W 00003 'PP

bhJ

Ici encore cette valeur de P, en raison de la résistance à la compression, ne doit jamais dépasser la limite donnée par l’expression (126).

6” Exemple. Dans la fabrique de sucre de Waghâusel , les divers planchers du bâtiment de la raffinerie sont supportés par des colonnes à section en croix, et celles de (étage inférieur sont soumises chacune à une charge de 120000 kil. leur hauteur est de 2m et les nervures ont, comme dimensions, 50*’* et 3 GO*”*. .4 ces dimensions corresjmndrait , d'après la for-

mule (127), une charge de 3300- 200t)' ou 1890000*; d'après la formule

(125), pour 2 = Gk, cette charge ne serait plus que de 12-50-360 — 216000*; mais cette valeur est encore notablement supérieure à la charge donnée, de telle sorte que les colonnes présentent , en réalité, une très-grande force;

la pression dans chaque section n'est que de 2-M-360 ~ 3* ®ous Faction

de la charge d'épreuve, qui était le double de la charge précédente, la pression produite n'a été que de tik - , (1).

Colonnes accouplées. On peut souvent se demander si, pour une charge très -considérable, il n’est pas trop désavantageux, au point de vue de l’économie de matière, d’employer deux ou plusieurs colonnes, an lieu d’une seule. En désignant par m le nombre de ces colonues et en les supposant calculées au moyen des formules spéciales aux pièces chargées debout, on trouve pour le rapport des Volumes Vl et V, dans l’hypothèse de sections géométriquement semblables:

F, = Ÿîn V ( 1 28).

(1) Ce bâtiment présente un type remarquable de planchers incombustibles. Les planchers des six étages inférieurs sont formés par des voûtes d' arêtes, tandis que les deux étages supérieurs sont recouverts de voûtes ordinaires à chape; toutes ces voûtes sont supportées par 500 colonnes à nervures. Tout l'espace intérieur, compris entre les murs, se trouve entièrement libre. Y. FSrster's Baux. P. 93.

COLONNES MÉTALLIQUES

F, représentant le volume total des »» colonnes et F celui de la colonne unique. On voit, par là, qu’au point de vue de l’emploi de la matière, il est avantageux, pour une charge donnée, d’établir le plus petit nombre possible de colonnes.

7”. Exemple. Si, pour supporter une charge de 129tk, on choisit une colonne à section circulaire pleine, de 6“ de hauteur, cette colonne, d'après la table de la page 341, doit avoir une diamètre de 70mm; en employant 4 colonnes de ÔOmm de diamètre, la charge totale qu'elles pourraient supporter, d'après la même table, serait 4-338 ■ 133Uk, c'est-à-dire sensiblement la

meme que la précédente. Le rapport des volumes, qui est le même que celui des sections, est, dans ce cas, 4-50*:70*, c'est-à-dire 100:49 ou tr'es-approximativement y ~4 : 1.

La diminution de hauteur d’une colonne a une action assez marquée, au point de vue de l’économie de matière, puisque, Fig 371 d’après la formule (118), les sections de colonnes semblables, également chargées, sont directement proportionnelles aux hauteurs ( l ), en supposant, bien entendu, ces colonnes calculées en ayant égard à la résistance spéciale aux pièces chargées debout. Cette remarque peut justifier, dans quelques cas, la décomposition d’une colonne en plusieurs autres, lorsque cette opération a, en réalité, pour conséquence, une diminution de hauteur. C’est ce qui se produit, par exemple, pour la carcasse formée de trois barres de fer, fig. 371, que certains architectes établissent dans l’intérieur des piliers en briques et qui est plus avantageuse qu’une barre unique, puisque le rapport des volumes est ici

Vm 1/3

, c’est-à-dire L— •= 0,866.

