FR2689919A1 - Method of making concrete structures and metal structures for its implementation. - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un procédé de réalisation d'ouvrages en béton et se rapporte également à des structures métalliques constituées de façon particulière permettant la mise en oeuvre du procédé. The subject of the invention is a method for producing concrete structures and also relates to metallic structures formed in a particular way allowing the implementation of the method.
Le procédé de réalisation d'ouvrages en béton de l'invention est du type comportant une structure métallique formant ossature sur laquelle est construit l'ouvrage par coulage ou projection de béton frais sur elle. The process for producing concrete structures of the invention is of the type comprising a metal structure forming a framework on which the structure is constructed by pouring or spraying fresh concrete onto it.
On connaît effectivement de tels procédés de construction permettant de réaliser par exemple des bâtiments tels que des maisons individuelles ou des piscines. Such construction methods are actually known which make it possible, for example, to construct buildings such as individual houses or swimming pools.
La technique généralement utilisée fait appel à un canon à béton qui projette sur la structure métallique le béton qui s'y accroche. The technique generally used calls for a concrete cannon which projects onto the metal structure the concrete which clings to it.
Mais la mise en oeuvre de ce procédé est relativement délicate, nécessitant une face arrière de coffrage derrière la structure métallique et un parfait dosage du béton projeté sur la structure pour que celui-ci s'y accroche sans avoir trop tendance à couler. However, the implementation of this process is relatively delicate, requiring a rear formwork face behind the metal structure and a perfect dosage of the concrete sprayed onto the structure so that it clings to it without having too much tendency to flow.
L'inconvénient du procédé est en fait qu'il requiert une haute technicité et peut conduire à des déboires s'il n'est pas mis en oeuvre de façon très rigoureuse. The disadvantage of the process is in fact that it requires high technicality and can lead to setbacks if it is not implemented very rigorously.
En outre, compte tenu des structures métalliques existant dans le commerce, le procédé manque de souplesse et d'adaptabilité. In addition, taking into account the metallic structures existing on the market, the process lacks flexibility and adaptability.
L'invention a pour objet de résoudre ces difficultés. The object of the invention is to solve these difficulties.
A cet effet, le procédé de l'invention du type général ci-dessus mentionné se caractérise par les étapes successives suivantes
- on déploie sur le lieu d'implantation de la construction une structure formée d'un panneau métallique ajouré, ondulé qui suit sensiblement le volume de la construction à réaliser,
- on rigidifie cette structure dans la conformation qu'on lui a donnée au moyen d'armatures métalliques convenablement orientées traversant les ajours de la structure ondulée,
- on applique et fixe sur les deux faces opposées de l'onde de la structure deux lattis ou grillages à mailles relativement fines,
- on coule du béton dans le volume de la structure et de ses armatures entre les deux surfaces des lattis.To this end, the method of the invention of the general type mentioned above is characterized by the following successive steps
- a structure is formed at the place of construction of the construction, formed by an openwork, corrugated metal panel which substantially follows the volume of the construction to be carried out,
- this structure is stiffened in the conformation that it has been given by means of suitably oriented metal reinforcements crossing the openings of the corrugated structure,
- two lattices or meshes with relatively fine meshes are applied and fixed on the two opposite faces of the wave of the structure,
- Concrete is poured into the volume of the structure and its reinforcements between the two lath surfaces.
On comprend que lorsque l'on procède de cette manière, on peut, grâce à la structure ondulée du panneau métallique de base, faire suivre à cette structure n'importe quelle courbe voulue dans l'espace : par exemple, la courbe quelconque d'une paroi de piscine paysagère, la courbe quelconque du volume intérieur ou extérieur d'un bâtiment, toute paroi plane et tout angle de bâtiment, etc... We understand that when we proceed in this way, we can, thanks to the corrugated structure of the basic metal panel, make this structure follow any desired curve in space: for example, any curve of a landscaped swimming pool wall, any curve in the interior or exterior volume of a building, any flat wall and any building angle, etc.
On conçoit également que cette structure parfaitement modulable et conformable peut être rigidifiée dans la conformation définitive qu'elle doit avoir par la mise en place simple d'armatures métalliques convenablement orientées qui vont traverser les ajours de la structure ondulée et se renforcer mutuellement. It is also understood that this perfectly modular and conformable structure can be stiffened in the final conformation that it must have by the simple installation of suitably oriented metal reinforcements which will cross the openings of the corrugated structure and reinforce each other.
