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Ancrage de barres d'acier et de câbles d'acier et analogues avec une surface profilée.
La présente invention concerne un ancrage de barres et de câbles d'acier ou d'organes analogues à surface profilée, qui sont employés en particulier pour le renforcement d'éléments de construction en béton et dans lequel on utilise des coins et des éléments ,serrant ces derniers contre les barres ou les câbles, tels que des anneaux ou analogues, ainsi que des plaques de serrage, qui servent en même temps à l'ancrage.
En ce qui concerne l'ancrage des armatures de renfor- cement sous forme de barres et de câbles dans les constructions en béton et en béton précontraint, on connaft le principe de la transmission d'efforts do l'acier au béton par adhérence et frotte- ment ou bien par liaison par adhérence et ce principe est appliqué couramment. Dans ces conditions, les forces sont transmises grâce à l'effet d'adhérence obtenu grâce au profilage de la surface, la , surface transmettant les efforts étant plus ou moins importante ;
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normalement les barres ou les câbles servant d'armatures sont entourés sur toute leur longueur par du béton.
Cependant, il est souvent utile ou nécessaire dans la pratique d'ancrer des barres ou dos câbles d'armature sur une longueur relativement faible, par exemple dans du béton ou du roc,
De plus, l'ancrage doit, évidement, dans ces conditions, trans- mettre la totalité de l'effort de traction au point d'ancrage. L'an- crage est réalisé par exemple en utilisant des coins avec un anneau de serrage ou de mise sous tension. Normalement, les coins agissant sur les barres ou les câbles sont subdivisés en deux ou plusieurs parties et rendus rugueux, striés, dentés ou profilés de toute autre manière sur la surface tournée vers la barre ou le câble à ancrer. On a également déjà donné aux coins un profil qui est identique - mais de sens contraire - à celui des barres ou des câbles au point de mise en place des coins.
La matière de ces machoires ou coins de serrage est relativement dure et, dans tous les cas, plus dure que celle de la barre à ancrer. Lors de l'ancrage, ot dès que dos forces correspondantes se mettent à agir, le profilage dos coins s'imprime dans la surface dos barres ou des câbles,, grâce à quoi ceux-ci sont empêchés de glisser sous l'action d'une sollicitation à la traction appropriée vers l'extérieur, hors de la pièce d'ancrage.
Dans le cas de coins ayant un profilge adapté à celui de la barre, on se heurte à des difficultés apprécia- bles lors de l'adaptation des profils, Ce type d'ancrage présente des inconvénients appréciables, à savoir que les éléments en prise avec les barres ou câbles provoquent des déformations des barres ou des câbles aux points de fixation, ce qui a pour conséquence que la transmission théoriquement possible des efforts est réduite à une valeur plus faible. Les barres ou câbles sont ainsi plus ou moins fortement en danger aux points de fixation,
Un autre inconvénient consiste en ce que la mise en place ultérieure de coins entre les barres ou câbles et un anneau de fixation ou analogue entourant ces derniers n'est pas possible par enfoncement de ces coins.
Abstraction faite de ce qu'on ne peut utiliser dans ce but que des coins avec des surfaces lisses, le profi-
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lage de la surface des barres ou bien des cibles empêche une immobilisation suffisante des coins, qui, de plus, ne s'appuient alors que sur les quelques parties exposées du profilage de la barre ou câble.
De plus, il est déjà connu d'utiliser, pour la transmis- sion des efforts aux barres ou câbles d'armature, aux éléments de construction en béton etc, .. d'autres pièces d'ancrage de natures très diverses. On peut citer parmi ces modes d'ancrage les ancrages par crochets, l'ancrage par têtes de rivet, les ancra- ges par vis, les ancrages par plaques de serrage ainsi que los pièces d'ancrage emmanchées sur les barres ou câbles.
Ces pièces ou éléments d'ancrage sont réalisés de telle manière qu'ils ne s'appliquent pas toujours uniformément contre les barres ou câbles d'acier à ancrer, si bien que ces barres ou câbles peuvent être soumis \ des sollicitations auxquel- les souvent ils ne peuvent faire face.
