Structures Quonset et Arch-Type

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Dans leur recherche d’un nouveau bâtiment, nombre de nos clients reconnaissent rapidement les avantages d’une solution de construction en acier. Mais il existe différents types de bâtiments en acier, et tous n’offrent pas la même efficacité et les mêmes avantages. Il existe quatre principaux types de bâtiments en acier qui peuvent être considérés comme des solutions préfabriquées. Il s’agit du Quonset Hut et de ses variantes de type arc, le bâtiment C-channel Metal ; le système traditionnel de construction métallique à ossature rigide et la solution de construction hybride en acier. Chacune de ces solutions de construction en acier a ses mérites, ses avantages et ses inconvénients ; et chacun est mieux adapté à des fonctions et applications spécifiques. Nous avons exploré en profondeur le cadre rigide et le canal en C dans les blogs précédents. Tournons maintenant notre attention vers la cabane Quonset et d’autres structures en acier de type arc.

Quonsets et structures de type arc

Le refuge Quonset a été le premier bâtiment en acier préfabriqué, fabriqué à l’origine comme structure temporaire utilisée pendant les guerres mondiales. Il s’agissait d’arcs de poteaux surmontés de feuilles de revêtement métallique, incroyablement faciles à transporter et, en raison de leur capacité d’empilage, ils pouvaient être facilement assemblés et réassemblés sur le front de guerre.

L’une des caractéristiques les plus appréciées à cette époque était la capacité de la structure à contenir et à se soulever lorsqu’une bombe explosait à l’intérieur. Et bien sûr, parce qu’elle était entièrement constituée de composants en acier, la cabane Quonset était résistante au feu.

Astuce : Le Quonset et toutes les structures en arc, comme les systèmes de construction à profilé en C et à ossature métallique rigide, sont fabriqués à partir de composants 100 % en acier. En tant que tels, ils partagent une cote de feu « A ». De nombreux clients ne réalisent pas que ce facteur d’incombustibilité peut permettre d’économiser beaucoup d’argent sur les primes d’assurance pendant toute la durée de vie de leur bâtiment en acier préfabriqué.

L’Arche – Force et intégrité

Le Quonset Hut sert à de nombreuses fins – et à vrai dire, j’ai une affiliation un peu protectrice à son égard, car c’est le premier bâtiment en acier qu’on m’a appris à reconnaître et à vendre. La chose la plus étonnante à propos du Quonset est que l’intégrité de la structure entière reste entièrement dépendante de l’intégrité de chaque arc individuel. Et quiconque a voyagé en Europe et y a été témoin de l’architecture historique comprend la force de cette arche.

Le fait que l’arc fournisse le support structurel du bâtiment signifie que tous les Quonsets ont un intérieur à portée libre. Comme c’est le cas pour tous les bâtiments en acier préfabriqués, les colonnes et les poteaux ne sont pas requis pour l’intégrité structurelle. Cela signifie que rien ne s’oppose à un espace intérieur utilisable à 100 %.

Les Quonsets sont préfabriqués, exigeant la conformité aux codes nationaux du bâtiment et aux charges. Cela signifie que, comme tous les bâtiments en acier préfabriqués, les Quonsets doivent être conçus sur mesure pour résister aux charges et aux codes de l’emplacement spécifique dans lequel ils seront érigés. En termes simples, le calibre de l’acier détermine la résistance ultime de la structure : plus le calibre de l’acier est bas, plus chaque arc sera épais et résistant.

Les arches d’un Quonset sont en acier galvalume ondulé profond, et l’ondulation elle-même fournit une résistance structurelle supplémentaire à la structure globale. Il assure également l’extérieur du bâtiment afin qu’il soit à la fois structure et revêtement. Cela fait partie de la conception économique du Quonset : la surface et la structure ne font qu’un.

En fonction de la largeur de la structure, plusieurs segments sont boulonnés ensemble pour former chaque arc individuel et chaque arc est ensuite boulonné à l’arc suivant dans l’ordre. Les arches sont ancrées à une fondation – généralement une dalle flottante. Une plaque de base industrielle qui relie les arches à la fondation est sans doute l’un des composants les plus importants dans la construction de toutes les structures en acier de type arc. Cette plaque est extrêmement précieuse pour aligner correctement les arches sans aucun chalumeau ni torsion.

