Structures en acier elles sont largement utilisées dans l’architecture moderne en raison de leur grande résistance, de leur faible poids, de leur durabilité, de leur installation rapide, de leur courte durée de construction et de leurs bonnes performances sismiques. Elles sont couramment employées dans les usines industrielles, les entrepôts, les centres logistiques et les bâtiments commerciaux. Des usines industrielles aux entrepôts, les structures en acier offrent des solutions de construction fiables et flexibles.
Parmi les divers types de bâtiments à structure en acier, les structures en acier à portique constituent l’un des systèmes structurels les plus couramment utilisés dans les bâtiments industriels et les entrepôts.
Cet article, rédigé par le fabricant Glostar, explique les notions fondamentales relatives aux structures en acier et présente les caractéristiques essentielles des systèmes de structure en acier à portique.
Les structures en acier sont des structures fabriquées en acier et constituent l’un des principaux types de structures de bâtiments. Elles se composent généralement de poutres, de poteaux, de treillis et d’autres éléments réalisés à partir d’acier profilé et de tôles d’acier, et subissent des traitements de dérouillage et de protection contre la corrosion tels que la silanisation, la phosphatation au manganèse pur, le rinçage et le séchage, ainsi que la galvanisation. Les éléments sont généralement assemblés par soudure, boulonnage ou rivetage. Les structures en acier se distinguent par leur faible poids, leur grande résistance, leur rapidité de construction, leur caractère écologique, leur efficacité énergétique et leur réutilisabilité. Elles sont largement utilisées dans les immeubles de grande hauteur, les usines, les ponts et d’autres domaines.
Les structures en acier sont réputées pour leur rapport résistance/poids élevé, ce qui permet aux bâtiments de franchir de grandes portées sans nécessiter un grand nombre de colonnes porteuses.
Les composants typiques des structures en acier comprennent : les poteaux en acier, les poutres en acier, les liteaux, les éléments secondaires en acier, les systèmes de contreventement, les panneaux de toiture, les panneaux muraux, les portes et les fenêtres. En raison de ces avantages structurels, les bâtiments à structure métallique sont largement utilisés dans les constructions industrielles et commerciales.
1. Résistance élevée et faible poids. Bien que l’acier ait une masse volumique supérieure à celle du béton, sa résistance est nettement plus élevée. Le rapport masse volumique sur résistance de l’acier est généralement inférieur à celui du béton. Ainsi, sous la même contrainte, les composants des structures en acier sont plus petits et plus légers que ceux des structures en béton, ce qui réduit les coûts des fondations.
2. Bonnes propriétés des matériaux et haute fiabilité. L’acier est fabriqué en usine dans le cadre d’un contrôle qualité strict, ce qui garantit une bonne uniformité du matériau ainsi qu’une excellente plasticité et ténacité. Il se rapproche étroitement d’un matériau élastoplastique isotrope idéal. Par conséquent, les théories de calcul actuelles permettent de mieux rendre compte du comportement réel des structures en acier, ce qui confère à celles-ci une fiabilité élevée.
3. Haut degré d’industrialisation et délai de construction court. Tous les éléments en acier sont fabriqués en usine, ce qui permet une production de masse de pièces volumineuses et une grande précision des produits finis. La méthode combinant fabrication en usine et montage sur site réduit efficacement la durée de construction, créant ainsi les conditions nécessaires à la réduction des coûts et à la maximisation des retombées économiques de l’investissement.
4. Bonne étanchéité. Les structures en acier, une fois assemblées par soudage, peuvent atteindre une étanchéité sûre, répondant ainsi à certaines exigences d’étanchéité à l’air et à l’eau.
7. Bonne performance sismique. Les structures en acier, en raison de leur faible poids et de leur système structurel relativement souple, subissent des forces sismiques moindres. L’acier possède également une résistance élevée à la traction et à la compression, ainsi qu’une bonne plasticité et ténacité. Par conséquent, lors de nombreux séismes, tant sur le plan national qu’international, les structures en acier subissent les dommages les moins importants et sont largement reconnues comme la structure la plus adaptée aux zones nécessitant une consolidation sismique, notamment dans les régions sujettes à de forts séismes. (Selon les spécifications relatives aux portiques, les calculs sismiques ne sont généralement pas requis dans les zones sismiques d’intensité 7 et inférieure.)
8. Respectueuses de l’environnement et économes en énergie : les composants des structures en acier peuvent être réutilisés, ce qui réduit les déchets de construction. Par ailleurs, la consommation d’énergie pendant la phase de construction est faible, répondant ainsi aux exigences des bâtiments verts.
7. Résistant au feu et à la corrosion : Après traitement, l’acier présente une excellente résistance au feu et à la corrosion, ce qui prolonge la durée de vie utile du bâtiment.
Les structures en acier sont considérées comme un matériau durable ; par conséquent, d’un point de vue du développement à long terme, elles offrent d’excellentes perspectives d’application et de développement.
Les structures en acier peuvent être classées selon leur conception structurelle, leurs méthodes de construction et leurs applications. Elles se divisent notamment en structures en acier lourdes, structures en acier légères, structures en acier préfabriquées et structures en acier à portique.
Structures en acier lourdes sont généralement utilisées dans de grandes installations industrielles, des centrales électriques, des stades et des immeubles de grande hauteur. Ces structures nécessitent une capacité portante très élevée et impliquent souvent des conceptions techniques complexes. Les structures en acier lourdes utilisent typiquement des profilés en acier de grande dimension et des systèmes structurels avancés afin de supporter des charges extrêmement élevées et des portées importantes.