La présente invention a pour objectif d'améliorer l'an- crage des barres ou des câbles d'acier etc... qui comportent une surface profilée et dans lesquels on utilise des coins ou des éléments analogues appliqués par pression contre les barres ou câbles, de manière à remédier aux défauts et aux inconvénients des pièces d'ancrage connues.
Cet objectif est atteint conformément à l'invention par le fait que la couche superficielle des coins ou des éléments appli- qués contre les barres ou câbles est constituée en un matériau qui est plus tendre que celui constituant les barres ou câbles.
Etant donné que ladite couche superficielle d'applica- tion est en un matériau plus tendre que celui constituant les barres
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ou ctibl(if!, 10 profil do lu barro a'lm(>l'lmo duns ladite couche adjit- conte lors de l'application do la pression par les coins. Ladite @ couche d'application est alors en contact avec l'ensemble de la sur- face à considérer de la barre ou câble, si bien que la transmission des efforts des barres ou câbles aux pièces d'ancrage peut être réalisée' de manière bien meilleure et beaucoup plus avantageuse qu'actuellement.
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L'ancrage des barres et des câbles d'acier, réalise conformément à l'invention, présente les avantages importants ci-après : les coins ou éléments de serrage ou les organes analo- gues n'ont plus besoin d'être usinés avec la précision habituelle jusqu'à présent, car ils peuvent être fabriqués en une matière courante dans le commerce ayant une résistance mécanique suffi- sante ainsi qu'une tenacité élevée et courent, par conséquent, moins de risques de rupture, tandis que la dureté et le profilage du coin sont sans importance en ce qui concerne l'ancrage, et enfin, le profilage de la matière constituant le câble ou la barre,
qui est normalement déterminé en vue de l'adhérence à l'intérieur du béton peut également être utilisé pour l'ancrage dans le cas d'une fixation sur de faibles longueurs au moyen de pièces d'ancrage, autrement dit, il n'est pas nécessaire de prévoir un profilage spécial des barres ou câbles.
On utilise, comme matière première pour la couche superficielle d'application, une matière dont le degré de "mollesse" est choisi en fonction des sollicitations qui apparaissent. Pour les efforts assez importants, on doit utiliser une matière moins ten- dre. On peut considérer comme matière appropriée a cet usage, à titre d'exemples, le fer doux, le plomb, le zinc, l'aluminium, le cuivre ou des métaux ou alliages métalliques analogues. On peut également utiliser des matières synthétiques ou des résines syn- thétiques qui, cependant, non seulement doivent avoir une grande résistance mais aussi une élasticité suffisante. On utilise de pré- férence une matière synthétique durcissant rapidement, dont le durcissement est provoqué après le coincement ou la déformation.
Selon un perfectionnement avantageux de la présente
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invention, la couche coiitiiiguë aux barres ou aux cttbles est réali- sée avec un profilage constitué par des cannelures ou des nervures.
Par ce moyen on obtient le résultat suivant ; lorsqu'on applique
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lino 1)1'ttmmil)ll à lit c<>n<'ho (011tintiq #uium<nllmin4v, là i11t4É1' peut s'introduire dans les rainures si bien qu'on peut obtenir un résultat satisfaisant en appliquant une pression moindre,
Le profilage des cannelures ou des nervures et la
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qualité de la matière de la couche superficielle contige sont, do préférence, mis en harmonio avec le profilago dos barres ou des câbles et la qualité de leur matière ainsi qu'avec l'importance dos sollicitations à transmettre.
Grâce à un dimensionnement appropria des nervures de la couche superficielle adjacente, il est possible, même lorsque les nervuras transversales ou obliques des barres ou des câbles d'acier sont fortement en saillie, de réaliser des faces d'appui par déformation des nervures de la couche superficielle adjacente grâce à un effort de pression relaui- vement faible. On obtient, dans ces conditions, un avantage parti- culier du fait que les faces d'appui peuvent être réalisées assez facilement jusqu'à la base des nervures, au voisinage immédiat de l'Aine d'une barre ou d'un câble.