Astuce : Si vous achetez un Quonset, assurez-vous d’inclure le connecteur de la plaque de base dans votre coût global. Ce composant important est une fonctionnalité facultative que vous ne voulez pas négliger.

Les premiers Quonsets étaient souvent appelés structures en dôme. Leurs formes brillantes en demi-lune ornent plusieurs de nos provinces canadiennes car elles sont rapidement devenues une solution fantastique pour les applications agricoles, notamment en termes de logement du bétail et de stockage des récoltes. Mais les clients ont vite compris qu’une quantité importante d’espace était perdue sur les parois latérales du Quonset. En raison de la conception structurelle de l’arc, les côtés de ces structures en acier d’origine ne sont pas verticaux et cette perte d’espace sur les côtés de la structure s’accumule rapidement.

Astuce : En comparant les bâtiments en acier de type Arch avec d’autres systèmes de construction préfabriqués, un facteur très important à prendre en compte par les clients est la mesure de la hauteur. La hauteur d’un bâtiment en arc est prise à partir du centre de l’élément le plus élevé – le point le plus élevé de l’arc. La hauteur d’un profilé en C ou d’un cadre rigide est plutôt prise à la HAUTEUR DE L’Avant-toit (et non au sommet) – là où la paroi latérale rencontre le toit. Par exemple, un bâtiment en arc d’une hauteur répertoriée de 12′ peut être comparable à un bâtiment à pignon d’une hauteur de 9′, selon la pente.

Diagramme de Quonset

Sécurité structurelle et attrait esthétique

Dans un effort pour gérer cet espace perdu, les fabricants de Quonset ont créé plusieurs modèles différents du bâtiment en arc d’origine.

Diagramme de Quonset

Et bien que dans bon nombre de ces nouvelles conceptions, l’espace perdu soit minimisé, il y a eu une tendance à s’éloigner de ces structures de type arc pour deux raisons principales : les charges de neige élevées et l’attrait esthétique.

Au cours des dernières décennies, de nombreuses chutes de neige inattendues et de fortes pluies ont eu lieu dans de nombreuses régions d’Amérique du Nord. Ces conditions météorologiques sans précédent ont provoqué l’effondrement de structures de tous types. Naturellement, la dévastation et la perte de propriétés ont suscité de vives inquiétudes et ont entraîné la mise en œuvre de nouveaux codes nationaux du bâtiment plus stricts. Ces nouveaux codes, à leur tour, ont eu pour effet de limiter l’utilisation de grandes structures de type arc dans de nombreux domaines, car le calibre de l’acier requis pour passer l’approbation était si épais qu’il augmentait considérablement le coût global de la construction. Les Quonsets sont devenus comparables aux autres alternatives traditionnelles de bâtiments en acier préfabriqués en termes de prix et ne constituaient plus l’option abordable pour les projets à grande échelle.

Conseil : Les types de charges et leurs ampleurs sont d’une importance cruciale pour la conception et la construction de tout bâtiment en acier préfabriqué. L’emplacement du site où sera situé un bâtiment, ainsi que l’emplacement et le positionnement du bâtiment SUR CE site, sont extrêmement importants pour déterminer l’intégrité de toute structure en acier préfabriquée. Si un bâtiment doit être situé dans une zone comportant des obstacles, d’autres bâtiments ou des arbres par exemple, ce bâtiment doit alors être conçu pour résister à la neige supplémentaire qui peut survenir en raison de l’ombre de neige, c’est-à-dire les accumulations de neige redirigées. qui sont causés par le positionnement de ces obstacles, par rapport au bâtiment en acier. Aujourd’hui, les fournisseurs de bâtiments préfabriqués en acier sont très fatigués d’obtenir ces informations vitales de la part des clients. Lorsque vous discutez de votre projet, assurez-vous de partager des informations sur votre site avec votre consultant en bâtiment.

À peu près au même moment où le CNB est devenu plus strict, de nombreuses municipalités ont également adopté des règlements interdisant l’utilisation de structures de type arc dans les zones commerciales et résidentielles, en raison de leur attrait esthétique. Plusieurs groupes de lobbyistes se sont élevés contre la surface brillante des arcs en galvalume, affirmant qu’ils semblaient non conventionnels, industriels et peu attrayants dans les zones municipales à haute fréquence et les espaces résidentiels.

