Fiche de révision : Bâtiments en construction métallique

📋 Plan du Cours

1. Ossature métallique et profilés
2. Terminologie et éléments des portiques
3. Assemblages de la charpente
4. Calcul mécanique et sécurité incendie
5. Contreventement et stabilité
6. Façades et enveloppes du bâtiment
7. Étapes de construction et bardage

📖 1. Ossature métallique et profilés

★ À maîtriser

• Les bâtiments industriels et certains bâtiments tertiaires utilisent une ossature métallique pour couvrir de grandes surfaces en limitant les poteaux et les murs porteurs.

📌 L’ossature métallique est réalisée par assemblage de profilés marchands ou de profilés reconstitués soudés (PRS).

Compléments

• Les profilés sont généralement obtenus par laminage à chaud ou à froid d’aciers doux, dont la rupture éventuelle survient après une déformation importante plutôt que brutalement.

• Les profilés présentés comprennent :

  • IPE
  • IPN
  • HEA
  • UPN
  • cornières
  • tubes
  • PRS

📖 2. Terminologie et éléments des portiques

★ À maîtriser

• Les éléments principaux d’un portique courant sont :
  • les poteaux
  • l’arbalétrier ou traverse
  • le renfort appelé jarret
  • le faîtage
  • la tête de portique
  • le pied de portique
  • les lisses
  • les pannes sablières
  • les pannes faîtières
  • les pannes intermédiaires

Compléments

• Les profilés associés sont :

  • HEA, HEB et IPE pour les poteaux
  • UPN ou profils tubulaires pour les potelets
  • IPE ou poutres treillis pour les arbalétriers
  • IPE, UPN ou poutres treillis pour les pannes
  • IPE ou UPN pour les chevêtres
  • profils en T ou fers plats pour les liernes

• Les portiques peuvent être constitués de structures triangulées, également appelées structures réticulées ou treillis.

📖 3. Assemblages de la charpente

★ À maîtriser

📌 Selon leur rigidité, les assemblages sont considérés comme encastrés, articulés ou ponctuels, ces derniers étant illustrés par un système à corbeaux.

Compléments

• Les assemblages présentés comprennent :
  • les liaisons au sol encastrées
  • les liaisons au sol articulées
  • les liaisons poteau-poutre encastrées
  • les liaisons poteau-poutre articulées

💡 Astuce mémo

Encastrement rigide, articulation mobile

📖 4. Calcul mécanique et sécurité incendie

★ À maîtriser

• Les règles de calcul mentionnées selon le matériau sont :

  • acier : Eurocode 3 ou CM 66 avec l’additif 80
  • aluminium : Eurocode 9 ou AL 75
  • bois et bois lamellé-collé : Eurocode 5 ou CB 71

• Les sollicitations à prendre en compte comprennent : le poids de la structure, les éléments d’équipement et les charges d’entretien, les actions du vent, les actions de la neige, l’accumulation d’eau en toiture

• La stabilité au feu peut être obtenue par :

  • une peinture intumescente
  • un flocage
  • une protection rigide

Compléments

• Le calcul des charpentes en acier peut être élastique ou plastique.

• La protection des matériaux contre la corrosion doit être prise en considération dans l’analyse mécanique de la charpente.

• Les actions climatiques considérées comprennent :

  • les actions locales
  • les actions courantes
  • les actions d’entraînement d’ensemble

• La peinture intumescente gonfle au contact de la chaleur et crée une couche isolante autour de l’élément structurel.

• Le flocage est un revêtement à base minérale appliqué par projection pour isoler la structure.

• La protection rigide contre l’incendie est généralement réalisée par des écrans en plaques de plâtre ou par projection de béton, éventuellement sous forme d’un bardage double peau désolidarisé.

📖 5. Contreventement et stabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Contreventement : Ensemble des éléments de charpente destinés à transmettre les efforts du vent vers les fondations et à assurer la stabilité de l’ossature face au vent.

★ À maîtriser

📌 Les structures à nœuds déplaçables utilisent des assemblages de type articulé et sont contreventées dans les trois plans.

📌 Les structures à nœuds non déplaçables sont constituées de portiques à liaisons encastrées, éventuellement associées à des articulations, et sont contreventées dans les deux autres plans.

• Les diagonales et les croix de Saint-André se comportent comme des bielles tendues ou comprimées et doivent être vérifiées vis-à-vis du flambement.

Compléments

• Les encastrements des portiques de contreventement limitent les déplacements des nœuds de la structure.

• La stabilité horizontale selon y peut être assurée par un portique de contreventement dans le plan Y-Z, tandis que la stabilité dans le plan X-Z peut être assurée par une palée de rive dite palée de stabilité, avec une palée intermédiaire.

📌 Les éléments de contreventement ne doivent en aucun cas servir d’appui à des éléments de structure ou de peau.

• Les croix de Saint-André et les diagonales peuvent être constituées de :
  • câbles tendus
  • laminés en T
  • profils tubulaires
  • fers plats

💡 Astuce mémo

Nœuds déplaçables : articulations ; nœuds non déplaçables : portiques encastrés

📖 6. Façades et enveloppes du bâtiment

★ À maîtriser

• Une façade assure trois fonctions essentielles :

  • le parement extérieur
  • l’âme de la façade assurant l’isolation
  • le parement intérieur de finition

• La conception des façades doit tenir compte :

  • de l’étanchéité à l’eau et à l’air
  • de l’isolation thermique et acoustique
  • de la tenue dans le temps
  • de la lumière
  • de la résistance et de la réaction au feu
  • de la sécurité

Compléments

• En façade, l’acier peut servir : d’ossature secondaire pour des éléments vitrés, d’ossature secondaire pour des éléments opaques, de remplissage, de bardage

• La nature d’une façade dépend de l’usage des locaux, des besoins d’isolation thermique ou phonique et du type de finition intérieure recherché.

• Les façades peuvent être réalisées avec des panneaux-sandwich à fixations cachées, assemblés sur ossature métallique, ou sous forme de façades rideau.

💡 Astuce mémo

Extérieur → âme isolante → intérieur

📖 7. Étapes de construction et bardage

★ À maîtriser

• 🔄 La construction d’une ossature métallique suit ces étapes :
  1. Réaliser les fondations isolées
  2. Fixer les poteaux
  3. Assembler au sol les traverses puis la charpente
  4. Lever la charpente par travées et poser les pannes
  5. Poser la couverture

Compléments

📌 Le bardage peut être posé en simple peau ou en panneaux-sandwich.

• Pour un bardage double peau, un plateau en bac acier est posé horizontalement pour former l’ossature porteuse de l’isolant et le revêtement de finition intérieur, puis les produits de bardage sont mis en place pour achever le complexe isolant.

💡 Astuce mémo

Fondations → poteaux → charpente → couverture → bardage