FR2607846A3 - Tension or compression bar for connecting two construction elements - Google Patents
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Abstract
Description
Barre de traction ou de compression pour
relier deux éléments de construction
L'invention concerne une barre de traction ou de com pression en acier sujet à la corrosion pour relier deux éléments en béton ou un élément de béton et une paroi de rocher à travers la zone de séparation qui est située entre eux.Pull or compression bar for
connect two building elements
The invention relates to a steel traction or compression bar subject to corrosion for connecting two concrete elements or a concrete element and a rock wall through the separation zone which is situated between them.
La liaison å réaliser sur place entre deux éléments en béton à travers une zone de réparation qui est par exemple un joint de dilatation ou un joint d'isolation thermique rempli d'un matériau isolant, place le constructeur ou le spécialiste de la statique devant un problème relativement complexe. I1 doit prendre en considération la résistance mécanique, et il a la possibilité de faire varier, soit le nombre de barres par unité de longueur, soit le diamètre des barres. The connection to be made on site between two concrete elements through a repair zone which is for example an expansion joint or a thermal insulation joint filled with an insulating material, places the builder or the specialist in statics before a relatively complex problem. It must take mechanical resistance into account, and it has the possibility of varying either the number of bars per unit of length, or the diameter of the bars.
Il est toutefois limité dans son choix à ce sujet. He is however limited in his choice on this subject.
L'épaisseur des barres impose les rayons de courbure qui sont néanmoins limités par l'épaisseur des éléments en béton. En outre, il doit consacrer son attention au choix des matériaux. S'il emploie l'acier de construction vendu dans le commerce, il doit le protéger contre la corrosion dans la zone de séparation. Ceci peut avoir lieu grâce à un traitement superficiel approprié. Toutefois, il peut égale- ment utiliser l'acier inoxydable qui, de nos jours, est déjà employé dans la construction. Mais la, finalement, il doit également prendre le coût en considération, car l'acier inoxydable est aujourd'hui 4 à 5 fois plus cher que l'acier de construction habituel.The thickness of the bars imposes the radii of curvature which are nevertheless limited by the thickness of the concrete elements. In addition, he must devote his attention to the choice of materials. If it uses commercially available structural steel, it must protect it against corrosion in the separation zone. This can take place through appropriate surface treatment. However, it can also use stainless steel which, today, is already used in construction. But finally, it must also take the cost into consideration, because stainless steel is today 4 to 5 times more expensive than usual structural steel.
Le but de la présente invention est de créer une barre de traction ou de compression du genre spécifié ciavant qui soit protégée contre la corrosion dans la zone critique de séparation entre deux éléments en béton, qui présente une résistance mécanique élevée et qui soit économique. The object of the present invention is to create a tension or compression bar of the kind specified above which is protected against corrosion in the critical zone of separation between two concrete elements, which has a high mechanical resistance and which is economical.
Ce but multiple est atteint selon la présente invention grâce au fait que la barre, dans la zone de séparation qui se trouve entre les deux éléments à relier, est rendue résistante à la corrosion par un manchon qui l'entou- re à distance et que l'espace entre ce manchon et la barre est rempli par une masse durcissable qui peut être coulée. This multiple object is achieved according to the present invention thanks to the fact that the bar, in the separation zone which is located between the two elements to be connected, is made resistant to corrosion by a sleeve which surrounds it at a distance and that the space between this sleeve and the bar is filled with a hardenable mass which can be poured.
De préférence, la masse durcissable spécifiée ciavant est constituée par un mortier additionné de matière plastique ou par une résine synthétique, cependant que le manchon selon l'invention est avantageusement fabriqué en acier inoxydable ou en un métal pourvu d'un revêtement anticorrosion. Preferably, the curable mass specified above consists of a mortar containing plastic or a synthetic resin, while the sleeve according to the invention is advantageously made of stainless steel or of a metal provided with an anticorrosion coating.
Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, un tube est noyé dans la masse durcissable entre le manchon et la barre spécifiés ci-avant, ce tube s'étendant sensiblement jusqu'à l'extrémité de la barre, au moins d'un côté. En outre, un élément d'étanchéité annulaire est avantageusement passé sur le manchon en question, et il présente une ouverture de sortie d'air. According to an advantageous embodiment of the invention, a tube is embedded in the hardenable mass between the sleeve and the bar specified above, this tube extending substantially to the end of the bar, at least a side. In addition, an annular sealing element is advantageously passed over the sleeve in question, and it has an air outlet opening.
