Les bâtiments civils choisissent des formes structurelles appropriées en fonction de la hauteur du bâtiment, de sa fonction d'utilisation, de ses performances sismiques et des rapports d'étude hydrologique du terrain. Aujourd'hui, je vais présenter dix points essentiels sur les « formes structurelles » dans les bâtiments en acier. 

1. Quelles sont les classifications et caractéristiques des systèmes structurels courants ? 

Les systèmes structurels courants comprennent les structures en brique et béton, les cadres, les murs de contreventement, les poteaux, les treillis, les grilles, les arcs, les structures suspendues et les espaces à parois minces. Les structures en acier comprennent principalement des cadres portails en acier, des cadres, des treillis et des grilles, chacun présentant des avantages, des inconvénients et des types de forces différents. Dans les bâtiments réels, on trouve généralement deux formes ou plus de structures combinées. 

2. Quelles sont les caractéristiques structurelles courantes et les exemples d'application des structures en acier ? 

Les structures de portail présentent une contrainte simple, des chemins de transmission des forces clairs et une vitesse de construction rapide. Elles sont largement utilisées dans les bâtiments industriels et civils, tels que les installations publiques industrielles, commerciales, culturelles et de loisirs. 

Les structures en acier offrent des agencements flexibles, permettant d'optimiser l'espace. Elles sont largement utilisées dans les immeubles à plusieurs étages, les gratte-ciel et super-grattes-ciel, les bâtiments commerciaux et de bureaux, les centres de conférence ainsi que d'autres types de constructions. 

L'avantage des treillis en acier est qu'ils peuvent utiliser des barres à section plus petite pour former des éléments à section plus grande. Ils sont couramment utilisés dans les bâtiments industriels et civils, tels que les toits, les ponts, les tours de télévision, les mâts, les plates-formes pétrolières offshore, les couloirs et d'autres constructions possédant de grandes portées ou de grandes hauteurs. 

Les grilles en acier sont des structures spatiales hyperstatiques de haut ordre composées de nombreuses barres selon certaines règles. Elles présentent de faibles forces spatiales, un poids léger, une grande rigidité et une bonne résistance sismique. Elles peuvent être utilisées comme toits pour des bâtiments tels que des gymnases, des salles d'exposition, des salles d'attente, des canopies et des hangars. 

3. Quelle est la composition du système structurel des bâtiments industriels à ossature porteuse ? 

Les ateliers de structures en acier sont divisés en ateliers légers et en ateliers lourds. Le système structurel de l'atelier se compose principalement de poteaux en acier, de poteaux résistants au vent, de poteaux de garde-corps, de poutres métalliques pour toiture, de poutres pour ponts élévateurs, de diagonales inter-poteaux, de diagonales horizontales pour les treillis de toiture, de panneaux muraux et de structures de toiture composées de cadres de lucarnes et de barres de liaison. Le corps principal du portail peut être simple travée, multi-travées ou multicouche, avec une portée économique d'environ 24 à 30 mètres. 

4. Quels sont les nœuds courants des bâtiments industriels à structure porteuse ? 

Les nœuds courants des cadres en acier de portail comprennent les nœuds de pied de colonne, les nœuds poutre-colonne, les nœuds poutre treillis, les nœuds de support inter-colonnes, les nœuds de connexion par barre de liaison et les nœuds de support d'auvent. 

5. Quelle est la composition du système structurel en acier ? 

Pour les structures en acier, à mesure que le nombre de niveaux et la hauteur augmentent, outre la capacité à supporter des charges verticales plus importantes, les exigences en matière de résistance latérale (charges dues au vent, effets sismiques, etc.) deviennent également une caractéristique majeure de la structure. Les systèmes structurels fondamentaux sont généralement classés en trois types : les systèmes portés par des poteaux, les systèmes purement en cadre et les systèmes portés par un cadre. Parmi ceux-ci, le système porté par un cadre est largement utilisé dans les projets réels. Ce système utilise des cadres en acier purs horizontalement et dispose d'un nombre approprié de supports verticaux longitudinaux afin d'améliorer la rigidité longitudinale, réduisant ainsi la quantité d'acier utilisée dans le cadre et permettant de créer des espaces plus spacieux. 

6. Quelles sont les articulations courantes dans les structures en acier ? 

Les nœuds courants dans les structures en acier comprennent les nœuds de pied de colonne, les nœuds de jonction de colonnes, les nœuds poutre-colonne, les nœuds poutre-poutre, les nœuds de support et les nœuds supérieurs de colonne. 

7. Quelle est la composition du système structurel en treillis d'acier ? 

Un treillis est une structure composée de plusieurs barres, chacune reliée aux deux extrémités par des charnières. Il peut être divisé en treillis plans et treillis spatiaux. Selon la forme de leur section transversale, on distingue les treillis tubulaires, les treillis en acier en forme de H, les treillis à section en boîte, les treillis en acier angle, etc. Un treillis se compose généralement de cordes supérieures, de cordes inférieures, de barres verticales et de diagonales, avec des supports situés entre le réseau et les treillis. La quantité d'acier utilisée dans les treillis est inférieure à celle des poutres à âme solide, ce qui permet un poids structurel plus léger et une rigidité accrue. Ils sont largement utilisés dans les immeubles de grande hauteur, les structures à grand portée et les ponts. 

8. Quelles sont les articulations courantes des treillis en acier ? 

Les nœuds courants des treillis en acier comprennent principalement des barres verticales qui relient les nœuds des cordes supérieure et inférieure, des éléments diagonaux de toise qui relient les nœuds des cordes supérieure et inférieure, ainsi que des nœuds de connexion des treillis.

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