Vahvistettu sementtitoimikunta

Teräsbetoni- Komissio muodostettiin hallintojen Ranskan valtion, jotka halusivat asettaa hyväksymisen edellytysten uudisrakentamisen prosesseja töihin yleishyödyllisten taas useat rakentamisen järjestelmien ja laskentamenetelmät oli joutunut.. Romahdus,29. huhtikuuta 1900, jalankulkusillalta, joka johtaa suuren taivaallisen maapallon vetovoimaan , vuoden 1900 yleisnäyttelyn aikana , aiheuttaen yhdeksän kuollutta ja useita vakavia vammoja, saa hallituksen kiinnostumaan uudesta materiaalista ja yrittämään määritellä käytön säännöt. . Valmistus silta , tänään Camille-de-Hogues, vuonna Châtellerault , rakennettiin vuosina 1899 ja 1900 , joiden jänneväli on 50 metriä, osoittaa edun mukaista uutta materiaalia siltojen.

Historiallinen

Vahvistetun sementin historia

Raudan ja muun materiaalin yhdistävien sekarakenteiden käyttö ei syntynyt vahvistetusta sementistä. Goottilaiset katedraalit käyttävät jo rautaa varmistaakseen holvien työntövoiman jatkumisen. Parhaiten tutkittu tapaus on Pantheonin rakentaminen, jossa voimien jatkuminen varmistetaan rautatangoilla, jotka tekevät tietyt osat raudoitetusta kivestä . Tämän teoksen takaiskut sen rakentamisesta saivat aikaan tärkeän kirjallisuuden, erityisesti Jean-Baptiste Rondelet .

Jos siltojen ja teiden insinööri Louis Vicat auttoi ymmärtämään keinotekoisen sementin valmistamista, insinöörit eivät olleet kiinnostuneita raudan lisäämisestä sementtiin sen kestävyyden parantamiseksi. Oppitun maailman ulkopuolella osoitetaan tämän lisäyksen kiinnostus. Yrittäjät käyttävät romurautaa hydraulisten sementtialustojen vahvistamiseen jo vuonna 1820, kuten Marc Seguin teki Tournonin sillalle.

On yllättävää, että siltojen ja teiden insinöörit eivät ole kiinnostuneita vahvistetusta sementistä. André Guillerme kirjassaan " Bâtir la ville ", s. 197, selittää tätä kiinnostuksen puutetta antamalla lainauksia aikakausien teksteistä:

Vuonna 1807 Fleuret kirjoitti: ” Rauta on yksi metalleista, jotka ovat luonnollisesti varautuneet hiilihappoon ja joka sisältää suurimman osan siitä. Vanhimmissa rakennuksissa, kuten vanhimmissa resepteissä, näemme myös, että esi-isämme käyttivät sitä sementteinä. Mutta koska rauta, vaikka se onkin hyvin runsasta, olisi kohtuuttoman kallista sen hyödyntämiseksi rakennuksissa, on keskityttävä yleisimpiin materiaaleihin: rautakuonat ja -hiutaleet, takomosta saatu kuona, valurauta, laattojen ja tiilitehtaiden romut ”.
Vuonna 1826 , Thomas Telford , käytetty takorauta ketjuja, ja nastoitettu muuraus varten tornit, rakentamiseen Menai riippusilta , rajan välisen salmen saaren Anglesey ja Walesin .
Vuonna 1829 Destigny suoritti tutkimuksia kivien ja betonin keskimääräisestä laajenemiskertoimesta. Hän päättelee, että yhteys rautaan on epäluotettava.
Vuonna 1829 Henri Navier puuttuu keskusteluun kiinnitystankojen kiinnostuksesta muuraukseen ja osoittaa teräsbetonin hyödyttömyyden osoittamalla, että on parempi käyttää rautaa raidetankona työntövoiman palauttamiseksi kompensointivaikutuksella lämpötilavaikutusten palauttamiseksi, mutta tämä materiaali on kallista.
Vuonna 1833 , Isambard Kingdom Brunelin käytetään raudan rakentamiseen sillan yli Thames Lontoossa tiili ja Parker sementti " yhdistää tämän muuraus tiukemmin ja tehdä siitä yhdeksi massaksi "

Vasta vuonna 1848 Joseph-Louis Lambotin veneellä vahvistettu sementti tuli nimettömäksi Ranskassa. Se on16. heinäkuuta 1867että Joseph Monier jätti ensimmäisen patentin järjestelmä liikkuvan raudan ja sementti laatikot-altaat sovelletaan puutarhanhoidossa.

Vahvistetun sementtitoimeksiannon luominen

Komissio perustettiin 19. joulukuuta 1900 ministeriön asetuksella, jossa pyydettiin tutkimaan vahvistetun sementin käyttöön liittyviä kysymyksiä, tekemään tarvittavat tutkimukset, jotta mahdollisuuksien mukaan määritettäisiin säännöt, jotka todennäköisesti hyväksytään tämän tuotteen käyttöön. rakennusmenetelmä julkisissa töissä.

