Une analyse complète du processus de construction des structures en acier
Heure de sortie:
2025-09-21
Les structures en acier, largement utilisées dans la construction, reposent sur un processus standardisé en 9 étapes pour garantir la qualité. Celui-ci débute par la préparation avant la construction (examen des plans, préparation du site) et l'approvisionnement en acier – les fournisseurs de structures en acier fournissant alors des matériaux qualifiés (par exemple, Q355B), vérifiés grâce à des inspections rigoureuses. La fabrication proprement dite a lieu dans les usines de structures en acier : découpe, assemblage, soudage et meulage assurent des composants précis. Les étapes suivant la fabrication incluent le dérouillage/revêtement, le transport/stockage, l'installation et l'alignement sur le chantier, la connexion des joints (boulons/soudure), la pose du système de toiture et de murs, ainsi que l'acceptation finale (vérifications passant du sous-projet au projet complet), garantissant ainsi des structures sûres et durables.
Les structures en acier sont largement utilis es dans la construction, les ponts, les ateliers et divers autres domaines en raison de leurs avantages tels que la haute r sistance, la courte dur e9e de construction et d'excellentes performances sismiques. Un processus de construction standardis e9 et efficace des structures en acier est essentiel pour garantir la qualit e9 et la s e9curit e9 des projets d'ing e9nierie. Ce qui suit d e9taillera de mani e8re compl e8te le processus complet de construction des structures en acier, de la pr e9paration pr e9-construction l'acceptation finale. L'index des sous-titres de chaque tape est le suivant :
- Pr e9paration pr e9-construction pour les projets de structures en acier
- Approvisionnement en acier et inspection de qualit e9
- Transport et stockage sur site des composants de la structure en acier
- Installation et alignement sur site des structures en acier
- Construction des connexions des joints de la structure en acier
- Installation des syst e8mes de toiture et de murs de la structure en acier
- Acceptation des projets de structures en acier
1. Pr e9paration pr e9-construction pour les projets de structures en acier a0
La pr e9paration pr e9-construction est la base pour le bon d e9roulement des projets de structures en acier, ce qui affecte directement l'efficacit e9 et la qualit e9 de la construction ult e9rieure. Tout d'abord, il est n e9cessaire de r e9aliser revue conjointe des plans de construction et divulgation technique Les parties concern e9es, y compris les unit e9s de conception, de construction et de supervision, doivent v e9rifier conjointement les plans, clarifier les informations cl e9s telles que les dimensions des composants, les structures des joints et la s e9quence d'installation, et r e9soudre les contradictions ou doutes potentiels dans les plans. Deuxi e8mement, un plan d'organisation de construction d e9taill e9 doit tre labor e9 en fonction de l' chelle du projet et des conditions sur site, couvrant le calendrier de construction, l'allocation du personnel, la s e9lection de l' quipement m e9canique (comme les grues, les soudeurs lectriques, etc.), l'am e9nagement sur site (y compris la division des zones de stockage des composants, des zones de traitement, des zones de bureaux, etc.) et les mesures de protection de la s e9curit e9. En m eame temps, nivellement du site et acceptation des fondations doivent tre r e9alis e9s pour garantir que la capacit e9 portante du site de construction r e9pond aux exigences de fonctionnement de l' quipement m e9canique, et que la position, l'altitude, la plan e9it e9 et d'autres indicateurs des fondations de la structure en acier (tels que les plates-formes portantes en b e9ton, les boulons int e9gr e9s, etc.) sont conformes aux normes de conception, posant une base solide pour l'installation ult e9rieure des composants.
