Au sein du système de stabilité global d'une usine à structure d'acier, le système de contreventement de colonnes verticales en acier joue un rôle essentiel dans le transfert vertical des charges vers la fondation. Installé en diagonale entre des rangées de colonnes en acier, s'étendant de la fondation jusqu'aux sommets des colonnes, il fonctionne en conjonction avec le contreventement horizontal du toit et les tirants rigides pour former une structure spatiale complète résistante aux forces latérales.
La gamme de produits englobe diverses formes structurelles, spécifications de matériaux et options de configuration, ce qui la rend adaptée à tout, des entrepôts légers aux installations de grues lourdes et aux zones à fort séisme. Ces composants sont préfabriqués en usine et principalement assemblés sur site à l'aide de connexions boulonnées, équilibrant la résistance structurelle, l'efficacité de la construction et la stabilité opérationnelle à long terme. Il s'agit d'un accessoire standard très pratique, largement utilisé dans l'ingénierie des structures en acier.
Désigné dans l'industrie sous le nom de « ZC » (Column Bracing), ce système est un composant essentiel résistant aux forces latérales verticales. Il est installé entre des colonnes en acier adjacentes, reliant le haut de la fondation au sommet de la colonne. Travaillant en tandem avec le contreventement horizontal du toit, le système de contreventement de colonnes verticales en acier forme le cadre complet résistant aux forces latérales de l'usine ; sa disposition en diagonale des contreventements relie la rangée de colonnes en acier, facilitant le transfert de charge et le renforcement structurel.
1. Transmet les forces externes, y compris les charges de vent horizontales sur le toit, les charges sismiques longitudinales et les forces de freinage longitudinales provenant des opérations de grue, directement aux fondations du bâtiment.
2. Limite la déformation hors plan des colonnes en acier et réduit leur longueur de flambement effective, améliorant ainsi considérablement la rigidité longitudinale globale du cadre en acier.
3. Stabilise les dimensions longitudinales de l'usine, empêchant le déplacement longitudinal de l'ensemble du bâtiment et conservant la forme et la stabilité structurelles.
1. Contreventement : le style courant actuellement sur le marché ; en acier d'angle ou en acier rond. Il ne supporte que des charges de traction et constitue la configuration standard pour les bâtiments industriels ordinaires.
2. Contreventement de type portail : également connu sous le nom de « cadre en A » ou de contreventement en V inversé ; fabriqués à partir de tubes ronds ou de petites sections d'acier de construction. Il peut résister à la fois à la tension et à la compression et est couramment utilisé dans les bâtiments industriels robustes comportant de grandes portées et des ponts roulants de grande capacité.
3. Contreventement à plusieurs niveaux : conçu spécifiquement pour les installations équipées de grues ; divisé en sections supérieure et inférieure. Le contreventement inter-colonnes du niveau inférieur est installé sous la poutre de la grue, tandis que le contreventement du niveau supérieur est installé au-dessus, permettant aux charges à différentes altitudes d'être réparties sur les zones respectives.
Les bâtiments industriels standards utilisent de l'acier Q235B. Pour les ateliers à usage intensif, les zones à fort séisme ou les installations équipées de ponts roulants de fort tonnage, l'acier Q355B est utilisé pour améliorer la capacité de charge globale.
1. Contreventement : utilise de l'acier d'angle à pattes égales (allant de L50×5 à L90×8) et des barres d'acier rondes (diamètres de Φ16 à Φ25).
2. Contreventement de type portail : utilise couramment des tubes ronds (Φ114×3 ou Φ140×4) ; des poutres en H de petite section peuvent également être utilisées pour la fabrication.
1. Plaques de connexion d'extrémité : L'épaisseur de la plaque varie de 8 mm à 16 mm ; soudé en usine aux deux extrémités des éléments de contreventement avec des trous de boulons standard pré-percés pour le boulonnage aux brides de colonnes en acier.
2. Plaques d'épissure intermédiaires : raccords spécialisés pour le point d'intersection des contreventements transversaux ; utilisé pour fixer les deux contreventements diagonaux et assurer la stabilité structurelle au croisement.
3. Plaques d'ancrage de base : plaques de base pour contreventement inter-colonnes montés au sol, conçues pour un ancrage sécurisé aux boulons encastrés dans les fondations.
1. Bâtiments industriels ordinaires : utilise des boulons standard M16 ou M20 de qualité 4,8, complets avec des rondelles plates et des rondelles élastiques.
2. Pour les installations équipées de ponts roulants ou celles situées dans des zones sismiques : des boulons haute résistance de grade 8.8 sont utilisés exclusivement pour améliorer la résistance des assemblages.
