Structures Quonset et en forme d’arche

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 les mêmes efficacités et avantages. Il existe quatre principaux types de bâtiments en acier qui peuvent être considérés comme des solutions préfabriquées. Il s’agit de la hutte Quonset et de ses variantes en forme d’arche, le bâtiment en métal à profilés en C, le système de construction métallique à ossature rigide traditionnelle 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 chacune est mieux adaptée à des fonctions et applications spécifiques. Nous avons exploré l’ossature rigide et le profilé en C en profondeur dans les blogs précédents, examinons maintenant la hutte Quonset et d’autres structures en acier en forme d’arche.

Structures Quonset et en forme d’arche

La hutte Quonset a été le premier bâtiment en acier préfabriqué qui a été à l’origine fabriqué comme une structure temporaire utilisée pendant les guerres mondiales. Il se composait d’arches de poteaux avec des feuilles de revêtement métallique posées sur le dessus, qui étaient 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’elles étaient entièrement constituées de composants en acier, la hutte Quonset était résistante au feu.

Remarque : Le Quonset et toutes les structures en forme d’arche, comme les systèmes de construction métalliques à profilés en C et ossature 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 de non-combustibilité peut économiser de l’argent sur les primes d’assurance pendant la durée de vie de leur bâtiment en acier préfabriqué.

L’Arche – Solidité et Intégrité

La hutte Quonset sert à de nombreuses fins – et à vrai dire, je ressens une appartenance protectrice pour elle, car c’était le premier bâtiment en acier qu’on m’a appris à reconnaître et à vendre. La chose la plus étonnante à propos du Quonset, c’est que l’intégrité de la structure entière reste entièrement dépendante de l’intégrité de chaque arche individuelle. Et quiconque a voyagé en Europe et a été témoin de l’architecture historique là-bas, comprend l’importance de cette arche.

Le fait que l’arche fournisse le support structurel du bâtiment signifie que tous les Quonset 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 Quonset sont préfabriqués, exigeant la conformité aux codes nationaux du bâtiment et aux charges. Cela signifie que, comme tous les bâtiments en acier préfabriqués, les Quonset 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 arche sera épaisse et résistante.

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. Elle fournit également l’extérieur du bâtiment afin qu’il soit structure et couverture tout en un. Cela fait partie de la conception économique du Quonset – la surface et la structure ne font qu’un.

Selon la largeur de la structure, plusieurs segments sont boulonnés ensemble pour former chaque arche individuelle et chaque arche est ensuite boulonnée à l’arche suivante en séquence. 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 en forme d’arche. Cette plaque est extrêmement utile pour aligner correctement les arches sans aucun couple ni torsion.

Remarque : 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 qu’il ne faut pas négliger.

Les premiers Quonset étaient souvent appelés structures en dôme. Leurs formes brillantes en demi-lune ornent bon nombre de nos provinces canadiennes car elles sont rapidement devenues une solution idéale pour les applications agricoles, notamment en termes de logement du bétail et de stockage des récoltes. Mais les clients ont vite compris qu’il y avait une quantité importante d’espace qui se perdait sur les parois latérales du Quonset. En raison de la conception structurelle de l’arche, 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’additionne rapidement.

Remarque : En comparant les bâtiments en acier en forme d’arche 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 à arche est prise à partir du centre du composant le plus élevé – le point le plus élevé de l’arche. La hauteur d’un profilé en C ou d’une ossature rigide est plutôt prise à la HAUTEUR DE L’AVANT-TOIT (pas au sommet), là où la paroi latérale rencontre le toit. Par exemple, un bâtiment à arche d’une hauteur répertoriée de 12 pieds peut être comparable à un bâtiment à pignon d’une hauteur de 9 pieds, selon l’inclinaison.

Sécurité structurelle et attrait esthétique

Dans un effort pour faire face à cet espace perdu, les fabricants des Quonset ont créé plusieurs modèles différents du bâtiment en forme d’arche d’origine.

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 en forme d’arche pour deux raisons principales : les charges de neige élevées et l’attrait esthétique.

Au cours des dernières décennies, il y a eu de nombreux cas de chutes de neige exceptionnellement élevées mélangées à de fortes pluies, 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 biens ont suscité de vives inquiétudes et ont entraîné la mise en place de nouveaux codes nationaux du bâtiment stricts. Ces nouveaux codes ont à leur tour eu pour effet de limiter l’utilisation de grandes structures en forme d’arche dans de nombreux domaines, car le calibre de l’acier requis pour obtenir l’approbation était si épais qu’il a considérablement augmenté le coût global de la construction. Les Quonset sont devenus comparables aux autres alternatives traditionnelles de construction en acier préfabriqué en termes de prix et n’étaient plus l’option abordable pour les projets à grande échelle.