Tämä luomus johtuu todennäköisesti siitä, että Suuri taivaallinen maapallo houkutteli kävelysillan vuoden 1900 yleisnäyttelyn avajaisissa ja aiheutti 9 kuolemaa ja useita vakavia vammoja. Tämä rakenne tehtiin Matrai-järjestelmällä , joka ei selviytynyt onnettomuudesta. Tämä oli osoittanut, että tämän uuden materiaalin suunnittelusäännöt oli kiireellisesti määriteltävä.

Sen puheenjohtajana toimii Siltojen ja teiden tarkastaja Théodore Lorieux , ja siihen kuuluu neljätoista jäsentä: MM. Ernest Georges Bechmann, Armand Think , Louis Auguste Harel de La Noë , Augustin Mesnager , Charles Rabut , Jean Résal , Ponts et Chaussées -insinöörit , Engineering Boitelin komentajat ja Hartmann, MM. Charles Albert Gautier (hallituksen arkkitehti) ja Jacques Hermant , arkkitehdit, MM. Édouard Candlot , Pariisin keinotekoisten Portland-sementtiyhtiön johtaja, joka testiensä aikana paljasti ettringiitin (tai Candlotin suolan) vuodelta 1890, Edmond Coignet ja François Hennebique , rakennusinsinöörit

Komissio aloitti työnsä vuonna Helmikuu 1901. Ensimmäisessä kokouksessa Théodore Lorieux viittasi vuoden 1891 metallirakenteita koskeviin määräyksiin . Teräsbetonin tapaus on hyvin erilainen, koska se aiheuttaa ongelman kahdesta materiaalista, joilla on hyvin erilainen käyttäytyminen ja tapa, jolla ne yhdistetään. Komissio ei käsittele erilaisia olemassa olevia järjestelmiä - Hennebique, Cottancin, Matrai, Bonna, ... - mutta teräsbetonimateriaalia.

Komitea on jaettu kolmeen alakomiteaan:

Ensimmäistä alakomiteaa johtaa Charles Rabut. Sen oli tarkoitus tehdä testiohjelma, joka oli tarkoitus altistaa vahvistetuille sementtirakenteille , jotka tulivat vuoden 1900 yleisnäyttelystä ja jotka olivat Champ-de-Marsissa ja jotka oli tarkoitus purkaa.
Toisen alakomitean, jonka puheenjohtajana toimi Armand Givenere, oli tarkoitus tutkia seuraavia seikkoja:

1 - veto- ja puristustyöraja, jota voidaan turvallisesti pyytää raudoitetulta betonibetonilta, 2 - hankkeissa esitettävät perustelut sen osoittamiseksi, että rakenteen eri osat täyttävät turvallisuustasot, 3- testien ehdot: aika työn valmistumisen ja testien välillä; testien kesto havaittavien tulosten luonne.

Kolmannen alakomitean, jota johti Bechmann, oli tarkoitus tutkia seuraavia kysymyksiä:

1 - sementin, hiekan ja soran alkuperä ja ominaisuudet, 2 - alustavat testit, joiden tarkoituksena on perustella sementin laatu, materiaalien annostelu ja käytetyn veden osuus, 3- sekoitusprosessit.

Théodore Lorieux'n eläkkeelle siirtymisen jälkeen Jean Résal korvaa hänet presidenttinä. Armand Let's on esittelijä. Tämän komission työ saatiin päätökseen vuonna 1905, ja Armand Examere nimitettiin pääesittelijäksi.

Komission työn päätelmät toimitetaan uudelle valiokunnalle, jonka Ponts et Chausséesin yleisneuvosto nimitti 15. maaliskuuta 1906Kokoonpanossa Maurice Levy ylikomisario on 1 st luokan tiet ja sillat, esittelijä, Albert Préaudeau , ylitarkastajan 2 E -luokan, Henry Vétillard, ylitarkastajan 2 E -luokan. Viimeksi mainitun komission raportti toimitetaan Ponts et Chausséesin yleisneuvostolle20. heinäkuuta 1906- palvelemaan julkisten töiden ministerin Louis Barthoun Kiertokirjeessä hyväksymien ohjeiden perustana20. lokakuuta 1906teräsbetonin käyttöohjeista .

Komission työ ja tulokset

Tämä uusi materiaali on osa kahta materiaalia, betonia ja terästä, joilla kaikilla on erilainen toimintatapa, mutta joiden liitos muodostaa tämän uuden materiaalin, jonka komission on yritettävä määritellä perustuslakit.
Vuonna XIX : nnen vuosisadan insinööri on käytettävissä tutkimuksen rakenteiden kimmoisuusteorian ja lujuusopin . Rakenteen perusteluissa suunnittelija olettaa, että sillä on joustava käyttäytyminen. Siksi komissio pyrki tarkistamaan tämän hypoteesin pätevyyden raudoitetun betonirakenteen perustelemiseksi.

