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Comment la résistance et la flexibilité exposées de l’acier de construction améliorent la conception du bâtiment

En tant que matériau de construction, l’acier est aussi omniprésent que possible: ce métal extrêmement résistant, léger et très résistant au feu peut être trouvé dans la plupart des bâtiments, des sections structurelles aux barres d’armature en béton en passant par les produits en tôle et les applications non structurelles.

En effet, l’industrie de la construction utilise chaque année plus de la moitié de tout l’acier produit dans le monde. C’est beaucoup d’acier, étant donné que l’industrie mondiale valait 2,5 billions de dollars américains en 2017.

Cependant, plutôt que de cacher tout cet acier derrière d’autres matériaux, les architectes et les concepteurs intègrent de plus en plus l’acier dans leurs choix de conception. Comme nous le montrerons ci-dessous, c’est une tendance architecturale en plein essor aussi pratique qu’esthétique.

Pourquoi l’acier comme matériau de construction?

L’acier est très populaire en tant que matériau de construction pour plusieurs raisons: en plus d’être relativement facile à transporter et à assembler, il a le rapport résistance / poids le plus élevé de tous les matériaux de construction. Cela signifie que l’acier peut s’étendre sur de plus longues distances, supporter des charges plus lourdes et offrir de plus grandes possibilités de conception que d’autres matériaux.

L’acier est également recyclable à 100%. L’éditeur suisse d’architecture Birkhäuser Verlag affirme que le taux de récupération mondial de l’acier dans la construction est de 85% et que l’acier exposé permet d’économiser sur d’autres matériaux de construction généralement utilisés pour cacher le système structurel.

Qu’est-ce que l’acier de construction exposé?

L’acier de construction exposé à l’architecture (AESS) se compose généralement de tiges d’ancrage, de plaques de base, de poutres, de contreventements, de charpentes de canopée, de colonnes, de matériaux de connexion, d’arrêts de grue, de poutres, de linteaux, de poteaux, de connecteurs de cisaillement et de fermes.

AESS doit être assez fort pour supporter de lourdes charges du bâtiment et d’autres structures tout en jouant un rôle énorme dans l’apparence et la convivialité du bâtiment. C’est possible parce que l’acier peut être « fabriqué dans une gamme presque illimitée de formes, de formes effilées, de courbes, de couleurs et de finitions », selon l’American Institute of Steel Construction (AISC).

«Les composants AESS reçoivent le traitement royal lors de la fabrication, de l’expédition et de l’érection pour éviter les imperfections et l’apparence indésirable de la surface », explique l’AISC. « Les travailleurs prennent des précautions particulières lorsqu’ils manipulent l’acier et enlèvent des attelles ou des appareils temporaires. L’huile, la graisse, la saleté et le laminoir en vrac doivent également être retirés de l’acier de base non peint pour une finition attrayante et frappante.»

Le système de catégories AESS

L’AESS est fabriqué et fourni selon cinq catégories normalisées de l’industrie – principalement pour déterminer son niveau de traitement et de finition – en fonction de l’utilisation prévue et de l’emplacement de l’acier exposé spécifié par rapport aux occupants d’un bâtiment:

AESS 1: Éléments de base
Le traitement minimal de l’acier exposé – et le coût le plus bas – autre que l’acier de construction standard.

AESS 2: Éléments de fonctionnalité non en vue rapprochée
Destiné aux éléments de charpente en acier à voir à une distance de 20 pieds ou plus.

AESS 3: Éléments de fonctionnalité en vue rapprochée
Acier de construction situé à une distance d’observation de 20 pieds ou moins.

AESS 4: Éléments de vitrine
Gros plan en acier de construction pour les éléments de vitrine, nécessitant des coutures de soudure lisses (les concepteurs peuvent également essayer de cacher les coutures en les tournant hors de vue, si possible).

AESS C: Éléments personnalisés
Tout écart par rapport aux exigences des NSA 1, 2, 3 ou 4.

S’il est placé à l’extérieur, l’AESS doit également résister à la corrosion et aux dommages causés par la pollution ou les éléments.

Bien que le système de catégorie AESS soit complet et vaste, ce ne sont pas toutes les pièces d’acier de construction exposées qui sont définies comme des AESS. D’autres éléments en acier tels que les câbles, les pièces moulées, les passerelles et les escaliers ne sont généralement pas spécifiés sous AESS.

Quelle est la bonne catégorie AESS à spécifier?

Les catégories normalisées énumérées ci-dessus sont nécessaires en partie en raison de la coordination requise lors de l’ajout d’éléments AESS à un bâtiment. Tout le monde au travail doit parler la même langue.

Les concepteurs, après tout, ne sont généralement pas impliqués dans la conception structurelle – c’est généralement le domaine des ingénieurs – et comme le note Birkhäuser Verlag, une « connexion bien conçue » ou une « surface lisse » a des significations très différentes pour un architecte, un ingénieur ou un fabricant.

