Une combinaison de différentes parties ou éléments qui forment ensemble un bâtiment est appelée une structure. Ces parties ou éléments sont généralement suffisamment solides pour supporter différents types de charges. La capacité portante d’un bâtiment dépend de la manière dont sa forme est assemblée. Aujourd’hui, les structures en acier et les murs sont les types de structures de bâtiment les plus populaires. On les désigne généralement sous les termes « cadres et murs porteurs ».
Qu’est-ce qu’une structure en acier (Structure à ossature métallique) ?
Une structure en acier est soutenue par des composants structurels en acier tels que des poutres, des colonnes et des dalles. Elle peut supporter le poids et diverses charges latérales. Dans la plupart des cas, les structures en acier sont utilisées pour supporter de grandes forces et moments qui surviennent lors de l’application des charges. Elles sont également connues sous le nom de cadres poutres-colonnes.
Dans une structure en acier, les charges sont transférées verticalement du sol ou de la dalle vers les poutres en acier, qui sont ensuite transférées aux colonnes en acier et enfin au sol. Cliquez ici pour découvrir quelle est la capacité de charge structurelle.
Les bâtiments à plusieurs étages doivent être construits en utilisant des structures en acier. Elles sont généralement utilisées pour des bureaux, des bâtiments commerciaux et des bâtiments publics. Les structures en acier courantes sont des ateliers métalliques, des bureaux métalliques ou d’autres grands bâtiments. Ces bâtiments sont équipés d’escaliers et d’ascenseurs pour permettre la circulation des personnes et peuvent occuper jusqu’à 20 % de la surface de plancher.
Qu’est-ce qu’une structure porteuse ?
La structure porteuse est la plus ancienne et la plus courante des structures de bâtiment. Dans cette structure, les charges du toit et les charges latérales (par exemple, le vent, les tremblements de terre, etc.) sont supportées par les murs. Les murs transfèrent ensuite ces charges vers les étages inférieurs et finalement vers la fondation. Cette structure de bâtiment est également appelée « structure porteuse ». Vous vous demandez peut-être : une structure en acier n’est-elle pas très solide ? Pourquoi avez-vous besoin d’un mur pour la soutenir ? Après avoir lu cet article sur pourquoi le renfort des murs en acier est bénéfique, vous pourrez peut-être répondre à cette question.
Une structure porteuse est un bâtiment dont les murs sont en briques solides, pierres ou béton cellulaire, et qui soutient l’ensemble du bâtiment. Dans un système porteux, la pression est transférée verticalement du sol ou de la dalle vers les murs, puis des murs à la fondation porteuse, c’est-à-dire le sol. Une structure porteuse ne peut être construite qu’à une hauteur limitée. Ces structures sont moins stables que les bâtiments à ossature métallique.
Quelle est la différence entre une structure en acier et une structure porteuse ?
Les poutres et colonnes en acier forment le « squelette » d’un bâtiment à ossature métallique. Elles transfèrent les différentes charges vers les supports. Les murs porteurs de l’ossature supportent le poids du bâtiment. Normalement, ces murs porteurs sont en pierre, mais ils peuvent également être en béton armé. Dans ce cas, les murs transfèrent le poids vers les supports.
Il existe une différence majeure entre les structures porteuses et les structures à ossature métallique : les composants qui supportent le poids et le transfèrent vers la fondation sont différents. Dans les structures porteuses, ce sont les murs qui supportent le poids. Dans les structures en acier, ce sont les poutres et les colonnes en acier qui supportent le poids et le transfèrent à la fondation.
Voici quelques-unes des principales différences entre les structures en acier et les structures porteuses.
Résistance sismique
Les bâtiments en acier sont plus stables et moins susceptibles d’être endommagés par les tremblements de terre. Cela est dû au fait que les colonnes, les poutres et les dalles forment l’ossature ensemble comme une seule unité. Cependant, les chemins de charge horizontaux doivent être clairement définis, planifiés et décrits.
En revanche, il est très difficile de construire des structures porteuses capables de supporter des charges lourdes, en particulier celles qui peuvent résister aux tremblements de terre. Cela est dû au fait qu’elles sont fabriquées à partir de matériaux en maçonnerie tels que des pierres, des briques et des blocs, qui sont assemblés entre eux. Par conséquent, les structures porteuses sont moins résistantes aux tremblements de terre. Les structures porteuses conviennent pour la construction de bâtiments bas. Cependant, elles nécessitent également une planification et une construction minutieuses.
Épaisseur des murs et espace de plancher utilisable
Tous les murs d’un bâtiment à ossature métallique sont plus petits. De plus, les murs sont construits après que l’ossature en acier est prête. Comme les murs dans un bâtiment à ossature métallique sont plus petits, il y a plus d’espace pour poser des moquettes. Pour cette raison, les ingénieurs et les constructeurs préfèrent utiliser des structures en acier pour les grands bâtiments.
En revanche, les structures porteuses sont le type de bâtiment le plus ancien utilisé par l’homme. Cependant, leurs murs sont plus épais, et les murs des étages inférieurs sont encore plus épais. Ce type de bâtiment ne possède pas de poutres ou de colonnes. C’est pourquoi les murs doivent être construits en premier. En raison de l’épaisseur des murs dans les structures porteuses, l’espace disponible pour la moquette est réduit. Cela signifie que l’aire de la moquette est moins bien planifiée. Par conséquent, ce type de bâtiment est rarement utilisé dans la société moderne.