Le profilage par des nervures ou des rainures de la couche superficielle adjacente est réalisé de préférence de telle manière que l'épaisseur des nervures croft de manière continue, pour une saillie constante, dans la direction opposée à celle de l'effort de traction appliqué à la barre ou au câble, ou bien de telle manière que, pour une épaisseur constante des nervures, leur saillie croit constamment dans la direction de l'effort de traction appliqué à la barre ou au câble. On obtient dans ces conditions une transmission uniforme des efforts sur toute la longueur do la région d'encastrement, du tirant à la barre ou au câble.
D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée de quelques exemples de réalisation représentés au dessin annexé,
La figure 1 représente un ancrage avec une couche superficielle d'application ayant la structure d'une couche inter- médiaire.
La figure 2 représente un coin d'un dispositif d'ancrage selon l'invention servant à la fixation d'une barre d'acier profilé, représenté en perspective.
La figure 3 représente une coupe longitudinale d'un dispositif d'ancrage solpn l'invention dans lequel on utilise des
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coins profilés sur les laces intérieures, de la manière représentée sur la figure 2,
La figure 4 représenta une vue on plan, par dessus, d'une moitié du dispositif d'ancrage selon la figure 3,
La figure 5 représente on perspective une plaque on forme de coin d'un autre dispositif d'ancrage selon l'invention pour des barres d'acier tendues ayant une section transversale ovale ou rectangulaire et des nervures obtonues par laminage,
La figure 6 représente une vue par dessus et en plan d'une seconde forme de réalisation d'un dispositif d'ancrage dans lequel on utilise les plaques de fixation en forme de coin représen- tées sur la figure 5,
La figure 7 représente une coupe transversale d'un dispositif d'ancrage semblable à celui représenté sur la figure 6.
Le dispositif d'ancrage, représenté sur la figure 1, . d'une barre d'acier 1, dont la surface comporte des nervures oblli- ques 2 et 3 comporte,, de la manière habituelle, des coins4 et 5 qui sont serrés à dans l'aide d'une bague 0 de fixation. Dans ce but, on applique, dans le sens opposé à l'effort de traction 7 agissant sur la barre, une sollicitation 8 agissant suivant une sur- face annulaire sur la bague de serrage. Les coins 4 et 5 entourent chacun environ 1/3 du pourtour.
Par conséquent, on met en place trois coins, dont celui destiné à l'avant n'est pas représenté ; on intercale, entre les coins et la barre, une couche intermédiaire constituée par deux pièces 9 et 10 entourant sensiblement la moitié du pourtour de la barre, qui est constituée en une matière qui est plus tendre que la matière constituant la barre. Lorsqu'on engage par pression la bague de serrage, le profilage de la barre exerce une pression dans la couche adjacente plus tendre des pièces 9 et 10 et provoque une imbrication solide entre la barre 7 et les pièces 9 et 10.
Dans cas dispositif d'ancrage selon les figures Dans le cas du dispositif d'ancrage selon les figures 2 à 5, on applique aux faces opposées l'une à l'autre de la barre d'acier profilé 11, deux coins 12 ayant sensiblement la forme d'un demi- @ cercle, qui comportent sur leur surface intérieure 13, des cannelures
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longitudinales 14 ou des nervures longitudinales 18,
REVENDICATIONS -
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Anchoring of steel bars and steel cables and the like with a profiled surface.
The present invention relates to an anchoring of bars and steel cables or similar members with a profiled surface, which are used in particular for the reinforcement of concrete construction elements and in which wedges and elements are used, clamping the latter against bars or cables, such as rings or the like, as well as clamping plates, which at the same time serve for anchoring.
