Phase avant-projet : Murs légers en acier dans les structures résidentielles

Transcription

1 Phase avant-projet : Murs légers en acier dans les structures résidentielles Ce document introduit l'utilisation de montants légers en acier pour les murs porteurs et les cloisons non structurales. Il donne des informations relatives au prédimensionnement.. Sommaire 1. Introduction 2 2. Composants à l'intérieur des murs 4 3. Critères de conception 5 4. Avantages d'une ossature légère en acier 5 5. Informations relatives à la taille des panneaux 6 Page 1

2 1. Introduction Un bâtiment à ossature légère en acier comporte deux types de murs : d'une part des murs porteurs destinés à résister aux charges verticales ou horizontales, et d'autre part des murs ou cloisons non structuraux. Ces deux types de murs sont constitués de deux éléments principaux légers en acier : des rails horizontaux et des montants verticaux à section en forme de C, avec ou sans lèvres de bord (raidisseurs). Là où des ouvertures sont nécessaires, des linteaux sont incorporés dans le système et des montants peuvent être «doublés» si nécessaire pour renforcer la capacité de charge. Par ailleurs, dans les murs structuraux, un contreventement est incorporé à l'intérieur du mur, il est soit de type X au moyen de fers plats montés en surface et incorporés à l'intérieur de la dimension du montant, soit de type diaphragme au moyen de panneaux de contreplaqué ou composites de fibres et de ciment. Des exemples de murs porteurs externes sont illustrés de la Figure 1.1 à la Figure 1.4. Les montants ajourés illustrés à Figure 1.4 permettent d'améliorer la valeur U de l'ensemble mural. Une ossature légère en acier est parfaitement adaptée à une préfabrication de haute qualité et économique en usine. Des éléments muraux jusqu'à 10 m de long, peuvent être préfabriqués efficacement et montés en place au moyen d'une grue. Figure 1.1 Exemple d'un mur externe structural de type à contreventement en X Page 2

3 Légende : Panneau d'habillage (optionnel) 4. Maçonnerie de briques en une seule couche Isolation 5. Panneau de plâtre résistant au feu Attaches murales en acier inoxydable 6. Montant Figure 1.2 Construction de type à ossature avec isolation externe Figure 1.3 Exemple d'éléments muraux pour murs porteurs utilisant une ossature légère en acier et des montants ajourés. Page 3

4 (a) Légende :1 Matériau de façade 4. Laine minérale 2. Couche d'air 5. Montants ajourés 3. Panneau de plâtre extérieur 6. Deux panneaux intérieurs avec une feuille de plastique intercalée (b) Figure 1.4 Montants ajourés en acier. (a) L'âme ajourée à pliure centrale agissant comme raidisseur (b) Mur extérieur avec montants ajourés légers en acier 2. Composants à l'intérieur des murs Les montants muraux sont généralement en forme de C et sont fabriqués en acier de faible épaisseur laminé à froid et galvanisé par immersion à chaud. Dans la pratique, la hauteur des montants en acier des murs externes varie d'environ 70 mm à 225 mm et celle des murs structuraux internes de 70 mm à 100 mm. Dans les murs non structuraux tels que les cloisons, la hauteur des montants en acier varie de 40 mm à 100 mm. L'épaisseur du profilé pour les éléments structuraux est généralement comprise entre 0,9 mm et 3,2 mm et pour les éléments non structuraux, elle est comprise entre 0,56 mm et 0,9 mm. La fixation des montants et des rails se fait généralement au moyens de vis autoperçantes, de préférence à tête de 1 mm seulement (afin de ne pas endommager la couche interne du panneau de plâtre). D'autres méthodes de fixation (par ex. par sertissage et rivets autoperçants) nécessitent du matériel plus élaboré et conviennent à une préfabrication en usine. Les panneaux de plâtre sont fixés au moyen de vis pour panneaux de plâtre. Les autres composants compris dans le mur extérieur incluent des profilés en Z ou en C comme traverses horizontales, des raidisseurs d'extrémité, des étriers pour les solives, des tôles d'acier ou panneaux de fibres pour renforcer les ajustages et différents produits pour le montage des fenêtres, portes, radiateurs, matériaux de façade, etc. Les unités murales sont fixées au plancher à l'aide de vis ou de boulons à travers des cornières ou des profilés en Z. Page 4

