Bâtiment en acier - Steel building

Cet article concerne les bâtiments fabriqués principalement en acier. Pour d'autres utilisations, voir Bâtiment en acier (homonymie) .
Bâtiment en acier dans une ferme du comté de Shenandoah, en Virginie .

Un bâtiment en acier est une structure métallique fabriquée avec de l' acier pour le support interne et pour le revêtement extérieur, par opposition aux bâtiments à ossature d'acier qui utilisent généralement d'autres matériaux pour les sols, les murs et l'enveloppe externe. Les bâtiments en acier sont utilisés à diverses fins, notamment le stockage, les espaces de travail et les logements. Ils sont classés en types spécifiques selon la façon dont ils sont utilisés.

Histoire

La basilique mineure de San Sebastián (1891) à Manille

Les bâtiments en acier ont gagné en popularité au début du 20e siècle. Leur utilisation s'est généralisée pendant la Seconde Guerre mondiale et s'est considérablement étendue après la guerre lorsque l'acier est devenu plus disponible. Les bâtiments en acier ont été largement acceptés, en partie en raison de leur rentabilité. La gamme d'applications s'est élargie avec des matériaux, des produits et des capacités de conception améliorés grâce à la disponibilité de logiciels de conception assistée par ordinateur.

Avantages

L'acier présente plusieurs avantages par rapport aux autres matériaux de construction, comme le bois :

  • L'acier est structurellement solide et fabriqué selon des spécifications et des tolérances strictes.
  • Tout excédent de matière est 100 % recyclable.
  • L'acier ne se déforme pas, ne se déforme pas, ne se tord ou ne se plie pas facilement, et est donc facile à modifier et offre une flexibilité de conception. L'acier est également facile à installer.
  • L'acier est rentable et son prix fluctue rarement .
  • L'acier permet une meilleure qualité de construction et moins d'entretien, tout en offrant une sécurité et une résistance améliorées.
  • Avec la propagation de la moisissure dans les bâtiments résidentiels, l'utilisation de l'acier minimise ces infestations. La moisissure a besoin d'un matériau humide et poreux pour se développer. Les poteaux en acier n'ont pas ces problèmes.

Désavantages

  • Conductivité thermique : Les calculs montrent que l'âme d'un montant en acier de calibre 18 est environ 31 fois plus mince qu'un montant en bois « deux par » ; cependant, l'acier conduit la chaleur 310 fois plus efficacement que le bois. En conséquence, un montant en acier "deux par" conduira 10 fois plus de chaleur qu'un montant en bois "deux par".
  • Corrosion : Une conception défectueuse entraîne la corrosion du fer et de l'acier dans les bâtiments.
  • Peut se plier dans les incendies.

Les types

Certains types courants de bâtiments en acier sont les « murs droits » et les « arches » ou les huttes Nissen ou Quonset . En outre, le type structurel peut être classé comme une portée libre ou une portée multiple. Un bâtiment à portée libre n'a pas de supports structurels (par exemple des colonnes) dans l'espace intérieur occupé.

Le type à parois droites et en arc fait référence à la forme extérieure du bâtiment. Plus généralement, il s'agit de deux formes d'arcs structuraux s'ils reposent sur une structure de charpente rigide. Cependant, les structures de toit incurvées sont généralement associées au terme arc.

Les bâtiments à arc en acier peuvent être rentables pour des applications spécifiques. Ils sont couramment utilisés dans l'industrie agricole. Les bâtiments à parois droites offrent plus d'espace utilisable par rapport aux bâtiments en arc. Ils sont également plus faciles à intégrer à l'architecture existante. Les bâtiments à parois droites sont couramment utilisés à des fins commerciales, industrielles et de nombreux autres types d'occupation.

La portée libre fait référence à la construction interne. Les bâtiments en acier à portée libre utilisent de grandes poutres de support aériennes, réduisant ainsi le besoin de colonnes de support internes. Les bâtiments en acier à portée libre ont tendance à être moins rentables que les structures avec des colonnes intérieures. Cependant, d'autres considérations pratiques peuvent influencer le choix du style de charpente, comme une occupation où les obstructions structurelles intérieures sont indésirables (par exemple, des hangars d'avions ou des arénas).

Les bâtiments Long Bay sont conçus pour être utilisés dans des travées de plus de 35'. Ils utilisent des cadres métalliques préfabriqués combinés à des solives conventionnelles pour fournir des ouvertures et des dégagements plus importants dans les bâtiments.

Composants

Les parties de bâtiment qui sont assemblées en atelier avant d'être expédiées sur le site sont communément appelées préfabriquées . Les petits bâtiments en acier ont tendance à être préfabriqués ou assez simples pour être construits par n'importe qui. La préfabrication présente l'avantage d'être moins coûteuse que les méthodes traditionnelles et plus respectueuse de l'environnement (puisqu'aucun déchet n'est produit sur place). Les plus grands bâtiments en acier nécessitent des travailleurs de la construction qualifiés, tels que des ferronniers , pour assurer un assemblage correct et sûr.

Il existe cinq principaux types de composants structurels qui constituent une charpente en acier : les éléments de tension, les éléments de compression, les éléments de flexion, les éléments de force combinée et leurs connexions. Les éléments de tension se trouvent généralement sous forme d'éléments d'âme et de membrure dans les fermes et les poutrelles d'acier à âme ouverte. Idéalement, les éléments de tension supportent uniquement des forces de traction, ou des forces de traction, et leurs connexions d'extrémité sont supposées être goupillées. Les connexions à broches empêchent tout moment (rotation) ou forces de cisaillement d'être appliqués à l'élément. Les éléments de compression sont également considérés comme des colonnes, des entretoises ou des montants. Ce sont des éléments verticaux ou des éléments d'âme et de membrure dans les fermes et les solives qui sont en compression ou en train d'être écrasés. Les éléments de flexion sont également connus sous le nom de poutres, poutres, solives, tympans, pannes, linteaux et poutres. Chacun de ces éléments a sa propre application structurelle, mais les éléments de flexion supportent généralement des moments de flexion et des forces de cisaillement en tant que charges primaires et des forces axiales et de torsion en tant que charges secondaires. Les éléments à force combinée sont communément appelés poutres-colonnes et sont soumis à une flexion et à une compression axiale. Les connexions sont ce qui rassemble l'ensemble du bâtiment. Ils réunissent ces membres et doivent s'assurer qu'ils fonctionnent ensemble comme une seule unité.

Voir également

Liens externes

Les références