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Mémentos acier Concevoir Construire et - infosteel.be

CollectionM mentos acierMarc LandowskiBertrand LemoineConstruireConcevoiren acieretCollectionM mentos acierConcevoiretconstruire en acierMarc LandowskiBertrand LemoineCONCEVCo-10-04(1_29)v4**.qxd 8/09/05 14:15 Page 1 Nous remercions galement pour leur contribution :Louis Fruitet, les ditions du Moniteur, les ditionsParenth ses, les ditions Publim tal, les Presses polytechniques et universitaires romandes, l Otua,les soci t s Arcelor Sections Commercial, Haironville,PAB, Lafarge pl tre, Profil du Futur, Ugine & alisation Building & Construction Support19 avenue de la Libert L-2930 Marc LandowskiBertrand LemoineDirection ditorialeCedam / Bertrand Lemoine130, avenue de VersaillesF-75016 Paris FranceCoordination ditorialeEve JouannaisConception graphiqueJoseph D fossezNous remercions pour leur relecture attentive et leurs corrections judicieuses.

Collection Mémentos acier Concevoir et construire en acier Marc Landowski Bertrand Lemoine CONCEVCo-10-04(1_29)v4**.qxd 8/09/05 14:15 Page 1

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1 CollectionM mentos acierMarc LandowskiBertrand LemoineConstruireConcevoiren acieretCollectionM mentos acierConcevoiretconstruire en acierMarc LandowskiBertrand LemoineCONCEVCo-10-04(1_29)v4**.qxd 8/09/05 14:15 Page 1 Nous remercions galement pour leur contribution :Louis Fruitet, les ditions du Moniteur, les ditionsParenth ses, les ditions Publim tal, les Presses polytechniques et universitaires romandes, l Otua,les soci t s Arcelor Sections Commercial, Haironville,PAB, Lafarge pl tre, Profil du Futur, Ugine & alisation Building & Construction Support19 avenue de la Libert L-2930 Marc LandowskiBertrand LemoineDirection ditorialeCedam / Bertrand Lemoine130, avenue de VersaillesF-75016 Paris FranceCoordination ditorialeEve JouannaisConception graphiqueJoseph D fossezNous remercions pour leur relecture attentive et leurs corrections judicieuses.

2 Agence Dubosc et Landowski,Thierry Braine-Bonnaire, JeanDalsheimer, G rard Delassus,Jean-Louis Gauliard, Patrick Le Pense, Pierre Quaquin, BrunoTh ret, Lo c Thomas, Aur lienTr droits de reproduction,de traduction et d adaptation r serv s pour tous pays. Arcelor, Luxembourg, 2005 ISBN : 2 9523318 0 4 CONCEVCo-10-04(1_29)v4**.qxd 8/09/05 14:15 Page 2 Concevoir et Construire sont les phases essentielles et compl mentaires de l actede b tir assur es par les ma tres d uvre, architectes et ing nieurs, et les entre-prises. Leurs savoir-faire, leurs comp tences, leurs cultures doivent s accorder pourproduire une architecture de qualit , qui r ponde au mieux aux pratiques et exi-gences des usagers et s ins re durablement dans un environnement donn.

3 Concevoir et Construire se font avec des mat riaux et chacun d entre eux a ses sp -cificit s tant sur le plan conceptuel que technique, m canique et formel. Mat riaude structure, mais aussi de plancher, de fa ade, de couverture, de cloisonnement,d am nagement, l acier peut tre partout pr sent dans un difice et ce des degr str s divers, en gros uvre comme en second uvre, suivant le d sir des concepteurset des clients. Il repr sente un choix d terminant d s la conception, structurelnotamment, qui exige rigueur et pr cision mais qui donne ma trise du projet, libert de cr ation et choix de solutions adapt avec de l acier rel ve de la fili re composite.

4 C est un mat riau dont lapr paration et la mise en forme se fait en grande partie en atelier et dont les l -ments arrivent sur le chantier pr ts tre mont s et associ s d autres mat logique de la construction avec l acier est une logique d assemblage, o l ossa-ture se fait par points porteurs de type poteaux-poutres, sur lesquels viennent segreffer les l ments de planchers, d enveloppe et de partitions. L aussi, l antici-pation des choix techniques permet de tirer parti au mieux des possibilit s archi-tecturales du mat acier rel ve d un univers bien sp cifique avec ses familles de produits, longs ouplats, ses profil s froid, ses pi ces moul es, forg es ou m canosoud es, sespoutres, poutrelles et poteaux en forme de H de I, de U, etc.