5 3. Critères de conception La conception des montants muraux dépend des facteurs suivants : Exigences structurales (gravité et charges de vent) Autres exigences physiques, par ex. épaisseur de l'isolation, détails d'interface Exigences architecturales, par ex. hauteur de l'encadrement des fenêtres Conditions de manutention et de montage 4. Avantages d'une ossature légère en acier Matériaux de construction secs L'un des avantages de la construction en acier tient à ce qu'il s'agit d'un processus à sec ; l'emploi de panneaux à isolation externe ou d'habillage rend possible la construction rapide d une enveloppe sèche, permettant aux corps de métier qui utilisent des matériaux sensibles aux intempéries de faire leur travail dans des conditions adéquates. L'ossature en acier n'est pas sensible aux mouvements imputables à l'humidité ou au fluage ; les travaux de rectification des défauts sont ainsi minimes. Tolérances élevées L'acier est un matériau industriel permettant de produire des profilés de haute précision. Les composants sont laminés à froid et coupés à la bonne longueur. La préfabrication des panneaux permet d'éliminer les découpes sur le chantier, et donc de réduire les coûts et d'améliorer l'environnement de travail. Le degré de préfabrication adéquat varie d'un projet à un autre. Les murs peuvent être préfabriqués avec des panneaux de plâtre externes installés sur le chantier ou en usine. Des unités modulaires complètement équipées peuvent être assemblées en usine. La tendance est vers une construction plus industrialisée. Bénéfices environnementaux Les bénéfices environnementaux de la construction légère en acier sont présentés dans le document SS034. Flexibilité en termes de taille et de conception des murs La longueur des composants n'est limitée que par des considérations pratiques de fabrication, ce qui signifie qu'il est possible de modifier la hauteur et la longueur des panneaux pour les adapter à n'importe quelles dimensions de pièces. Des rails incurvés peuvent être utilisés pour réaliser des murs courbes. Le transport est la principale limite imposée à la longueur des profilés en acier. Page 5

6 5. Informations relatives à la taille des panneaux Dans une large mesure, la taille maximale d'un panneau de mur est déterminée par son poids. Les unités murales entièrement équipées avec fenêtres peuvent atteindre 6 m (de large ou de haut) par 3 ou 4 m. Les éléments de plus grosse taille ont tendance à être trop lourds. Les unités murales dotées de montants en acier et de panneaux de plâtre extérieurs peuvent être légèrement plus grandes, jusqu'à 10 m par 3 à 4 m. En raison des restrictions en termes de transport, il est fréquent que la plus petite dimension de ces panneaux ne dépasse pas 3,6 m. Une unité murale dotée de montants légers en acier ajourés ou non et d'un panneau de plâtre extérieur pèse environ 12 kg/m². Page 6

7 Enregistrement de la qualité TITRE DE LA RESSOURCE Phase avant-projet : Murs légers en acier dans les structures résidentielles Référence(s) DOCUMENT ORIGINAL Nom Société Date Créé par J Baker SCI Contenu technique vérifié par G W Owens SCI Contenu rédactionnel vérifié par Contenu technique approuvé par les partenaires : 1. Royaume-Uni G W Owens SCI 18/4/06 2. France A Bureau CTICM 18/4/06 3. Suède B Uppfeldt SBI 11/4/06 4. Allemagne C Müller RWTH 18/4/06 5. Espagne J Chica Labein 18/4/06 Ressource approuvée par le Coordonnateur technique G W Owens SCI 20/7/06 DOCUMENT TRADUIT Traduction réalisée et vérifiée par : eteams International Ltd. 10/07/06 Ressource traduite approuvée par : A Bureau CTICM 20/07/06 Page 7