Quels sont les différents types d'acier de construction ?

Pour bien comprendre la classification de l'acier de construction, il faut partir de deux dimensions essentielles : la forme de la section transversale et la qualité du matériau. En bref, la forme détermine la façon dont l'acier est sollicité et le niveau de matériau détermine la force qu'il peut supporter.

Classification par forme de section

La géométrie physique de l'acier détermine directement la manière dont les contraintes sont réparties. Dans la pratique, nous ne nous contentons pas de prendre une section d'acier, mais nous l'adaptons avec précision en fonction du scénario d'application.

Poutre en I à larges ailes

C'est la “force principale” de l'architecture moderne“. Les poutres en I à larges ailes sont spécialement conçues pour supporter des charges principales. Leurs ailes sont très larges et offrent une grande surface, ce qui convient parfaitement pour supporter de lourdes charges verticales dans les charpentes de bâtiments et la construction de ponts. Si vous souhaitez construire une charpente à plusieurs étages, l'acier en forme de W est sans aucun doute votre premier choix.

Poutre en I ordinaire

De nombreuses personnes confondent les poutres en S et les poutres en W. La poutre en I standard (acier S) se caractérise par des ailes inclinées (épaisses à l'intérieur et minces à l'extérieur). Elle est généralement utilisée dans certaines structures ayant des exigences particulières en matière de profondeur et de poids, ou dans certains petits cadres professionnels qui ne nécessitent pas la taille d'une poutre en H.

Profilés en acier

La section des profilés en acier ressemble à un “C". Sur le chantier, nous les utilisons souvent comme poutres secondaires ou cadres auxiliaires, tels que les solives de plancher, les colonnes murales ou les renforts qui ne nécessitent pas le soutien d'une poutre de taille normale. Ils sont légers et faciles à installer, et constituent une arme redoutable pour équilibrer la résistance et le poids propre.

Acier angulaire

C'est ce que l'on appelle souvent la “cornière”, dont la section transversale est en forme de L. Elles sont principalement utilisées pour soutenir ou relier d'autres composants principaux. Dans le système de fermes ou la grille de la charpente, la cornière peut transmettre la force latérale de manière très efficace, maintenir la stabilité structurelle et empêcher le bâtiment de “trembler” sous l'effet de la charge latérale.

Section creuse structurelle

Y compris le tube carré, le tube rectangulaire et le tube rond. D'après mes observations, les profilés HSS sont de plus en plus populaires aujourd'hui, en particulier pour les piliers. Parce qu'ils sont creux, la force dans toutes les directions est relativement uniforme et l'apparence est soignée, de nombreuses structures architecturales esthétiques exposées (telles que les terminaux d'aéroport) sont nommées à utiliser ce matériau.

Classés par qualité de matériau

Outre la forme, la composition chimique d'un matériau détermine ses propriétés mécaniques. Si vous choisissez la mauvaise qualité, même si la forme est à nouveau correcte, il y aura des problèmes d'intégrité structurelle.

Acier au carbone-ASTM A36

A36 est la qualité la plus courante, on peut dire qu'il s'agit de “l'huile d'or” de l'industrie. Elle présente de bonnes performances en matière de soudage et de résistance, et elle est très bon marché. Si votre projet n'est pas soumis à des charges extrêmement élevées, la nuance A36 est généralement la solution standard.

Acier HSLA-ASTM A572 & A992

Lorsque le projet a des exigences de performance plus élevées, nous devons nous tourner vers l'acier HSLA : ASTM A572 : Couramment utilisé dans les ponts et les équipements lourds, il a une limite d'élasticité supérieure de 1 à celle de l'A36. ASTM A992 : Il faut souligner qu'il s'agit aujourd'hui de la configuration standard des poutres en I à larges ailes dans les bâtiments. Son rapport résistance/poids élevé permet de concevoir des bâtiments plus légers et plus efficaces sans sacrifier la sécurité.

Quel type d'acier dois-je choisir ?

La sélection des matériaux n'est en aucun cas aussi simple que de consulter le manuel. En tant que consultant auprès d'une personne responsable, j'examine généralement les points essentiels suivants :

Analyse des contraintes : il faut d'abord déterminer si le composant est en tension, en compression ou en torsion. S'il s'agit d'une colonne soumise à des contraintes, je préfère personnellement les profilés tubulaires. S'il s'agit d'une poutre à grande portée, l'acier en forme de W est nettement préférable.

Soudabilité : Dans les processus de préfabrication complexes, l'équivalent carbone de l'acier doit être conforme aux normes. Si les performances de soudage ne sont pas bonnes, la fissuration des soudures sur le site peut vous causer des maux de tête, ce qui est directement lié à la qualité de la construction.

Exigences en matière de résistance à la traction (résistance à la traction) : En particulier dans les immeubles de grande hauteur ou les ponts à usage intensif, le choix de la qualité du matériau (par exemple A992 ou A36) est essentiel pour déterminer la redondance de la sécurité.

Vous devriez optimiser la quantité de matériaux autant que possible en vue de garantir la sécurité, et tout ce que vous économisez, c'est de l'argent réel.

En résumé, la structure en acier n'est pas un simple “bloc de construction”. En comprenant la forme et la qualité de cette “combinaison de boîtes”, vous pouvez assurer la stabilité de la structure tout en élaborant le plan le plus économique et le plus raisonnable.

Auteur : Robert Vance

Avec plus de 12 ans d'expérience pratique dans la gestion de projets de structures métalliques à grande échelle, j'ai vu de mes propres yeux comment le bon choix de matériau peut faire ou défaire l'intégrité d'un bâtiment. Mon expertise consiste à combler le fossé entre les manuels d'ingénierie complexes et l'application pratique sur site. Je me spécialise dans l'optimisation des conceptions structurelles en équilibrant la géométrie des sections transversales et la chimie des matériaux, ce qui garantit que chaque projet sur lequel je travaille est à la fois solide sur le plan structurel et économiquement efficace.