Nous devons encore faire remarquer que les colonnes, employées dans les bâtis de machines, ont généralement des dimensions bien supérieures à celles que fourniraient les formules précédentes. Cette augmentation de matière s’explique assez naturellement par ce fait (pie les colonnes de cette nature se trouvent le plus souvent soumises à des efforts de flexion ou de traction et qu'elles sont, en même temps, exposées à des chocs ou à des vibrations. (1) Ainsi, en particulier, les colonnes en

(1) Huns les uioulins, les colonnes, qni supportent les transmissions des meules, sont établies avec uu coefficient de sécurité 5 à 6 fois plus grand que celui de nos formules; les vibrations nu permettent guère d'adopter des dimensions inférieures.

fonte , qui se trouvent soumises à des efforts de traction , comme les colonnes d’entablement des machines à vapeur verticales, doivent avoir, au moins, une section double de celle que donnerait une des formules (120), (122), (124) et (126). Dans les bâtiments même, ainsi que le montre le 6" exemple, on adopte souvent un coefficient de sécurité plus grand que celui que nous avons introduit dans nos formules; par contre, il n’est pas rare de trouver des colonnes soumises à des charges supérieures aux limites que nous avons indiquées.

Dispositions des colonnes métalliques.

Les colonnes, qu’on emploie comme pièces de bâtis de machines, peuvent être fixées directement, par des moyens connus, sur des plaques de fondation métalliques, ou encore, comme les colonnes de bâtiments, reposer sur un massif en maçonnerie ou en pierres de taille. Les colonnes de bâtiments, qui doivent être soumises à des charges considérables, reposent souvent sur un socle en pierre sans aucun mode de fixation; on se contente d’intercaler une plaque de plomb entre la base de la colonne et la surface de la pierre. Dans le cas où on veut obtenir une liaison présentant plus de sécnrité , on réunit la colonne au socle par des boulons d’ancrage. Les figures suivantes représentent trois dispositions différentes de ce mode de fixation. Dans toutes Fig. 372. Fig. 373. Fig. 374.

les trois la base d’appui de la colonne se trouve établie audessous du plancher. La base de la première colonne, fig. 372,

est encastrée dans une plaque de fondation, de forme spéciale, reliée par un boulon à un massif en briques ; la deuxième colonne, fig. 373, se termine, à la partie inférieure, par un rebord qui sert à la fixer sur un massif en pierre de taille, au moyen de boulons de scellement. Dans le troisième dispositif (Borsig), fig- 374, à l’intérieur du pied de la colonne se trouve placé un cylindre d’une faible hauteur, dont la base, parfaitement dressée, s’applique sur la plaque de fondation et est reliée avec elle par un boulon qui traverse le massif; entre la surface intérieure de la colonne et ce cylindre existe un certain jeu, qu’on remplit avec du plomb fondu , lorsque la position de la colonne se trouve parfaitement réglée; à cet effet, on ménage un petit trou de coulée dans le piédestal de cette colonne.

La partie du piédestal, qui dépasse le niveau du plancher, est plus ou moins ornementée, suivant le style adopté pour la construction du bâtiment. Dans la fig. 372, il n’existe qu’un simple filet cylindrique pour raccorder le corps de la colonne à la partie carrée du piédestal; dans la fig. 373, au filet vient s’ajouter un quart-de-rond; enfin la fig. 374 représente ce qu’on appelle une base attique avec deux quart - de - rond , réunis par des filets à une partie en retraite (Trochilc).

Au point de vue de la construction, les chapiteaux des colonnes présentent des dispositions très - variées , suivant leur mode de jonction avec les autres parties.

Fig. 375.

La fig. 375 représente, en coupe et en élévation latérale, le mode de liaison d'une tête de colonne avec une poutre en bois et la base d’une colonne de l’étage supérieur. Une boite en foute, surmontant le chapiteau, enveloppe la poutre, qui souvent présente un joint à l'intérieur. L’emploi d’une poutre métallique permet de réduire notablement la largeur de cette boite. La colonne supérieure se fixe directement sur la boite, au moyen de boulons qui traversent les rebords.

Au point de vue du style, les chapiteaux peuvent recevoir une très- grande diversité de formes et ils offrent, par suite, des ressources qu’on n’utilise pas toujours comme elles mériteraient de l’être. L’architecture fournit, dans ce cas, une très -grande variété de modèles, qu’un choix judicieux permet d'utiliser, pour obtenir, même par des procédés très -simples, un aspect satisfaisant.