2. Approvisionnement en acier et inspection de qualit e9
L'acier est la mati e8re premi e8re principale des structures en acier, et sa qualit e9 d e9termine directement la s e9curit e9 et la durabilit e9 de la structure. Lors du processus d'approvisionnement, il est n e9cessaire de suivre strictement les exigences de conception, de s e9lectionner de l'acier conforme aux normes nationales, et de sp e9cifier clairement le mat e9riau de l'acier (tel que Q235B, Q355B, etc.), les sp e9cifications (y compris l' paisseur des plaques d'acier, le mod e8le de profil e9 en acier, etc.), les propri e9t e9s m e9caniques (r e9sistance la traction, limite d' lasticit e9, allongement, etc.) et les exigences de composition chimique. Apr e8s l'arriv e9e de l'acier sur le site, inspection compl e8te de la qualit e9 doit tre effectu e9e : premi e8rement, v e9rifier les documents de certification de qualit e9, y compris les certificats d'usine, les listes de mat e9riaux, les rapports d'inspection, etc., pour s'assurer que les documents correspondent aux marchandises r e9elles ; deuxi e8mement, effectuer une inspection visuelle pour v e9rifier s'il existe des d e9fauts tels que fissures, rouille, cicatrices et plis sur la surface de l'acier ; troisi e8mement, effectuer une inspection par chantillonnage conform e9ment aux sp e9cifications pertinentes pour tester les propri e9t e9s m e9caniques et la composition chimique de l'acier. Seul l'acier ayant pass e9 l'inspection peut tre mis en traitement et en usage, et les mat e9riaux non conformes sont strictement interdits d'entrer dans le projet.
3. Fabrication de structures en acier (phase d'usine)
La fabrication des composants de la structure en acier est principalement r e9alis e9e en usine, ce qui peut garantir efficacement la pr e9cision et l'efficacit e9 de la fabrication. Le processus principal comprend les tapes suivantes :
- D e9coupage et d e9bitage : Selon les exigences dimensionnelles des plans de construction, des quipements tels que des machines de d e9coupe CNC et des machines de d e9coupe plasma sont utilis e9s pour couper l'acier. Avant la d e9coupe, l'acier doit tre nivel e9 pour garantir que les plaques ou profils en acier sont plats ; pendant le processus de d e9coupe, la pr e9cision de la d e9coupe doit tre contr f4l e9e pour viter des probl e8mes tels que d e9viation dimensionnelle et bavures aux bords de coupe. Apr e8s la d e9coupe, les composants doivent tre num e9rot e9s pour faciliter l'assemblage et l'installation ult e9rieurs.
- Assemblage et montage : Les pi e8ces coup e9es sont assembl e9es conform e9ment aux exigences des plans pour former des composants de base tels que colonnes en acier, poutres en acier et fermes en acier. Pendant le processus d'assemblage, des dispositifs de fixation doivent tre utilis e9s pour fixer les composants afin d'assurer la position relative exacte de chaque pi e8ce. En m eame temps, l' cartement d'assemblage et la verticalit e9 doivent tre contr f4l e9s. Pour les composants importants, un soudage par points doit tre utilis e9 pour la fixation temporaire, et un soudage formel doit tre effectu e9 apr e8s r e9ussite de l'inspection.
- Op e9ration de soudage : Le soudage est un processus cl e9 pour la formation des composants de la structure en acier. Des m e9thodes de soudage appropri e9es (telles que le soudage l'arc manuel, le soudage l'arc submerg e9, le soudage sous gaz protecteur, etc.) et des mat e9riaux de soudage (b e2tons de soudage, fils de soudage, flux, etc.) doivent tre s e9lectionn e9s en fonction du mat e9riau de l'acier et de l' paisseur des composants. Avant le soudage, la rouille, les taches d'huile et autres impuret e9s dans la zone de soudage doivent tre nettoy e9es. Pendant le processus de soudage, des param e8tres tels que le courant de soudage, la tension et la vitesse de soudage doivent tre strictement contr f4l e9s pour viter des d e9fauts de soudage tels que p e9n e9tration incompl e8te, inclusion de laitier, pores et fissures. Apr e8s le soudage, une inspection visuelle doit tre effectu e9e sur les soudures, et des essais non destructifs (tels que les essais ultrasonores, les essais radiographiques, etc.) doivent tre r e9alis e9s si n e9cessaire pour garantir que la qualit e9 des soudures r e9pond aux exigences de conception.
