STEEL FORMS FOR FABRICATION OF MIXEDSTEEL/CONCRETE COLUMNS OR PILES

CAISSONS EN ACIER DESTINES A ETRE UTILISES EN VUE DE L'EXECUTION DE POTEAUX OU DE PIEUX MIXTES ACIER-BETON

Abrégé français

ABREGE DESCRIPTIF
Caissons en acier pour l'exécution de
colonnes ou de pieux métalliques remplis de béton formés
d'éléments en acier assemblés entre eux, caractérisés en
ce que ces éléments comportent des moyens (connecteurs)
tels des goujons pour effectuer la liaison avec le béton
et sur lesquels sont fixés des fers à béton, ces caissons
étant fabriqués en usine avec les connecteurs et ces arma-
tures et étant expédiés sur le chantier. Les éléments en
acier assemblés entre eux pour former les caissons sont
des profilés. Les éléments en acier assemblés entre eux
pour former les caissons peuvent aussi être des fers plats.

Revendications

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Un caisson métallique creux, préfabriqué, pour
structure de bâtiment, devant être mis en place en sous-sol
et rempli de béton, comprenant: au moins deux éléments longi-
tudinaux métalliques, préfabriqués, chaque élément étant
assemblé à un élément adjacent semblable le long des extrémités
de ses côtés formant ainsi un caisson creux, chaque élément
étant pourvu d'une série de moyens connecteurs espacés les uns
des autres longitudinalement le long de sa face interne et s'y
étendant perpendiculairement, lesdits moyens connecteurs ayant
une longueur plus courte que la distance d'un élément au centre
du caisson de telle sorte à laisser un espace central pour le
remplissage du béton dans le caisson; et une série d'éléments
de renfort fixés à l'extrémité desdits moyens connecteurs et
disposés à une distance déterminée dudit espace central du
caisson.
2. Un caisson métallique tel que défini à la reven-
dication 1, dans lequel lesdits éléments longitudinaux ont un
profil en U.
3. Un caisson métallique tel que défini à la reven-
dication 1, dans lequel lesdits éléments longitudinaux sont
constitués de plaquettes métalliques.
4. Un caisson métallique tel que défini à la reven-
dication 1, dans lequel les moyens connecteurs sont constitués
de plaquettes métalliques rectangulaires dont une extrémité
est fixée aux faces internes du caisson métallique et dont
l'autre extrémité est fixée auxdits éléments de renfort.

5. Un caisson métallique tel que défini dans la
revendication 1, dans lequel les moyens connecteurs sont
constitues de goujons dont une extrémité est soudée auxdits
éléments longitudinaux.
6. Un caisson métallique suivant la revendication 5,
dans lequel chaque goujon comporte une tête cylindrique sur
laquelle sont soudes lesdits moyens de renfort.

Description

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La pr~sente invention a pour obiet la creation
de caissons en acier destines ~ être utilises pour l'execution
de poteaux (colonnes) ou de pieux composes d'un certain
nombre d'élements en acier soudes entre eux et remplis de
beton.
Le but principal recherche est de permettre
l'execution de ces poteaux ou pieux dits "poteaux ou pieux
mixtes acier-béton" a partir d'éléments pouvant atre executes
en ateller par des techniques industrielles economiques et
rapides et de constituer a l'aide de ces eléments un coffrage
perdu d'une colonne ou d'un pieu en beton armé dont le béton
est mis en place sur le chantier.
Ces caissons peuvent: ;a) ~tre mis en place dans des puits creuses dans le sol afin
de pouvoir servir de supports a des construct1ons executees
en sous-sol et/ou au-dessus du sol
ou b~en
b) lls peuvent être battus dans le sol et ensuite remplis
de beton
ou
c) etre simplement utilises comme colonnes.
La presente invention a donc pour objet un caisson
metallique creux, prefabrique, pour une structure de b~timent,
devant être mis en place en sous-sol et rempli de béton,
comprenant: au moins deux élements longitudinaux metalliques,
prefabriqu~s, chaque element etant assemble a un element
ad~acent semblable le long des extremites de ses côtes formant
ainsi un caisson creux, chaque element et~nt pourvu d'une
serie de moyens connecteurs espaces les uns des autres longi-
tudinalement le long de sa face interne et s'y etendant per- ~-
pendiculairement, les moyens connecteurs ayant une longueur
: , ,
r.~ t . : . ' r .~

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plus courte que la distance d'un element au centre du ca;sson
de telle sorte a laisser un espace central pour le remplissage
du beton dans le caisson; et une serie d'elements de renfort
fix~s a l'extremite des moyens connecteurs et disposes a une ~
distance determinee de l'espace central du caisson. ~:
En vue de la mise en pratique de l'invention -
on en decrira ci-apres des exemples de realisation donnes a
- la - .
" , , . . .. . . . . . . . . ~ . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .`. . . ... . . . .