1. Conditions standard : Le système de renfort de colonne verticale en acier subit un dérouillage manuel selon la norme St3, suivi de l'application d'un apprêt et d'une couche de finition, maintenant une épaisseur totale de film sec de 60 μm à 100 μm.
2. Zones d'usines chimiques et environnements côtiers hautement corrosifs : une galvanisation à chaud est appliquée sur l'ensemble de l'assemblage pour améliorer la résistance à la corrosion à long terme.
3. Composants situés dans les compartiments coupe-feu : recouverts d'une peinture ignifuge en couche mince offrant un indice de résistance au feu de 0,5 heure.
L'ensemble comprend des éléments principaux d'angle en acier, des plaques de connexion d'extrémité, des plaques d'épissure intermédiaires, un système complet de revêtement anticorrosion et des ensembles de boulons correspondants ; principalement utilisé pour les ateliers de structures légères en acier sans ponts roulants.
Comporte de l'acier rond comme élément principal, avec des extrémités filetées ou des plaques à cosses soudées, utilisées conjointement avec des écrous et des rondelles ; la structure est simple et généralement utilisée pour les petits entrepôts de base.
Utilise des tubes ronds comme matériau principal, associés à des plaques d'extrémité épaissies, des plaques de base ancrées au sol et des boulons à haute résistance ; offre une capacité portante supérieure, spécialement conçue pour les structures en acier lourdes et les ateliers équipés de ponts roulants de fort tonnage.
Le système de contreventement vertical en acier agit comme un composant de transfert de charge vertical ancré au sol, travaillant en tandem avec le contreventement horizontal du toit et les tirants rigides. Le contreventement des colonnes renforce le transfert de charge vertical et longitudinal ; le contreventement horizontal du toit gère le transfert de charge transversal ; et des tirants rigides assurent une liaison structurelle longitudinale globale. Ces trois types de composants fonctionnent ensemble pour former un système complet de stabilité spatiale pour l’installation – chacun est essentiel.
1. Améliore la stabilité structurelle longitudinale du bâtiment, offrant une excellente résistance au vent, aux forces sismiques et à la poussée longitudinale.
2. Maintient avec précision l'espacement entre les colonnes en acier, empêchant efficacement les problèmes tels que le déplacement, l'inclinaison ou le balancement des colonnes.
3. Il transfère de manière stable les charges horizontales générées par les poutres de grue, ce qui le rend parfaitement adapté aux installations industrielles équipées de ponts roulants.
4. Le profil structurel est robuste et présente des traitements anticorrosion et antirouille complets, garantissant une résistance à la déformation et à la rouille lors d'une utilisation extérieure à long terme.
5. Tous les composants sont préfabriqués en usine et fournis avec un jeu complet de connecteurs ; l'installation sur site est simple, ce qui accélère considérablement le calendrier de construction.
6. Il optimise le système porteur structurel global, améliorant ainsi la cote de sécurité de l'installation au niveau structurel.
1. Le contreventement entre colonnes est le seul composant du système qui transfère les charges verticalement au sol, transmettant directement les charges de vent, les charges sismiques et les forces de freinage longitudinales de la grue à la fondation. Le contreventement horizontal du toit transfère les forces externes uniquement au niveau du toit, et les tirants rigides servent simplement à limiter le mouvement longitudinal ; ni l’un ni l’autre ne peuvent transférer de charges aux fondations. Le contreventement inter-colonnes constitue le nœud porteur critique pour la résistance latérale longitudinale de l'installation.
2. Conçu dans une configuration à plusieurs niveaux, le système comprend des sections de renfort supérieures et inférieures capables de résister indépendamment aux forces d'impact générées par le fonctionnement de la grue ; le contreventement du toit et les tirants n'ont pas la capacité de supporter de telles charges dynamiques.
3. Il stabilise efficacement les colonnes en acier, réduit leur longueur effective hors plan et minimise l'utilisation de matériaux. En revanche, les tiges d'affaissement et les genouillères n'assurent qu'un maintien des poutres et des pannes en acier, n'offrant aucun contrôle sur la stabilité des colonnes en acier elles-mêmes.
Le système de contreventement de colonnes verticales en acier offre une large gamme de configurations structurelles. Les options incluent des contreventements flexibles à barres rondes pour les entrepôts simples, des contreventements transversaux standard (utilisant de l'acier d'angle) pour les usines conventionnelles et des contreventements en tube rond de type portail (capables de gérer à la fois la tension et la compression) pour les applications lourdes ou hautement sismiques. À l’inverse, le contreventement horizontal du toit est généralement limité aux cornières en acier ou aux barres rondes, offrant moins de variations structurelles. De plus, les spécifications des matériaux sont clairement classées, permettant une sélection flexible basée sur les charges du projet afin d'équilibrer les coûts et les performances.