Betonin kimmomoduulin määrittäminen

Komissio tutkii puristuksen betonin kimmomoduulia . Komissio testaa useita erilaisia betonikoostumuksia ja tiivistämismenetelmiä. Se saa vaihtelevan moduulin, joka on välillä 16 000 - 40 000 MPa. Testit osoittavat, että kimmokerroin vaihtelee käytetyn puristuskuorman mukaan ja että se pienenee, kun siihen on tehty vetomuodonmuutoksia. Komissio päätti olla ehdottamatta betonin kimmomoduulia puristuksen ollessa suurempi kuin 15 000 MPa.
Stuttgartin professori Bachin ja Torinon professori Luigin samanaikaisesti saamat muut tulokset saivat moduuleja enintään 20 000 MPa tai 25 000 MPa. Coignetin ja Tedescon testit ovat myös osoittaneet, että kimmomoduuli kasvaa betonin iän myötä. Lisäksi kokeet ovat osoittaneet, että betonissa tapahtuu ensin hyvin pieniä muodonmuutoksia tiettyyn rajaan saakka, sitten vajoaminen muuttuu herkäksi ja kasvaa kuormitusten mukana.

Komissio vertaili teräksen ja betonin kimmokerrointa. Jos huomaamme:

{\ displaystyle {E_ {a}}}

teräksen kimmokerroin

{\ displaystyle {E_ {b}}}

betonin kimmokerroin

Saamme suhde m: Pitkän keskustelun jälkeen komissio jätti insinööreille mahdollisuuden valita tämä kerroin m välillä 8-15. Saksassa ja Sveitsissä huomioon otettu kerroin m on 15 MM. Rabut ja Mesnager kannattivat tämän kertoimen vahvistamista arvoon 10. ${\ displaystyle {m} = {\ frac {E_ {a}} {E_ {b}}}}$

Teräsbetonin vetolujuus

Komissio suoritti kokeita 0,10 m: n sivua kohti olevilla ja 2 m: n pituisilla prismoilla, jotka oli asennettu halkaisijaltaan 6 mm: n johtimilla.

Testit ovat osoittaneet, että:

raudoitetun ja raudoittamattoman betonin elastisuuskertoimet ovat suunnilleen yhtä suuret, kunhan betonin vetolujuus ei ylity,
kun betoni on murtunut, halkeilemattomissa osissa betonin vaikutus vetolujuuksiin on vakio,
säröillä olevan betonin alueella vahvisteiden jännitys on yhtä suuri kuin niiden pituuden vaihtelujen ja joustokertoimen tulo.

Testit tehtiin selvittääkseen, kestävätkö merkittävään vetoon vaikuttavat osat puristusta. He tarkistivat, että betonin aikaisempi vetolujuus vaikutti puristuslujuuteen vähän.

Betonin poisto

Komissio suoritti teräsbetoniprismatestejä, jotka osoittivat, että kutistuminen aiheutti puristuksen raudoituksissa. Tämä puristus tasapainotti betonin jännitystä. Tämä ilmiö on herkkä ympäristöolosuhteille ja metallin prosenttiosuudelle, mutta sitä ei tarvitse sisällyttää laskelmiin.

Bond teräs - betoni

Raudoitettujen betoniosien lujuus olettaa, että betoni pysyy kiinni raudoituksissa. Esityksessään 1889 Paul Cottancin epäili tätä tarttumista ja piti sitä kelvottomana perustella vahvistamisjärjestelmäänsä. Siksi oli tärkeää varmistaa, että tämä tarttuvuus oli olemassa, ja määritellä sen vähimmäisarvo osalle vaikuttavien eri toimintatapojen yhteydessä. Taivutusilmiössä tämä tarttuvuus on tärkeä leikkausvoimien kestävyyden kannalta.

Testit tekivät Edmond Coignet ja Napoleon de Tédesco, de Jolly, ja Münchenissä Brauschinger. Komission testit suoritti Mesnager.

Käytettiin kahta testimoodia:

vetämällä betonilohkoon upotettua metallitankoa
taivuttamalla prismaa.

Suoran vedon, testit osoittivat tarttumista leikkausvoiman vaihtelee 40-47 kg / cm 2 .

Suorittamien kokeiden Armand Considerere antoi merkittävästi alhaisemmat määrät, 12 kg / cm 2 ja sileä baaria , 18 kg / cm 2 valssattujen baaria. Nämä arvot määritettiin taivuttamalla prismaa.

Komission saamat arvot ovat välillä 13,5 - 16,5 kg / cm 2 . Hän toteaa, että nämä arvot kasvavat betonin iän myötä.

Siksi komissio toteaa, että tiettyjen järjestelmien hyväksymä arvo 50 kg / cm 2 on yliarvioitu. Tämä vähennys voi johtua betonikerroksen irtoamisesta kosketuksessa raudoituksen kanssa, mutta komissio toteaa, että tätä ilmiötä ei ole otettu kokonaan huomioon.

Palkkien tutkimukset taivutuksessa

Halkeamien vaikutukset

Komissio suoritti testejä selvittääkseen, onko betonin halkeilulla vaikutusta:

litteiden osien säilyttäminen,
sen muodonmuutosmoduuli, kun se puristettiin uudelleen,
vahvikkeiden tarttuvuus ja liukuminen,
vahvistetun sementin lujuus.