- Redressage et meulage : Apr e8s le soudage, les composants peuvent tre d e9form e9s en raison des contraintes de soudage et doivent tre redress e9s. Les m e9thodes courantes de redressage comprennent le redressage m e9canique (comme l'utilisation de presses, de machines redresser) et le redressage la flamme. Pendant le processus de redressage, la force et la temp e9rature de redressage doivent tre contr f4l e9es pour viter les dommages aux composants caus e9s par un redressage excessif. En m eame temps, les cicatrices de soudure, les bavures, les projections et autres d e9fauts sur la surface des composants doivent tre meul e9s pour rendre la surface des composants lisse.
4. D e9rouillage et rev eatement des composants de la structure en acier
Les composants de la structure en acier sont sujets la corrosion pendant le traitement, le transport et l'utilisation. Le d e9rouillage et le rev eatement sont des mesures importantes pour assurer la durabilit e9 des structures en acier.
- Traitement de d e9rouillage : Le but du d e9rouillage est d'enlever les m e9dias corrosifs tels que la rouille, l' chelle et les taches d'huile sur la surface des composants, cr e9ant de bonnes conditions de surface pour le rev eatement. Les m e9thodes courantes de d e9rouillage comprennent le d e9rouillage par projection (d e9rouillage par grenaillage, d e9rouillage par sablage), le d e9rouillage manuel et le d e9rouillage l'aide d'outils puissance. Parmi eux, le d e9rouillage par projection est efficace et offre un effet de d e9rouillage complet, pouvant former une certaine rugosit e9 sur la surface des composants et am e9liorer l'adh e9sion du rev eatement. C'est la m e9thode de d e9rouillage pr e9f e9r e9e pour les projets grande chelle de structures en acier tels que les ateliers industriels et les ponts. Le degr e9 de d e9rouillage doit tre d e9termin e9 selon les exigences de conception, exigeant g e9n e9ralement un degr e9 Sa2.5 (degr e9 quasi-blanc) ou Sa3 (degr e9 blanc). Apr e8s le d e9rouillage, le rev eatement doit tre effectu e9 dans le d e9lai sp e9cifi e9 pour viter que les composants ne rouillent nouveau.
- Construction du rev eatement Le revêtement est divisé en primaire, couche de finition (et couche intermédiaire si nécessaire). Les revêtements anticorrosion appropriés (tels que la peinture alkyde, la peinture à résine époxy, la peinture fluorocarbonée, etc.) doivent être sélectionnés en fonction des conditions environnementales du projet (comme l'intérieur, l'extérieur, un environnement humide côtier, etc.). Avant d'appliquer le revêtement, la peinture doit être mélangée uniformément selon les proportions requises et laissée mûrir pendant une période donnée. L'application du revêtement peut se faire par brossage, roulement, pulvérisation ou autres méthodes. La pulvérisation convient particulièrement aux composants de grandes surfaces, car elle permet d'obtenir un revêtement uniforme et lisse. Pendant le processus de revêtement, l'épaisseur du film doit être contrôlée. Après séchage de chaque couche, une inspection doit être effectuée pour s'assurer qu'il n'y a pas de problèmes tels que manque de revêtement, coulures ou rides. L'épaisseur totale du revêtement doit respecter les exigences de conception. Pour les parties de connexion des composants (comme les trous de boulons, les rainures de soudure), une retouche de peinture doit être réalisée après l'installation afin d'assurer l'intégrité du revêtement anticorrosion.
5. Transport et stockage sur place des composants de la structure en acier
Les composants de la structure en acier fabriqués en usine doivent être transportés jusqu'au chantier de construction via la chaîne logistique. La gestion pendant le transport et le stockage affecte directement l'intégrité des composants.
