Structure de jambe de forceUne structure en acier est l'un des principaux types de constructions. Elle se compose principalement de poutres, de colonnes, de fermes et d'autres éléments en profilés et tôles d'acier. Le traitement antirouille comprend des étapes telles que la silanisation, la phosphatation au manganèse pur, le lavage à l'eau et le séchage, ainsi que la galvanisation. L'assemblage des composants se fait généralement par soudure, boulonnage ou rivetage. Grâce à sa légèreté et à sa simplicité de construction, elle est largement utilisée dans les grandes usines, les salles de spectacle, les immeubles de grande hauteur, les ponts et autres bâtiments. Les structures en acier sont sensibles à la corrosion. Il est donc nécessaire de les protéger contre la rouille, de les galvaniser ou de les peindre, et d'assurer un entretien régulier.
Définition
L'acier se caractérise par une résistance élevée, une légèreté, une bonne rigidité globale et une forte résistance à la déformation, ce qui le rend particulièrement adapté à la construction de bâtiments de grande portée, de très grande hauteur et de très grande masse. Ce matériau présente une bonne homogénéité et isotropie, et constitue un corps élastique idéal, répondant au mieux aux hypothèses fondamentales de la mécanique générale. Il possède une bonne plasticité et une bonne ténacité, peut subir d'importantes déformations et résister aux charges dynamiques. La durée de construction est courte. Sa production est hautement industrialisée et peut être fortement mécanisée.
Les structures en acier devraient étudier l'acier à haute résistance afin d'améliorer considérablement leur limite d'élasticité ; de plus, de nouveaux types d'acier devraient être laminés, tels que l'acier en forme de H (également connu sous le nom d'acier à larges ailes) et l'acier en forme de T et les plaques d'acier ondulées, afin de répondre aux besoins des structures à grande portée et des immeubles de très grande hauteur.
De plus, la structure légère en acier est exempte de ponts thermiques. Le bâtiment lui-même n'est pas économe en énergie. Cette technologie utilise des connecteurs spéciaux ingénieux pour résoudre le problème des ponts thermiques ; la structure à petits treillis permet le passage des câbles et des canalisations d'eau à travers les murs, ce qui facilite la construction et la décoration.
Caractéristiques
1. Matériau résistant et léger
L'acier possède une résistance et un module d'élasticité élevés. Comparé au béton et au bois, son rapport densité/limite d'élasticité est relativement faible. Par conséquent, à contraintes égales, une structure en acier présente une section réduite et un poids léger, ce qui facilite son transport et son installation. Elle convient aux ouvrages de grande portée, de grande hauteur et supportant des charges importantes.
2. L'acier présente une bonne ténacité, une bonne plasticité, une composition homogène et une grande fiabilité structurelle.
Adaptée aux chocs et aux charges dynamiques, elle présente une bonne résistance sismique. La structure interne en acier est uniforme et proche d'un corps homogène isotrope. Les performances réelles de la structure en acier sont plus conformes aux calculs théoriques. Par conséquent, la structure en acier offre une grande fiabilité.
3. Haut degré de mécanisation dans la fabrication et l'installation des structures métalliques
Les éléments de charpente métallique sont faciles à fabriquer en usine et à assembler sur site. Les produits finis issus de la fabrication mécanisée de ces éléments se caractérisent par une grande précision, une productivité élevée, un assemblage rapide sur site et des délais de construction courts. La charpente métallique représente le plus haut degré d'industrialisation.
4. Bonne étanchéité de la structure en acier
Comme la structure soudée peut être parfaitement étanche, elle peut être utilisée pour fabriquer des conteneurs haute pression, de grands réservoirs de pétrole, des tuyaux sous pression, etc., avec une bonne étanchéité à l'air et à l'eau.
5. La structure en acier est résistante à la chaleur mais pas au feu.
Lorsque la température est inférieure à 150 °C, les propriétés de l'acier varient peu. Par conséquent, les structures en acier conviennent aux ateliers à haute température. Toutefois, lorsque leur surface est exposée à un rayonnement thermique d'environ 150 °C, elles doivent être protégées par des panneaux d'isolation thermique. Entre 300 °C et 400 °C, la résistance et le module d'élasticité de l'acier chutent considérablement. Aux alentours de 600 °C, sa résistance tend vers zéro. Dans les bâtiments soumis à des exigences particulières de protection incendie, les structures en acier doivent être protégées par des matériaux réfractaires afin d'améliorer leur résistance au feu.
6. Faible résistance à la corrosion de la structure en acier
En particulier dans les milieux humides et corrosifs, l'acier rouille facilement. De manière générale, les structures en acier doivent être traitées antirouille, galvanisées ou peintes, et faire l'objet d'un entretien régulier. Pour les plateformes offshore immergées en eau de mer, des mesures spécifiques, telles que la protection par anodes de zinc, sont nécessaires pour prévenir la corrosion.
7. Faible émission de carbone, économe en énergie, écologique et respectueux de l'environnement, réutilisable
La démolition des bâtiments à structure métallique génère très peu de déchets de construction, et l'acier peut être recyclé et réutilisé.
Du dôme majestueux des grands amphithéâtres à la silhouette verticale des gratte-ciel, la structure métallique est devenue un symbole majeur de l'architecture moderne grâce à ses excellentes propriétés mécaniques et à ses avantages industriels. Malgré les défis inhérents à la résistance au feu et à la corrosion, ces faiblesses sont progressivement surmontées grâce au développement des aciers à haute résistance, aux innovations en matière de technologies anticorrosion et aux progrès réalisés dans le domaine de la prévention des incendies. Plus particulièrement, dans le cadre de l'objectif de « double bilan carbone », la structure métallique, avec ses caractéristiques de faible empreinte carbone, de respect de l'environnement et de recyclabilité, s'inscrit pleinement dans le concept de bâtiment durable. Ses technologies innovantes, telles que les systèmes sans ponts thermiques et la construction modulaire, préfigurent également l'avenir de l'industrialisation du bâtiment.
Lorsque la froideur de l'acier s'intègre harmonieusement à l'art architectural, et que l'esthétique mécanique et le fonctionnalisme s'équilibrent, la structure métallique transcende depuis longtemps le matériau lui-même pour devenir le moteur de la transformation de l'espace urbain. Des usines aux bâtiments emblématiques, des ponts aux plateformes offshore, cette « structure respirante » continue d'écrire la légende de l'architecture en alliant rigidité et flexibilité grâce à son adaptabilité infinie. Tournés vers l'avenir, grâce aux progrès constants de la science des matériaux et des techniques de construction, les structures métalliques soutiendront sans aucun doute l'imagination humaine quant à l'espace dans de nombreux domaines, faisant de chaque bâtiment le témoin d'une époque où technologie et esthétique coexistent.
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Date de publication : 16 avril 2025