Scheda di revisione: Structures en acier : conception et résistance

📋 Plan du Cours

1. Utilisation acier bâtiment
2. Types de charpentes en acier
3. Compositions murales et planchers
4. Normes et codes de calcul
5. Charges et combinaisons
6. Systèmes de résistance aux charges
7. Contreventements et plots
8. Structure secondaire et ouvertures
9. Bâtiments faibles hauteurs
10. Bâtiments industriels légers

📖 1. Utilisation acier bâtiment

🔑 Notions clés & Définitions

• Acier structurel : Alliage de fer et de carbone utilisé pour la construction, caractérisé par sa résistance, ductilité et durabilité. Normes CSA-G40.20-13 et CSA-G40.21-13 encadrent ses exigences.
• Profilés en acier : Sections normalisées (W, S, C, T, L, HSS) ou sections « built-up » assemblées pour former des structures. Permettent diverses configurations selon les besoins.
• Système composite acier-béton : Assemblage où la dalle en béton et la poutre en acier sont reliées par des goujons de cisaillement, augmentant la résistance en flexion.
• Système Gerber : Configuration de poutres alternant entre porte-à-faux et suspendues, permettant d’économiser de l’acier tout en contrôlant les moments.
• Contreventements : Profilés (plaques, cornières, HSS) qui résistent aux efforts latéraux en traction ou compression pour stabiliser la structure.
• Diaphragme : Assemblage de poutrelles, platelages et poutres qui transfèrent les efforts horizontaux (vent, séisme) vers les contreventements et fondations.

📝 Points essentiels

• Domaines d’utilisation : Structures en acier privilégiées pour les constructions industrielles (montage rapide, modifications ultérieures), immeubles de grande hauteur (gratte-ciel), ponts de grande portée.
• Types de charpentes : Structures à âme pleine (profilés normalisés ou assemblages « built-up »), structures ajourées ou en treillis pour grandes portées.
• Normes et codes : Normes CSA (G40.20, G40.21, W59), ASTM (A36, A123), ANSI/ASME (B30.16, B30.17), et réglementations locales (CNB, CCQ) encadrent la conception, la fabrication et l’inspection.
• Charges : Charges permanentes (poids propre), charges d’usage (surcharge, neige, vent, séisme), variations de température. La conception doit considérer la combinaison de ces charges selon la norme S16.
• Bases de calcul : Calcul aux états limites, notamment la limite élastique (Fy). La résistance en flexion, compression, traction doit respecter ces normes pour assurer la sécurité.
• Systèmes de résistance : Résistance aux charges gravitaires (poutres, poteaux, fondations) et aux charges latérales (vent, séisme) via diaphragmes et contreventements.
• Assemblages : Soudure (normes CSA W59, W47.1) et boulonnerie (ASTM A193, A307) pour assurer la stabilité et la continuité structurale.
• Protection : Galvanisation (ASTM A123), peinture (ICC, SSPC) pour résister à la corrosion, notamment dans les environnements agressifs.

💡 À retenir

L’acier dans le bâtiment offre une combinaison optimale de résistance, flexibilité et rapidité de montage, permettant la réalisation de structures variées allant des bâtiments industriels légers aux gratte-ciel, tout en respectant des normes strictes pour garantir sécurité et durabilité.

📖 2. Types de charpentes en acier

🔑 Notions clés & Définitions

• Charpente en acier : Structure composée d’éléments métalliques conçus pour supporter des charges dans un bâtiment ou une infrastructure.
• Structure à âme pleine : Charpente utilisant des profilés normalisés (W, S, C, T, L, HSS) ou sections « built-up » sans ouvertures.
• Structure ajourée ou en treillis : Charpente avec des poutrelles ou fermes permettant de grandes portées, souvent en treillis ou poutres ajourées.
• Poutre composite (ou mixte) : Poutre en acier et béton agissant ensemble grâce à des goujons de cisaillement pour transférer efficacement les efforts.
• Suspente : Pièce verticale fine en acier supportant une partie de la structure, suspendue plutôt qu’appuyée, résistante à la traction.
• Contreventement : Profilé (plaques, cornières, HSS) destiné à résister aux efforts latéraux en traction ou compression pour stabiliser la structure.