Puisqu’il n’est généralement pas recommandé d’appliquer de la peinture sur les arches de ces structures, la créativité esthétique et la personnalisation se limitent généralement aux murs d’extrémité de ces bâtiments métalliques. De nombreux clients sont heureux de construire leurs propres murs d’extrémité à partir de panneaux de bois ou d’acier afin d’orner la façade de leurs systèmes de construction métalliques.

Astuce : Si vous achetez un Quonset, assurez-vous de vérifier si les deux murs d’extrémité de la structure ont été inclus dans votre récapitulatif des coûts. De nombreux fournisseurs considèrent le Endwall comme une fonctionnalité optionnelle et l’incluent moyennant un coût supplémentaire par rapport au kit standard.

Un autre facteur pour certains clients est que les ouvertures de portes et de fenêtres sont généralement limitées aux parois d’extrémité du Quonset. Rappelons que le facteur le plus important dans l’établissement de l’intégrité structurelle d’un bâtiment en arc est l’arc lui-même. Il s’ensuit que la mise en place d’ouvertures sur les côtés de l’arc nécessite une ingénierie approfondie pour garantir l’intégrité – à un coût accru. L’utilisation limitée des ouvertures de portes sur les côtés de la structure a des implications à la fois esthétiques et fonctionnelles.

Toutes ces choses combinées ont rendu les structures de type arc applicables à un marché de consommation très spécifique : généralement ceux qui recherchent de grandes structures dans des zones avec peu ou pas de chutes de neige ; et les clients qui recherchent des bâtiments plus petits – jusqu’à environ 35 pieds de largeur, pour une utilisation comme magasins et garages dans l’arrière-cour. Ces bâtiments sont souvent commercialisés sous forme de kits à faire soi-même et, bien qu’il puisse être fastidieux et long de boulonner chaque arche dans la suivante avec des milliers de boulons, le principal défi pour les clients bricoleurs est de maintenir l’alignement des arches sans torsion pendant le processus d’érection.

Astuce : Comme mentionné précédemment, assurez-vous de discuter de l’inclusion du connecteur de plaque de base dans votre devis de construction. Ce connecteur contribuera à diminuer la torsion des arcs pendant la construction. Tout aussi important, si vous envisagez une structure en acier de type arche, vérifiez si votre fournisseur a inclus le calfeutrage en caoutchouc butyle dans votre récapitulatif des coûts. De nombreux fournisseurs considèrent ce calfeutrage comme une fonctionnalité facultative et ne l’incluent qu’à un coût supplémentaire par rapport au kit standard. Mais il a été démontré que le calfeutrage en caoutchouc butyle appliqué entre les arches pendant le processus de construction réduit le risque de fuite d’eau dans ces bâtiments. Il est extrêmement difficile de l’appliquer efficacement une fois le bâtiment érigé.

Clôture

Il ne fait aucun doute que le Quonset Hut et d’autres structures de type arc ont fourni un espace structurel précieux à de nombreux clients.

Autrefois une solution en acier très abordable, les structures de type arc ont perdu en popularité à mesure que les modifications apportées aux codes nationaux du bâtiment et aux règlements municipaux imposaient des directives strictes limitant leur utilisation dans les zones à fortes charges de neige et dans plusieurs zones résidentielles et commerciales.

En conséquence, le Quonset Hut et d’autres structures en acier de type arc se limitent à desservir un segment très spécialisé du marché de consommation. Leur coût accru et leurs problèmes d’esthétique ont incité les clients à se tourner vers d’autres types de solutions de construction métalliques préfabriquées afin d’obtenir les avantages précédemment recherchés du Quonset. Les solutions préfabriquées, comme le canal en C, commencent à remplacer les petites structures de type arc parce qu’elles offrent la même construction à faire soi-même, avec un attrait esthétique plus traditionnel et à un coût comparable. Et pour les bâtiments plus grands avec des constitutions plus larges, les bâtiments en acier à ossature rigide préfabriqués sont devenus une solution alternative, en particulier dans les zones où les conditions environnementales sont très importantes.

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