Testit ovat osoittaneet, kun murtunut betoni puristetaan takaisin, sen muodonmuutosmoduuli oli olennaisesti identtinen halkeilemattoman betonin kanssa.

Kokeet osoittivat, että rakentajien ottamat arvot betonin ja raudoitusten väliselle tartunnalle olivat liioiteltuja ja että vahvikkeiden jännityksen asettamiseen liittyi murtuma, jonka oli tarkoitus vähentää tarttuvuutta.

Harkitse kokeet osoittivat, että halkeilu muutti halkeilun läheisyydessä teräs- ja betonijännitysten jakautumista, muutti neutraalin kuidun asemaa ja lisäsi vahvistetun osan kaarevuutta, mutta muutokset yhdellä piste kompensoitiin muiden nostamisella. Harkitse kuitenkin huolta halkeilun vaikutuksista toistuvassa rasituksessa.

Taso-osien ja neutraalin akselin suojelu

Tämä on asia, josta on käyty eniten keskusteluja komissiossa. Kokeet ja muodonmuutosmittaukset ovat osoittaneet, että Navierin hypoteesi tasaisten osien säilyttämisestä oli edelleen sovellettavissa vahvistettuun sementtiin lukuun ottamatta alueita, joihin kohdistuu suuria kuormituksia.

Tämä olettama taso-osien säilymisestä näyttää olevan mahdollista toteuttaa ilman rajoituksia, vaikka betonissa olisi halkeamia.

Betonin muodonmuutos

Komissio halusi tarkistaa, toimiiko kiristetty betoni taivutusilmiössä suoran vetovoiman tavoin. Hän pystyi selvittämään selvästi samankaltaisuuden. Tämä oli jo huomautettu harkinnan tekemillä testeillä.

Leikkauslujuus

Mesnagerin testit taivutetuille ja leikkaaville palkeille osoittivat, että halkeamia palkeissa tapahtuu useimmiten 45 °: n suunnassa leikkausjännityksen kanssa.

Ensimmäisissä betonipalkkeissa rakennusurakoitsijat luottivat vain betonin lujuuteen leikkausvoiman ottamiseksi, mutta melko nopeasti johtuen huonosta työstöstä betonin valmistuksessa tai käyttämällä huonolaatuisempia materiaaleja. he kuvittelivat erityisiä liitosvahvikkeita, jotka yhdistävät palkin alemman vetovahvistuksen yläosan betonin puristettuun osaan. Nämä liitännät varmistavat teräsbetonipalkin eri osien välisen solidaarisuuden ja antavat sen kestää leikkausvoimaa. Ensimmäisen jarrusatulajärjestelmän patentoi Hennebique vuonna 1889.

Mesnagerin testit osoittivat, että vahvikkeet oli tarpeen nostaa lähelle tukia, että kaltevat jalustat ovat tehokkaampia kuin pystysuorat.

Poikittaiset liitännät ovat erityisen välttämättömiä kylkiluissa vahvikkeiden liittämiseksi laatoihin ja estämään liukumista peräkkäisten betonikerrosten välillä.

Laatan osallistuminen kylkiluun vastukseen

Komissio suoritti testejä uurretuille lattioille. Ne osoittivat, että laatan vaikutus palkkien vastukseen oli osittainen. Kun palkkien välinen etäisyys on suurempi kuin 0,40 jännevälistä, sen takana olevalla osalla ei ole enää mitään vaikutusta vastukseen ja muodonmuutokseen.

Laskentamenetelmät

Ensimmäiset testit

Vahvistetun sementin keksivät ensin do- it- yourselfers, Joseph-Louis Lambot keksijä vuonna 1849 mätänemättömästä veneestä, joka jätti patentin vuonna 1855 , ja Joseph Monier , kalliopuutarhuri, joka jätti patentin laatikkojärjestelmään - mobiili puutarhanhoitoon sovellettavat rauta- ja sementtialtaat vuonna 1867 .
Vahvistettu sementti on kohtauspaikka kahdelle kehittyvälle teollisuudelle, terästeollisuudelle, joka siirtyy valuraudasta rautaan ja sitten teräkseksi, ja sementtiteollisuuteen.

Vuonna 1835 , arkkitehti François-Martin Lebrun oli rakentanut ensimmäisen rummun, sitten vahvistamattomat konkreettisia silta Grisolles , vuonna 1840. Vuonna 1853 se oli François Coignet , joka oli hänen talo rakennettu agglomeroidussa betoniin lähellä hänen tehdas St Denis. François Coignet jätti ensimmäisen taloudellisen konkreettisen patenttinsa vuonna 1854 . Teollinen, hän jättää sarjan patentteja vuosien 1855 ja 1859 välillä taloudellisesta betonista , hydraulisesta betonista , muovibetonista , tekokivestä ... Arkkitehti Louis-Auguste Boileau käyttää Coignet-menetelmiä rakentaessaan Saint Margaret's Church Vésinet vuonna 1862 . François Coignet on jättänyt patenttinsa Englantiin ja hänen prosesseistaan keskustellaan englanninkielisessä teknisessä lehdistössä. Thaddeus Hyatt ja William E. Ward ovat tietoisia hänen työstään. Thaddeus Hyatt kokeilee vahvistettuja sementtipalkkeja, jotka altistuvat korkeille lämpötiloille ja osoittavat raudan ja sementin laajenemiskertoimien samankaltaisuuden.