📝 Points essentiels

• Utilisation des charpentes en acier : adaptées pour constructions industrielles, immeubles de grande hauteur, ponts de grande portée, grâce à leur capacité à absorber de grandes charges tout en restant compactes.
• Types de charpentes :
  • À âme pleine : profilés normalisés ou sections « built-up » sans ouvertures.
  • Ajourées ou en treillis : poutrelles permettant de couvrir de grandes portées, souvent utilisées dans les bâtiments industriels.
• Composition typique : murs, planchers, toits en acier, souvent combinés avec des matériaux comme béton, polystyrène, placoplâtre, pour assurer isolation, étanchéité et résistance.
• Normes et codes :
  • CSA-G40.20-13 / CSA-G40.21-13 pour l’acier.
  • CAN/CSA-S16-19 pour le calcul des structures.
  • ASTM A36 pour l’acier de construction.
  • Normes de soudure : CSA-W59-24, W47.1, etc.
• Bases de calcul :
  • Charges : permanentes (poids propre), d’usage, neige, vent, séisme.
  • Combinaisons de charges : pour la tenue en service (ÉLS) et la sécurité (ÉLU).
• Systèmes de résistance :
  • Charges gravitaires : portées par poutres, poteaux, fondations.
  • Charges latérales : transférées par diaphragmes (toitures, planchers) et contreventements (plaques, cornières, HSS).
• Techniques spécifiques :
  • Poutre composite : utilisation de goujons pour assurer un comportement mixte acier-béton.
  • Système Gerber : poutres en porte-à-faux alternant avec poutres suspendues pour optimiser l’économie de matériaux.
  • Contreventements : profils en plaques, cornières, HSS pour stabiliser la structure contre les efforts latéraux.
  • Plot de cisaillement : segments de HSS pour transférer les efforts dans le diaphragme de toiture.
  • Structure secondaire : lisses, pannes, tirants, pour renforcer la stabilité et supporter les ouvertures ou éléments additionnels.

💡 À retenir

Les charpentes en acier se distinguent par leur capacité à couvrir de grandes portées, leur rapidité de montage, et leur adaptabilité aux charges verticales et latérales, ce qui en fait un choix privilégié pour les bâtiments industriels, commerciaux et de grande hauteur. Leur conception repose sur des profils normalisés, des systèmes de résistance efficaces, et le respect strict des normes de sécurité et de calcul.

📖 3. Compositions murales et planchers

🔑 Notions clés & Définitions

• Composition murale : Assemblage de matériaux formant la paroi extérieure ou intérieure d’un bâtiment, assurant isolation, étanchéité et résistance mécanique.
• Composition de plancher : Structure supportant les charges d’usage, composée généralement d’un platelage en acier, d’une dalle de béton, et d’éléments de fixation ou d’isolation.
• Mur à cavité : Mur constitué de deux parois séparées par un espace d’air ou isolant, améliorant l’isolation thermique et acoustique.
• Platelage : Surface horizontale ou inclinée en acier ou béton, supportant les charges de plancher ou de toiture.
• Goujons de cisaillement : éléments métalliques fixés entre la dalle et la poutre pour assurer la behavior composite (mécanique combinée).
• Système Gerber : configuration de poutres permettant d’économiser de l’acier en réduisant les moments de flexion, avec poutres en porte-à-faux et suspendues.