La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels:
- La figure 1 représente de manière détaillée, et partiellement en coupe, la barre de traction ou de compression selon l'invention
- La figure 2 représente cette barre dans son état encastré lorsqu'elle est utilisée comme élément de raccordement pour des plaques en porte à faux ; et
- La figure 3 représente cette barre dans sonutili- sation comme tirant dans un rocher.The description which follows, and which has no limiting character, will make it possible to understand clearly how the present invention can be put into practice. It should be read against the accompanying drawings, among which:
- Figure 1 shows in detail, and partially in section, the traction or compression bar according to the invention
- Figure 2 shows this bar in its recessed state when used as a connecting element for cantilevered plates; and
- Figure 3 shows this bar in its use as pulling in a rock.
La barre en acier sujet à la corrosion proprement dite est désignée par le repère 1. Selon son utilisation, elle sert de barre de traction ou de compression. Habituellement, de telles barres sont fabriquées en acier de construction classique vendu dans le commerce. Il peut s'agir ici d'une barre en acier lisse ou, ainsi que cela est représenté, d'une barre nervurée. Les nervures 2 augmentent la résistance mécanique de la liaison entre la barre d'acier et le béton. The steel bar subject to actual corrosion is designated by the reference 1. Depending on its use, it serves as a traction or compression bar. Usually, such bars are made of commercially available conventional structural steel. Here it may be a smooth steel bar or, as shown, a ribbed bar. The ribs 2 increase the mechanical strength of the connection between the steel bar and the concrete.
Dans une zone B qui s'étend entre deux éléments en béton à relier entre eux lorsque la barre de traction ou de compression se trouve dans l'état encastré, cette dernière est entourée par un manchon 3 qui ne touche nulle part la barre en acier, ce qui évite la formation d'une électrolyse. In a zone B which extends between two concrete elements to be connected together when the tension or compression bar is in the embedded state, the latter is surrounded by a sleeve 3 which nowhere touches the steel bar , which prevents the formation of electrolysis.
Il en est de même pour d'autres barres métalliques, par exemple des fers d'armature, car il n'existe pas d'armatures dans la zone de séparation proprement dite.The same is true for other metal bars, for example reinforcing bars, since there are no reinforcements in the separation zone proper.
Le manchon est fabriqué en un matériau qui n'est pas sujet à la corrosion. Il peut s'agir par exemple d'un morceau de tube en acier, inoxydable ou de certains métaux nonferreux ou d'alliages. En outre, le manchon peut être en un métal protégé de la corrosion par un revêtement. The sleeve is made of a material which is not subject to corrosion. It can for example be a piece of steel tube, stainless steel or certain non-ferrous metals or alloys. In addition, the sleeve may be made of a metal protected from corrosion by a coating.
L'intervalle restant est rempli d'une masse durcissable 4 qui peut être coulée. Ce sont aussi bien des mélanges de résines synthétiques que ce que l'on appelle du mortier d'injection qui viennent ici en ligne de compte. Le choix du matériau dépend en partie de la zone d'intervention qui est fixée à l'avance. C'est justement le mortier d'injection, qui est un mortier additionné de matière plastique, qui présente des propriétés particulièrement favorables. Il durcit rapidement et il est chimiquement neutre. Il permet également d'atteindre des valeurs élevées pour la résistance mécanique. Toutefois, des résines synthétiques à deux composants comme l'araldite (WZ de la Société CIBA-GEIGY) sont également appropriées, même si elles sont un peu plus chères. The remaining gap is filled with a curable mass 4 which can be poured. Mixtures of synthetic resins as well as what is known as injection mortar come into play here. The choice of material partly depends on the intervention area which is fixed in advance. It is precisely the injection mortar, which is a mortar added with plastic, which has particularly favorable properties. It hardens quickly and is chemically neutral. It also makes it possible to reach high values for mechanical resistance. However, two-component synthetic resins such as araldite (WZ from the company CIBA-GEIGY) are also suitable, even if they are a little more expensive.
Cette construction relativement simple présente toutefois des avantages importants
D'une part, la masse 4 et le manchon 3 absorbent une partie des forces de traction ou de compression qui sont présentes. Si le manchon 3 pénètre en outre dans l'élément en béton adjacent, il peut aussi absorber directement les forces de compression. This relatively simple construction, however, has significant advantages
On the one hand, the mass 4 and the sleeve 3 absorb part of the tensile or compressive forces which are present. If the sleeve 3 also enters the adjacent concrete element, it can also directly absorb the compressive forces.