Remarque : Les types de charges et leurs amplitudes sont d’une importance cruciale dans la conception et la construction de tout bâtiment en acier préfabriqué. L’emplacement du site où un bâtiment sera situé, 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 avec des obstacles, d’autres bâtiments ou des arbres par exemple, alors ce bâtiment doit être conçu pour résister à la neige supplémentaire qui peut se produire en raison de l’ombre de la neige – c’est-à-dire les accumulations de neige redirigées qui sont causées par le positionnement de ces obstacles, par rapport au bâtiment en acier. Aujourd’hui, les fournisseurs de bâtiments en acier préfabriqués veulent absolument obtenir ces informations vitales des clients. Lorsque vous discutez de votre projet, assurez-vous de partager les détails de 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 en forme d’arche dans les zones commerciales et résidentielles, en raison de leur attrait esthétique. Plusieurs groupes de lobbyistes se sont opposés à la surface brillante des arches de galvalume, affirmant qu’elles semblaient non conventionnelles, industrielles et peu attrayantes dans les zones municipales à haute fréquence et résidentielles.

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

Remarque : Si vous achetez un Quonset, assurez-vous de savoir si les deux parois d’extrémité de la structure ont été incluses dans votre récapitulatif des coûts. De nombreux fournisseurs considèrent la paroi d’extrémité comme une fonctionnalité optionnelle et l’incluent à un coût supplémentaire par rapport au kit standard.

Un autre facteur pour certains clients est que les ouvertures de porte et de fenêtre sont généralement limitées aux parois d’extrémité du Quonset. Rappelez-vous que le facteur le plus important dans l’établissement de l’intégrité structurelle du bâtiment en forme d’arche est l’arche elle-même. Il s’ensuit que la mise en place d’ouvertures sur les côtés de l’arche nécessite une ingénierie approfondie pour garantir l’intégrité – à un coût accru. L’utilisation limitée des ouvertures de porte sur les côtés de la structure a des implications à la fois pour l’esthétique et la fonctionnalité.

Toutes ces caractéristiques combinées ont rendu les structures en forme d’arche applicables à un marché de consommation très spécifique : généralement ceux qui recherchent de grandes structures dans des zones avec peu ou pas de chute de neige, et les clients qui recherchent des bâtiments plus petits, jusqu’à environ 35 pieds de largeur, à utiliser comme ateliers d’arrière-cour et garages. Souvent, ces bâtiments sont commercialisés sous forme d’ensembles de bricolage et, bien qu’il puisse être fastidieux et long de boulonner chaque arche à 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.

Remarque : Comme mentionné précédemment, assurez-vous de discuter de l’inclusion du connecteur de plaque de base dans votre devis de construction. Ce connecteur aidera à diminuer la torsion des arches pendant la construction. Tout aussi important, si vous envisagez une structure en acier en forme d’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 optionnelle et l’incluent uniquement à un coût supplémentaire par rapport à l’ensemble standard. Mais le calfeutrage en caoutchouc butyle appliqué entre les arches pendant le processus de construction s’est avéré réduire la possibilité de fuite d’eau dans ces bâtiments. Il est extrêmement difficile à appliquer efficacement après la construction du bâtiment.

Conclusion

Il ne fait aucun doute que la hutte Quonset et d’autres structures en forme d’arche ont fourni un espace structurel précieux à de nombreux clients.

Autrefois une solution en acier très abordable, les structures en forme d’arche ont souffert de leur popularité, car les modifications apportées aux codes nationaux du bâtiment et aux règlements municipaux ont imposé des directives strictes qui limitaient leur utilisation dans les zones à fortes charges de neige et dans plusieurs zones résidentielles et commerciales.

En conséquence, la hutte Quonset et d’autres structures en acier en forme d’arche se sont limitées à desservir un segment très spécialisé du marché de la consommation. Leur augmentation des coûts et leurs problèmes d’esthétique ont incité les clients à se tourner vers d’autres types de solutions de construction métallique préfabriquées afin d’obtenir les avantages précédemment recherchés du Quonset. Des solutions préfabriquées, comme les profilés en C, commencent à remplacer les structures en forme d’arche plus petites, car elles offrent la même construction à faire soi-même, avec un attrait esthétique plus traditionnel et à un coût comparable. Et dans le cas de bâtiments plus grands et plus larges, les bâtiments en acier à ossature rigide préfabriquées sont devenus une solution alternative, en particulier dans les zones où les conditions environnementales sont très importantes.

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