Chaque projet de construction pourrait avoir à commencer par l'imagination pour la question “à quoi ressemblera-t-il?"mais à la fin de la journée, la réalité nous amène à une question plus précieuse - “comment et de quoi est-elle faite”?
À n'importe quelle échelle, les projets de construction nécessitent des décisions sages et prudentes, car il s'agit certainement de ne pas revenir en arrière. Une décision malavisée peut nous blesser à bien des égards - au moins une perte de temps, d'efforts et d'argent.
Pour mieux comprendre, certains avantages et inconvénients de l'acier de construction et du béton armé sont expliqués sous différents aspects comme suit :
Poids
Les éléments en acier ont des sections transversales petites et compactes, ce qui les rend environ 60% plus légers que le béton. Les éléments en béton armé sont volumineux et peuvent atteindre 2700 kg/m³ de poids.
Coût
La structure en acier est économique. Une grande partie de l'offre du marché provient du recyclage, ce qui rend l'acier beaucoup moins cher que d'autres matériaux. Étant léger, il offre une réduction considérable des coûts de main-d'œuvre en raison d'une manipulation et d'un transport plus faciles et d'une installation plus rapide.
Le béton contient de nombreux ingrédients tels que le ciment, le sable et le gravier, l'eau et divers additifs. Et pour produire un élément en béton armé, des barres d'armature doivent être intégrées puis formées et coulées à la section souhaitée. Le nombre d'ingrédients et son assemblage long entraînent des dépenses de construction élevées.
Selon une étude, le système de charpente typique des structures en acier coûte 5 à 7% de moins qu'un système de charpente en béton armé.
Force
L'acier a le rapport résistance/poids le plus élevé parmi les matériaux de construction, y compris le béton. L'acier est huit fois (8X) plus résistant que le béton en traction et en cisaillement ; l'acier est résilient contrairement au béton; et l'acier a une meilleure résistance aux contraintes de traction, de compression et de flexion.
Les ingénieurs japonais refusent généralement d'utiliser du béton pour les structures au-dessus du sol car il est rigide, faible et lourd, et le contrôle de la qualité est une tâche difficile à réaliser.
Construction
Les composants des structures en acier sont fabriqués hors site tandis que les composants en béton armé sont pour la plupart coulés sur place. L'utilisation de la structure en acier présente un énorme avantage par rapport au béton armé dans ce scénario, car la fabrication de plusieurs composants en acier peut être effectuée simultanément tandis que les composants en béton armé sont coulés étape par étape, partie par partie, un à la fois avec un intervalle de 28 jours (durcissement) après l'autre.
De plus, étant donné que la structure en acier est relativement légère, les structures, en particulier les bâtiments en acier à charpente en acier, nécessitent des fondations plus petites que les structures en béton armé. Lorsque des modifications sont nécessaires, le simple retrait d'un élément de structure en acier est bien plus possible que la démolition d'un élément en béton armé volumineux.
La construction de structures en acier déploie également moins de main-d'œuvre et de métiers spécialisés. La construction en béton armé, quant à elle, nécessite une main-d'œuvre énorme pour faire face à ses nombreux processus - aciérie, menuiserie, fonderie, maçonnerie, etc.
Conception
Le béton peut être facilement façonné dans des formes souhaitables illimitées, mais contrairement à l'acier, il a une capacité limitée à couvrir des hauteurs et des distances énormes. Les éléments de structure en acier peuvent être disposés en longs segments sans avoir besoin de supports intermédiaires, éliminant ainsi les obstructions, maximisant ainsi les espaces.
Sécurité
La structure en acier et le béton armé produisent tous deux des structures suffisamment solides pour résister au feu, aux vents forts, à la neige abondante, aux termites et aux incendies. Cependant, les structures en acier pourraient avoir l'avantage le plus significatif sur les structures en béton armé en ce qui concerne le comportement contre les tremblements de terre.
La légèreté et la ductilité de l'acier aident le cadre structurel à absorber et à réduire l'impact destructeur du tremblement de terre. Les connexions en acier à haute résistance permettent une légère déformation au niveau des joints mais parviennent à empêcher les éléments de se séparer, empêchant l'effondrement facile du bâtiment ou des sections sous contrainte. Selon le New York Times, l'acier a de meilleures performances que le béton dans les zones sismiques.
Durabilité et impact environnemental
Jusqu'à 90% de toutes les structures en acier sur le marché aujourd'hui sont créées à partir du recyclage. L'acier peut être recyclé à l'infini sans perdre sa résistance. L'industrie sidérurgique a maintenu les gaz à effet de serre en deçà des niveaux de fabrication admissibles et continue de s'améliorer. Les ingrédients concrets sont naturels pour notre environnement, ce qui signifie qu'ils ne sont pas nocifs pour notre monde.
Qu'en est-il de la combinaison de structures en acier et de béton armé?
MAIS, et si les deux matériaux étaient utilisés ensemble pour mettre en place une structure composite ? Sera-t-il aussi fort que possible. C'est ce qu'il faut découvrir dans la partie suivante.
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