On comprend enfin que par l'application sur les deux faces opposées le long de la structure des lattis ou grillages en mailles fines, il devient immédiatement facile d'appliquer le béton dans le volume de la structure, les deux surfaces des lattis de structures convenablement choisies permettant de maintenir en place le béton le temps de son séchage. It is finally understood that by applying on the two opposite faces along the structure of the laths or mesh in fine mesh, it becomes immediately easy to apply the concrete in the volume of the structure, the two surfaces of the laths of structures suitably chosen to keep the concrete in place while it dries.
Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, et dans une de ses applications, avant de couler le béton dans le volume de la structure et de ses armatures entre les deux surfaces des lattis, on applique sur les deux surfaces des lattis un mortier obturant de façon étanche ces surfaces et formant ultérieurement paroi de coffrage pour la coulée du béton. On fait notamment appel à cet expédient, lorsque l'on coule dans le volume de la structure et de ses armatures un béton lourd. According to another characteristic of the process of the invention, and in one of its applications, before pouring the concrete into the volume of the structure and its reinforcements between the two surfaces of the laths, a mortar is applied to the two surfaces of the laths sealing these surfaces and subsequently forming a formwork wall for pouring concrete. In particular, this expedient is used when heavy concrete is poured into the volume of the structure and its frames.
Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on coule ou projette le béton dans le volume de la structure et de ses armatures à travers l'un des lattis jusqu'à refus du béton à travers ce lattis. In another embodiment of the invention, the concrete is poured or projected into the volume of the structure and its reinforcements through one of the lattices until the concrete is rejected through this lattice.
Dans un autre mode de mise en oeuvre encore de l'invention, on utilise plusieurs panneaux métalliques ajourés, ondulés que l'on fait s'interpénétrer et que l'on verrouille en articulation les uns avec les autres. In yet another embodiment of the invention, several perforated, corrugated metal panels are used which are made to interpenetrate and which are locked in articulation with each other.
L'invention vise également des structures métalliques particulières adaptées pour la mise en oeuvre du procédé. The invention also relates to specific metal structures suitable for implementing the method.
L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnant uniquement à titre d'exemples quelques modes de mise en oeuvre. The invention and its implementation will appear more clearly with the aid of the description which follows, made with reference to the appended drawings, which give only by way of examples some modes of implementation.
Dans ces dessins
La figure 1 montre de façon schématique, en coupe transversale, la section d'un panneau métallique à structure ajourée, ondulée conforme à l'invention,
la figure 2 montre une vue de dessus d'une partie du panneau de la figure 1,
la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une poutrelle de renfort,
la figure 4 est une vue de côté de la poutrelle de la figure 3,
la figure 5 est une vue en perspective du détail agrandi entouré V de la figure 4,
la figure 6 montre une coupe d'une structure complète juste avant le coulage du béton dans son volume,
la figure 7 est une vue en plan de la structure de la figure 6 expliquant plus clairement le croisement de la structure en ondes et de ses poutrelles de renforcement,
la figure 8 montre schématiquement la construction d'un mur vertical en béton allégé à partir d'une structure telle que celle illustrée aux figures 6 et 7,
la figure 9 montre une autre structure métallique particulièrement adaptée pour la mise en oeuvre de la construction d'une paroi telle qu'une paroi de piscine,
la figure 10 montre à plus grande échelle et en perspective comment se fait l'interpénétration de deux ondes telles que mises en oeuvre à la figure 9 au niveau de leurs sommets,
la figure 11 est une vue en plan montrant le croisement en superposition des deux ondes de la figure 10.In these drawings
FIG. 1 schematically shows, in cross section, the section of a metallic panel with an openwork, corrugated structure according to the invention,
FIG. 2 shows a top view of part of the panel of FIG. 1,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a reinforcing beam,
FIG. 4 is a side view of the beam of FIG. 3,
FIG. 5 is a perspective view of the enlarged detail surrounded by V in FIG. 4,
FIG. 6 shows a section of a complete structure just before the concrete is poured into its volume,
FIG. 7 is a plan view of the structure of FIG. 6 explaining more clearly the crossing of the wave structure and its reinforcing beams,
FIG. 8 schematically shows the construction of a vertical wall in lightened concrete from a structure such as that illustrated in FIGS. 6 and 7,
FIG. 9 shows another metallic structure particularly suitable for implementing the construction of a wall such as a swimming pool wall,
FIG. 10 shows on a larger scale and in perspective how the interpenetration of two waves is carried out as implemented in FIG. 9 at their vertices,
FIG. 11 is a plan view showing the crossing in superposition of the two waves of FIG. 10.
En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on a montré la structure d'un panneau métallique ajouré, ondulé, parfaitement adapté à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Referring first to Figures 1 and 2, we have shown the structure of a perforated metal panel, corrugated, perfectly suited to the implementation of the method of the invention.