Regarding the anchoring of reinforcing bars in the form of bars and cables in concrete and prestressed concrete constructions, we know the principle of the transmission of forces from steel to concrete by adhesion and friction. - ment or by bonding by adhesion and this principle is commonly applied. Under these conditions, the forces are transmitted thanks to the adhesion effect obtained by profiling the surface, the surface transmitting the forces being more or less important;
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normally the bars or cables serving as reinforcements are surrounded over their entire length by concrete.
However, it is often useful or necessary in practice to anchor reinforcing bars or cables over a relatively short length, for example in concrete or rock,
In addition, the anchoring must, obviously, under these conditions, transmit all of the tensile force to the anchoring point. Anchoring is achieved for example by using wedges with a tightening or tensioning ring. Normally wedges acting on bars or cables are subdivided into two or more parts and roughened, ridged, toothed or otherwise profiled on the surface facing the bar or cable to be anchored. The corners have also already been given a profile which is identical - but in the opposite direction - to that of the bars or cables at the point of positioning of the corners.
The material of these jaws or clamping wedges is relatively hard and, in all cases, harder than that of the bar to be anchored. When anchoring, ot as soon as the corresponding forces start to act, the profiling of the corners is imprinted in the surface of the bars or cables, thanks to which these are prevented from slipping under the action of appropriate tensile stress to the outside, out of the anchor.
In the case of corners having a profilge adapted to that of the bar, appreciable difficulties are encountered when adapting the profiles. This type of anchoring presents appreciable drawbacks, namely that the elements in engagement with the bars or cables cause deformation of the bars or cables at the fixing points, which has the consequence that the theoretically possible transmission of forces is reduced to a lower value. The bars or cables are thus more or less strongly in danger at the fixing points,
Another drawback is that the subsequent placement of wedges between the bars or cables and a fixing ring or the like surrounding the latter is not possible by driving these wedges.
Apart from the fact that only corners with smooth surfaces can be used for this purpose, the advantage
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The surface of the bars or of the targets prevents sufficient immobilization of the corners, which, moreover, then only rest on the few exposed parts of the profiling of the bar or cable.
In addition, it is already known to use, for the transmission of forces to reinforcing bars or cables, to concrete construction elements, etc., other anchoring parts of very different types. Mention may be made, among these anchoring methods, of anchorages by hooks, anchoring by rivet heads, anchors by screws, anchorages by clamping plates as well as anchoring pieces fitted onto the bars or cables.
These anchoring parts or elements are made in such a way that they do not always apply uniformly against the steel bars or cables to be anchored, so that these bars or cables can be subjected to the stresses which they often do. they can't cope.
The object of the present invention is to improve the anchoring of steel bars or cables etc. which have a profiled surface and in which wedges or the like are used which are applied by pressure against the bars or cables. , so as to remedy the defects and drawbacks of known anchoring parts.
This objective is achieved in accordance with the invention by the fact that the surface layer of the corners or of the elements applied against the bars or cables is made of a material which is softer than that constituting the bars or cables.
Since said surface application layer is made of a softer material than that constituting the bars
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or ctibl (if !, 10 profile of the barro a'lm (> the imo in said adjoining layer upon application of pressure from the corners. Said application layer is then in contact with the the entire surface of the bar or cable to be considered, so that the transmission of forces from the bars or cables to the anchoring parts can be achieved in a much better and much more advantageous manner than at present.
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The anchoring of bars and steel cables, carried out in accordance with the invention, has the following important advantages: the wedges or clamping elements or the like members no longer need to be machined with the hitherto usual precision, since they can be made of a commercially available material having sufficient mechanical strength as well as high toughness and therefore run less risk of breakage, while hardness and corner profiling are irrelevant with regard to the anchoring, and finally, the profiling of the material constituting the cable or bar,
which is normally determined for the adhesion to the interior of the concrete can also be used for anchoring in the case of fastening over short lengths by means of anchors, in other words, it is not no special profiling of bars or cables necessary.