2-) Le manchon, avec la masse qui le remplit, agit comme un corset de protection, et il permet d'absorber des forces de cisaillement considérablement plus importantes. 2-) The sleeve, with the mass which fills it, acts as a protective corset, and it makes it possible to absorb considerably greater shear forces.
3-) La barre d'acier qui, sinon, serait soumise aux influences atmosphériques, est remarquablement protégée. 3-) The steel bar which would otherwise be subject to atmospheric influences is remarkably protected.
4-) La barre 1 doit, sinon, être adaptée aux forces les plus élevées qui peuvent intervenir et qui agissent toujours dans la zone de séparation B. Grâce à la réalisation selon l'invention, la barre peut maintenant être dimensionnée globalement à un diamètre inférieur, ce qui autorise des rayons de flexion plus faibles et permet d'économiser de la matière. 4-) The bar 1 must, if not, be adapted to the highest forces which can intervene and which always act in the separation zone B. Thanks to the embodiment according to the invention, the bar can now be globally dimensioned to a diameter lower, which allows smaller bending radii and saves material.
5-) Le surcroît de coût est diminué par les économies de matière, de sorte que la solution proposée est favorable quant à son coût, largement utilisable et sûre. 5-) The additional cost is reduced by the savings in material, so that the proposed solution is favorable in terms of its cost, widely usable and safe.
Il existe de nombreuses applications pour de telles barres de traction ou de compression. La figure 2 montre une utilisation dans un élément de raccordement pour des plaques en porte à faux. La plaque de recouvrement du sol est désignée par le repère P, et la plaque en porte à faux par le repère K. La zone B entre les deux plaques P et K est remplie d'un matériau d'isolation I qui peut être par exemple de la laine de verre. There are many applications for such tension or compression bars. Figure 2 shows a use in a connection element for cantilevered plates. The floor covering plate is designated by the mark P, and the cantilever plate by the mark K. The area B between the two plates P and K is filled with an insulation material I which can for example be glass wool.
Enfin, la figure 3 représente l'exemple d'un tirant d'ancrage. La barre d'acier 1 sert ici à raccorder à un élément en béton B une paroi de rocher F qu'il agit de blo quer. Dans ce cas, la zone B' n'est pas un joint de séparation ou de dilatation, mais une zone humide dans laquelle règne une atmosphère fortement corrosive. La barre 1, qui est ici un tirant d'ancrage pour le rocher, est enfoncée dans un perçage par son extrémité droite et l'espace restant est rempli par un mortier d'injection durcissable ou par une colle à deux composants. Finally, Figure 3 shows the example of a tie rod. The steel bar 1 is used here to connect to a concrete element B a rock wall F which it acts to block. In this case, zone B 'is not a separation or expansion joint, but a wet zone in which there is a highly corrosive atmosphere. The bar 1, which is here an anchor for the rock, is inserted into a bore by its straight end and the remaining space is filled with a hardening injection mortar or with a two-component adhesive.
Lors de l'utilisation de tirants dans un rocher, on pratiquait habituellement, Jusqu'à présent, le perçage du rocher avec une certaine pente jusqu'a son point le plus bas. On remplissait ensuite le trou avec du mortier d'injection ou avec une colle, on enfonçait le tirant et on le maintenait en position jusqu'a ce que la colle ou le mortier ait suffisamment fait prise. When using tie rods in a rock, it was usually practiced, Until now, drilling the rock with a certain slope to its lowest point. Then fill the hole with injection mortar or glue, push in the tie rod and hold it in place until the glue or mortar has sufficiently set.
Une autre méthode consistait à percer le trou d'ancrage de manière sénsiblement horizontale et à percer un second trou de remplissage à pente relativement forte qui débouchait à peu près dans la région de l'extrémité du trou d'ancrage. On enfonçait alors le tirant et on introduisait sous pression le mortier d'injection ou la colle dans le trou de remplissage jusqu'a ce qu'elle sorte a l'extrémité du tube d'ancrage. Another method was to drill the anchor hole in a substantially horizontal manner and to drill a second filling hole with a relatively steep slope which roughly opened in the region of the end of the anchor hole. The tie rod was then pushed in and the injection mortar or glue was introduced under pressure into the filling hole until it came out at the end of the anchoring tube.
