Forme structurale de haute qualité dans la construction : structure en acier

structure en acier Il s'agit d'une structure composée de matériaux en acier et qui constitue l'un des principaux types de structures de bâtiments. La structure est principalement composée de poutres en acier, colonnes en acier, fermes en acier et d'autres composants en acier profilé et plaques d'acierCe type de structure utilise la silanisation, la phosphatation au manganèse pur, le lavage et le séchage, la galvanisation et d'autres procédés de décapage et de protection contre la rouille. Les composants sont généralement assemblés par soudage, boulonnage ou rivetage. Grâce à sa légèreté et à sa conception simple, elle est largement utilisée dans les grandes usines, les bâtiments administratifs, les immeubles de grande hauteur, les ponts et autres constructions. La structure en acier étant sensible à la corrosion, elle doit être décapée, galvanisée ou peinte, et faire l'objet d'un entretien régulier.

L'acier se caractérise par sa haute résistance, sa légèreté, sa bonne rigidité globale et sa grande résistance à la déformation, ce qui le rend particulièrement adapté à la construction de bâtiments de grande portée, de très grande hauteur et de charges très lourdes. Ce matériau présente une bonne homogénéité et isotropie, ce qui en fait un élastomère idéal, parfaitement conforme aux principes fondamentaux de la mécanique générale. Il possède une bonne plasticité et une bonne ténacité, peut supporter d'importantes déformations et résister efficacement aux charges dynamiques. La construction est rapide. Sa mise en œuvre est hautement industrialisée et permet une production spécialisée et fortement mécanisée.
Le structure en acier Il conviendrait d'étudier l'utilisation d'aciers à haute résistance afin d'améliorer considérablement leur limite d'élasticité ; de plus, de nouvelles variétés d'acier devraient être laminées, telles que l'acier en forme de H (également connu sous le nom d'acier à larges ailes), l'acier en forme de T et les tôles d'acier profilées, afin de répondre aux besoins des structures à grande portée et des immeubles de très grande hauteur.
De plus, il n'y a pas de pont thermique lumineux système de structure en acierLe bâtiment lui-même n'étant pas économe en énergie, cette technologie résout le problème des ponts thermiques grâce à des connecteurs spéciaux ingénieux ; la petite structure en treillis permet le passage des câbles et des canalisations d'eau à travers le mur, et la construction et la décoration sont facilitées.
particularité
1. Le matériau est à la fois très 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, ce qui permet de réduire la section transversale des structures en acier, de diminuer leur poids et de faciliter leur transport et leur installation. Il est ainsi particulièrement adapté aux structures de grande portée, de grande hauteur et supportant des charges importantes.
2. Cet acier présente une bonne ténacité, une bonne plasticité, une composition homogène et une grande fiabilité structurelle.
Elle est adaptée aux chocs et aux charges dynamiques et présente une bonne résistance sismique. Sa structure interne en acier est uniforme, proche de celle d'un corps homogène isotrope. Les performances réelles de la structure en acier sont plus conformes aux calculs théoriques. Par conséquent, cette structure présente une grande fiabilité.
3. Le degré de mécanisation de la fabrication et de l'installation des structures métalliques est élevé.
Les éléments de charpente métallique sont faciles à fabriquer en usine et à assembler sur le chantier. La fabrication mécanisée de ces éléments en usine garantit une grande précision, une productivité élevée, un assemblage rapide et des délais de construction courts. La charpente métallique est l'une des constructions les plus industrialisées.
4. L'étanchéité de la structure en acier est bonne.
Grâce à sa structure soudée parfaitement étanche, elle peut être utilisée pour fabriquer des réservoirs haute pression, de grands bassins pétroliers, des pipelines sous pression, etc., qui présentent une bonne étanchéité à l'air et à l'eau.
5. La structure en acier est résistante à la chaleur ou au feu.
Lorsque la température est inférieure à 150 °C, les propriétés de l'acier varient très peu. Par conséquent, la structure métallique convient aux ateliers à haute température. Cependant, lorsque sa surface est exposée à un rayonnement thermique d'environ 150 °C, elle doit être protégée par un panneau d'isolation thermique. Entre 300 °C et 400 °C, la résistance et le module d'élasticité de l'acier diminuent considérablement, et sa résistance tend vers zéro aux alentours de 600 °C. Dans les bâtiments soumis à des exigences particulières en matière de protection incendie, la structure métallique doit être protégée par des matériaux réfractaires afin d'améliorer sa résistance au feu.
6. La résistance à la corrosion de la structure en acier est faible.
En particulier dans un environnement humide et corrosif, la rouille est fréquente. Il est donc généralement nécessaire de décaper, galvaniser ou peindre les structures en acier et de les entretenir régulièrement. Pour les plateformes offshore immergées en eau de mer, des mesures spécifiques, telles que la protection par anodes de zinc, sont requises 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 ne produit pratiquement aucun déchet de construction, et l'acier peut être recyclé et réutilisé.

