Il existe de nombreux types de matériaux de construction utilisés dans la construction tels que le béton, L’acier, le bois et la maçonnerie. Chaque matériau a des propriétés différentes telles que le poids, la résistance, la durabilité et le coût, ce qui le rend adapté à certains types d’applications. Le choix des matériaux pour la construction est basé sur le coût et l’efficacité pour résister aux charges et aux contraintes agissant sur la structure., En tant qu’ingénieur structure, je travaille avec mes clients pour décider du type de matériaux utilisés dans chaque projet en fonction de la taille et de l’utilisation du bâtiment.
la fabrication de matériaux de construction est une industrie bien établie et normalisée capable de fournir un approvisionnement fiable en matériaux de haute qualité pour nos structures.La production de matériaux de construction de qualité structurelle est soumise à des procédures de contrôle de la qualité qui impliquent une inspection et des tests conformément aux normes nationales et aux méthodes d’essai scientifiques.,
Une partie des responsabilités de l’ingénieur en structure consiste à préparer les spécifications du projet, y compris tous les matériaux de construction et les normes applicables et les dispositions à respecter. C’est une partie cruciale de tout projet pour spécifier la qualité et les propriétés des matériaux à utiliser.
Les matériaux de construction peuvent généralement être divisés en deux catégories: les matériaux de construction naturels tels que la pierre et le bois, et les matériaux de construction artificiels tels que le béton et l’acier., Les deux catégories nécessitent généralement un certain niveau de préparation ou de traitement avant l’utilisation dans une application structurelle. Voici la liste des matériaux que j’ai le plus utilisés dans les projets de conseil en ingénierie.,
| Material type | Sample compressive strength as force (Newton) per unit area (mm2) | |
| Steel | 300 MPa* | |
| Concrete | 25 MPa* | |
| Masonry | 10 MPa* | |
| Wood | Parallel to grain | 5 MPa* |
| Perpendicular to grain | 3.,5 MPa* | |
*MPa: Mega Pascal ou N/mm2
Béton:
le béton est un matériau composite fabriqué à partir de mélange de ciment, d’agrégats tels que du sable et de la pierre concassée et de l’eau. Les propriétés du béton dépendent des rapports utilisés dans la conception du mélange. Par conséquent, il est courant pour les fournisseurs de béton de fournir les propriétés des matériaux et les résultats des tests pour chaque pièce de béton.,
le béton frais peut être coulé dans des coffrages pour prendre n’importe quelle forme et prend du temps à durcir en un matériau semblable à la pierre. Il faut jusqu’à 7 jours pour que le béton atteigne la majorité de sa force et nécessitera une attention particulière au durcissement pour éviter la fissuration ou la réduction de la capacité. Le béton est très polyvalent et est mon matériau de prédilection pour les applications qui nécessitent une combinaison de résistance et de durabilité. Par exemple, le béton est un excellent matériau pour la construction de fondations où le poids de la structure rencontre le sol., Cela nécessite de la force pour supporter la charge et aussi de la durabilité pour résister au contact avec le sol environnant.
Le béton est très résistant lorsqu’il est exposé à des contraintes de compression, mais il est fragile et a une résistance à la traction limitée. Combiné avec des barres d’armature en acier, le béton armé est plus résistant et plus adapté à un large éventail de structures telles que les grands bâtiments à plusieurs étages, les ponts, les routes, les tunnels et tant d’autres applications.,
acier:
L’acier est l’un des matériaux de construction les plus solides disponibles avec une excellente résistance en tension et en compression. En raison de son rapport résistance-poids élevé, il est idéal pour le cadre structurel des grands bâtiments et des grandes installations industrielles. L’acier de construction est disponible dans des formes standard telles que les angles, les poutres en I et les canaux en C. Ces formes peuvent être soudées ensemble ou connectées à l’aide de boulons à haute résistance pour construire des structures capables de résister à de grandes forces et déformations.,
L’acier est un matériau de construction relativement coûteux, il est donc de la responsabilité de l’ingénieur en structure de choisir des tailles et des formes économiques en fonction des charges réelles sur le bâtiment pour éviter une conception excessive. En raison du coût plus élevé de l’acier, je reçois souvent des questions de nos clients demandant s’il existe un moyen de réduire le poids et la taille de certains membres en acier dans la structure. Cela peut être fait si les charges peuvent être réduites sur les membres et / ou si des supports verticaux supplémentaires peuvent être introduits., L’installation de l’acier prend moins de temps que le béton et peut être installée dans n’importe quel type d’environnement.