5 Suivant le projet, lastructure sera plane, spatiale ou encore suspendue, hauban Elle pourra tremixte, en acier -b ton, ou tout acier , souvent associ e des fa ades en verre, des pan-neaux de bois, de b ton, de pl Elle peut tre form e d arcs, de poutres cintr es,de poutres en treillis, de poutres alv olaires, de tubes et tre associ e des plan-chers secs ou mixtes. Les port es peuvent tre grandes, sans point d appui inter-m diaire, etc. L acier se pr te toutes sortes de mises en uvre et offre une gammeimportante d aspects. On peut m me dire qu il existe des aciers puisque l acierinoxydable par exemple n a pas la m me composition que l acier au carbone, et queceux-ci se d clinent en de multiples cet ouvrage de la collection M mentos acier sont abord s de mani re syn-th tique et didactique tous les aspects importants de la construction en acier .

6 Lesqualit s m caniques de ce mat riau, les possibilit s techniques et formelles qu iloffre sont pr sent es et largement illustr es de dessins et de photographies, avecle souci constant de faire de ce manuel un outil d aide la conception la foissimple et pratique, utile aux professionnels et aux tudiants.(Avant-propos)1 LE MAT RIAU ACIERLes produits longs8 Les produits plats102 LE COMPORTEMENT M CANIQUE DE L acier 3 LA CONCEPTION G N RALE DE LA STRUCTURELes efforts appliqu s la structure19La stabilit de l ouvrage23La descente de charges28La note de calcul294 LES L MENTS DE LA STRUCTURELes poutres en treillis et les fermes34 Les cadres articul s et les portiques36 Les arcs et les cat nes39 Les structures spatiales40 Les structures tendues et hauban es44 Les ossatures l g res48 Les assemblages495 LES PLANCHERSLes dalles b ton55 Les dalles sur bacs acier56 Les dalles avec bacs collaborants57 Les planchers

7 Secs606 LES FA ADESLe contr le des ambiances63La composition de la fa ade65 Les types de fa ade 67 Les fa ade rideau et fa ade panneau69 Les bardages72 Les points singuliers7430626121854(Sommaire)7 LES COUVERTURES Les toitures-terrasses pente nulle77 Les toitures-terrasses plates ou rampantes78 Les toitures inclin es ou cintr es 79 Les typologies de couverture818 LES AM NAGEMENTS INT RIEURS ET LA SERRURERIELes cloisonnements85La plafonds87La serrurerie889 LA PROTECTION CONTRE LA CORROSIONLes rev tements m talliques91 Les peintures92 Les aciers inoxydables94 Les aciers patinables9510 LA PROTECTION CONTRE L INCENDIELe comportement des structures99La protection des structures10111 LE D VELOPPEMENT DURABLEANNEXESLa fabrication de l acier109 Bibliographie 111Cr dits

8 Iconographiques11276849096106109L acier est un mat riau issu de la r duction du minerai de fer ou du recyclagede ferrailles. Le fer est un l ment tr s r pandu dans l corce terrestre dontil repr sente 5 % mais on ne le trouve pas l tat pur. Il est combin avecd autres l ments et m l une gangue terreuse. La r duction de cet oxyden cessite l emploi d un combustible : du charbon de bois jusqu au XVIIIesi cle,puis du charbon de terre. Le m tal ainsi obtenu est de la fonte qui contient96 % de fer et 3 4 % de carbone et partir de laquelle on produit de l utilisation de l acier dans la construction remonte la fin du XIXesi cle, bienque les m taux ferreux soient connus depuis environ quarante si on employait la fonte qui peut se mouler facilement mais se r v lecassante et impossible forger.

9 Il faut donc l assembler l aide de boulons,de vis ou de clavettes. On est progressivement pass , partir des ann es 1840,de l usage de la fonte celui du fer puddl , la fonte tant affin e industriel-lement pour obtenir du fer pur, plus souple et plus facile laminer, perceret forger. Le principe des rivets pos s chaud a permis de disposer d unmode d assemblage universel et facile mettre en est une cinquantaine d ann es plus tard que l acier a pu tre produit defa on industrielle et s imposer ainsi partir des ann es 1890 comme le mat -riau de la construction m tallique, avec des caract ristiques physiques biensup rieures au fer gr ce la pr sence de traces bien dos es de carbone etd autres l ments chimiques.

10 L assemblage s est d abord fait avec des rivets,puis, partir des ann es 1930, par la soudure ou le boulonnage. La sid rurgien a cess de perfectionner les qualit s de ses aciers. La masse volumique del acier est de 7850 kg/m3. Un m tre cube d acier p se donc pr s de 8 familles d acierOn distingue les aciers dits aciers au carbone des aciers inoxydables. L acierau carbone est aujourd hui fabriqu par deux grandes fili res d importance peu pr s gales : la fili re fonte, o l on r duit du minerai de fer dans un haut-fourneau avant passage au convertisseur pour transformer la fonte en acier ,et la fili re lectrique, o l on traite directement des ferrailles (voir La fabri-cation de l acier en annexe).


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