et la paroi intérieure étant portée par la dalle supérieure, et reposant à sa périphérie haute sur la paroi extérieure par l'intermédiaire de dispositifs de désolidarisation à rouleaux métalliques. The anti-seismic system described in patent NO FR 2 691 740 uses two superimposed floating slabs of reinforced concrete poured into plastic tanks playing the role of lost formwork, the lower slab resting on hemispherical damper-balancers anchored in the ground and fitted with vertical axis ball bearings in the upper part, the upper slab resting on the lower slab by means of rollers, the building being moreover provided with double front walls, the external wall being integral with the lower slab, and the inner wall being carried by the upper slab, and resting at its upper periphery on the outer wall by means of separation devices with metal rollers.

Ce système, destiné essentiellement aux constructions légères grève lourdement le coût de réalisation en raison de sa complexité, du prix des matériaux utilisés et du temps nécessaire à sa mise en oeuvre. This system, mainly intended for light constructions, puts a heavy burden on the cost of production because of its complexity, the price of the materials used and the time necessary for its implementation.

Le dispositif suivant la présente invention, qui consiste en un perfectionnement du brevet précité, a pour but de remédier à ces inconvénients. Il permet la réalisation, avec des moyens de chantier relativement simples et à un prix compétitif, de constructions absorbant les secousses telluriques de faible amplitude et de fréquence relativement élevée, et résistant parfaitement aux séismes importants. The device according to the present invention, which consists of an improvement of the aforementioned patent, aims to remedy these drawbacks. It allows the realization, with relatively simple site means and at a competitive price, of constructions absorbing earthquakes of low amplitude and relatively high frequency, and perfectly resistant to large earthquakes.

Il consiste en une dalle de forte épaisseur, supérieure à 1,2 mètre, réalisée avec des matériaux de récupération, et dans laquelle sont encastrées des quilles ancrées dans le sol pourvues à leur partie hautes de billes destinées à supporter ladite dalle, cette dernière portant la construction proprement dite par l'intermédiaire de boules en matériau composite chargé de déchets. It consists of a very thick slab, greater than 1.2 meters, made with recycled materials, and in which are embedded skittles anchored in the ground provided at their upper part with balls intended to support said slab, the latter bearing the actual construction by means of balls of composite material loaded with waste.

Sur le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention:
la figure 1 est une coupe schématique verticale partielle d'un bâtiment comportant des fondations conformes à l'invention, montrant les différents éléments constitutifs,
Une construction réalisée suivant la présente invention est constituée d'une structure flottante portée par un système de fondations à double fonction consistant d'une part en une dalle support 1, de forte épaisseur, déterminée pour absorber les faibles secousses et les vibrations, comportant des quilles amortisseuses 2 encastrées et ancrées dans le sol et, d'autre part, en une série de boules 3 portées par ladite dalle support et sur lesquelles repose la dalle inférieure 4 de la construction 5 proprement dite et permettant à cette dernière de subir sans dommage des secousses de forte amplitude, grâce à la possibilité de déplacements latéraux importants.In the appended drawing, given by way of nonlimiting example of one of the embodiments of the subject of the invention:
FIG. 1 is a partial vertical schematic section of a building comprising foundations in accordance with the invention, showing the various constituent elements,
A construction produced according to the present invention consists of a floating structure carried by a dual-function foundation system consisting on the one hand of a support slab 1, of great thickness, determined to absorb weak tremors and vibrations, comprising shock absorbing skittles 2 embedded and anchored in the ground and, on the other hand, in a series of balls 3 carried by said support slab and on which rests the lower slab 4 of the construction 5 proper and allowing the latter to suffer without damage tremors of high amplitude, thanks to the possibility of significant lateral displacements.

La dalle support 1, d'une épaisseur supérieure à 1,2 mètre, est disposée à fond de fouille. Elle est réalisée à partir de matériaux de récupération comportant une forte proportion de ferraille et un liant approprié, et est caractérisée par des arêtes périphériques inférieures 6 arrondies. The support slab 1, with a thickness greater than 1.2 meters, is disposed at the bottom of the excavation. It is made from recovered materials comprising a high proportion of scrap and an appropriate binder, and is characterized by rounded lower peripheral edges 6.

Les quilles amortisseuses 2 sont réalisés en matière plastique de récupération fabriquée à partir de déchets industriels et commerciaux. Elles sont logées dans des alvéoles 7 à concavité dirigée vers le bas prévues dans la dalle support 1, et comportent à leur partie supérieure des billes 8 pouvant se déplacer dans des chemins de roulement 9 creux horizontaux, disposés sur le dessus des quilles amortisseuses ainsi qu'au fond des alvéoles 7, et dont la section est calculée pour former une courbe de ralentissement et limiter le déplacement des billes. Ces dernières peuvent avoir plusieurs diamètres différents pour une même construction. Leur calibre, ainsi que leurs caractéristiques physiques seront déterminés en fonction de la taille et du poids du bâtiment, de la situation du chantier et du résultat à atteindre.Une solution avantageuse consiste à utiliser des billes en matériau composite chargé de déchets recyclés disposés entre des billes en acier de plus faible diamètre. The shock absorbing pins 2 are made of recycled plastic made from industrial and commercial waste. They are housed in cells 7 with a concavity directed downwards provided in the support slab 1, and have at their upper part balls 8 which can move in horizontal hollow raceways 9, arranged on top of the damping keels as well as 'at the bottom of the cells 7, and whose section is calculated to form a slowdown curve and limit the movement of the balls. These can have several different diameters for the same construction. Their size, as well as their physical characteristics will be determined according to the size and weight of the building, the site situation and the result to be achieved. An advantageous solution is to use composite material balls loaded with recycled waste placed between smaller diameter steel balls.