Bois
le Bois a été utilisé comme un matériau de construction pour des milliers d’années, et s’il est correctement entretenu peut durer des centaines d’années. C’est une ressource naturelle facilement disponible et économiquement faisable avec un poids léger et des propriétés fortement usinables. Il fournit également une bonne isolation contre le froid, ce qui en fait un excellent matériau de construction pour les maisons et les bâtiments résidentiels.,
Les pièces de bois utilisées dans la construction sont rabotées à la machine et sciées selon certaines spécifications dimensionnelles. Le bois dimensionnel est disponible dans des sections largement disponibles telles que 2”x4”, 2” x6″, etc. Ceci est couramment utilisé dans la construction de murs et de planchers. Croyez-le ou non, un 2”x4” est en fait 1 ½ ” de large x 3 ½ » de haut. Le bois qui vient dans de plus grandes dimensions sont appelés bois ou poutres et sont couramment utilisés pour construire les cadres de grandes structures telles que les ponts et les bâtiments à plusieurs étages., Le bois d’ingénierie est un autre type de bois utilisé dans la construction qui consiste en diverses formes de bois collées ensemble pour former un matériau composite adapté à des applications de construction spécifiques. Des exemples de bois d’ingénierie sont le bois lamellé-collé (lamellé-collé), le contreplaqué et les panneaux de fibres.
en raison de son poids léger, le bois n’est pas le matériau de construction le plus approprié pour supporter des charges plus lourdes et n’est pas idéal pour les longues portées. Le bois est rarement utilisé pour les fondations et les murs du Sous-sol, car il doit être traité sous pression en raison de son contact avec le sol/l’humidité qui peut être assez coûteux., Dans une maison à ossature de bois, les fondations et les murs du Sous-sol sont généralement construits en béton armé.
maçonnerie:
La Construction de maçonnerie utilise des unités individuelles pour construire des structures qui utilisent généralement du mortier pour lier les unités ensemble. Le matériau le plus courant que j’utilise dans la conception de structures de maçonnerie est le bloc de béton, avec renforcement vertical en acier si nécessaire. La maçonnerie résiste bien aux charges/contraintes de compression, ce qui la rend idéale pour la construction de murs porteurs., Les autres matériaux de maçonnerie comprennent la brique, la pierre et le bloc de verre. La maçonnerie est un matériau très durable et résistant au feu, mais elle peut être sensible au mortier et à la qualité de fabrication.
Il y a eu une augmentation de l’utilisation de la maçonnerie comme murs porteurs pour la conception de bâtiments à plusieurs étages dans mon bureau. Le système structurel se compose généralement de planchers en béton soutenus sur une combinaison de murs en maçonnerie et en béton armé en fonction du nombre d’étages et de la charge sur les murs., Les murs de maçonnerie avec des fenêtres ou des ouvertures ont besoin de poutres horizontales ou de linteaux pour couvrir le poids du mur au-dessus de l’ouverture. La maçonnerie n’est pas aussi adaptée aux grandes ouvertures dans les murs que l’ossature en béton ou en acier, mais peut être un choix économique si les dimensions de l’ossature et de l’ouverture sont raisonnables et si la longueur des segments de mur ne sont pas trop courtes.
Les murs porteurs en maçonnerie peuvent être empilés les uns sur les autres pour construire des bâtiments à plusieurs étages. La charge sur le mur de maçonnerie du premier étage est l’accumulation de tout le poids des étages au-dessus., Par conséquent, le mur du plancher inférieur doit être plus solide que les murs de l’étage supérieur. Cela peut être réalisé en renforçant les vides dans les murs de maçonnerie inférieurs avec des barres d’acier et du coulis de béton. Plus de barres d’acier un espacement plus étroit des noyaux couchés équivaut à des murs de maçonnerie plus solides. Si un mur de maçonnerie porteur ne s’étend pas jusqu’à la fondation en raison des ouvertures requises telles que les allées d’entraînement du parking, de grandes poutres de transfert en béton ou en acier sont nécessaires pour soutenir le mur au-dessus de l’ouverture.,
Il y a beaucoup plus qui peut être couvert sur le sujet des matériaux de construction, mais j’espère que cela vous donne une bonne compréhension de chacun des principaux matériaux et des applications qui conviennent le mieux à chacun d’eux. Si vous avez des questions sur l’un de ces documents, n’hésitez pas à les laisser dans la section commentaire ci-dessous.
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