Ymmärtäminen, miten tämä uusi materiaali toimii, alkaa tulla esiin tavallisista rakennussäännöistä vasta hyvin vähitellen, kun insinöörit kiinnostavat sitä. Tilat näkyvät vahvistettujen sementtipölkkyjen patentissa vuonna 1877 lisäyksellä 1878, jossa Joseph Monier suunnitteli vahvistettua sementtiä vahvistavia vahvikkeita vetovoimien palauttamiseksi. Mutta tekstissä ei selvästi ilmaista tätä vahvistusten roolia.

Joseph Monier oli myynyt patenttiensa hyödyntämisen Saksassa Gustav Adolf Wayssille ja Conrad Freytagille (de) . Yritys, jonka he aikovat perustaa hyödyntääkseen sitä, kehittää tutkimusta määrittelemään tämän materiaalin, Monierbaun, käytön säännöt, jotka he ovat uskoneet Münchenin instituutin laboratorioita johtavalle Johann Bauschingerille . Vuonna 1887 esitteessä nimeltä Das System Monier, Eisengerippe mit Cementumhüllung, Monierbroschüre , Wayss ja Koene selittää käyttäytymistä teräsbetonia.

Ajatus siitä, että sementin ja raudan yhdistelmä muodostaa monoliitin, ilmenee vuonna 1886 Bordenave-patentissa, jossa hän selittää, että prosessini tunnusmerkkinä on muodostaa metallirunko, jonka ympärille kaadetaan materiaali, joka kiinteytyessään muodostaa monoliitin . Raudojen muoto estää raudan ja laastin tai sementin välisen irtoamisen . Esitellessään Society of Civil Engineers 1889 , Paul Cottancin selittää, että välinen tartunta sementin ja rauta on nolla ja hänen vahvistaminen järjestelmä on suunniteltu siten, että ankkurointi vahvistuksia sen muotoiluun. Yhdysvalloissa Thaddeus Hyatt ja Ernest L.Ransome olivat hakeneet patentteja kehyksille.

29. tammikuuta 1892, Matthias Koenen ja Gustav-Adolf Wayss esittävät patentin nimeltä Muurauspalojen parannukset niiden vetolujuuden näkökulmasta, jossa ne selittävät vahvistetun sementin jokaisen ainesosan mekaanisen roolin: Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on korjata kaikki nämä haitat näiden kahden materiaalin sopivalla yhdistelmällä, joista toisen on olennaisesti kestettävä vetovoimat, toisen puristusvoimat . Patentissa selitetään, että vahvisteiden on oltava tietyntyyppisiä, ulkopinnat ovat karkeita tai karheita harjaavia, jotta saadaan aikaan läheinen yhteys molempiin materiaaleihin, ja täsmennetään, että nämä kaksi materiaalia - - on yhdistetty yhteiseen toimintaan rungossa, joka muodostaa kokonaisuus siten, että sisäisten voimien siirtyminen yhdestä materiaalista toiseen tapahtuu jatkuvasti ja keskeytyksettä tarttuvan voiman ansiosta , metalli ja sementti toimivat yhdessä, mutta kumpikin ominaisuuksiltaan.
8. elokuuta 1892, François Hennebique jättää patentin tietylle metallin ja sementin yhdistelmälle erittäin kevyiden ja erittäin kestävien palkkien luomiseksi . Hän antaa rationaalisen selityksen toiminnalle selittämällä, että tämän tyyppisten palkkien rakennelaki löytyy tällöin kahden suuren vastuksen yhdistelmästä ja yhdistelmästä, jotka ovat luontaisia molemmille kappaleille läsnä ollessa ja jotka toimivat vastakkaiseen suuntaan. kysymys on enemmän kuin palkkien valmistuksessa käytettävän raudan ja sementin osuuksien määrittäminen tietylle taivutuslujuudelle ''. Hän on ensimmäinen, joka perustelee niittien käytön leikkausvoiman vaikutusten lieventämiseksi. '' Se on7. elokuuta 1893että näemme esiintyvän sanaa jalustin , joka on muotoiltu raudan nauhakieleksi, joka voidaan muodostaa paikan päällä.
Sisään 24. joulukuuta 1892, Insinööri Edmond Coignet jättää patenttinsa rakennusjärjestelmään suorilla tai kaarevilla palkeilla sekä yhdistetyllä muuraus- ja rautasängyllä . Coignet - järjestelmän erityispiirteet näkyvät erityisesti levyissä, jotka seuraavat16. joulukuuta 1893jossa hän piirtää tee-palkit ja ehdottaa järkevää laskentamallia, jota voidaan soveltaa kaikkiin vahvistettuihin sementtirakenteisiin. Se oli vuonna 1894 , kun hän näytti sitä Napoleon de Tédescon kanssa tiedeakatemian edessä . He tekevät16. maaliskuuta 1894tiedonannon että Society of RIL annetun soveltamisesta laskutoimituksen sementti rakenteita metalli kehyksiä , jotka on julkaistu Annales des Ponts et Chaussées .

