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steeldoc 01/12 tec 03 Halles et hangars Guide de conception Construire en acier

steeldoc 01/12 tec 03 Halles et hangars Guide de conception Construire en acier Documentation du Centre suisse de la construction métallique SZS 1 Construction de halles 4 L’acier comme matière première Construire avec de l’acier La conception architecturale des halles en acier Rentabilité Flexibilité Planification intégrée Conception 2 Structures porteuses 6 Vue d’ensemble Fermes et piliers Portiques Arcs Structures porteuses spatiales 3 Enveloppe du bâtiment 23 Protection thermique Protection contre l’humidité Protection phonique Systèmes de construction pour toits et parois Eclairage Aération 4 Protection contre les incendies 27 Evacuation de la fumée et de la chaleur Chemins de fuite et de sauvetage Accessibilité Compartiments coupe-feu Installations d’extinction Mesures de protection constructives 5 Protection contre la corrosion 28 Protection contre la corrosion sur mesure Revêtements Films de protection métalliques Revêtements sur des éléments galvanisés (systèmes duplex) 6 Intégration des systèmes 29 Structure Enveloppe Aménagement technique Concepts d’intégration 7 Durabilité 30 Rentabilité Qualité écologique Aspect social Suggestions pour la planification de halles durables Compétence en construction métallique Le Centre suisse de la construction métallique SZS est une organisation professionnelle qui réunit les entreprises de construction métallique, les fournisseurs et sous traitants et les bureaux d’études les plus importants de Suisse. Par ses actions, le SZS atteint un large public de concepteurs, d’institutions et de décideurs. Le SZS informe ses membres et le public de l’évolution dans la construction métallique et offre un forum pour les échan- ges et la collaboration. Le SZS met à disposition les informations techniques, encourage la recherche et la formation des professionnels et s’engage dans la collabo- ration au-delà des frontières. Ses membres profitent d’une vaste palette de prestations. Steeldoc est la documentation d’architecture du Centre suisse de la construction métallique. Elle paraît quatre fois par année en allemand et en français. Les éditions spéciales à orientation technique, comme le présent numéro, sont également éditées dans une série spéciale. www.szs.ch Stahlbau Zentrum Schweiz Centre suisse de la construction métallique Centro svizzero per la costruzione in acciaio Table des matières 3 Le présent numéro technique de Steeldoc est un guide de conception pour la construction de halles en acier. La construction de halles offre l’occasion d’exploiter les avantages de la construction métallique: légèreté, flexibilité, possibilités quasi illimitées de transformation et d’extension. Le principal enjeu de la construction de halles est la flexibilité d’utili sation. Elle nécessite la prise en compte des charges, des dimensions et des procédés particuliers. Le choix de la structure porteuse a donc des conséquences directes pour les dimensions de l’espace, la dis position des installations techniques et les possibilités d’exploitation à long terme. Pour cette raison, la plupart du temps, sont retenus les types de structures permettant une extension, de préférence modulaire, ce qui contribue, en fin de compte, à la longévité du bâtiment. Ce numéro a pour but d’offrir quelques points de repères pour la con ception et la réalisation de halles économiques et rationnelles, tout en four nissant les informations techniques utiles. Nous proposons dans la présente édition une information de fond décrivant les principaux types de structures envisageables, ainsi que leurs caractéristiques et avantages construc -tifs. Une introduction thématise les bases de con cep tion tenant compte de la rentabilité, la flexibilité et l’intégration des installations techniques. Un chapitre est dédié à la structure porteuse, présentant les différentes typologies comme les squelettes, les por- tiques, les arcs ou les structures porteuses spatiales. D’autres articles se consacrent à l’enveloppe du bâtiment, la protection incendie et contre la corrosion, et finalement nous traitons également l’intégration des systèmes et la durabilité de la construction. En parallèle à ce numéro technique de Steeldoc, paraît le numéro 02/12 avec une documentation d’exemples pratiques de constructions de halles. Comme toujours, notre documentation va jusqu’aux détails, pour stimuler la recherche de solutions pratiques. A nos lecteurs, nous souhaitons bien du plaisir à l’étude des pages de Steeldoc qui suivent. Evelyn C. Frisch Editorial 4 steeldoc 01/12 Introduction 1 Construction de halles L’acier comme matière première Aucun autre matériau n’est utilisé dans autant de divers domaines d’application, permettant d’obtenir d’aussi bon nes propriétés du produit final. La multitude des propriétés, combinées avec les nombreuses formes de liv raisons com me les tôles, les tubes, les profils, les poutres, les bar res ou les câbles font de l’acier