Différences dans la construction et la main-d’œuvre
La construction en acier nécessite moins de travaux de fouille. Bien que cela ne nécessite pas beaucoup de travail, elle requiert une variété de compétences. Par conséquent, la construction en acier nécessite des ouvriers qualifiés. Étant donné que la construction en acier est fabriquée en acier, elle peut être construite plus rapidement.
Les structures porteuses nécessitent plus de travaux de fouille. Parce qu’elles sont construites avec des pierres, des briques et des blocs, elles prennent plus de temps à construire. Cependant, aussi bien des ouvriers qualifiés que non qualifiés peuvent les construire.
Différences de matériaux
Les structures en acier utilisent moins de matériaux et sont donc plus légères. Comme l’ensemble de l’ossature est en acier, elle peut être affectée par la corrosion. Si les techniques appropriées ne sont pas utilisées et si les règles ou les réglementations ne sont pas strictement respectées, la durée de vie d’une structure en acier est réduite.
Les structures porteuses sont plus consommatrices de matériaux. C’est pourquoi elles ont également une charge statique plus élevée. Cependant, elles utilisent moins d’acier et n’ont donc pas besoin d’être protégées contre la rouille. Tant que certaines règles ne sont pas violées, la durée de vie d’une structure porteuse ne change pas de manière significative.
Planéité des murs
L’épaisseur des murs dans une structure en acier peut rester la même. À mesure que la hauteur augmente, l’épaisseur des murs reste la même. Cela signifie que les dimensions du plan d’étage ne changent pas d’un étage à l’autre.
Avec les structures porteuses, tous les étages ne peuvent pas avoir la même épaisseur de mur. À mesure que la hauteur de l’étage augmente, les murs deviennent plus épais. Cela signifie que les dimensions du plan d’étage diffèrent d’un étage à l’autre.
Flexibilité de conception
La construction en acier est flexible car la position des murs peut être modifiée. Vous pouvez créer des conceptions de bâtiments plus utiles. Ces espaces peuvent être utilisés à diverses fins, et il n’est pas nécessaire de construire des murs superposés. De plus, la construction en acier permet de découper de grands trous dans les murs. Vous pouvez construire n’importe quel mur n’importe où, ce qui facilite l’utilisation et la conception.
En matière de construction, les structures porteuses ne peuvent pas être ajustées. Comme vous ne pouvez pas déplacer ou enlever les murs, cela réduit sa praticité. Dans les bâtiments porteurs, les murs doivent être construits étage par étage car ils supportent la charge. Ainsi, vous ne pouvez pas déplacer les murs, ce qui réduit la flexibilité d’utilisation. De plus, il existe certaines restrictions concernant les perçages dans les murs, car cela affectera la lumière et la circulation de l’air entrant dans le bâtiment ou la maison.
Complexité de conception
Avec une structure à ossature métallique, la conception n’est pas aussi simple qu’avec une structure porteuse. Il faut savoir comment la concevoir et comment calculer les charges sur la structure en acier. Si vous utilisez un système de structure en acier, vous pouvez avoir des portées plus larges. Vous pouvez couvrir aussi grand un espace que nécessaire. De plus, vous pouvez ajouter des éléments en porte-à-faux à ce système.
En revanche, il est facile de concevoir un bâtiment avec une structure porteuse. Ce que vous devez savoir, c’est qu’il n’est pas facile d’ajouter des éléments en porte-à-faux à ce système. De plus, il n’est pas possible d’obtenir de grandes portées. Il existe encore des restrictions sur la portée ou la taille des pièces.
Différences de coût
Même si la fondation d’une structure en acier est plus profonde, cela n’augmente pas beaucoup le coût. Pour le développement, les structures en acier nécessitent de grands outils et équipements. En général, l’ossature en acier est construite en premier, suivie des murs extérieurs et intérieurs. Cela accélère le processus de construction.
En revanche, la fondation d’une structure porteuse coûte plus cher que celle d’une structure à ossature métallique. Cependant, la structure porteuse peut être construite sans outils et équipements coûteux. De plus, comme les murs supportent les dalles de plancher ou le toit, ils doivent être construits en premier. Cela signifie que tous les murs doivent être construits en même temps, ce qui prend plus de temps.
Modifications des éléments structurels
Toutes les parties d’une structure en acier sont importantes, car elles constituent un élément structurel actif. Toute modification des éléments structurels peut affecter la sécurité du bâtiment. Cependant, vous pouvez apporter des modifications aux murs de ce type de construction.
Les murs font partie de la structure porteuse et ne peuvent pas être modifiés. Il est important de noter que les murs de la structure porteuse ne peuvent pas être modifiés, retirés ou endommagés.
Résumé
Dans la plupart des cas, les structures porteuses sont moins chères que les structures en acier. Cependant, cela n’est vrai que si les unités de maçonnerie utilisées dans la structure porteuse sont moins chères que l’acier utilisé pour les poutres et les colonnes dans une structure à ossature métallique, et si la profondeur de la fondation est comprise entre 1 et 2 mètres.
Lorsque le bâtiment est plus grand et doit être construit d’une manière différente, la construction en acier est souvent supérieure à la construction porteuse. C’est le cas, par exemple, lorsque vous ne voulez pas construire des murs sur des murs ou lorsque le bâtiment doit couvrir une grande surface. La construction porteuse n’est rentable que si des matériaux tels que des briques, des pierres et des blocs sont facilement disponibles et abordables. Pour la plupart des bâtiments, la construction en acier est donc plus solide, plus durable et plus économique.