📝 Points essentiels

• Composition murale typique :
  • Mur en blocs de béton ou brique, avec espace d’air, isolant (polystyrène ou fibre de verre), agrafes métalliques, pare-vapeur, et placoplâtre.
  • Mur à cavité : double paroi séparée par un espace d’air, avec isolation intégrée pour meilleure performance thermique.
• Composition de plancher et toiture :
  • Plancher : dalle de béton épaissie, platelage en acier, pontage métallique, poutrelles d’acier.
  • Toit : membrane, polystyrène extrudé, placoplâtre, pontage métallique, poutrelles.
• Structures en acier :
  • Profilés normalisés (W, S, C, T, L, HSS) ou sections « built-up ».
  • Structures ajourées ou en treillis pour grandes portées.
• Assemblages et systèmes :
  • Poutres mixtes (acier-béton) avec goujons de cisaillement pour comportement composite.
  • Systèmes Gerber pour réduction des moments et économie d’acier.
• Résistance aux charges :
  • Charges verticales (poids propre, usage, neige).
  • Charges horizontales (vent, séisme) via diaphragmes et contreventements.
• Normes et codes :
  • CSA-G40.20/21, CAN/CSA-S16, ASTM A36, ANSI/ASME B30.16, etc., pour matériaux, soudure, calculs et sécurité.

💡 À retenir

Les compositions murales et planchers en acier combinent matériaux, techniques d’assemblage et normes pour assurer la résistance, l’isolation et la durabilité des bâtiments, tout en permettant des configurations variées adaptées à leur usage. La maîtrise des systèmes structuraux et des composants est essentielle pour optimiser la conception et la sécurité des structures.

📖 4. Normes et codes de calcul

🔑 Notions clés & Définitions

• Normes de matériaux : Documents établissant les exigences techniques pour la fabrication, la qualité et l’utilisation des matériaux, notamment l'acier (ex. CSA-G40.20-13, CSA-G40.21-13).
• Normes de calcul : Règles et méthodes pour dimensionner et vérifier la stabilité des structures en acier selon les états limites (ex. CAN/CSA S16-19).
• Charges : Forces ou poids appliqués sur une structure, classées en charges permanentes (D), charges d’usage (L), neige (S), vent (W), séisme (E).
• États limites : Conditions de sécurité ou de service auxquelles une structure doit répondre, telles que l’état limite ultime (ELU) et l’état limite de service (ELS).
• Pondération des charges : Coefficients appliqués pour combiner différentes charges lors du dimensionnement, selon leur probabilité de coïncidence.
• Systèmes de résistance : Dispositifs ou configurations permettant de supporter les charges verticales (SRCG) et horizontales (SRCL).

📝 Points essentiels

• Normes principales :
  • CSA-G40.20-13 et CSA-G40.21-13 pour matériaux en acier.
  • CAN/CSA S16-19 pour le calcul des structures en acier.
  • Normes pour le soudage (CSA-W59-24) et la galvanisation (ASTM A123).
• Bases de calcul :
  • Calcul aux états limites basé sur la limite élastique (Fy).
  • Utilisation des coefficients de pondération pour la combinaison des charges.
  • Prise en compte des charges verticales (poids, équipements) et horizontales (vent, séisme).
• Charges et combinaisons :
  • La pire combinaison de charges détermine la dimension finale.
  • La surcharge de neige dépend du lieu, de la pente du toit, et des conditions climatiques.
  • La surcharge de vent est calculée selon la localisation et la surface du bâtiment.
  • La surcharge sismique nécessite une analyse dynamique selon la catégorie de risque.
• Méthodes de calcul :
  • Vérification de la stabilité, de la résistance et de la ductilité.
  • Utilisation des diagrammes de moments, efforts de cisaillement, et de flambement.
• Références réglementaires :
  • Code national du bâtiment (CNB 2020), Code de construction du Québec, normes CSA, ASTM, ANSI/ASME.

💡 À retenir

Les normes et codes de calcul assurent la sécurité, la fiabilité et la conformité des structures en acier en définissant des règles précises pour le choix des matériaux, la conception, et le dimensionnement selon les charges et les états limites. Leur maîtrise est essentielle pour garantir la performance et la durabilité des bâtiments en acier.