une matière indispensable dans presque tous les domaines de la technique. La large palette des domaines d’utilisation de l’acier est obtenue par un grand nombre de différentes techniques de fabrication. Des types précis de structures peuvent être atteints par des mesures métallurgiques ou des traitements thermiques spécifiques. Les divers traitements de surfaces offrent encore d’autres domaines d’utilisation. Les exigen ces demandées à l’acier peuvent concerner ses propriétés physiques ou chimiques. L’acier est le matériau optimal partout où l’on demande de hautes résistances, où la construction demande d’atteindre des hauteurs élevées, de franchir des portées extrêmes, mais aussi là où des hautes résistances et un faible poids sont demandés, comme par exemple dans la construction de véhicules. Les produits en acier peuvent être utilisés de manière ré- pétitive. Si l’utilisation sous leur forme initiale n’est pas possible, ils sont refondus et sont transformés en un nou- veau produit sans perte de qualité. Presque 50 % de la production mondiale d’acier brut est produit par la refonte de ferraille. Aucun autre matériau de construction n’a un taux de recyclages aussi élevé. Construire avec de l’acier Les éléments de construction en acier sont amenés, avec des dimensions précises, sur le chantier pour y être assemblés par boulonnage ou soudure. Les éléments de construction préfabriqués au millimètre montrent la pré cision possible avec l’acier qui permet de planifier exacte- ment les dimensions, la découpe et le montage des pièces fabriquées. La masse à transporter, la capacité de levage de la grue et la liberté de mouvement déterminent le nombre de liaisons à exécuter sur le chantier. Ceci est un avantage déterminant qui différencie la construction mé tallique des autres genres de construction. A l’avenir cette manière de construire prendra toujours plus d’importance. La construction industrialisée veut dire: l’utilisation d’élé- ments de construction spéciaux, la fabrication en série des divers composants de la construction, la standardisa- tion des raccords et liaisons, le façonnage des pièces à la machine, la préfabrication de la plus grande partie des éléments et des pièces en atelier et un procédé de pla n i- fication exact pour la construction et le montage. Une halle en acier remplit, aujourd’hui, de manière exem- plaire les exigences demandées à un produit industriel de grande qualité. La production des éléments porteurs a lieu dans des ateliers de construction métallique à l’aide de procédés de planification et de production assistés par ordinateur. La grande résistance de l’acier liée à une struc- ture porteuse adaptée au matériau permet un poids favorable de la structure, ce qui permet, comparativement, la construction de petites fondations. Les liaisons bou lonnées et le poids relativement faible sont des avantages pour le transport et le montage. Pour la construction de l’enveloppe du bâtiment on dispose d’éléments en tôle fine avec des surfaces ennoblies: la toi- ture est construite avec des tôles trapézoïdales et les parois avec des profilés à caisson. Des profilés spéciaux servent de coque extérieure lors de la construction d’une peau étanche à la pluie et au vent. Les éléments sandwich PUR sont des éléments intégrés dans la construction des toits et des parois permettant de réunir l’isolation thermique, la fini- tion intérieure et extérieure dans un seul élément. La conception architecturale des halles en acier Les halles sont largement répandues dans notre culture industrielle et une grande quantité est présente dans chaque zone industrielle. La qualité urbanistique et architecturale de beaucoup de zones industrielles est influencée par beaucoup de facteurs, comme le plan d’occupation, l’utili- sation hétérogène, corps et type du bâtiment, jusqu’à la qualité de chaque bâtiment. L’acier comme matériau de construction offre de nombreuses possibilités, aussi celle de satisfaire les exigences d’une bonne conception. La halle n’est généralement pas un corps de bâtiment isolé. Si les zones de bureaux et d’administration, les ate- liers et les locaux techniques ainsi que les locaux annexes et les avant-toits ne sont pas conçus comme un ensemble avec la halle, ils peuvent compromettre comme un corps étranger, la forme simple et claire du bâtiment. De bons exemples montrent, cependant, que ces éléments peuvent être conçus pour aller avec le corps du bâtiment et former une unité avec lui. Rentabilité Pour les halles l’économie de la structure joue un rôle décisif. Avec l’augmentation de la portée il devient important 5 d’optimaliser la planification et l’utilisation des matériaux et de minimiser les coûts de fabrication et de montage. Cela réussit avec la conception de structures adaptées. La struc ture n’existant pas comme produit fini, elle doit chaque fois être adaptée à la nouvelle fonction. A ce sujet, il est déter- minant d’adapter chaque membrure et élément porteur de manière la plus exacte uploads/Ingenierie_Lourd/ construire-en-acier.pdf