Avantages de l'utilisation des structures en acier et leurs applications dans la vie quotidienne

Qu'est-ce qu'une structure en acier ?

structures en acierLes structures en acier constituent l'un des principaux types de bâtiments. Elles se composent généralement de poutres, de colonnes et de fermes réalisées à partir de profilés et de plaques. Leur traitement antirouille inclut des procédés tels que la silanisation, la phosphatation au manganèse pur, le lavage à l'eau et le séchage, ainsi que la galvanisation. Les éléments sont généralement assemblés par soudure, boulonnage ou rivetage. Les structures en acier se caractérisent par leur légèreté, leur haute résistance, leur rapidité de construction, leur respect de l'environnement, leur efficacité énergétique et leur réutilisabilité.

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Avantages de la structure en acier

1. Haute résistance, poids léger :

L'acier possède un rapport résistance/poids extrêmement élevé. Cela signifie qu'il peut supporter des charges très importantes tout en étant relativement léger.

Comparativement aux structures en béton ou en maçonnerie, les éléments en acier peuvent être plus petits et plus légers pour une même charge.

Avantages : La réduction du poids structurel diminue les charges sur les fondations et les coûts de préparation de celles-ci ; facilité de transport et de levage ; particulièrement adapté aux structures à grande portée (telles que les stades, les halls d'exposition et les hangars d'avions), aux immeubles de grande hauteur et aux immeubles de très grande hauteur.

2. Bonne ductilité et ténacité :

L'acier possède une excellente ductilité (la capacité de résister à une grande déformation plastique sans se rompre) et une excellente ténacité (la capacité d'absorber l'énergie).

Avantage : Cela donnestructures en acier supérieuresRésistance sismique. Sous l'effet de charges dynamiques telles que les tremblements de terre, l'acier peut absorber une énergie considérable par déformation, empêchant ainsi une rupture fragile catastrophique et permettant de gagner un temps précieux pour l'évacuation et les opérations de sauvetage.

3. Construction rapide et haut degré d'industrialisation :

Les éléments de structure en acier sont principalement produits dans des usines standardisées et mécanisées, ce qui garantit une grande précision et une qualité constante et contrôlable.

La construction sur site implique principalement des travaux à sec (boulonnage ou soudage), qui sont relativement moins affectés par les conditions météorologiques.

Les composants peuvent être rapidement assemblés une fois livrés sur le site, ce qui raccourcit considérablement la durée de la construction.

Avantages : Réduction significative des délais de construction, diminution des coûts de main-d'œuvre et amélioration du retour sur investissement ; réduction des travaux humides sur site, respect de l'environnement ; et qualité de construction plus fiable.

4. Uniformité et fiabilité élevées des matériaux :

L'acier est un matériau artificiel, et ses propriétés physiques et mécaniques (telles que la résistance et le module d'élasticité) sont plus uniformes et stables que celles des matériaux naturels (tels que le béton et le bois).

Les technologies de fusion modernes et un contrôle qualité rigoureux garantissent la haute fiabilité et la prévisibilité des performances de l'acier.

Avantages : Facilite les calculs et la conception précis, les performances structurelles correspondent davantage aux modèles théoriques et les marges de sécurité sont clairement définies.

5. Réutilisable et respectueux de l'environnement :

En fin de vie, l'acier utilisé dans une structure en acier est recyclable à près de 100 %, et le processus de recyclage consomme très peu d'énergie.

La production en usine réduit les déchets de construction, le bruit et la pollution par la poussière sur les chantiers.

Avantages : Il s'inscrit dans le concept de développement durable et constitue un matériau de construction véritablement écologique ; il réduit la consommation de ressources et la pollution environnementale.

6. Bonne plasticité :

L'acier peut subir une déformation plastique importante après avoir atteint sa limite d'élasticité sans diminution notable de sa résistance.

Avantages : En cas de surcharge, la structure ne cède pas immédiatement, mais présente une déformation visible (comme un fluage local), constituant ainsi un signal d’alerte. Les forces internes peuvent être redistribuées, améliorant la redondance structurelle et la sécurité globale.

