Quel est le type d'acier de construction ?

L'acier de construction est principalement classé en acier au carbone (spécifiquement l'acier doux) et en acier faiblement allié à haute résistance (HSLA). Du côté de la construction, les contacts les plus courants sont l'ASTM A36 et l'ASTM A992. L'A36 est un vieil acier au carbone standard, dont la teneur en carbone est contrôlée à 0,29, et dont la ductilité et la soudabilité ne doivent pas être choisies ; l'A992 est généralement utilisé pour fabriquer des aciers en I et des aciers en H à larges brides, dont la limite d'élasticité peut atteindre 50 ksi et la résistance à la traction est plus élevée. L'acier de construction est différent de l'acier à outils et de l'acier inoxydable. Sa composition chimique - fer, carbone, manganèse et quelques traces d'alliage - est calculée avec précision. Ce rapport permet d'obtenir le meilleur rapport résistance/poids, de sorte que les charpentes, les ponts et les immeubles de grande hauteur soient durables et que tous les indicateurs se situent dans une fourchette contrôlable.

Deux types courants d'acier de construction

Si vous vous demandez “quel type d'acier est l'acier de construction”, vous devez d'abord comprendre qu'il ne s'agit pas seulement d'un certain type de matériau, mais d'une catégorie spécialisée. Nous savons tous qu'il est principalement divisé en deux groupes, et que le travail effectué sur le chantier de construction est également différent :

1. Acier au carbone (acier à faible teneur en carbone)

L'acier à faible teneur en carbone peut être considéré comme la “panacée” en matière d'ingénierie structurelle. Sa teneur en carbone est relativement faible, ce qui est la clé de sa bonne utilisation. En raison de sa grande polyvalence, tant qu'il ne s'agit pas d'un projet ayant des exigences extrêmement particulières en matière de portance, il est généralement choisi pour les biens de grande envergure.

2. Acier faiblement allié à haute résistance (HSLA)

Aujourd'hui, la conception architecturale est de plus en plus poussée à la limite, et cette fois, il faut compter sur l'acier HSLA. En fait, une petite quantité d'éléments d'alliage y est ajoutée, mais la résistance mécanique et la résistance à la corrosion atmosphérique sont bien plus élevées que celles de l'acier au carbone ordinaire, et le poids n'a pas beaucoup augmenté. Les ingénieurs ayant un peu d'expérience se tourneront directement vers cette option lorsqu'ils seront confrontés à des listes à grande portée ou exigeantes.

Les nuances d'acier de construction les plus couramment utilisées

En Amérique du Nord et dans la majeure partie du marché mondial de la construction, l'acier de construction doit essentiellement répondre aux normes ASTM (American Society for Testing and Materials). Les deux catégories mentionnées ci-dessus sont les représentants les plus typiques de ces deux marques.

ASTM A36 : l'ancienne norme dans l'industrie

L'acier A36 est certainement l'acier de construction à faible teneur en carbone le plus répandu sur les chantiers de construction. Ses caractéristiques techniques sont en fait très faciles à comprendre :

• La teneur en carbone de la carte : la plus élevée n'est que de 0,29 %. J'ai déjà vu des matériaux non qualifiés avec une teneur en carbone excessive. Ils sont si fragiles qu'ils ne peuvent absolument pas être utilisés dans les bâtiments.
• Excellente ductilité : En raison de l'absence de carbone, l'A36 se plie et se déforme lorsqu'il est soumis à une pression extrême, au lieu de se briser directement ou de se transformer en scories. Il s'agit là d'une caractéristique salvatrice lors de la construction d'une structure.
• Excellente soudabilité : L'acier A36 est très facile à manipuler, qu'il s'agisse de boulons, de rivets ou de soudage direct de plaques et de poutres en acier pendant la construction sur site.

ASTM A992 : pour usage intensif de préférence

Tant que le dessin est une grande pièce structurelle, l'option par défaut est en principe l'acier A992 HSLA.