Jos Edmond Coignet kehittää vahvistettua sementtiä yrittäjänä, François Hennebique on valinnut alkuperäisen polun kehittää patenttiensa käyttöä sekä Ranskassa että ulkomailla. Se on todellakin perustanut suunnittelutoimiston, Bétons Armés Hennebique -yrityksen ja käyttöoikeussopimusjärjestelmiin liitetyn toimiluvan haltijoiden järjestelmän. Hän esittelee teoksiaan vuonna 1898 perustetun Hennebique-järjestelmän edustajien ja toimiluvan haltijoiden urakassaan Le Béton armé . Saksassa ja Itävallassa insinööri Friedrich Ignaz von Emperger , joka hyödynsi Melan-lisenssiä Yhdysvalloissa, loi vuonna 1902 katsauksen Beton und Eisen .

Erilaisten vahvistettujen sementtirakennejärjestelmien esittelyjen jälkeen ensimmäiset laskentateoriat kehittyivät sekä Ranskassa Coignetin, Thinkin, Rabutin, Mesnagerin, Planatin kanssa että Belgiassa Paul Christophen kanssa ja Saksassa Koenen kanssa, Wayss, joka huipentui Emil Mörschin esitys kirjassa Der Betoneisenbau, seine Anwendung und Theorie, joka julkaistiin Stuttgartissa vuonna 1902 ja käännettiin ranskaksi vuonna 1909 nimellä Raudoitettu betoni, teoreettinen ja käytännön tutkimus . Sveitsissä Wilhelm Ritter , professori Sveitsin liittovaltion teknologiainstituutista Zürichissä, jossa hän opettaa graafista staatiota Karl Culmannin kuoleman jälkeen , joka muun muassa Robert Maillartin koulutti , kehitti menetelmän teräsbetonin laskemiseksi, joka julkaistiin artikkelissa 1899 Tässä työssä annetaan teräsbetonipalkin laskentamenetelmä toiminnan analogisesti Howe-tyyppisenä ristikkopalkkina, jossa on puristetut betonitangot ja kiristetyt metallivahvikkeet tai Ritter-Mörsch-ristikko.

Insinöörien edessä, jotka yrittävät yhdistää uuden materiaalin käyttäytymisen materiaalien vastustuskykyyn ja kimmoisuusteoriaan , François Hennebiquein kaltainen harjoittaja kritisoi tätä asennetta: ”Ah! Hyvät herrat, myönnänkö sen teille? Minulla on pyhä kauhu tästä kaikesta tieteestä. Kaavoihimme liittyvät tekijät ovat kuormat, näiden kuormien vipuvarret muodostavat alueet, käytettyjen materiaalien resistanssit, kiintoaineiden muodostamien vääntömomenttien korkeuden ja materiaalien vastuksen vipuvarren; tämä on hyvin yksinkertainen keittiö, jonka kaikki elementit ovat ymmärrettäviä ja riittäviä säveltämään betoni-, sementti- ja rautayhdistelmiä kiinteistä ja taloudellisista rungoista ja lattiasta .

Metallirakentamisen asiantuntija Jean Résal vertaa teräsbetonipalkkia prismaan heterogeeniseen palkkiin, jonka elementeillä on erilaiset elastiset ominaisuudet.

Vuonna 1897 Charles Rabut vihki ensimmäisen betonikurssin Ponts et Chaussées -koulussa.

Komission laskentamenetelmä

Mietinnössään komitea toteaa, että vaikka teräsbetonia arvostetaan yhä enemmän sen vaikutusten vuoksi, sille on silti epätäydellisesti tietoa. Mitä enemmän ajattelemme sitä, sitä enemmän tunnemme, että on olemassa useita ilmiöitä, jotka jäävät hämäriksi. Näissä olosuhteissa ei ole helppoa saavuttaa haluttua tarkkuutta insinööreille annettavissa ohjeissa, mutta ei estetä heitä edistyksen tiellä, joka pysyy avoimena .
Insinöörit Rabut ja Mesnager pyysivät vaatimusten lyhentämistä ja supistamista muutamaksi yleisilmoitukseksi, jotta vältettäisiin kaikki, mikä voisi yleensä rajoittaa insinöörien tieteellistä vapautta tässä asiassa, paitsi lykätä selityksiä tai neuvoja, joita voimme pitää hyödyllisinä antaa heille .
Komitea jättää insinööreille absoluuttisen vapauden laskentamenetelmissä, joita heidän mielestään tulisi käyttää, sillä ainoalla varauksella, ettei asiantuntijoiden empiirisiä menetelmiä voida korvata luotettavammilla menetelmillä, jotka perustuvat materiaalien kestävyyteen tai kimmoteoriaan.