Les boules 3 situées entre la dalle support 1 et la construction 5 pourront être en acier inoxydable pour des bâtiments relativement lourds mais seront de préférence fabriquées en élastomère chargé également de déchets recyclés. The balls 3 located between the support slab 1 and the construction 5 may be made of stainless steel for relatively heavy buildings but will preferably be made of an elastomer also loaded with recycled waste.

Le système décrit ci-avant s'applique aussi bien aux constructions classiques qu'aux réalisations du type comportant une double paroi extérieure avec le mur intérieur 10 équipée à sa partie supérieure d'un talon armé 11 portant sur le mur extérieur 12 dont il est désolidarisé grâce à un rouleau métallique 13, par exemple. Dans ce cas, la dalle support 1 comporte un relevé périphérique destiné à porter le mur extérieur 12. The system described above applies both to conventional constructions and to embodiments of the type comprising a double external wall with the internal wall 10 equipped at its upper part with a reinforced heel 11 bearing on the external wall 12 of which it is separated by a metal roller 13, for example. In this case, the support slab 1 comprises a peripheral reading intended to carry the exterior wall 12.

Grâce à sa son faible coût de réalisation dû à l'utilisation systématique de matériaux de récupération, et à sa capacité de filtrer les faibles secousses tout en assurant une bonne résistance aux séismes importants, le système qui vient d'être décrit se prête particulièrement bien à la réalisation d'ensembles de logements individuels dans toutes les régions présentant des risques sismiques. Thanks to its low production cost due to the systematic use of recovery materials, and to its capacity to filter weak shakes while ensuring good resistance to large earthquakes, the system which has just been described is particularly well suited the creation of individual housing projects in all regions presenting earthquake risks.

Le positionnement des divers éléments constitutifs donnent à ce procédé un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été obtenus à ce jour par des procédés similaires.  The positioning of the various constituent elements gives this process a maximum of useful effects which had not been obtained to date by similar processes.

Claims (5)

REVENDICATIONS 10. Fondations antisismiques pour bâtiments permettant la réalisation de constructions répondant aux réglementations anti-sismiques, en particulier dans les régions soumises à de fréquentes secousses telluriques, 10. Earthquake-resistant foundations for buildings allowing the construction of constructions meeting earthquake-resistant regulations, in particular in regions subject to frequent earthquakes, caractérisées par la combinaison d'une dalle support (1) de forte épaisseur, réalisée en matériaux de récupération et comportant des arêtes périphériques inférieures (6) arrondies ainsi que des quilles amortisseuses (2) encastrées et ancrées dans le sol, disposées en fond de fouille et portant la dalle inférieure (4) de la construction (5) proprement dite par l'intermédiaire de boules (3) permettant au bâtiment de subir sans dommage des secousses de forte amplitude, grâce à la possibilité de déplacements latéraux importants, la dalle support (1) étant déterminée pour absorber les faibles secousses et les vibrations. characterized by the combination of a very thick support slab (1) made of recycled materials and comprising rounded lower peripheral edges (6) as well as shock absorbing keels (2) embedded and anchored in the ground, arranged at the bottom of excavation and carrying the lower slab (4) of the construction (5) proper by means of balls (3) allowing the building to undergo without shaking of large amplitude, thanks to the possibility of significant lateral displacements, the slab support (1) being determined to absorb weak jolts and vibrations. 20. Fondations suivant la revendication 1, se caractérisant par le fait que la dalle support (1) a une épaisseur supérieure à 1,2 mètre. 20. Foundations according to claim 1, characterized in that the support slab (1) has a thickness greater than 1.2 meters. 30. Fondations suivant l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la dalle support comporte une forte proportion de ferraille. 30. Foundations according to any one of the preceding claims, characterized in that the support slab comprises a high proportion of scrap. 40. Fondations suivant l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les quilles amortisseuses (2) sont réalisées en matière plastique de récupération fabriquées à partir de déchets industriels et commerciaux.  40. Foundations according to any one of the preceding claims, characterized in that the damping skittles (2) are made of recycled plastic made from industrial and commercial waste. 50. Fondations suivant l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les quilles amortisseuses (2) sont logées dans des alvéoles (7) à concavité dirigée vers le bas ménagées dans la dalle support 1, et comportent à leur partie supérieure des billes (8) pouvant se déplacer dans des chemins de roulement (9) creux horizontaux, disposés sur le dessus desdites quilles amortisseuses ainsi qu'au fond desdites alvéoles (7), et dont la section est calculée pour former une courbe de ralentissement et limiter le déplacement des billes. 50. Foundations according to any one of the preceding claims, characterized in that the damping pins (2) are housed in recesses (7) with concavity directed downwards formed in the support slab 1, and comprise at their part upper of the balls (8) which can move in horizontal hollow raceways (9), arranged on top of said damping pins as well as at the bottom of said cells (7), and whose section is calculated to form a deceleration curve and limit the movement of the balls. 60. Fondations suivant la revendication 5, se caractérisant par le fait que des billes (8) en matériau composite chargé de déchets recyclés sont disposés entre des billes (8) en acier de plus faible diamètre. 60. Foundations according to claim 5, characterized in that the balls (8) of composite material loaded with recycled waste are disposed between balls (8) of smaller diameter steel. 70. Fondations suivant l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les boules (3) situées entre la dalle support (1) et la construction (5) sont fabriquées en élastomère chargé de déchets recyclés. 70. Foundations according to any one of the preceding claims, characterized in that the balls (3) located between the support slab (1) and the construction (5) are made of elastomer loaded with recycled waste. 80. Fondations suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, se caractérisant par le fait que les boules (3) situées entre la dalle support (1) et la construction (5) sont fabriquées en acier inoxydable.  80. Foundations according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the balls (3) located between the support slab (1) and the construction (5) are made of stainless steel.