- Élaboration du plan de transport Les véhicules de transport appropriés (tels que des remorques à plateau, des semi-remorques) et le matériel de levage doivent être sélectionnés en fonction de la taille et du poids des composants (tels que des colonnes en acier extra-longues, des poutres métalliques à grande portée). Pour les composants extra-longs, extra-larges et extra-lourds, il est nécessaire de demander un permis de transport hors dimensionnement et d'élaborer un plan de transport spécial, en prévoyant précisément l'itinéraire afin d'éviter les routes soumises à des restrictions de hauteur et de largeur, comme les ponts et les tunnels. Parallèlement, les composants doivent être fixés durant le transport pour éviter toute déformation ou tout dommage causé par les mouvements et les collisions.
- Gestion de l'entreposage sur place Une fois que les composants ont été transportés sur le site, ils doivent être entreposés dans différentes zones selon la séquence d'installation et les types de composants, afin d'éviter toute confusion. Le site d'entreposage doit être plat et solide. Si nécessaire, du gravier ou des plaques d'acier doivent être posés pour prévenir toute déformation des composants due au tassement du sol. Lorsque les composants sont stockés, ils doivent être surélevés, et des blocs de bois ou des profilés en acier doivent être utilisés pour les isoler du sol, évitant ainsi la rouille causée par le contact direct des composants avec le sol et l'humidité. Pour les composants volumineux (tels que les colonnes en acier ou les poutres en acier), un soutien multipoint doit être adopté afin de maîtriser la flèche des éléments et d'empêcher leur déformation. Parallèlement, des mesures d'évacuation des eaux doivent être mises en place sur le site d'entreposage pour éviter que les composants ne soient trempés par les eaux de pluie ; enfin, les composants doivent être couverts et protégés contre l'exposition au soleil, la pluie et la pollution par la poussière.
6. Installation et alignement sur place des structures en acier
L'installation sur site des structures en acier consiste à assembler les éléments fabriqués en usine en une structure intégrale conformément aux plans de conception, et le contrôle de précision en est la clé.
- Levage et Positionnement Les grues appropriées (telles que les grues sur camion, les grues à tour) et les élingues de levage (telles que les câbles métalliques, les épandeurs) doivent être sélectionnées en fonction du poids, de la taille et de la hauteur d'installation des composants. Avant le levage, la grue doit être mise au point, et la résistance ainsi que la sécurité des élingues de levage doivent être vérifiées. Parallèlement, des points de levage doivent être prévus sur les composants. La position de ces points de levage sera déterminée en fonction du calcul du centre de gravité du composant afin d'assurer un levage stable. Pendant le processus de levage, une personne spécialement désignée devra donner les ordres pour contrôler la vitesse de levage et l'angle de rotation de la grue, éviter toute collision entre les composants et d'autres objets, hisser précisément les composants jusqu'à leur position d'installation, puis les fixer temporairement sur les boulons scellés dans la fondation ou sur les composants déjà installés.
- Alignement et Réglage Une fois que les composants sont en place, ils doivent être alignés sans délai afin de s'assurer que leur position, leur élévation, leur verticalité, leur planéité et les autres indicateurs respectent les exigences de conception. L'alignement peut être contrôlé à l'aide d'instruments de mesure tels que des stations totales, des niveaux et des théodolites. Pour les colonnes en acier, la tâche principale consiste à ajuster la verticalité, ce qui peut être réalisé en réglant les écrous des boulons d'ancrage intégrés dans la fondation ou en utilisant des vérins pour pousser et redresser ; quant aux poutres en acier, l'objectif principal est d'ajuster la planéité et la portée, ce qui peut être accompli en modifiant la hauteur des supports ou en recourant à des tendeurs pour le réglage. L'alignement doit être effectué par étapes afin d'éviter toute déformation des composants due à un réglage excessif réalisé en une seule fois. Après avoir réussi l'inspection d'alignement, une fixation définitive doit être réalisée sans délai, par exemple en serrant les écrous des boulons d'ancrage et en soulevant les supports temporaires par soudure, afin d'empêcher tout déplacement des composants pendant les travaux ultérieurs.