C’est pourquoi le contexte, ainsi que la coordination, est essentiel lors de la spécification du bon niveau AESS pour un projet de construction. Plusieurs facteurs entrent en ligne de compte pour déterminer quelle catégorie AESS est la plus appropriée pour une pièce d’acier de construction exposée, y compris la visibilité des éléments, la distance de visibilité, l’emplacement, l’éclairage, les revêtements, le style et la contiguïté. Étant donné que l’AESS est beaucoup plus coûteux à fabriquer que l’acier standard, il est essentiel d’évaluer strictement ce que vous spécifiez à l’aide des critères suivants:

1.Visibilité des membres: L’acier exposé sera-t-il visible? Si c’est le cas, il y a de fortes chances qu’il soit spécifié comme AESS. Pour réduire les coûts, il est possible de ne fabriquer qu’un seul côté ou une partie d’une pièce d’acier dans les catégories AESS (c’est un gaspillage d’argent de spécifier AESS pour les sections en acier qui ne sont pas visibles).

2.Distance de visualisation: La distance à partir de laquelle l’acier est visualisé est directement proportionnelle à la quantité de détails vus – c’est pourquoi chaque catégorie AESS est principalement déterminée par la distance à laquelle la plupart des gens verront l’acier.

3.Lieu: Votre AESS est-il destiné aux applications intérieures ou extérieures? Cette question joue un rôle énorme dans la préparation de la surface, les traitements et les revêtements requis, ainsi que des soins supplémentaires aux joints et aux connexions pour assurer aucune pénétration de l’eau.

4.Éclairage: Les niveaux de catégorie AESS sont également influencés par la quantité de lumière que chaque pièce d’acier recevra – les membres dans les zones éclairées auront probablement besoin de plus de finition que leurs homologues dans les zones à faible éclairage.

5.Revêtements: Les revêtements tels que la peinture ou la corrosion et la protection contre le feu peuvent également avoir un impact, les revêtements brillants montrant souvent plus de détails.

6.Style: L’AESS tectonique a un aspect plus rugueux et plus industriel et comprend souvent des coutures exposées et une construction boulonnée. Le plastique AESS est plus lisse et de nature plus uniforme.

7.Contiguïté: L’AESS peut généralement obtenir des tolérances plus serrées que l’acier standard, grâce à son processus de fabrication précis. Les structures nécessitant des tolérances plus serrées peuvent nécessiter différentes catégories d’AESS, telles que définies dans le Code de pratiques normalisées de l’AISC de 2016 pour les bâtiments et les ponts en acier.

Étude de cas : La station de métro Préfontaine de Montréal

Unicel Architectural possède une vaste expérience en tant que fournisseur de produits de construction en verre, en bois et en aluminium, hautement conçus et élégants, pour les structures en acier exposées et d’autres bâtiments.

La station de métro Préfontaine à Montréal, par exemple – conçue à l’origine par l’architecte Henri Brillon et inaugurée en 1976 – comprend des poutres d’acier exposées rouge-orange vif couvrant la largeur du plafond de sa grande zone de coupe ouverte (surplombant l’entrée principale et la mezzanine de la station) ainsi qu’une large étendue de verre et de lanterneaux aériens. Ce design époustouflant a cependant été gâché par des fenêtres et des lanterneaux qui fuyaient et qui ne pouvaient pas supporter les intempéries de Montréal.

Unicel Architectural, lors des rénovations initiées par la Société de transport de Montréal (STM) en 2014, a conçu et fabriqué un nouveau système de lanterneau qui sera étroitement intégré à l’acier exposé de la station. Ce qui ajoutait au défi, c’était que le système lanterneau devait s’intégrer parfaitement dans la gamme vertigineuse de composants multi-angles de la station, y compris le métal de frein complexe de 1/4″ (6 mm).

Le prototype d’Unicel Architectural a été sélectionné suite à des tests approfondis pour les performances de rendement, la résistance aux infiltrations d’eau et l’absorption des chocs et nous avons travaillé avec les partenaires Provencher_Roy (architecte) et MGB Associés (entrepreneur général) pour mettre à niveau et remplacer complètement le verre et les lanterneaux.

Aujourd’hui, la station dispose toujours de ses poutres de plafond en acier caractéristiques ainsi que d’une lumière naturelle époustouflante mais est renforcée par un système de lanterneau robuste conçu pour résister à des températures extrêmes, à l’humidité et aux vibrations tout en correspondant de manière transparente aux éléments esthétiques complexes de la station.

Spécifiez les bons produits de construction pour votre structure en acier

Unicel Architectural propose une gamme de produits qui améliorent l’apparence, la sensation et la fonctionnalité de toute structure en acier exposée ou de tout autre projet de construction. Il s’agit notamment de murs-rideaux en bois (facilement installés sur n’importe quel bâtiment à ossature d’acier), de murs-rideaux en aluminium vitrés, structures en aluminium personnalisées et d’ombrage solaire, lanterneaux, et kits de garniture en acier résistant au feu pour les portes, les fenêtres, les imposte et les feux latéraux.

Contactez-nous dès aujourd’hui pour en savoir plus sur nos lanterneaux et nos systèmes de murs-rideaux.

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