La structure à cadre est plus courante parmi les bâtiments à plusieurs étages à structure métallique. La structure en acier à plusieurs étages comprend des poutres et des colonnes, et la plupart des nœuds sont reliés de manière rigide. La structure du cadre est une structure porteuse verticale typique.

Conception d’un bâtiment multi-étages à structure en acier :

Structure du plancher

Le plancher présente une stabilité, une résistance et une rigidité suffisantes. Dans le même temps, l’épaisseur de la dalle de plancher doit être réduite pour augmenter la hauteur nette de l’intérieur. Les revêtements de sol en métal ondulé et en béton composite sont actuellement largement utilisés.

La vitesse de construction est fulgurante, la rigidité du plan est également considérable, et la hauteur nette du bâtiment est effectivement améliorée. La méthode générale consiste à poser le plancher métallique sur les poutres en acier, puis à couler 100 à 150 mm de béton sur place. En soudant suffisamment de goujons de cisaillement sur la poutre en acier, la poutre en acier et le béton peuvent travailler ensemble pour former le plancher.

Matériaux muraux

Les matériaux légers pour murs présentent de meilleures performances en matière d’isolation thermique et acoustique. Actuellement, les structures murales sont principalement divisées en types autoportants et non autoportants.
Les murs autoportants utilisent généralement des blocs de béton cellulaire, qui sont utilisés comme murs extérieurs. Panneau de béton léger, panneau de gypse, panneau de particules de ciment, utilisés comme mur intérieur.
Les matériaux des murs extérieurs non autoportants comprennent généralement les feuilles ondulées de couleur unique, les panneaux sandwichs, les panneaux muraux extérieurs renforcés de fibres de verre, etc.
Si des matériaux muraux non autoportants sont utilisés, il convient d’installer une jupe murale pour suspendre la structure de protection extérieure. Les plinthes murales utilisent généralement de l’acier à paroi mince formé à froid de type C ou Z. La portée et la distance entre les murs déterminent la taille.

Différents types de bâtiments multi-étages à structure en acier :

Système de structure en acier

Dans les directions verticales et horizontales du bâtiment, la structure en acier est utilisée comme système structurel pour le support des charges et la résistance aux forces latérales. L’assemblage entre les poutres et les poteaux en acier peut être rigide, semi-rigide ou articulé. La capacité de charge et la résistance aux forces latérales de cette structure sont assurées par l’ossature à liaison rigide adaptée aux systèmes avec un grand espacement des colonnes et sans appui.

La structure de l’armature est flexible et diversifiée dans la disposition des plans, sans murs porteurs, ce qui permet d’obtenir un plus grand espace intérieur pour le bâtiment. En même temps, les fonctions du bâtiment sont faciles à remplir, l’utilisation de l’espace est plus pratique et plus flexible, la conception de la façade du bâtiment est également relativement libre, les composants structurels sont faciles à standardiser dans la production et la construction.

Système de contreventement des cadres en acier

Elle fait référence au cadre comme structure de base, et un certain nombre de contreventements sont disposés selon les directions longitudinale, transversale et autres axes principaux du bâtiment.

Le système d’entretoisements du cadre sert de double système anti-forces latérales. En cas de tremblement de terre, la structure ajuste automatiquement sa force interne, ce qui permet de réaliser deux fortifications sismiques et d’améliorer les performances de sécurité du système.

Système de murs de cisaillement à ossature en acier

Système structurel dans lequel un certain nombre de murs de cisaillement sont disposés dans une structure à ossature afin que l’ossature et les murs de cisaillement travaillent ensemble pour résister aux charges horizontales.

Dans le système cadre-mur de cisaillement, le cadre supporte principalement des charges verticales et un petit nombre de charges horizontales, de sorte que la taille de la section transversale est réduite par rapport au système cadre. Cependant, il présente toujours les caractéristiques d’une disposition flexible du cadre et d’une utilisation pratique. En même temps, en raison de l’existence du mur de cisaillement, il peut supporter plus de 80 % de la force de cisaillement horizontale, ce qui améliore considérablement la rigidité latérale de la structure.

Système de structure du noyau de la coque en acier

La structure des murs de cisaillement est disposée autour du noyau interne pour former un système de structure à noyau fermé ou les contreventements verticaux sont placés le long de la périphérie de la zone du noyau. Et un cadre en acier entourant l’extérieur de la structure. L’ossature est largement adoptée dans les immeubles de grande hauteur et a également été appliquée dans les bâtiments à structure métallique à plusieurs étages ces dernières années.

La structure centrale présente une excellente rigidité latérale et une forte résistance à la torsion. En général, elle est utilisée comme ascenseur, cage d’escalier ou salle de bain. Elle permet non seulement d’améliorer le taux d’utilisation des matériaux, mais aussi d’obtenir des effets pratiques dans la construction. Le travail en collaboration du noyau de la coque et de la charpente permet de respecter rapidement les limites du déplacement entre les couches et de la déformation globale de la structure.

Avantages du bâtiment multi-étages à structure en acier :

Bonne performance sismique :

En raison de l’excellente ductilité de l’acier, il peut non seulement affaiblir la réponse au tremblement de terre mais aussi rendre la structure en acier capable de résister à une déformation substantielle du tremblement de terre.

Léger :

Il peut réduire de manière significative la charge verticale et l’action sismique transmises de la structure du cadre aux fondations.

Utiliser pleinement l’espace du bâtiment :

Grâce à la petite section des colonnes, la surface du bâtiment peut être augmentée de 2 à 4 %.

La vitesse de construction est rapide :

Un grand espace est formé, la disposition des plans est flexible, la rigidité de chaque partie de la structure est relativement uniforme, le système est simple, et la construction est facile.