7. Construction des assemblages de joints de structures en acier
Les joints de structures en acier sont les pièces de connexion entre les composants, et leur qualité de liaison affecte directement la stabilité globale et la capacité portante de la structure. Les méthodes courantes de connexion des joints incluent la connexion par boulons et la connexion par soudage.
- Connexion par boulon La connexion par boulons se divise en connexion par boulons ordinaires et connexion par boulons à haute résistance. Parmi celles-ci, la connexion par boulons à haute résistance est largement utilisée dans les projets de structures en acier en raison de sa capacité portante élevée et de son installation pratique. Avant l'installation, il convient de vérifier les documents de certification de qualité des boulons, écrous et rondelles, et d'effectuer une inspection visuelle afin de s'assurer qu'il n'y a pas de défauts tels que des fissures ou des dommages. Lors de l'installation, on aligne d'abord les trous des composants pour les boulons, puis on insère les boulons avant de serrer les écrous avec une clé. Pour les boulons à haute résistance, le serrage final doit être effectué conformément aux exigences spécifiées. Le couple de serrage final est déterminé par calcul et peut être contrôlé à l'aide d'une clé dynamométrique. Après le serrage final, des marques doivent être apposées sur les têtes des boulons et les écrous, afin de faciliter l'inspection. Une fois la connexion par boulons terminée, il est essentiel de vérifier si les boulons sont bien serrés, s'il n'y a aucune desserrure, et si le nombre de filets apparents des boulons répond aux exigences (généralement 2 à 3 filets).
- Connexion de soudage Le soudage sur site est principalement utilisé pour l'épissure entre les composants et le renforcement des joints. Son procédé est similaire au soudage en usine, mais le processus de construction doit être adapté en fonction de l'environnement sur place. Avant le soudage, la zone de soudage doit être nettoyée, et l'espacement d'assemblage ainsi que le désalignement des composants doivent être vérifiés et ajustés si nécessaire. Des mesures anti-vent, anti-pluie et anti-neige doivent être prises lors du soudage sur site afin d'éviter que les conditions météorologiques difficiles n'affectent la qualité du soudage. Après le soudage, une inspection visuelle et des essais non destructifs doivent être effectués sur les soudures. Une fois l'inspection passée, les scories et les éclaboussures présentes sur la surface soudée doivent être éliminées sans délai. Si une retouche par peinture est nécessaire, elle doit être réalisée conformément aux exigences.
8. Installation de systèmes de toiture et de murs en structure d'acier
Les systèmes de toiture et de murs en structure d'acier constituent les structures d'enveloppe des bâtiments à structure d'acier, jouant principalement un rôle d'étanchéité au vent, à la pluie, d'isolation thermique et de conservation de la chaleur. Le processus d'installation comprend les étapes suivantes :
- Installation de poutrelles Les poutrelles sont des éléments porteurs qui soutiennent les panneaux de toiture et de mur, et doivent être installées sur les colonnes et poutres en acier selon l'espacement prévu par la conception. Avant leur installation, il convient de vérifier le modèle et la longueur des poutrelles afin de s'assurer qu'ils correspondent aux plans ; lors de l'installation, les boulons de connexion entre les poutrelles et les éléments en acier doivent d'abord être serrés, et l'élévation ainsi que la rectitude des poutrelles doivent être contrôlées pour éviter toute inclinaison ou flexion des poutrelles. Pour les poutrelles dont les portées sont importantes, des tirants de poutrelles doivent être installés afin de renforcer la stabilité des poutrelles.