As raw material for the surface application layer, a material is used whose degree of "softness" is chosen as a function of the stresses which appear. For fairly large forces, a less tender material should be used. As a material suitable for this purpose, for example, soft iron, lead, zinc, aluminum, copper or similar metals or metal alloys can be considered. Plastics or synthetic resins can also be used which, however, not only must have high strength but also sufficient elasticity. A rapidly hardening plastics material is preferably used, the hardening of which is caused after jamming or deformation.
According to an advantageous improvement of the present
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In the invention, the layer adjacent to the bars or cables is produced with a profiling constituted by grooves or ribs.
By this means we obtain the following result; when we apply
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lino 1) 1'ttmmil) ll at lit c <> n <'ho (011tintiq #uium <nllmin4v, there i11t4É1' can be introduced into the grooves so that a satisfactory result can be obtained by applying less pressure,
The profiling of splines or ribs and the
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The quality of the material of the adjacent surface layer is preferably brought into harmony with the profilago of the bars or cables and the quality of their material as well as with the importance of the stresses to be transmitted.
Thanks to an appropriate dimensioning of the ribs of the adjacent surface layer, it is possible, even when the transverse or oblique ribs of the bars or steel cables are strongly protruding, to produce bearing faces by deformation of the ribs of the adjacent surface layer thanks to a relatively low pressure force. Under these conditions, a particular advantage is obtained owing to the fact that the bearing faces can be made quite easily up to the base of the ribs, in the immediate vicinity of the groin of a bar or of a cable.
The profiling by ribs or grooves of the adjacent surface layer is preferably carried out in such a way that the thickness of the ribs increases continuously, for a constant protrusion, in the direction opposite to that of the tensile force applied to it. the bar or the cable, or else in such a way that, for a constant thickness of the ribs, their projection increases constantly in the direction of the tensile force applied to the bar or to the cable. In these conditions, a uniform transmission of forces is obtained over the entire length of the embedding region, from the tie rod to the bar or to the cable.
Other objects and advantages of the invention will be better understood with the aid of the detailed description of some exemplary embodiments shown in the accompanying drawing,
FIG. 1 represents an anchor with a surface application layer having the structure of an intermediate layer.
FIG. 2 shows a corner of an anchoring device according to the invention for fixing a profiled steel bar, shown in perspective.
Figure 3 shows a longitudinal section of a solpn anchoring device of the invention in which use is made of
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profiled corners on the inner laces, as shown in Figure 2,
Figure 4 shows a plan view, from above, of one half of the anchoring device according to Figure 3,
FIG. 5 is a perspective view of a wedge-shaped plate of another anchoring device according to the invention for tensioned steel bars having an oval or rectangular cross section and ribs obtained by rolling,
Figure 6 shows a top plan view of a second embodiment of an anchoring device in which the wedge-shaped fixing plates shown in Figure 5 are used,
Figure 7 shows a cross section of an anchoring device similar to that shown in Figure 6.
The anchoring device, shown in Figure 1,. of a steel bar 1, the surface of which comprises oblique ribs 2 and 3 comprises, in the usual way, wedges 4 and 5 which are clamped in with the aid of a fixing ring 0. For this purpose, in the direction opposite to the tensile force 7 acting on the bar, a bias 8 acting along an annular surface is applied on the clamping ring. Corners 4 and 5 each surround about 1/3 of the perimeter.
Consequently, three corners are put in place, of which the one intended for the front is not shown; interposed between the corners and the bar, an intermediate layer consisting of two parts 9 and 10 substantially surrounding half of the perimeter of the bar, which is made of a material which is softer than the material constituting the bar. When the clamping ring is press-engaged, the profiling of the bar exerts pressure in the adjacent softer layer of parts 9 and 10 and causes a solid nesting between bar 7 and parts 9 and 10.
In the case of an anchoring device according to the figures In the case of the anchoring device according to Figures 2 to 5, one applies to the faces opposite one another of the profiled steel bar 11, two corners 12 having substantially the shape of a semi-circle, which have on their inner surface 13, grooves
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longitudinal 14 or longitudinal ribs 18,
CLAIMS -