7. Bonne étanchéité :

Les structures en acier soudé peuvent être totalement étanches.

Avantages : Idéalement adapté aux structures nécessitant une étanchéité à l'air ou à l'eau, telles que les récipients sous pression (réservoirs de stockage de pétrole et de gaz), les pipelines et les ouvrages hydrauliques.

8. Utilisation optimale de l'espace :

Les composants en acier ont des dimensions de section transversale relativement petites, ce qui permet des agencements de grilles de colonnes plus flexibles.

Avantages : À surface bâtie égale, il permet d'obtenir un espace utile plus important (notamment pour les immeubles de plusieurs étages et les gratte-ciel).

9. Facile à moderniser et à renforcer :

Les structures en acier sont relativement faciles à moderniser, à raccorder et à renforcer si leur utilisation change, si la charge augmente ou si des réparations sont nécessaires.

Avantage : Elles augmentent l'adaptabilité et la durée de vie du bâtiment.

 

RésuméLes principaux avantages des structures en acier sont les suivants : haute résistance et légèreté, permettant de grandes portées et la construction d’immeubles de grande hauteur ; excellente résistance sismique ; rapidité de construction industrielle ; grande fiabilité des matériaux ; et recyclabilité environnementale remarquable. Ces atouts en font un choix incontournable pour les ouvrages d’art modernes. Cependant, les structures en acier présentent également des inconvénients, tels que des exigences élevées en matière de résistance au feu et à la corrosion, qui nécessitent des mesures appropriées.

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Application des structures en acier dans la vie

Bâtiments où nous vivons et travaillons :

Immeubles de grande hauteur et gratte-cielBâtiments à structure métalliqueCe sont là les applications les plus connues des structures en acier. Leur grande résistance, leur légèreté et leur rapidité de construction rendent possibles les gratte-ciel (par exemple, la tour de Shanghai et le centre financier Ping An à Shenzhen).

Grands bâtiments publics :

Stades : Auvents et structures de toiture des tribunes pour les grands stades et gymnases (par exemple, le Nid d'oiseau et les toits de divers grands sites sportifs).

Aérogares : Toits et structures de support de grande portée (par exemple, l'aéroport international de Pékin Daxing).

Gares ferroviaires : auvents de quai et toitures des grands halls d’attente.

Halls d'exposition/Centres de congrès : Nécessitent de grands espaces sans colonnes (par exemple, le Centre national des expositions et des congrès).

Théâtres/Salles de concert : Des structures complexes en treillis au-dessus de la scène servent à suspendre l’éclairage, les systèmes de sonorisation, les rideaux, etc.

Bâtiments commerciaux :

Grands centres commerciaux : atriums, puits de lumière et vastes espaces.

Supermarchés/Magasins de type entrepôt : Grands espaces et exigences élevées en matière de hauteur sous plafond.

Bâtiments industriels :

Usines/Ateliers : Poteaux, poutres, charpentes de toiture, poutres de pont roulant, etc. pour bâtiments industriels de plain-pied ou à plusieurs étages. Les structures métalliques permettent de créer facilement de grands espaces, facilitant l’agencement des équipements et le flux de production.

Entrepôts/Centres logistiques : Les grandes portées et la hauteur sous plafond élevée facilitent le stockage et la manutention des marchandises.

Bâtiments résidentiels émergents :

Villas en acier léger : utilisant des profilés d’acier à parois minces formés à froid ou des fermes en acier léger comme structure porteuse, elles offrent des avantages tels qu’une construction rapide, une bonne résistance aux séismes et un faible impact environnemental. Leur utilisation se développe dans les immeubles résidentiels de faible hauteur.

Bâtiments modulaires : Les structures en acier sont idéales pour les bâtiments modulaires (les modules de pièces sont préfabriqués en usine et assemblés sur site).

 

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China Royal Steel Ltd

Adresse

Bl20, Shanghecheng, rue Shuangjie, district de Beichen, Tianjin, Chine

Téléphone

+86 13652091506


Date de publication : 6 août 2025