Pour les étages inférieurs des grands bâtiments d’usines et, d’une manière générale, pour toutes les colonnes métalliques qui ont à supporter des charges considérables, une des formes les plus convenables est celle du chapiteau simple, qui a reçu de si nombreuses applications dans les constructions du style roman. La fig. 376 représente un chapiteau de cette espèce. De même, pour les colonnes très - chargées, niais en même temps trèsélaucées, mi peut recourir an chapiteau normand, fig. 377. Ou obtient un aspect, à la fois plus léger et plus gai, au moyen du chapiteau gothique, réduit à la forme simple, que représente la fig. 378. Pour ces trois formes, l’opération du modelage et celle de la coulée sont très - simples.

Kg. 376.

Fig. 377.

Fig. 378.

Dans la construction de machines, le chapiteau qu’on emploie le plus ordinairement est celui que représente la fig. 379 et qui est intermédiaire entre le chapiteau toscan et le chapiteau dorique romain ; il se compose essentiellement d’une partie à section carrée (l’abaque), d’un modillon et d’un astragale, qui constitue la ligne de séparation entre le chapiteau proprement dit et le corps de la colonne. En augmentant ou en diminuant la distance de l’astragale au modillon, on arrive facilement à donner à la colonne un aspect plus ou moins élancé. Les formes sévères du style dorique grec ne conviennent pas pour les colonnes métalliques; aussi les rencontre t’on très - rarement dans la construction des machines. On emploie, au contraire, avee avantage, dans les constructions eu fer, les colonnes corinthiennes, auxquelles ou donne la forme, à la fois simple et gracieuse, que reproduit la figure 380.

Fig. 379.

Fig. 380.

Le chapiteau se compose d’une corniche, formée d’un certain nombre de cannelures (21), dont l’ensemble constitue une surface concave à la partie inférieure, convexe à la partie supérieure, et d’un astragale qui le sépare du corps de la colonne. Si on supprime les cannelures, comme on l'a fait sur la moitié de droite de la figure , on obtient une forme plus simple , qui est également très - employée (V. tig. 357). Les cannelures du chapiteau, au moins pour certains cas particuliers, se trouvent d’autant mieux justifiées que souveut on n’hésite pas à en établir sur le corps même de la colonne. Le chapiteau cannelé est d’une exécution facile, à la condition de le considérer tomme une enveloppe,

qui part de la naissance des cannelures au-dessus de l’astragale, et de rapporter la pièce fondue sur le noyau de la colonne.

La fig. 381 représente un chapiteau, terminé par un abaque octogonal, qui se rapproche de la forme Renaissance et qui convient très -bien pour les colonnes élancées.

La jonction avec les poutres, en fer ou en bois, exige souvent l’interposition d’une plaque d’une certaine longueur entre la colonne et la poutre; tout eu conservant à cette pièce une grande simplicité, il convient cependant de lui donner une forme qui soit en rapport avec le style de la colonne. La fig. 382 donne une disposition qu’on peut employer avec le chapiteau roman, c’est-à-dire dans le cas où il s’agit de colonnes d’une grande simplicité de formes.

Fig. 384.

La fig. 383 représente un chapiteau plus léger, dans lequel la partie supérieure, qui a la forme d’une boite, est allongée de chaque côté pour recevoir une poutre ; la fig. 384 indique une disposition encore plus légère et plus élancée. Cette même figure montre l’emploi d'un stylobate, on d’un piédestal d’une assez grande hauteur, pour les colonnes, qui ont une longueur relativement très -grande par rapport à leur diamètre. La section de ce piédestal est souvent octogonale, comme l’indique la figure et, sous ce rapport, il rentre dans le style gothique; assez souvent aussi on lui donne une forme circulaire. Conformément aux principes de l’architecture, le diamètre du corps de la colonne doit aller en se rétrécissant vers la partie supérieure. On obtient un aspect satisfaisant, en prenant pour le diamètre, en ee point, Fig. 385. Fig. 386. Fig. 387.