1. L'industrie en amont des structures métalliques est la fourniture de matières premières telles que l'acier.
L'industrie sidérurgique constitue le socle matériel du développement de l'industrie des structures métalliques, et ses progrès technologiques ont créé des conditions favorables à l'application de ces structures. Plusieurs grandes entreprises du secteur sidérurgique chinois ont entrepris la recherche et le développement de nouvelles variétés d'acier et de technologies pour les structures de bâtiments, et ont ainsi mis au point successivement des aciers à haute résistance et réfractaires, résistants aux intempéries, à l'eau de mer, multicouches, indéchirables et résistants aux basses températures, ainsi que des aciers profilés en H, des tôles d'acier prélaquées haute performance, des aciers formés à froid, etc., jetant ainsi les bases d'une application solide pour le développement de l'industrie des structures métalliques.
2. L'impact de l'amont et de l'aval sur l'industrie
L'amont de la filière des structures métalliques est principalement constitué par l'industrie sidérurgique, et les fluctuations des prix des produits sidérurgiques influent directement sur les coûts d'approvisionnement de ce secteur. Globalement, il s'agit d'un secteur concurrentiel produisant divers types de tôles, tubes, profilés et autres aciers utilisés dans les structures métalliques. Parmi ceux-ci, les poutres en H et les tôles d'épaisseur moyenne et forte sont les produits les plus couramment utilisés dans les bâtiments à structure métallique. Selon les données d'une étude sectorielle, la production d'acier brut a atteint 696 millions de tonnes en 2011, un niveau de production relativement saturé, garantissant ainsi un approvisionnement stable en matières premières pour la production de structures métalliques.
L'industrie en aval joue un rôle moteur et déterminant dans le développement du secteur des structures métalliques, et l'évolution de sa demande influence directement l'avenir de ce secteur. Grâce à ses nombreux avantages – haute résistance, légèreté, bonne tenue sismique, haut degré d'industrialisation, délais de construction courts, grande malléabilité, économies d'énergie et respect de l'environnement –, la structure métallique est largement utilisée dans les usines, les infrastructures municipales, les bâtiments culturels, scolaires et sportifs, les centrales électriques, les ponts, l'ingénierie pétrolière offshore, l'aérospatiale et d'autres secteurs, et son marché s'est progressivement étendu. De plus, lorsque le marché du logement en structures métalliques aura percé et remplacera progressivement les constructions traditionnelles, le secteur des structures métalliques connaîtra une croissance exponentielle.

système de toiture
Elle se compose d'une charpente métallique, de panneaux OSB structurels, d'une membrane d'étanchéité, de tuiles légères (métalliques ou en bardeau d'asphalte) et des fixations associées. L'aspect de la toiture à structure métallique légère de Maite Building se prête à de nombreuses combinaisons. Un large choix de matériaux est également disponible. Tout en garantissant l'étanchéité, de nombreuses options esthétiques s'offrent à vous.
structure du mur
Le mur d'un bâtiment résidentiel à ossature métallique légère est principalement composé de poteaux, de poutres hautes et basses, d'appuis, de panneaux et de connecteurs. Dans ce type de bâtiment, le mur transversal intérieur sert généralement de mur porteur. Les poteaux y sont constitués d'éléments en acier léger en forme de C, dont l'épaisseur est déterminée en fonction de la charge, généralement entre 0,84 et 2 mm. L'espacement entre les poteaux est généralement de 400 à 600 mm.

Isolation thermique et technologies d'économie d'énergie. Afin de garantir une isolation thermique efficace, les matériaux utilisés pour les murs extérieurs et les toitures des bâtiments sont durables et performants. Outre le remplissage des espaces entre les poteaux des murs avec une toile en fibre de verre, les maisons à ossature métallique légère sont généralement dotées d'une couche d'isolant appliquée sur la face extérieure des murs, ce qui permet de supprimer efficacement les ponts thermiques entre les poteaux et les panneaux muraux extérieurs. Les solives entre les planchers sont remplies de fibre de verre afin de limiter les transferts de chaleur à travers les planchers. Enfin, tous les murs intérieurs sont isolés avec de la fibre de verre entre les poteaux afin de réduire les transferts de chaleur entre les murs.
L'un des aspects les plus critiques des structures métalliques légères en matière de protection incendie réside dans l'application des techniques de protection. Le niveau de résistance au feu des logements à structure métallique légère est de niveau 4. Ces bâtiments sont revêtus de plaques de plâtre coupe-feu sur les murs et les plafonds. Des plaques de 25,4 mm d'épaisseur (1 pouce) sont utilisées pour protéger les murs coupe-feu et les cloisons afin de répondre aux exigences de résistance au feu d'une heure.
La structure légère en acier utilisée pour l'isolation acoustique est remplie de laine de verre entre les murs intérieurs et extérieurs ainsi que les solives de plancher, ce qui empêche efficacement la transmission du son par voie aérienne. Quant aux bruits d'impact transmis par les parois solides, ils sont traités comme suit : pour le mur du sous-logement, deux poteaux muraux sont utilisés pour former un second mur avec un espace intermédiaire ; pour la petite poutre de la plaque de plâtre fixe du plafond, une structure élastique avec de petites rainures est utilisée afin de réduire efficacement la propagation des bruits d'impact entre les étages.