Structures en acier légères sont couramment utilisés dans les petits bâtiments industriels, les entrepôts, les ateliers et les installations commerciales. Par rapport aux structures en acier lourd, les structures en acier léger utilisent des profils en acier plus légers et sont plus faciles à fabriquer et à installer.
Elles offrent des avantages significatifs en termes de rentabilité, de rapidité de construction et de souplesse de conception.
structures en acier préfabriqué sont fabriquées en usine, puis assemblées sur site. Par rapport aux méthodes de construction traditionnelles, cette approche garantit une fabrication précise, un meilleur contrôle de la qualité et une installation plus rapide.
La préfabrication réduit également les coûts de main-d’œuvre et les déchets de chantier, ce qui en fait une méthode de construction de plus en plus populaire dans les projets de construction modernes.
Parmi tous les types de structures, les structures en acier à portique sont l'un des systèmes structurels les plus couramment utilisés dans les bâtiments industriels et les entrepôts. Leur conception structurelle efficace permet des portées importantes sans support intermédiaire et une construction économique. Les portiques légers : il s'agit de structures en acier à un seul niveau, dont la structure porteuse principale est constituée d'un portique à âme pleine à simple portée ou à plusieurs portées, doté d'une toiture légère et de façades légères, et équipé soit d'aucun pont roulant, soit d'un pont roulant de classe de service A1 à A5 avec une capacité de levage n'excédant pas 20 tonnes, ou encore d'un palan suspendu de 3 tonnes.
La seconde partie de cet article sera consacrée à la présentation des notions fondamentales relatives aux structures métalliques légères à portiques.
| 1. Usines industrielles 2. Structures à grande portée 3. Structures hautes 4. Bâtiments à plusieurs niveaux et immeubles de grande hauteur 5. Structures soumises à des vibrations et à des forces sismiques 6. Structures en coque et en plaques 7. Autres structures spéciales 8. Structures démontables ou mobiles 9. Structures en acier léger 10. Structures mixtes acier-béton |
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Ensuite, nous présenterons le système structurel le plus couramment utilisé dans les bâtiments industriels : la structure à portique.
A structure métallique en portique est généralement un système spatial composé de la structure de toiture, des poteaux, des poutres de pont roulant, des poutres de freinage, de diverses contreventements et des cadres de façade.
a). Portique transversal : composé de poteaux et de poutres, il constitue le système porteur principal du bâtiment industriel, supportant le poids propre de la structure, les charges de vent et de neige, ainsi que les charges verticales et latérales exercées par le pont roulant, et transférant ces charges aux fondations.
b). Structure de toiture : système structurel supportant les charges appliquées sur le toit, comprenant notamment les poutres du portique transversal, les consoles, les fermes intermédiaires de toiture, les châssis de lanterneaux, les liteaux, etc.
c). Système de contreventement : comprend les supports de toiture et les contreventements entre poteaux. D’une part, il constitue le cadre longitudinal de l’usine avec les poteaux et les poutres de pont roulant, supportant les charges horizontales longitudinales ; d’autre part, il relie le système porteur principal, constitué de structures planes individuelles, en un ensemble spatial, assurant ainsi la rigidité et la stabilité nécessaires de la structure de l’usine. Lorsqu’un portique est utilisé avec un pont roulant d’une capacité d’au moins 5 tonnes, des contreventements entre poteaux doivent être réalisés en profilés d’acier.
d). Poutres de pont roulant et poutres de freinage (ou treillis de freinage) : supportent principalement les charges verticales et horizontales du pont roulant et transmettent ces charges aux cadres transversal et longitudinal.
e). Cadres muraux : supportent principalement les charges dues au vent. En outre, on y trouve certains composants secondaires tels que des échelles, des passerelles, des portes et des fenêtres. Dans certains bâtiments industriels, des plates-formes de travail sont également prévues en raison des exigences du procédé. La disposition de la structure à portique est étroitement liée à la quantité d’acier utilisée.
Les systèmes de portique sont largement utilisés dans les bâtiments industriels. En savoir plus dans notre Guide des structures métalliques en portique.
Glostar Manufacturer est un fournisseur professionnel de solutions en structures métalliques destinées aux projets industriels et commerciaux.
Grâce à des capacités de fabrication solides et à une équipe d’ingénieurs expérimentée, Glostar propose les services complets suivants :
Glostar allie des procédés de fabrication de haute qualité à une technologie d’ingénierie professionnelle afin d’aider ses clients à construire des structures métalliques durables, efficaces et économiques, adaptées à diverses applications.
Les structures en acier, grâce à leur grande résistance, leur flexibilité et leur haute efficacité de construction, sont devenues un élément essentiel de l’architecture moderne. Parmi les nombreux systèmes structurels, les portiques en acier constituent l’une des solutions les plus pratiques, notamment pour des applications telles que les bâtiments industriels et les entrepôts.
Les portiques en acier offrent de grandes portées, une installation rapide et des conceptions économiques, ce qui en fait un choix idéal pour de nombreux projets industriels et commerciaux.
Si vous envisagez un projet de structure en acier, le fabricant Glostar fournit un soutien professionnel en conception ainsi que des solutions fiables pour la construction de structures en acier, adaptées précisément à vos besoins spécifiques.
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