📖 5. Charges et combinaisons

🔑 Notions clés & Définitions

• Charge permanente (D) : Poids propre de la structure et des éléments fixes (cloisons, revêtements, équipements permanents). Ex : dalle de béton, murs porteurs.
• Charge d’usage (L) : Surcharges dues à l’utilisation quotidienne du bâtiment (mobilier, occupants, équipements).
• Charge de neige (S) : Force gravitaire exercée par la neige accumulée, calculée selon la localisation, la pente du toit, et la catégorie de risque.
• Charge de vent (W) : Effort latéral dû à la pression exercée par le vent sur la façade extérieure, dépendant de la localisation et des caractéristiques du bâtiment.
• Charge sismique (E) : Effort induit par un séisme, calculé selon la zone sismique, la masse du bâtiment, et la dynamique du sol.
• Combinaisons de charges : Formules permettant de déterminer la charge maximale ou admissible en tenant compte de plusieurs charges simultanées selon les états limites (ELU, ELS).

📝 Points essentiels

• Types de charges : distinction entre charges permanentes (D), charges d’usage (L), charges climatiques (S, W, E).
• Pondération des charges : chaque charge est multipliée par un coefficient spécifique lors des calculs pour refléter la probabilité de leur simultanéité.
• Combinaisons pour la conception :
  • Charges en service (ELU) : combinaison de charges maximales admissibles pour vérifier la sécurité en utilisation normale.
  • Charges en état limite ultime (ELU) : combinaison de charges pour vérifier la résistance maximale de la structure.
• Normes et codes : utilisation de normes CSA, ASTM, CNB, et autres pour définir les exigences de calcul, de matériaux, et de sécurité.
• Méthode de calcul : basée sur le principe que chaque élément doit supporter la pire combinaison de charges pour assurer la sécurité et la durabilité.

💡 À retenir

Les charges en structure doivent être combinées selon des règles précises pour garantir la sécurité et la stabilité du bâtiment, en tenant compte des probabilités de leur co-occurrence et des normes en vigueur.

📖 6. Systèmes de résistance aux charges

🔑 Notions clés & Définitions

• Système de résistance aux charges gravitaires (SRCG) : Ensemble d’éléments (poutres, poteaux, fondations) qui supportent et transfèrent les charges verticales (poids propre, charges d’usage) du bâtiment vers le sol.
• Système de résistance aux charges latérales (SRCL) : Dispositifs (contreventements, diaphragmes, baies contreventées) qui transfèrent les efforts horizontaux (vent, séisme) vers la fondation, assurant la stabilité latérale.
• Suspente : Pièce verticale en acier fine, supportant une partie de la structure, différente d’un poteau comprimé, utilisée pour suspendre des éléments de la charpente.
• Poutre composite (ou mixte) : Poutre en acier et béton agissant ensemble grâce à des goujons de cisaillement, permettant un transfert efficace des efforts en flexion.
• Diaphragme : Élément horizontal (platelage, poutrelles) qui transfère les efforts latéraux dans la structure vers les éléments contreventés.
• Contreventements : Profilés (plaques, cornières, HSS) qui résistent aux efforts de traction ou compression dus aux charges latérales, stabilisant la structure.

📝 Points essentiels

• La résistance d’un bâtiment repose sur deux systèmes principaux : gravitaire (supporte le poids) et latéral (résiste au vent, séisme).
• La conception doit prévoir la combinaison des deux systèmes pour assurer la stabilité globale.
• Les éléments de résistance gravitaire incluent poutres, poteaux, fondations, tandis que ceux de résistance latérale incluent contreventements, diaphragmes, plots de cisaillement.
• La technique de poutre composite avec goujons permet d’augmenter la capacité portante en flexion en combinant acier et béton.
• Le système Gerber optimise la portée et réduit les moments dans les poutres, mais nécessite des détails précis pour la stabilité en porte-à-faux.
• La stabilité latérale est assurée par un diaphragme rigide et des contreventements efficaces, transférant les efforts vers les fondations.

💡 À retenir

Les systèmes de résistance aux charges dans une structure en acier combinent des éléments gravitaires et latéraux, leur conception intégrée garantissant la stabilité, la sécurité et la durabilité du bâtiment face aux forces verticales et horizontales.