• Utilisation équivalente : Il est principalement utilisé pour fabriquer des poutres en I et des poutres en H à larges ailes. Celles-ci constituent la “force principale” qui supporte le poids propre du bâtiment.
• Haute limite d'élasticité : La limite d'élasticité minimale de l'acier A992 est de 50 ksi. Il peut supporter une pression beaucoup plus importante que l'A36 avant qu'une déformation permanente ne se produise.
• Excellente résistance à la traction : En plus d'être capable de supporter la pression, il n'est pas facile d'avoir un accident lorsqu'on le tire.

Formule chimique spéciale pour l'acier de construction

Par rapport aux autres aciers, la composition chimique de l'acier de construction est fixée de manière très précise. Il ne s'agit pas d'une simple transformation du fer en eau, mais d'une formule spécialement conçue pour assurer la sécurité des bâtiments :

• Fer : Le métal utilisé comme base pour maintenir le squelette de base.
• Carbone : le principal durcisseur. Dans les aciers de construction, le carbone doit être pressé contre des points (tels que 0,29 % pour l'A36) afin de trouver un équilibre entre la résistance et la ductilité.
• Manganèse : désoxydant lors de la fabrication de l'acier, très important. Il peut augmenter la ténacité de l'acier, la trempabilité, mais aussi la résistance à l'usure.
• Trace d'alliage : l'acier HSLA comme le A992 ajoute secrètement du vanadium, du niobium ou du cuivre. Cette opération de microalliage peut augmenter la limite d'élasticité et la résistance à la traction sans retarder le soudage électrique sur site.

Quelle est la différence entre l'acier à outils et l'acier inoxydable ?

• Ce n'est pas de l'acier à outils : l'acier à outils est extrêmement riche en carbone et ridiculement dur ; il sert à fabriquer des outils, des forets et des moules. Mais cela peut aussi le rendre particulièrement fragile. Si vous osez utiliser de l'acier à outils pour réparer un pont, traverser une voiture ou souffler un vent violent, il ne résistera pas à la force dynamique et se fissurera directement.
• Ce n'est pas non plus de l'acier inoxydable : on y ajoute beaucoup de chrome (généralement au moins 10,5 %) pour éviter la rouille. C'est très beau de l'utiliser pour fabriquer des appareils de cuisine ou des murs extérieurs de bâtiments haut de gamme, mais pour soutenir l'ossature interne d'un bâtiment ? Non seulement les propriétés mécaniques ne sont pas à la hauteur, mais le coût peut faire en sorte que le parti A lève directement la table.

Performance de base et application pratique

Ce n'est pas parce que les normes A36 et A992 sont très précises en termes de composition chimique qu'elles apportent 3 avantages réels à l'ingénierie :

• Le rapport optimal entre la résistance et le poids : la capacité portante est extrêmement forte, mais elle n'ajoute pas de poids mort excessif au bâtiment lui-même.
• Durable : peut résister à des décennies de vent et de soleil, à une forte pression et à diverses forces extérieures naturelles.
• Prévisibilité : Lorsqu'il est confronté à une charge ou à une température spécifique, l'ingénieur peut calculer clairement la réaction de l'A36 et de l'A992 au stade du dessin, de sorte que la conception est sûre.
• Où ils sont généralement utilisés : en raison de ces caractéristiques, l'acier de construction est naturellement devenu l'ossature de l'infrastructure moderne. La charpente de l'installation industrielle lourde, le pont à longue portée sur lequel passent des dizaines de milliers de voitures chaque jour et les gratte-ciel que l'on voit habituellement dans les villes sont tous soutenus par l'acier.

Auteur : Mark Henderson

Bonjour, je suis un ingénieur structurel chevronné avec plus de 11 ans d'expérience dans l'industrie de la construction métallique. Tout au long de ma carrière, j'ai supervisé la sélection des matériaux pour tout, des immeubles commerciaux de grande hauteur aux infrastructures industrielles massives. Je suis passionné par l'idée de combler le fossé entre les normes d'ingénierie complexes et l'application pratique sur le terrain.