- Installation du système de toiture Le système de toiture se compose généralement de panneaux de toiture, de couches d'isolation, de rouleaux étanches, etc. Lors de l'installation, la couche d'isolation (tels que des rouleaux de laine de verre ou des plaques de laine de roche) doit être posée en premier. Cette couche d'isolation doit être installée à plat, et les joints doivent être bien serrés pour éviter les espaces ; ensuite, les panneaux de toiture seront posés. Les panneaux doivent être posés en partant de la faîtière vers les gouttières, ou bien d'un côté à l'autre. La longueur de recouvrement entre les panneaux doit répondre aux exigences de conception, et les parties en recouvrement doivent être fixées avec des vis autotaraudeuses ou par des connexions à emboîtement afin d'assurer une liaison solide. Parallèlement, un traitement étanche doit être effectué au niveau de la faîtière, des gouttières, des chéneaux et d'autres éléments de la toiture, et des rouleaux étanches ou des produits d'étanchéité doivent être installés pour prévenir toute infiltration d'eau de pluie.
- Installation du système mural Le système de mur est similaire au système de toiture, composé de panneaux muraux, de couches d'isolation, etc. Lors de l'installation, les pannes murales doivent d'abord être fixées, puis la couche d'isolation doit être posée, et enfin les panneaux muraux doivent être installés. Les panneaux muraux doivent être placés verticalement par rapport au sol. Les méthodes de chevauchement et de fixation entre les panneaux doivent respecter les exigences spécifiées. Parallèlement, un traitement des bords doit être effectué aux niveaux des ouvertures de portes et fenêtres, des angles des murs, ainsi que sur d'autres parties, afin d'assurer l'esthétique et l'étanchéité du mur.
9. Réception des projets de structures en acier
L'acceptation des projets de structures en acier est une inspection complète de la qualité globale du projet, qui se divise en trois étapes : l'acceptation des sous-projets, l'acceptation des projets de division et l'acceptation finale des projets unitaires.
- Acceptation du sous-projet Après la réalisation de chaque processus, tel que l'inspection de l'acier, la fabrication des composants, l'ingénierie du soudage, le raccordement par boulons, l'ingénierie du revêtement, etc., l'unité de construction doit effectuer une auto-inspection. Après avoir réussi l'auto-inspection, celle-ci doit être soumise à l'unité de supervision pour réception. Le contenu de la réception comprend les registres de construction du processus, les rapports d'inspection qualité, les certificats matériels et autres données, ainsi que l'état visuel, l'écart dimensionnel, la qualité des soudures et d'autres aspects qualitatifs des composants. Ce n'est qu'après avoir passé la réception que le processus suivant peut être réalisé.
- Acceptation du projet de division Lorsque tous les sous-projets, tels que l'installation des composants, la connexion des joints, ainsi que l'installation du système de toiture et des murs de la structure en acier sont terminés, l'acceptation du projet par division doit être effectuée. Cette acceptation sera organisée par l'unité de construction, avec la participation des unités chargées de la conception, de la construction, de la supervision et d'autres entités. Les principales tâches consisteront à vérifier les principaux indicateurs de performance de la structure en acier, tels que la verticalité générale, le flambement plan, l'écart d'élévation, à s'assurer que les données d'acceptation de chaque sous-projet sont complètes et conformes, et à effectuer des contrôles ponctuels sur l'apparence et l'épaisseur du revêtement anticorrosion de la structure en acier.
- Acceptation finale du projet d'unité Lorsque le projet de structure en acier et les autres projets de division du projet de construction (tels que le génie civil, l'ingénierie d'installation des eaux et de l'électricité, etc.) sont terminés, l'acceptation finale du projet unitaire doit être effectuée. L'équipe d'acceptation vérifiera l'ensemble des données techniques du projet (telles que les plans de construction, les modifications de conception, les rapports d'acceptation, etc.), effectuera une inspection complète concernant la fonctionnalité de service, la sécurité structurelle, la qualité esthétique, etc., afin de s'assurer que le projet répond aux exigences de conception et aux normes spécifiques applicables. Après avoir réussi l'acceptation, un rapport d'acceptation final sera établi, et le projet pourra alors être officiellement mis à disposition pour utilisation.
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