Komitean hyväksymät laskelmat ovat seuraavat:

1- Navierin hypoteesi taso-osien säilyttämisestä taivutusilmiössä on todettu olennaisesti tarkaksi lukuun ottamatta tukien lähellä tai säteen pisteeseen keskittyneiden kuormien välittömässä läheisyydessä;
2-Yleisiä sääntöjä ja klassisia kaavoja materiaalien kestävyydestä heterogeenisissä kappaleissa voidaan soveltaa raudoitettuun betoniin liittämällä kullekin materiaalikuidulle yksikkövoima, joka on verrannollinen pituussuuntaisen muodonmuutoksen (lyhennyksen tai venymän) tulokseen sen moduulijoustolla .
Voimme korvata heterogeenisen kiinteän aineen homogeenisella kiinteällä aineella korvaamalla metallin osan betoniosalla, joka on yhtä suuri kuin m kertaa metallin (missä m = Ea / Eb, komitea ei aseta arvoa, mutta ehdottaa m: n ottamista = 15, mikä vastaa Ea = 220 MPa ja Eb = 15 MPa);
3- Ei ole tarpeen ottaa huomioon poikittaisvahvistusten joustavaa vaikutusta taipuneissa osissa;
4 - Kiristettyjen kuitujen laskemiseksi kiristettyä betonia ei saa koskaan käyttää resistanssin kannalta välttämättömien raudoitusosien määrittämiseen. Voidaan ottaa huomioon jännittynyt betoni kantojen ja neutraalin kuidun sijainnin määrittämisessä;
5- Rakennelujuuslaskelmissa hyväksyttävä teräsbetonin puristusväsymisraja ei saa ylittää 28% saman koostumuksen omaavan raudoittamattoman betonin murskausresistanssista 90 päivän kovettumisen jälkeen;
6 - Leikkausväsymisraja, betonin pituussuuntainen liukuminen itsessään ja sen tarttuvuus lujittimien metalliin aikaansaadaan yhtä suureksi kuin 10% puristusväsymisrajalle määritetystä. Poikittaisvahvikkeet mahdollistavat tämän raja-arvon suurempien leikkausvoimien vastaanottamisen.
7- Jos pakattuja osia on, varmista, että ne eivät ole alttiina liekille .

Kuormien osalta on otettava huomioon suurimmat ulkoiset voimat , kuormituksen säätö29. elokuuta 1891mukaan lukien tuulen ja lumen vaikutukset, joita rakenteet kestävät, mutta myös lämpövaikutukset ja betonin kutistumisen vaikutukset, kun rakenteita ei voida vapaasti laajentaa.

Ylivalta: ryömintä

Eugène Freyssinet rakensi vuosina 1911 ja 1912 Allierin kolme siltaa , joista vain Boutironin silta on jäljellä . Ne olivat hyvin matalia kaarevia siltoja, joissa oli kolme liitosta alareunassa ja avaimessa. Ne oli laskettu soveltamalla kiertokirjeä, joka koski raudoitetun betonin käyttöä20. lokakuuta 1906olettaen, että betonin muodonmuutosmoduuli on vakio.

Nopeasti, Veurdren sillan purkamisen jälkeen , hän huomasi nuolen lisääntyvän laskeutumalla 13 senttimetriä kaaren näppäimiä. Huolestuneena tällaisen ilmiön seurauksista, jotka saattavat johtaa teoksen tuhoutumiseen, hän aloitti avaimen tunkeutumisen palauttaakseen ne oikealle tasolle neljän miehen avulla ja esti ne. Tarkistettuaan betoninäytteet Freyssinet joutui myöntämään, että ainoa selitys oli, että betonilla oli muodonmuutoksia, jotka viivästyivät ajan myötä puristusvoiman vaikutuksesta. Sillan pelastamiseksi hän asensi sylinterit avaimella ja pani ne paineeseen kompensoimaan muodonmuutoksia.

Ymmärtääkseen, miksi näitä lykättyjä muodonmuutoksia ei ollut havaittu komission tekemissä testeissä, hän meni kuulustelemaan Pont et Chaussées -laboratorion teknikkoja. He kertoivat hänelle purkavansa kaikki liiketunnistimet joka ilta, jotta ne eivät vahingoittuisi, mikä tekee betonin viivästyneen muodonmuutoksen havaitsemisen mahdottomaksi jatkuvalla kuormituksella.

Tämä sama ilmiö oli osoitettu amerikkalaisen teollisuuden edustajan Thaddeus Hyattin vuonna 1877 Yhdysvalloissa suorittamissa testeissä kuormitetulla säteellä. Hän oli huomannut taipuman lisääntyvän kahden kuukauden kuormituksen jälkeen. Konkreettisen virumisen laskentamallin määritelmä Ranskan säännöksissä on peräisin vain YK: n kiertokirjestä nro 44 12. elokuuta 1965 : alustava ohje esijännitetyn betonin käytöstä .