Enfin, une nouvelle méthode prévoyait d'enfoncer dans le trou d'ancrage une ampoule qui était ensuite cassée par percussion au moyen du tirant, ce qui libérait et mélangeait la colle à deux composants. Finally, a new method provided for driving a bulb into the anchor hole, which was then broken by percussion using the tie rod, which released and mixed the glue with two components.
Tous ces procédés d'utilisation présentent des inconvénients importants. Celui qui a été décrit en premier n'autorise qu'un dosage imprécis de la colle ou du mortier d'injection, qui sont chers, et il limite en outre l'emplacement du perçage. Le deuxième procédé avec son perçage supplémentaire coûte du travail et du temps, et la variante qui a été décrite en dernier n'est pas sûre en ce qui concerne le mélange correct des composants, et elle est relativement coûteuse. All these methods of use have significant drawbacks. The one described first allows only an inaccurate dosage of the adhesive or of the injection mortar, which are expensive, and it also limits the location of the drilling. The second process with its additional drilling costs labor and time, and the variant which was described last is not sure as regards the correct mixing of the components, and it is relatively expensive.
On obtient une amélioration importante gracie a la barre de traction ou de compression selon l'invention
Dans l'espace entre le manchon 3 et la barre 1, on dispose un tube 5 qui s'étend sur toute la longueur du manchon 3, sensiblement jusqu'à une extrémité do la barre d'ancrage 1. Ce tube peut être réalisé en une matière plastique relativement solide ou en métal, et il sert d'amenée pour le mortier ou la colle à injecter dans le trou. Un élément d'étanchéité annulaire 6 est très avantageusement passé sur le manchon 3 pour rendre étanche la fente qui existe entre le trou et le manchon 3. Pour que l'air puisse toutefois s'échapper lors de l'injection du mortier ou de la colle dans le trou, une ouverture de sortie d'air 7 doit être présente. Ce trou joue en outre un rôle de contrôle.En effet, si la masse injectée 4 sort de cette ouverture qui, bien entendu, doit être dirigée vers le haut par rapport à la verticale, on a la certitude que le trou est rempli complètement depuis l'embouchure du tube jusqu'a l'élément d'étanchéité. Comme élément d'étanchéité, on peut également utiliser une rondelle élastique fendue. Le tube peut être fixé par elle le long de la barre, de sorte que l'on est également sûr que son embouchure se trouve à l'endroit voulu et qu'il ne se plie pas ou ne se recourbe pas lors de son introduction.A significant improvement is obtained thanks to the traction or compression bar according to the invention
In the space between the sleeve 3 and the bar 1, there is a tube 5 which extends over the entire length of the sleeve 3, substantially up to one end of the anchor bar 1. This tube can be made in relatively solid plastic or metal, and it serves as a supply for the mortar or glue to be injected into the hole. An annular sealing element 6 is very advantageously passed over the sleeve 3 in order to seal the slot which exists between the hole and the sleeve 3. So that the air can however escape during the injection of the mortar or the glue in the hole, an air outlet opening 7 must be present. This hole also plays a control role, in fact, if the injected mass 4 leaves this opening which, of course, must be directed upwards relative to the vertical, we can be sure that the hole is completely filled from the mouth of the tube up to the sealing element. As a sealing element, it is also possible to use a split elastic washer. The tube can be fixed by it along the bar, so that one is also sure that its mouth is in the desired location and that it does not bend or curl when introduced.
Pour introduire sous pression la masse à injecter dans le trou, une pompe à main ou a moteur peut être raccordée à l'entrée du tube 5. To pressurize the mass to be injected into the hole, a hand or motor pump can be connected to the inlet of the tube 5.
Le fait que la résistance à la flexion et la résistance au cisaillement du tirant soient considérablement plus élevées dans la zone de séparation entre le rocher et le béton permet de travailler avec un tirant d'ancrage de diamètre plus faible. Il en résulte que le trou d'ancrage peut également être plus petit, ce qui réduit considérablement la durée du perçage. C'est seulement la région du perçage qui doit recevoir la partie plus épaisse comprenant le manchon 3 qui doit être élargie. The fact that the flexural strength and the shear strength of the tie rod are considerably higher in the separation zone between the rock and the concrete makes it possible to work with a lower diameter anchor tie rod. As a result, the anchor hole can also be made smaller, which considerably reduces the drilling time. It is only the region of the bore which must receive the thicker part comprising the sleeve 3 which must be widened.
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| TP | Transmission of property |