Lorsque nous parlons de structures en acier, nous faisons généralement référence à des bâtiments ou à des ouvrages d'art construits en acier. Ce qui suit est un examen complet des connaissances de base de la structure en acier :
1. Définition et avantages de la structure métallique
La structure en acier fait référence au système structurel utilisant l’acier comme matériau structurel principal. Il présente les avantages suivants :
Haute résistance et rigidité : l'acier a une résistance et une rigidité élevées, de sorte que la structure en acier peut résister à des charges et à des déformations importantes.
Plasticité et ténacité : L'acier a une bonne plasticité et ténacité, ce qui favorise la déformation et les performances sismiques de la structure.
Poids léger : par rapport à la structure en béton, la capacité de charge unitaire de la structure en acier est plus élevée, réduisant ainsi le poids du bâtiment et économisant le coût de base.
Vitesse de construction rapide : la préfabrication et le soudage des structures en acier peuvent être effectués en usine, réduisant ainsi le temps de construction du chantier.
Réutilisable : l'acier peut être recyclé et réutilisé, ce qui est propice au développement durable et à la protection de l'environnement.
2. Composants de la structure en acier
Les structures en acier sont généralement composées des éléments suivants :
Poutre : élément porteur horizontal, principalement utilisé pour transférer la charge du plancher ou du toit à la colonne.
Poteaux : les charges verticales transportent les éléments, supportent les poutres et les charges du toit, et transfèrent les charges aux fondations.
Cadre : La structure globale composée de poutres et de colonnes est la principale partie porteuse de la structure en acier.
Toiture et bardage : éléments superposés sur des charpentes qui forment l'enveloppe extérieure d'un bâtiment.
Connecteurs : composants utilisés pour connecter des poutres, des poteaux et des cadres. Les connexions courantes incluent le soudage, les boulons et les rivets.
Fondation : Fondation utilisée pour soutenir l’ensemble de la structure en acier, généralement avec une fondation en béton.
3. Conception et construction de structure en acier
La conception et la construction de structures en acier sont un processus complexe qui nécessite le respect des normes et spécifications en vigueur. Les principales étapes comprennent :
Conception structurelle : En fonction de l'utilisation du bâtiment, des exigences de charge, des conditions de construction et d'autres facteurs, concevez le schéma de structure en acier approprié. La conception doit tenir compte de la résistance, de la rigidité, de la stabilité et des performances sismiques.
Sélection des matériaux : sélectionnez l'acier approprié, couramment utilisé, notamment l'acier de construction au carbone ordinaire et l'acier à haute résistance.
Dessin : Dessiner des dessins de construction détaillés conformément au schéma de conception, y compris la taille des composants, la méthode de connexion et d'autres informations.
Préfabrication et traitement : L'acier est préfabriqué et traité en usine pour produire des poutres, des colonnes et d'autres composants, ainsi qu'un traitement de protection contre la corrosion.
Construction sur site : les composants préfabriqués sont transportés sur le site pour être assemblés et connectés pour former une structure en acier complète.
Réception et suivi : Réception de la structure métallique pour s'assurer qu'elle répond aux exigences de conception. Une surveillance et un entretien réguliers sont également nécessaires pendant la phase d’utilisation.
4. Champ d'application de la structure métallique
Les structures en acier sont largement utilisées dans divers domaines, notamment :
Bâtiments commerciaux : tels que les immeubles de bureaux, les centres commerciaux et les hôtels.
Bâtiments industriels : tels que les usines, les entrepôts et les centrales électriques.
Ponts : tels que les ponts routiers et les ponts ferroviaires.
Sites sportifs : tels que gymnases et stades.
Immeubles de grande hauteur : tels que les gratte-ciel et les immeubles résidentiels de grande hauteur.
En général, les structures en acier sont devenues un élément indispensable de l'architecture et de l'ingénierie modernes en raison de leurs bonnes performances et de leurs caractéristiques de conception flexibles.
