La plupart des constructions en acier sont réalisées avec un type d’acier appelé acier doux.
L'acier doux est un matériau extrêmement résistant.
Cette immense force est d'un grand avantage pour les bâtiments. L'autre caractéristique de la charpente métallique est sa flexibilité.
Elle peut se plier sans se fissurer, ce qui est un autre grand avantage, car un bâtiment en charpente métallique peut fléchir lorsqu'il est poussé d'un côté par le vent ou un tremblement de terre.
La troisième caractéristique de l'acier est sa plasticité. Cela signifie que lorsqu'il est soumis à une grande force, il ne se fissurera pas soudainement comme du verre, mais se déformera lentement. Cette propriété permet aux bâtiments en acier de se déformer avertissant ainsi les habitants de s'enfuir.
La défaillance des charpentes métallique n'est pas soudaine - une structure en acier s'effondre rarement. L'acier, dans la plupart des cas, résiste bien mieux aux tremblements de terre que la plupart des autres matériaux en raison de ces propriétés.
Cependant, une propriété importante de l'acier est qu'il perd rapidement sa résistance au feu. À 500 degrés Celsius (930 degrés F), l'acier doux peut perdre près de la moitié de sa résistance. C'est ce qui s'est passé lors de l' effondrement des World Trade Towers en 2001.
Par conséquent, l'acier des bâtiments doit être protégé du feu ou des hautes températures ;
cela se fait généralement en l'enveloppant avec des planches ou un matériau pulvérisé appelé protection contre les incendies.
DOMAINE D'UTILISATION DE LA CHARPENTE METALLIQUE
La construction en charpente métallique est le plus souvent utilisée dans
1 - Bâtiments de grande hauteur en raison de sa solidité, de son faible poids et de sa rapidité 2 - de construction.
3 - Bâtiments industriels en raison de sa capacité à créer des espaces de grande portée à faible coût.
4 - Bâtiments d'entrepôt pour la même raison.
5 - Bâtiments résidentiels dans une technique appelée construction en acier léger.
6 - Structures temporaires car elles sont rapides à installer et à enlever.
TYPES DE CONSTRUCTION DE BÂTIMENTS EN ACIER
Il existe plusieurs types de construction de bâtiments en acier. La construction en acier est également appelée fabrication en acier.
La fabrication conventionnelle de l'acier se produit lorsque des équipes de fabricants d'acier coupent des éléments d'acier aux bonnes longueurs, puis les soudent ensemble pour créer la structure finale.
Cela peut se faire entièrement sur le chantier, qui est à forte intensité de main-d'œuvre, ou partiellement dans un atelier, pour offrir de meilleures conditions de travail et réduire le temps.
La construction en acier boulonnée se produit lorsque les fabricants d'acier produisent des composants en acier finis et peints, qui sont ensuite expédiés sur le site et simplement boulonnés en place.
Il s'agit de la méthode préférée de construction en acier, car la majeure partie de la
fabrication peut être effectuée dans des ateliers, avec les bonnes machines, l'éclairage et les conditions de travail.
La taille des composants est régie par la taille du camion ou de la remorque dans laquelle ils sont expédiés, généralement avec une longueur maximale de 6 m (20 pieds) pour les camions normaux ou de 12 m (40 pieds) pour les longues remorques.
Étant donné que le seul travail à effectuer sur le site consiste à lever les éléments en acier en place (avec des grues) et à les boulonner, le travail sur le site est extrêmement rapide.
Bâtiments préfabriqués sont un exemple de construction en acier boulonnée qui est conçue, fabriquée, expédiée et érigée par une entreprise au propriétaire.
La construction en acier léger est un type de construction courant pour les bâtiments résidentiels et les petits bâtiments en Amérique du Nord et dans certaines parties de l'Europe.
Ceci est similaire à la construction à ossature de bois, sauf que des éléments en acier léger sont utilisés à la place des deux par quatre en bois. L'acier de faible épaisseur est un acier qui se présente sous la forme de tôles d'acier minces (1 à 3 mm) qui ont été pliées en forme pour former des sections en C ou en Z.
POIDS DES STRUCTURES À OSSATURE EN ACIER
Considérez un bâtiment à un étage mesurant 5 x 8 m (16 x 26 pieds). Construisons d'abord cela en béton, avec quatre colonnes aux coins, des poutres s'étendant entre les colonnes et une dalle de béton de 150 mm (6") d'épaisseur au sommet. Une telle structure pèserait environ 800 kg/m2, soit 32 tonnes (32 000 kg) au total.
Si nous le construisons en acier à la place, avec un toit en pente recouvert de tôle ondulée avec isolation, cela ne pèsera qu'environ 65 kg/m2. Le bâtiment à ossature d'acier ne pèsera que 2,6 tonnes (2 600 kg). Ainsi, le bâtiment en béton est plus de 12 fois plus lourd ! C'est pour les structures à un étage
- dans les structures à plusieurs étages, la différence sera moindre, car les planchers des bâtiments en acier à plusieurs étages sont construits en dalles de béton pour l'économie
- mais la différence est encore significative.
Ce faible poids des bâtiments à ossature d'acier signifie qu'ils doivent être solidement boulonnés aux fondations pour résister aux forces du vent, sinon ils pourraient être emportés comme des parasols !
AVANTAGES DES STRUCTURES EN ACIER
Les structures en acier présentent les avantages suivants :
Elles sont très rapides à construire sur site, car de nombreux travaux peuvent être préfabriqués en usine.
Elles sont flexibles, ce qui les rend très résistants aux forces dynamiques (changeantes) telles que les forces du vent ou des tremblements de terre.
Une large gamme de profilés structurels prêts à l'emploi est disponible, tels que les profilés en I, en C et en angle
Ils peuvent être fabriqués pour prendre n'importe quel type de forme et revêtus de n'importe quel type de matériau.
Une large gamme de méthodes d'assemblage est disponible, telles que le boulonnage, le soudage et le rivetage.
INCONVÉNIENTS DES STRUCTURES EN ACIER
Les structures en acier présentent les inconvénients suivants :
Elles perdent leur résistance à des températures élevées et sont sensibles au feu.
Elles sont exposées à la corrosion dans les environnements humides ou marins.
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