Avantageusement, le panneau métallique en question sera constitué en acier galvanisé, par exemple en tôle d'épaisseur 15/10sème de millimètre perforée de losanges, de grande diagonale environ 11 centimètres, petite diagonale environ 5 centimètres et largeur des barettes de jonction des losanges telle que référencée e à la figure 7 : environ 4 millimètres. Advantageously, the metal panel in question will be made of galvanized steel, for example sheet metal 15 / 10sth of a millimeter thick perforated with diamonds, with a large diagonal about 11 centimeters, a small diagonal about 5 centimeters and the width of the junction bars of the diamonds such as referenced e in FIG. 7: approximately 4 millimeters.
A partir d'un tel panneau initialement plan, on forme un panneau ondulé tel qu'il apparaît plus clairement à la figure 1, en pliant le panneau régulièrement selon les lignes de noeuds des losanges, tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre pour former les lignes de sommets s, s' des ondes. From such an initially flat panel, a corrugated panel is formed as it appears more clearly in FIG. 1, by folding the panel regularly along the lines of knots of the diamonds, sometimes in one direction, sometimes in the other. to form the vertex lines s, s' waves.
On trouve ainsi une demi-onde descendante 2 à laquelle succède une demi-onde montante 3 ; on a différencié sur la figure 2 les demi-ondes montantes en traits noirs des demi-ondes descendantes en traits grisés. There is thus a falling half-wave 2 followed by a rising half-wave 3; in FIG. 2, the rising half-waves in black lines have been distinguished from the falling half-waves in gray lines.
La hauteur de l'onde peut être dans l'exemple envisagé de 8 centimètres (référencée h à la figure 1), tandis que la longueur d'onde peut être par exemple de 16 centimètres référencée 1 à la même figure. The height of the wave can be in the envisaged example of 8 centimeters (referenced h in FIG. 1), while the wavelength can be for example of 16 centimeters referenced 1 in the same figure.
Bien évidemment, les dimensions ci-dessus indiquées ne le sont qu'à titre d'exemple et peuvent être considérablement modifiées selon la nature de l'ouvrage que l'on veut réaliser. Obviously, the dimensions indicated above are only by way of example and can be considerably modified according to the nature of the work that one wants to achieve.
On fera maintenant référence aux figures 3 à 7 dans lesquelles on a montré comment l'on pouvait renforcer une telle structure ajourée, ondulée, au moyen de poutrelles de renforcement. Reference will now be made to FIGS. 3 to 7 in which it has been shown how one could reinforce such an openwork, corrugated structure, by means of reinforcement beams.
En faisant tout d'abord référence aux figures 3 à 5, on a illustré dans ces figures une poutrelle de renforcement constituée en fil d'acier galvanisé, mécanosoudé. Referring first to Figures 3 to 5, there is illustrated in these figures a reinforcing beam made of galvanized steel wire, mechanically welded.
De façon plus précise, chaque poutrelle 4 est constituée par un fil métallique ondulé, central 5 (plié en V successifs inversés) sur chaque face duquel fil sont soudés deux autres fils métalliques rectilignes respectivement 6, 7, 8, 9 au voisinage des sommets opposés des ondes, la jonction par soudure apparaissant plus clairement à la figure 5. More precisely, each beam 4 is constituted by a corrugated, central metal wire 5 (folded in successive inverted V) on each face of which wire are welded two other rectilinear metal wires respectively 6, 7, 8, 9 in the vicinity of the opposite vertices waves, the weld junction appearing more clearly in Figure 5.
En se référant aux figures 6 et 7, on voit que pour armer le panneau ondulé, métallique de base 1, on a utilisé une poutrelle de renforcement telle que 4, que l'on a introduite dans les ajours en losanges du panneau ondulé 1, parallèlement à la direction longitudinale x', x de l'onde, et d'autres poutrelles 4' dirigées orthogonalement aux poutrelles 4 et venant sous une ligne de sommets s de l'onde. Referring to FIGS. 6 and 7, it can be seen that to reinforce the corrugated panel, basic metal 1, a reinforcing beam such as 4 was used, which was introduced into the diamond-shaped openings of the corrugated panel 1, parallel to the longitudinal direction x ', x of the wave, and other beams 4' directed orthogonally to the beams 4 and coming under a line of vertices s of the wave.
De façon plus précise, dans l'exemple illustré, on mettra d'abord en place les poutrelles de renforcement 4' sous les lignes de sommets s, et l'on introduira ensuite orthogonalement dans les ajours du panneau 1 et à l'intérieur des poutres creuses 4' les poutres 4 de dimensions un peu moins grandes. More specifically, in the example illustrated, we will first set up the reinforcement beams 4 'under the vertex lines s, and then we will introduce orthogonally into the openings of the panel 1 and inside the hollow beams 4 'the beams 4 of slightly smaller dimensions.