~)36330
titre non limitatif en se référant aux de~ ins ci-~oints
dans le~quels :
Les figures 1 et 3 repré~entent deux types
d'élements profilés pour la réalisation de caissons creux
représentés à titre d~exemples respective~ent par les figures
2 et 4 qui sont de~ vues en coupe horizontale.
La figure S est une vue en perspective
relative à une variante de profllé.
Les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe
~e rapportant à de~ varlante~ de caissons.
Le poteau ou le pieu métallique e~t constitu~
de plusieur~ él~ments profilés en acier 1 qui dan~ le cas
des figures 1 et 2 ~ont en forme de U comportant deux ailes
2 parallèles entre elles ou deux ail~ 21 divergente~.
(~igure~ 3 et 4).
Sur l'ame de ¢e~ profil~ U et perpendiculaire-
ment ~ celle-ci, ~ des emplacement~ fix~s en fonction du
aalcul de la colonne d~finitive mixte acier-béton, sont
soudés par l'une de leurs extr~mltés d08 gou~on~ connecteur~
cylindriques 3 en acier S de~ fers rona~ à béton 4 ~ont
ensuite ~oudés sur 1'autre extr~mité de~ gou~ons connecteurs 3.
Ce~ gou~ons 3 peuvent comporter une tete 5 également cylin-
drique et de plu~ grand diam~tre ou ne pas avoir de tete.
Le~ profilés 1 en U complétés par les gou~on~
3 et par le~ fer~ ~ b~ton 4 sont ensuite as~emblés entre eux
par groupe de deux, de troi~ ou de quatre pièces de manière
former un cai~son creux 6 (figure~ 2 et 4).
Ce caisson en acier 6 est réali~ par a~sem-
blage entre eux des el~ment3 précités 1 - 3 - 4 à l'aide de
cordon~ de ~oudure longitudinaux 7.
, . . , ~ .. .... . . . . . . . . ... . .

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Le~ dimensions de ce caisson sont déterminées
en fonction des calculs des chargeæ à reprendre sur le poteau
ou le pieu définitif mixte acier-béton.
Ces dimensions sont en général choisies de
mani~re à permettre l'introduction d~un tube de bétonnage 8
~ l~intérieur du cais~on 6, sans que ce tube de bétonnage
ne soit gên~ par les fers ~ b~ton 4 (figure~ 2 et 4).
Les calssons 6 en acier sont fabriqués en
atelier et ensuite expédi~ sur le chantier. Leur manipulation
est ai~ée du fait de leur l~gèret~ puisqu'ils ne sont pas
encore rempli~ de béton.
Les élément~ devant atre a~semblés pour ~ormer
lea cai6~0n~ pouvent également ~tre con~titu~s par des
plaque~ on aclor 9 (flguro 5) munies d'~l~ment~ connecteur~
(plat~, carr~a, rond~, etc...) t-la ae~ plaquette~ 10 ~oud~es
la plaque 9 et ~ur les~uols sont souaé~ doa fers ~ b~ton 4.
La flgure 6 repré~ente un cai~son 11 de
~oction carréo form~ a'élément~ plats 9 reliés entre eux par
un cordon de ~oudure ~ et munls d'~l~ment~ connecteurJ 3 sur
lesquel~ sont flx~ le~ fer~ ~ b~ton 4.
Alnal que repr~enté par la figure ~ le
cai~on 12 peut comprondre de~ élément~ plat~ 9 et des fers
U 1 rell~s par cordon de aoudure ~ ou comme montr~ par la
figure 8 le cai~son 13 pout atre formé par de~ plat~ 9 et de~
~er~ U ~ ailes divergente~ 21.
Sur chzcune de ces flgures le béton a été
repré~enté en 14.
LeB cai380n8 conviennent pour l'utlli~ation
dan~ la mi~e en pratlque du procédé de con~truction simultanée
des otagee et des ~ou~-8018 d'une ~tructure de bâtiment ~elon

1 ~3 6 ~ ~ ~
le brevet canadien No 827.359 dans lequel les cais~ons sont
mi~ en place dans de~ puits excavés dans le terrain, la base
des cai~sons se situant à un niveau inférieur au ~iveau
du futur fond de la fouille, puis le béton est mis en place
dan8 le fond du puits ~usqu'à un niveau supérieur ~e situant
légèrement en de~sou6 du niveau du futur fond de la fouille ;
du gxavier ou du sable est ensulte mis en plac~ dans les
puits et pendant le remplissage du puits par du gravier ou
du sable, on effectue simultanément le remplissage intérieur
du cai6son par du béton t aprè~ durcissement du b~ton, le
cai~on rempli de b~ton est directement apte à supporter la
charge de la ~uper~tructure et de la structure en sous-~ol
et une colonne peut atre ex~cut~e en ~uper~tructure.
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