📖 7. Contreventements et plots

🔑 Notions clés & Définitions

• Contreventements : éléments ou systèmes qui résistent aux efforts latéraux (vent, séisme) en apportant stabilité à la structure. Ils agissent en traction ou compression selon la direction de l’effort.
• Plots de cisaillement : segments courts de profilés HSS placés sur les poutres maitresses de rive, permettant de transférer les efforts de cisaillement du platelage vers les poutres principales.
• Profilés HSS (Hollow Structural Section) : profilés tubulaires creux, utilisés comme contreventements pour leur résistance en compression et traction.
• Cornières : profilés en forme de L, agissant en traction ou compression selon leur orientation, souvent utilisés comme contreventements simples.
• Plaques de contreventement : plaques métalliques fixées pour renforcer la résistance latérale, surtout en compression.
• Système à diaphragme : ensemble de poutrelles, platelages et éléments structuraux qui transfèrent les efforts latéraux aux contreventements ou baies contreventées.

📝 Points essentiels

• Les contreventements peuvent être en plaques, cornières ou HSS, leur choix dépend des efforts et contraintes architecturales.
• Les contreventements très élancés (plaques, cornières simples) agissent principalement en traction, tandis que HSS et cornières doubles résistent aussi en compression.
• Les plots de cisaillement sont essentiels dans les systèmes à diaphragme de toiture pour transférer efficacement les efforts latéraux du platelage vers la structure principale.
• La stabilité de la structure face aux efforts latéraux repose sur un système combiné : diaphragme + contreventements + baies contreventées.
• La conception doit prévoir des détails pour résister aux efforts en compression (contreventements) et en traction (plaques, cornières).

💡 À retenir

Les contreventements, en agissant en traction ou compression, assurent la stabilité latérale des bâtiments face aux forces comme le vent ou le séisme, et leur choix dépend des efforts spécifiques et des contraintes architecturales. Les plots de cisaillement facilitent le transfert efficace de ces efforts dans les systèmes à diaphragme.

📖 8. Structure secondaire et ouvertures

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure secondaire : éléments non porteurs qui complètent la structure principale, tels que les lisses, pannes, tirants, et éléments de stabilisation, permettant de supporter des charges spécifiques ou d’assurer la stabilité de l’ensemble.
• Ouvertures : découpes dans le tablier ou la structure pour permettre le passage de conduites, drains, portes ou fenêtres, nécessitant des renforts pour maintenir l’intégrité structurelle.
• Lisses et pannes : profilés laminés à froid ou à chaud, utilisés dans la structure secondaire pour supporter la toiture ou les murs, souvent stabilisés par tirants ou entretoises.
• Tirants : éléments tendus qui stabilisent la structure en contreventant ou en reliant différents éléments, souvent utilisés pour stabiliser les lisses ou pannes.
• Assemblages rigides : connexions fixes assurant la stabilité des éléments en porte-à-faux ou lors de la fixation d’éléments secondaires, notamment pour supporter la maçonnerie ou des marquises.
• Renforts d’ouverture : éléments ajoutés autour des ouvertures pour compenser la perte de résistance du tablier ou de la structure lors de découpes, tels que profilés en C ou en H.

📝 Points essentiels

• La structure secondaire est essentielle pour la stabilité, la rigidité et la fonctionnalité des bâtiments, notamment dans les bâtiments industriels où la rapidité et l’économie sont prioritaires.
• Les profilés laminés à froid sont privilégiés pour leur légèreté et leur coût, mais ceux à chaud offrent une meilleure rigidité.
• Lors de la création d’ouvertures, il est crucial d’ajouter des éléments de renforts (linteaux, allèges, tirants) pour éviter la déformation ou la rupture de la structure.
• Les éléments de stabilisation tels que les entretoises stabilisent les poutrelles sans sollicitation par des efforts latéraux, contrairement aux contreventements.
• La fixation de maçonnerie ou d’autres éléments lourds nécessite des supports spécifiques (linteaux, allèges) pour répartir les charges et éviter le basculement.

💡 À retenir

La structure secondaire, par ses éléments de stabilisation et de support, garantit la stabilité et la fonctionnalité des bâtiments, surtout lors de découpes ou d’ajouts d’ouvertures, en assurant une répartition efficace des charges et une résistance adaptée aux efforts spécifiques.