La structure ainsi constituée est alors complétée, comme il apparaît plus clairement à la figure 6, par la mise en place sur chaque face de la structure, c'est-à-dire sur les deux faces opposées de l'onde, à savoir respectivement les sommets s et les sommets s', de lattis ou grillages à mailles relativement fines avantageusement en tôle d'acier galvanisé référencé respectivement 10 et 11. The structure thus formed is then completed, as it appears more clearly in FIG. 6, by the positioning on each face of the structure, that is to say on the two opposite faces of the wave, namely respectively the tops s and the tops s', of lathing or mesh with relatively fine meshes advantageously made of galvanized steel sheet referenced respectively 10 and 11.
Ces grillages peuvent être fixés notamment par agrafage. These grids can be fixed in particular by stapling.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 6, on vient appliquer sur les deux grillages 10, 11 une couche de mortier 12, 13 qui, après séchage, pourra constituer le coffrage pour la coulée dans le volume 14 de la structure, par exemple d'un béton lourd. In the embodiment illustrated in FIG. 6, a layer of mortar 12, 13 is applied to the two grids 10, 11 which, after drying, may constitute the formwork for pouring into the volume 14 of the structure, for example heavy concrete.
Si, au lieu d'une structure rectiligne, telle qu'illustrée à la figure 6, on veut obtenir une structure non rectiligne, il suffira de conformer convenablement les poutres telles que 4 de renfort, par exemple en les découpant localement pour permettre à la structure, d'épouser n'importe quelle courbe. If, instead of a rectilinear structure, as illustrated in FIG. 6, we want to obtain a non-rectilinear structure, it will suffice to properly conform the beams such as 4 of reinforcement, for example by cutting them locally to allow the structure, to marry any curve.
En faisant référence à la figure 8, on a illustré l'utilisation d'une structure telle que celle décrite aux figures 6 et 7, pour à la construction d'un mur en béton allégé. Referring to Figure 8, we illustrated the use of a structure such as that described in Figures 6 and 7, for the construction of a light concrete wall.
Dans ce cas, la structure, référencée 15 dans son ensemble est érigée verticalement sur son embase 16. In this case, the structure, referenced 15 as a whole, is erected vertically on its base 16.
On y retrouve le panneau de base 1 à structure ondulée, ajourée avec une armature telle que 4 et les fins grillages formant peau extérieure de la structure tels que 10 et 11. We find the base panel 1 with a wavy structure, perforated with a frame such as 4 and the fine mesh forming the outer skin of the structure such as 10 and 11.
En 17, on a montré schématiquement quelques points d'agrafage des grillages aux sommets des ondes du panneau 1 sur des lignes des sommets ou crêtes de ces panneaux. In 17, we have shown schematically some stapling points of the grids at the vertices of the waves of panel 1 on lines of the tops or crests of these panels.
Le panneau peut comprendre avantageusement d'autres structures de renforcement orthogonales aux armatures 4 (non représentées). The panel may advantageously include other reinforcement structures orthogonal to the frames 4 (not shown).
Pour la constitution du mur en béton allégé, il suffit, à partir d'une installation schématisée en 18, d'injecter le béton allégé à l'intérieur du volume 14 de la structure directement à travers le grillage 11 par la manche 27 que l'on déplace contre le lattis 11. For the construction of the lightened concrete wall, it suffices, from an installation shown diagrammatically at 18, to inject the lightened concrete inside the volume 14 of the structure directly through the mesh 11 by the sleeve 27 that the 'we move against the lath 11.
Avantageusement, le grillage 11 aura une structure plus ajourée que celle du grillage 10. Advantageously, the mesh 11 will have a more openwork structure than that of the mesh 10.
Pour construire le mur, il suffit d'injecter le béton à travers le lattis 11 jusqu'à refus du béton à travers ce lattis. To build the wall, simply inject the concrete through the lath 11 until the concrete refuses through this lath.
On fera maintenant référence à la figure 9 dans laquelle on a illustré une autre application de l'invention. Reference will now be made to FIG. 9 in which another application of the invention has been illustrated.
Dans cette application, on utilise deux panneaux métalliques ajourés tels que le panneau 1 respectivement référencés 1 et 1' et on fait s'interpénétrer ces deux panneaux au niveau des sommets de leurs ondes telles que s, s' par un décalage d'une demi-longueur d'onde parallèlement à la direction de l'ondulation. In this application, two perforated metal panels are used such as panel 1 respectively referenced 1 and 1 'and these two panels are interpenetrated at the peaks of their waves such as s, s by an offset of one half wavelength parallel to the direction of the ripple.