Lors de son utilisation, la structure métallique sera soumise à diverses sollicitations (charges, tassements différentiels des fondations, variations de température, etc.). L'acier doit donc présenter de bonnes propriétés mécaniques (résistance, plasticité, ténacité) et une bonne aptitude à la mise en œuvre (à chaud et à froid, et soudabilité) afin de garantir la sécurité et la fiabilité de la structure. Parmi les nombreux types d'acier, seuls quelques-uns répondent aux exigences des structures métalliques, comme l'acier au carbone Q235, l'acier faiblement allié L6Mn ou l'acier au manganèse-vanadium 20 (20MnV) pour les boulons haute résistance. L'indice de performance 1, qui définit la résistance de l'acier, comprend la limite élastique σe, la limite d'élasticité σy et la limite de traction σu. Le dimensionnement est basé sur la limite d'élasticité de l'acier ; une limite d'élasticité élevée permet de réduire le poids de la structure, d'économiser de l'acier et de diminuer les coûts. La résistance à la traction σu est la contrainte maximale que l'acier peut supporter avant rupture. À ce stade, la structure perd de sa performance en raison d'une importante déformation plastique, mais la déformation est importante sans pour autant provoquer un effondrement, ce qui répond aux exigences de résistance aux séismes rares. Le rapport σu/σy peut être considéré comme un paramètre de la réserve de résistance de l'acier. 2. Plasticité : La plasticité de l'acier désigne généralement sa capacité à subir une déformation plastique significative sans rupture après que la contrainte ait dépassé sa limite d'élasticité. Les principaux indicateurs permettant de mesurer cette capacité sont l'allongement δ et le retrait ψ. 3. Comportement au pliage à froid : Le comportement au pliage à froid de l'acier mesure sa résistance à la fissuration lorsqu'il est plié à température ambiante pour induire une déformation plastique. Cet essai consiste à tester la capacité de l'acier à supporter un angle de pliage spécifié par pliage à froid. 4. Résilience aux chocs. La résilience aux chocs de l'acier désigne sa capacité à absorber l'énergie cinétique mécanique lors de la rupture sous l'effet d'un choc. C'est une propriété mécanique qui mesure sa résistance aux chocs, lesquels peuvent entraîner une rupture fragile due aux basses températures et à la concentration des contraintes. Généralement, l'indice de résilience aux chocs de l'acier est obtenu par un essai de choc sur des éprouvettes normalisées. 5. Aptitude au soudage. L'aptitude au soudage de l'acier désigne la qualité de l'assemblage soudé dans les conditions d'un procédé de soudage donné. On distingue deux types d'aptitudes : l'aptitude au soudage et l'aptitude à l'utilisation. L'aptitude au soudage désigne la résistance de la soudure et du métal adjacent pendant le soudage, en l'absence de fissures thermiques ou de retrait. Une bonne aptitude au soudage signifie que, dans les conditions de soudage données, le métal fondu et le métal de base adjacent ne présentent aucune fissure. Les performances de soudage en termes de performances d'utilisation font référence à la résilience de la soudure et à la ductilité de la zone affectée thermiquement. Les propriétés mécaniques de la soudure et de l'acier de la zone affectée thermiquement doivent être au moins égales à celles du métal de base. La Chine utilise une méthode d'essai des performances de soudage basée sur le procédé de soudage, ainsi qu'une méthode d'essai des performances de soudage en conditions réelles d'utilisation. 6. Durabilité. De nombreux facteurs affectent la durabilité de l'acier. Tout d'abord, sa résistance à la corrosion est faible et des mesures de protection doivent être prises pour prévenir la corrosion et la rouille. Ces mesures comprennent : l'entretien régulier de la peinture de l'acier, l'utilisation d'acier galvanisé et, en présence d'acides, d'alcalis, de sels et d'autres milieux fortement corrosifs, la mise en œuvre de mesures de protection spécifiques. Par exemple, sur les plateformes offshore, on utilise une protection anodique pour prévenir la corrosion de la chemise de zinc, fixée sur celle-ci. L'électrolyte de l'eau de mer corrode naturellement le lingot de zinc.