📖 9. Bâtiments faibles hauteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Bâtiments faibles hauteurs : Structures dont la hauteur ne dépasse généralement pas 10 à 12 mètres, souvent destinées à des usages résidentiels, commerciaux ou institutionnels légers.
• Charpente en acier : Structure constituée d’éléments métalliques, principalement profilés, permettant une construction rapide, modulaire et résistante.
• Système de résistance aux charges gravitaires (SRCG) : Ensemble des éléments (poutres, poteaux, fondations) qui supportent le poids propre et les charges d’usage verticales.
• Système de résistance aux charges latérales (SRCL) : Dispositifs (contreventements, diaphragmes) qui assurent la stabilité face aux efforts horizontaux comme le vent ou les séismes.
• Entretoises : Croisillons ou éléments stabilisateurs entre poutrelles, qui assurent la verticalité et la répartition des charges sans sollicitation en effort latéral.
• Poutre mixte (ou poutre composite) : Poutre en acier renforcée par une dalle de béton avec goujons de cisaillement, permettant une meilleure résistance en flexion.

📝 Points essentiels

• Utilisation de l’acier : privilégiée pour la rapidité de montage, la flexibilité de modification, et la capacité à supporter de grandes charges dans des bâtiments de faible hauteur.
• Typologies de structures : profilés à âme pleine (W, S, C, T, L, HSS) ou en treillis pour de grandes portées.
• Composition typique : murs en blocs ou briques avec isolation, planchers en béton sur platelage métallique, toitures en membranes ou tôles larmées.
• Normes et codes : respect des normes CSA, ASTM, ANSI/ASME pour matériaux, soudure, galvanisation, et calculs structuraux.
• Charges à considérer : permanentes (poids propre), d’usage (charges d’exploitation), neige, vent, séisme, et variations de température.
• Calcul aux états limites : basé sur la limite élastique (Fy), avec des combinaisons de charges pour assurer la sécurité en service et en résistance ultime.
• Systèmes de résistance : intégration de diaphragmes, contreventements, plots de cisaillement pour transférer efficacement les efforts latéraux.
• Structures secondaires : poutres, lisses, pannes, renforcées par tirants ou éléments de stabilisation pour supporter ouvertures ou maçonnerie.
• Bâtiments de faible hauteur : souvent équipés d’entretoises pour stabiliser les poutrelles, et de linteaux/allèges pour les ouvertures.
• Protection et finition : galvanisation, peinture, revêtements pour assurer la durabilité contre la corrosion.

💡 À retenir

Les bâtiments faibles hauteurs en acier combinent rapidité de montage, flexibilité et résistance, grâce à des systèmes structuraux modulaires et conformes aux normes, permettant de répondre efficacement aux besoins résidentiels, commerciaux et industriels légers.

📖 10. Bâtiments industriels légers

🔑 Notions clés & Définitions

• Bâtiments industriels légers : Structures conçues pour des usages industriels avec une ossature en acier, caractérisées par leur rapidité de montage, légèreté et adaptabilité aux modifications ultérieures.
• Charpente en acier : Structure porteuse composée de profilés métalliques (W, S, C, T, L, HSS) permettant de supporter charges verticales et horizontales.
• Système composite acier-béton : Assemblage où la dalle en béton et la poutre en acier travaillent ensemble via des goujons de cisaillement pour augmenter la résistance en flexion.
• Suspentes : Pièces verticales en acier fines supportant la structure sans être soumises à la compression, contrairement aux poteaux.
• Diaphragme : Élément de la toiture ou du plancher qui transfère les efforts latéraux (vent, séisme) aux contreventements.
• Contreventements : Profilés (plaques, cornières, HSS) qui résistent aux efforts en traction ou compression pour stabiliser la structure face aux charges latérales.