La manière dont les panneaux s'interpénètrent apparait plus clairement des figures de détails 10 et 11. The way the panels interpenetrate is more clearly seen in the detail figures 10 and 11.
On comprend que dans l'espace compris entre les sommets voisins de deux ondes qui s'interpénètrent tels que s, s', espace référencé 19 à la figure 9, il est possible d'introduire une armature tel qu'un fer à béton 20 qui va venir à la fois renforcer la structure et verrouiller les deux armatures l'une sur l'autre. We understand that in the space between the vertices close to two waves that interpenetrate such that s, s', space referenced 19 in Figure 9, it is possible to introduce a frame such as a concrete iron 20 which will both strengthen the structure and lock the two frames on top of each other.
Les armatures bien que verrouillées s'articulent cependant autour de ces armatures 20 de verrouillage, ce qui permet à la structure composite d'épouser n'importe quelle forme voulue, par exemple la forme d'une paroi courbe que l'on voudrait donner à une piscine. The frames although locked are articulated around these locking frames 20, which allows the composite structure to match any desired shape, for example the shape of a curved wall that we would like to give to swimming pool.
Bien entendu, il est ensuite facile de renforcer l'armature, également dans le plan horizontal par la mise en place de fers à béton tels que 21 suivant la courbure de la paroi, lesquels fers 21 traversent les ajours des panneaux ondulés. La structure peut encore être renforcée par la mise en place, comme indiqué en 28, d'aciers de blocage, aux creux de sommets tels que s", verrouillés par le fer 21. Of course, it is then easy to reinforce the reinforcement, also in the horizontal plane by the placement of concrete irons such as 21 along the curvature of the wall, which irons 21 pass through the openings of the corrugated panels. The structure can be further reinforced by the installation, as indicated in 28, of blocking steels, at the hollow of vertices such as s ", locked by the iron 21.
Comme dans les exemples précédents, sur la structure ainsi construite, on vient agrafer sur les deux parois extrêmes un grillage fin 22, 23. As in the previous examples, on the structure thus constructed, a fine mesh 22, 23 is stapled on the two end walls.
Si la paroi doit être coulée en béton allégé, le béton allégé peut être directement injecté dans le volume 24 compris entre les deux surfaces 22, 23. If the wall is to be poured in light concrete, the light concrete can be directly injected into the volume 24 between the two surfaces 22, 23.
Si la coulée doit être effectuée en béton lourd, on vient au préalable appliquer sur les grillages formant face d'extrémité 22, 23 une couche de mortier 25, 26 qui après séchage formera coffrage pour le moulage du béton lourd dans le volume 24 de la structure. If the casting is to be carried out in heavy concrete, a layer of mortar 25, 26 is first applied to the grids forming the end face 22, 23 which, after drying, will form formwork for molding the heavy concrete in the volume 24 of the structure.
I1 apparaît qu'une structure du type décrite à la figure 9 et constituée de deux ondes, verrouillées l'une sur l'autre, pourrait très bien éventuellement recevoir une troisième, voire une quatrième onde en succession, se verrouillant les unes les autres. It appears that a structure of the type described in FIG. 9 and made up of two waves, locked one on the other, could very well possibly receive a third or even a fourth wave in succession, locking each other.
I1 est ainsi possible de constituer à partir d'une même structure de base des parois de toute épaisseur voulue l'épaisseur de la paroi étant sensiblement égale à la hauteur h de l'onde (figure 1) ou à un multiple de cette hauteur (figure 9) dans le cas où plus plusieurs ondes superposées verrouillées et articulées entre elles sont utilisées dont la hauteur est sensiblement égale à une fraction de l'épaisseur de la paroi. It is thus possible to constitute, from the same basic structure, walls of any desired thickness, the thickness of the wall being substantially equal to the height h of the wave (FIG. 1) or to a multiple of this height ( Figure 9) in the case where more than one superimposed waves locked and articulated between them are used whose height is substantially equal to a fraction of the thickness of the wall.
Parmi les nombreux avantages de l'invention, on citera la souplesse d'emploi du procédé, son application à tout type de construction, et la possibilité de faire emploi selon l'invention du type de béton le plus approprié, lourd, léger, isolant thermique ou phonique, etc... Among the many advantages of the invention, mention will be made of the flexibility of use of the process, its application to any type of construction, and the possibility of making use, according to the invention, of the most suitable type of concrete, heavy, light, insulating. thermal or phonic, etc ...
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