Quel est le processus de construction d'une structure en acier?

L'utilisation de l'acier comme matériau de construction primaire est devenue synonyme de construction moderne, permettant la création d'entrepôts vastes, de gratte-ciel en flèche et d'installations industrielles complexes. L'efficacité et la fiabilité d'un structure en acier Dépenser fondamentalement à un processus de construction méticuleusement planifié et exécuté.

Phase 1: planification et conception

Cette phase initiale est la plus critique, car elle jette les bases de toutes les activités ultérieures. La précision empêche ici les erreurs coûteuses pendant la construction.

1. Conception conceptuelle et détaillée: Les ingénieurs et les architectes collaborent pour créer des dessins et des spécifications détaillés. Cette étape implique une analyse structurelle pour assurer le structure en acier peut résister à toutes les charges prévues (mortes, vivantes, vent, sismiques). La modélisation des informations du bâtiment (BIM) est de plus en plus utilisée pour créer un modèle 3D numérique, facilitant la détection des affrontements et améliorant la coordination entre différents systèmes de construction.

2. Conformité du code et permis: La conception doit adhérer aux codes et normes locaux du bâtiment (par exemple, UNISC aux États-Unis, Eurocodes en Europe). Tous les permis de construction nécessaires sont obtenus auprès des autorités compétentes avant le début des travaux.

Phase 2: Fabrication

Une fois la conception finalisée et approuvée, le projet se déplace vers la boutique de fabrication.

1. Aachat de matériel: Des coupes en acier (poutres, colonnes, canaux) sont commandées à des usines, en remplissant les notes et qualités spécifiées.

2. Création de dessin de magasin: Les fabricants développent des dessins d'atelier détaillés qui guident la coupe, le forage et le soudage précis de chaque composant.

3. Coupure et forage: Les composants sont coupés à des longueurs exactes à l'aide de scies automatisées ou de coupe-plasma. Les trous pour boulons sont forés ou percés avec une haute précision.

4. Assemblage et soudage: Des sous-assemblages plus petits peuvent être soudés ensemble dans l'environnement contrôlé de la boutique. Cela garantit un contrôle de qualité plus élevé que le soudage sur le terrain.

5. Traitement et expédition de surface: Pour se protéger contre la corrosion, les membres de l'acier sont souvent soufflés pour éliminer l'échelle du moulin puis peints avec un amorce. Les composants sont étiquetés systématiquement et expédiés sur le chantier de construction dans une séquence qui correspond au plan d'érection.

Phase 3: préparation du site et construction de fondations

Pendant que la fabrication est en cours, le chantier de construction est préparé.

1. Terrassements: Le site est effacé, classé et nivelé.

2. Construction de la fondation: Les fouilles pour les fondations ont lieu. Pour un structure en acier , Les fondations communes comprennent des semelles isolées ou une dalle de béton armé. Les boulons d'ancrage sont précisément placés dans le béton avant de guérir. Le placement de ces boulons est crucial, car ils fixeront les colonnes en acier à la fondation.

Phase 4: érection de la structure en acier

Il s'agit de la phase la plus visible du processus de construction, où structure en acier se lève du sol.

1. Déchargement et mise en scène des composants: Les membres de l'acier fabriqués sont déchargés et mis en scène stratégiquement autour du site pour un accès facile par la grue.

2. Assemblage des éléments primaires: À l'aide de grues mobiles ou de tour, l'équipe d'érection place d'abord les principales colonnes verticales. Ceux-ci sont temporairement contrevenus et boulonnés aux tiges d'ancrage de la fondation.

3. Installation de poutres et de poutres: Les poutres et poutres horizontales sont connectées aux colonnes pour créer le cadre structurel. Les connexions sont généralement établies à l'aide de boulons à haute résistance, qui sont serrés à un couple spécifié.

4. Érection des membres secondaires: Des éléments secondaires, tels que Purlins (pour le support du toit) et les girts (pour le support des murs), sont installés pour fournir un cadre pour l'enveloppe du bâtiment.

Phase 5: finalisation et enceinte

Avec le cadre principal complet, le bâtiment est assorti par les intempéries et terminé.

1. Installation de terrasse: La terrasse métallique est placée sur les poutres et soudée en place. Ce plate-forme servira de forme pour une dalle de béton (en construction composite) ou de substrat direct pour le toit.

2. Boîtier de construction: Des systèmes de revêtement mur et de toit (souvent en panneaux composites ou en feuilles de métal ondulé) sont installés sur les Purlins et les Girts.

3. Intégration d'autres métiers: Avec la structure enfermée, les travaux peuvent se dérouler sur les finitions intérieures, les systèmes mécaniques, électriques et de plomberie.

Types et applications des structures en acier

• Fradiage en acier conventionnel: Idéal pour les bâtiments commerciaux et les structures industrielles de faible hauteur.

• Bâtiments pré-ingérés (PEB): Conçu à l'aide de composants standardisés pour des applications spécifiques telles que les entrepôts et les usines, offrant la vitesse et l'économie.

• Acier de structure pour les ponts: Fournit la résistance et la flexibilité requises pour les ponts à long terme.

• Cadre en acier pour les high-gras: Le noyau et le cadre de la plupart des gratte-ciel sont construits à partir d'un structure en acier en raison de son rapport force / poids élevé.

Steel vs béton: une brève comparaison

• Vitesse de construction: A structure en acier est généralement érigé plus rapidement qu'un béton, car les composants sont préfabriqués.

• Force et poids: L'acier a un rapport résistance / poids plus élevé, permettant des portées plus longues et des fondations plus légères.

• Flexibilité de conception: L'acier permet des conceptions architecturales plus innovantes et flexibles.

• Modifications futures: Les cadres en acier peuvent être plus facilement modifiés ou élargis plus tard.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1: Combien de temps faut-il pour construire une structure en acier?
R: La chronologie varie considérablement en fonction de la taille et de la complexité. Un petit entrepôt peut prendre quelques semaines à ériger, tandis qu'un grand bâtiment commercial peut prendre plusieurs mois. Le temps de fabrication doit également être pris en compte.

Q2: La construction en acier est-elle plus chère que le béton?
R: Le coût initial du matériau de l'acier peut être plus élevé. Cependant, le temps de construction plus rapide, les fondations plus légères et les coûts de main-d'œuvre inférieurs peuvent rendre le coût global du projet compétitif, sinon plus bas.

Q3: Comment une structure en acier est-elle protégée du feu?
R: L'acier nu perd une résistance à des températures élevées. La protection contre les incendies est essentielle et est obtenue par des méthodes telles que les matériaux résistants au feu (SFRM) appliqués par pulvérisation (SFRM), les revêtements intumescents ou l'encasement dans la planche ou le béton.

Q4: Et la corrosion?
R: A structure en acier est protégé contre la corrosion par des traitements de surface comme la galvanisation (appliquant un revêtement de zinc) ou les systèmes de peinture multicouches adaptés à l'environnement du bâtiment.

En conclusion, la construction d'un structure en acier est un processus méthodique qui exploite la fabrication hors site et l'assemblage précis sur site. Cette approche se traduit par une solution de construction durable, adaptable et efficace qui continue de façonner l'environnement bâti moderne.