Huomautuksia ja viitteitä

Argusin silmät, ” Vuoden 1900 maailmanmessujen taivaallinen maapallo ”, osoitteessa lesyeuxdargus.wordpress.com (käytetty 2. helmikuuta 2016 ) .
" Camille de Hogues -silta Châtelleraultissa " [PDF] , osoitteessa piles.setra.developpement-durable.gouv.fr (käytetty 2. helmikuuta 2016 ) .
[1]
André Guillerme, Kaupungin rakentaminen. Teollisuuden vallankumoukset rakennusmateriaaleissa. Ranska - Iso-Britannia (1760-1840) , Champ Vallon ( keskikokoelma ), 1995 ( ISBN 978-2-87673-203-2 ) .
Kalvo, Taide sommitella keinokiviä niin kovaa kuin kiviä ja tutkimusta muinaisten ihmisten rakentamisesta, niiden laastien valmistelusta, käytöstä ja kovettumisen syistä , 2 osaa, Pariisi, 1807 [2] .
Destigny, Kivien laajentumisesta , s. 144-162; julkaisussa Journal du Génie Civil , 2, 1829 [3] .
Navier, Huomautus raudan käytöstä muurausrakenteissa s. 342-343, julkaisussa Journal du Génie Civil , 3, 1829 [4] .
Charles Rohault de Fleury, Hydrauliset sementtivarastot , s. 78, julkaisussa Annales des Ponts et Chaussées , 1, 1835 Text Drawing .
C. Berger, V. Guillerme, varoitus E. Candlot ja esipuheen Armand Tarkastellaan, La rakentaminen en sementtilujitteisia. Yleiset sovellukset, erilaiset teoriat ja järjestelmät , tome 1, s. 93, H. ja E. Pinat Dunod kustantajien, Paris, 1909 ( 2 th täysin uudistettu painos - Ensimmäinen painos ilmestyi vuonna 1902).
Julkisten töiden ministeriön " Kiertokirje 20. lokakuuta 1906, raudoitetun betonin käyttöä koskevista ohjeista " [PDF] , shf-lhb.org ,20. lokakuuta 1906(käytetty 3. helmikuuta 2016 ) .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 125 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 135-138 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 133-135 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 182-183 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 183 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 178 - 180 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 181-182 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 184 .
C. Berger, V. Guillerme, Rakenne vahvistettua sementtiä , s. 185 .
Emil Mörsch, Der Eisenbetonbau, seine Theorie und Anwendung , 1902 ( lue verkossa ) .
Wilhelm Ritter, Die Bauweise Hennebique julkaisussa Schweizerische Bauzeitung , osa 33, 1899, s. 41-43, 49-52, 59-61 ( lue verkossa ) .
" Kiertokirje 20. lokakuuta 1906, joka koskee teräsbetonin käyttöä koskevia ohjeita " [PDF] , shf-lhb.org ,20. lokakuuta 1906(käytetty 20. helmikuuta 2016 ) .
MEMOAR - Kokoelma teknisten tiedotteiden, " Sheet nro VIII-4 - Sylinteri / Wedge " [PDF] , on memoar.setra.developpement-durable.gouv.fr ,lokakuu 2009(käytetty 3. helmikuuta 2016 ) .
Toimittaneet Jean-Pierre Ollivier ja Angélique Vichot, Betonin kestävyys , s. 168-169, Presses of the National School of Bridges and Roads, Pariisi, 2008 ( ISBN 978-2-85978-434-8 ) ; s. 869.
Thaddeus Hyatt, selostus joistakin kokeista, joissa on käytetty Portland-sementti-betonia, joka on yhdistetty rautaan, rakennusmateriaalina, viitaten metallin säästöön, ja tulipaloihin katojen, lattian ja kävelypintojen valmistuksessa , Chiswick Press , Lontoo, 1877 ( lue verkossa ) .
Sétra, " Raudoitettujen tai esikiristettyjen betonisiltojen sääntelyn kehitys " [PDF] , osoitteessa piles.setra.developpement-durable.gouv.fr (käytetty 20. helmikuuta 2016 ) .

Katso myös

Bibliografia

Gaston Pigeaud, Huomautus vahvistettujen sementtipalkkien laskentamenetelmästä , julkaisussa Annales des Ponts et Chaussées. 1 st osa. Rakennustaiteeseen ja insinöörin palveluun liittyvät muistelmat ja asiakirjat , 1908, s. 7-34 ( lue verkossa )
Augustin Mesnager, Kokeile kiristettyjen tankojen liitoksia teräsbetonipalkkeissa , julkaisussa Annales des Ponts et Chaussées. Osa 1. Rakennustaiteeseen ja insinöörin palveluun liittyvät muistelmat ja asiakirjat , maaliskuu-huhtikuu 1908, s. 109-140 ( lue verkossa ) ja levyt 10-12 ( katso )
Cyrille Simonnet, Betoni. Aineiston historia. Talous, tekniikka, arkkitehtuuri , Éditions-sulkeet, Marseille, 2005 ( ISBN 978-2-86364-091-3 )