📝 Points essentiels

• Utilisation : Structures légères pour bâtiments industriels, commerciaux ou résidentiels de faible hauteur, favorisées pour leur montage rapide et leur capacité à supporter de grandes portées.
• Types de charpentes : Profilés à âme pleine (W, S, C, T, L, HSS), structures ajourées ou en treillis, poutrelles, fermes.
• Composition typique : Murs en blocs ou briques avec isolation, planchers en dalle de béton ou en tôles larmées, toitures en membranes ou tôles.
• Systèmes de résistance :
  • Résistance aux charges gravitaires (poids propre, équipements).
  • Résistance aux charges latérales (vent, séisme) via diaphragmes et contreventements.
• Normes et codes : Normes CSA, ASTM, ANSI/ASME, CNRC, régissant matériaux, soudure, calculs et protections (galvanisation, peinture).
• Charges :
  • Permanentes (D), surcharge d’usage (L), neige (S), vent (W), séisme (E).
  • Combinaisons de charges pour la sécurité en service.
• Systèmes de poutres : Poutres en porte-à-faux, systèmes Gerber pour réduire les moments et coûts, poutres mixtes avec goujons pour comportement composite.
• Systèmes de stabilité : Diaphragmes, contreventements (plaques, cornières, HSS), plots de cisaillement pour transférer les efforts latéraux.
• Structure secondaire : Lisses, pannes, tirants, éléments pour passages d’installations ou support de maçonnerie.

💡 À retenir

Les bâtiments industriels légers en acier combinent rapidité d’installation, légèreté et flexibilité, grâce à des systèmes de charpentes modulaires, résistantes aux charges verticales et latérales, tout en respectant des normes strictes pour assurer leur stabilité et durabilité.

📊 Tableaux de Synthèse

Critère	Structure en acier à âme pleine	Structure en acier ajourée / en treillis
Composition	Profilés normalisés ou sections « built-up »	Poutrelles, fermes, treillis métalliques
Portées	Moyennes à longues (jusqu’à plusieurs dizaines de mètres)	Très longues (grands halls, ponts)
Avantages	Résistance élevée, montage rapide, flexibilité	Grande portée, légèreté, économie de matériaux
Inconvénients	Moins adapté aux grandes portées sans treillis	Complexité de conception, coûts de fabrication

Critère	Systèmes de résistance aux charges	Comportement face aux efforts latéraux
Résistance gravitaire	Poteaux, poutres, fondations	Diaphragmes, contreventements
Résistance aux efforts latéraux	Contreventements, diaphragmes, profilés HSS, plaques	Stabilisation contre vent, séisme
Assemblages	Soudure, boulonnerie	Soudure, boulonnerie

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre acier normalisé (ex : ASTM A36) et acier « built-up » (assemblage de profils)
2. Sous-estimer l’importance des goujons de cisaillement dans le comportement composite
3. Confondre système Gerber et autres systèmes de poutres (ex : portiques)
4. Négliger la prise en compte des charges latérales dans la conception des contreventements
5. Confondre mur à cavité et mur monolithique, notamment en termes d’isolation et de résistance
6. Erreur courante : considérer la résistance de l’acier sans tenir compte des coefficients de sécurité et des normes
7. Confondre la fonction des profils HSS et des profilés en acier normalisé

✅ Checklist Examen

• Maîtriser la définition et les propriétés de l’acier structurel selon les normes CSA-G40.20-13 et CSA-G40.21-13
• Connaître les principaux profils d’acier utilisés en construction (W, S, C, T, L, HSS)
• Savoir expliquer le principe du système composite acier-béton et ses avantages
• Identifier les différents types de charpentes en acier (âme pleine, ajourée, treillis) et leurs applications
• Comprendre la composition typique des murs et planchers en structures métalliques
• Connaître les normes et codes applicables à la conception et à la fabrication des structures en acier
• Savoir définir et différencier les systèmes de résistance aux charges gravitaires et latérales
• Être capable d’identifier les éléments d’assemblage (soudure, boulonnerie) et leur rôle dans la stabilité de la structure
• Connaître les techniques de protection contre la corrosion (galvanisation, peinture)
• Vérifier la maîtrise des principes de calcul aux états limites et des combinaisons de charges
• Comprendre le rôle des contreventements, diaphragmes et plots dans la stabilité globale
• S’assurer de connaître les spécificités des bâtiments faibles hauteurs et des bâtiments industriels légers