Le contreventement inter-colonnes monté au sol est livré en standard avec des plaques de connexion de base, permettant un ancrage direct aux boulons de fondation ; en revanche, les contreventements horizontaux du toit et les tirants rigides se connectent uniquement aux poutres et aux colonnes et ne nécessitent pas d'ancrage de fondation. Les produits utilisent une approche modulaire et préfabriquée comprenant un traitement standardisé des composants et des modèles de trous uniformes sur les plaques d'extrémité. L'assemblage repose principalement sur le boulonnage plutôt que sur le soudage sur site, ce qui réduit considérablement la complexité de la construction.
Le contreventement inter-colonnes supporte principalement les charges verticales du sol aux fondations, fournit une résistance latérale longitudinale et supporte les charges dynamiques des grues. Le contreventement horizontal du toit gère la résistance au vent transversal et établit la structure rigide du toit. Des tirants rigides assurent une interconnexion longitudinale dans l’ensemble du bâtiment. Ces composants se complètent ; sans contreventement entre les colonnes, l'installation ne disposerait pas d'une structure de résistance latérale longitudinale ancrée au sol, compromettant ainsi la stabilité globale.
Les matériaux primaires sont constitués de profilés standards tels que des cornières d'acier et des tubes circulaires, éliminant les « zones mortes » où la poussière ou l'eau pourraient s'accumuler. Cela facilite les processus tels que l’élimination de la rouille, la peinture et la galvanisation à chaud. Étant donné que le contreventement entre les colonnes de base est exposé à l’humidité du sol, les exigences de résistance à la corrosion à long terme peuvent être satisfaites simplement en appliquant une couche de peinture plus épaisse ou en utilisant une galvanisation à chaud.
Le système de contreventement vertical des colonnes en acier sert de principal composant longitudinal porteur et stabilisateur pour l'installation ; le contreventement horizontal du toit agit comme un élément de stabilisation transversale ; des tirants rigides fonctionnent comme des éléments de liaison longitudinaux ; et les tirants ronds en acier ne sont classés que comme accessoires mineurs pour le système de clôture du toit. Ces quatre types de composants ont des rôles et des fonctions clairement définis.
Ce processus est basé sur la configuration standard de contreventement en acier à angle cruciforme ; les étapes de fabrication d'un contreventement en acier rond ou en tube circulaire peuvent être exécutées en référence à ce procédé.
1. Inspection des matières premières à l'arrivée : Vérifiez les documents d'assurance qualité des matériaux pour les tuyaux en acier à angle égal, en acier rond et en acier sans soudure, en confirmant que la qualité du matériau est Q235B ou Q355B. Inspecter les éléments pour déceler toute flexion, torsion ou corrosion ; redresser les matériaux présentant des déformations dépassant les normes avant utilisation. Vérifiez simultanément la qualité visuelle des plaques de connexion et des plaques de base en acier.
2. Découpe CNC : les cornières d'acier et les tubes ronds sont coupés à des longueurs fixes à l'aide de machines à scier ; les barres d'acier rondes sont coupées sur mesure et tous les bords coupés sont ébavurés. Les plaques de connexion, les plaques d'épissure intermédiaires et les plaques de base sont découpées et façonnées à l'aide d'un équipement CNC.
3. Assemblage : À l'aide de gabarits de positionnement, les plaques de connexion d'extrémité sont soudées aux deux extrémités des éléments structurels. Les plaques d'épissure intermédiaires sont pré-assemblées sur des traverses de type X, tandis que les plaques de base sont fixées aux extrémités inférieures des supports montés au sol et soudées par pointage en position.
4. Soudage sous protection gazeuse : le soudage sous protection gazeuse CO2 est utilisé pour les soudures d'angle joignant les éléments et les plaques de connexion ; la qualité de la soudure répond aux normes de grade II. Les projets standards sont soumis uniquement à une inspection visuelle, tandis que les soudures critiques dans les structures en acier robustes ou les ateliers équipés de grues sont soumises à des tests par ultrasons (UT) ponctuels plutôt qu'à une inspection à 100 %.
5. Perçage CNC : des trous de boulons (généralement des spécifications M16 ou M20) sont percés dans les plaques de connexion et les plaques de base, avec un contrôle strict de la précision de l'espacement des trous.
6. Redressage et meulage : les déformations structurelles causées par le soudage sont corrigées et les cordons de soudure, les éclaboussures et les bavures de surface sont soigneusement meulés.
7. Traitement anticorrosion : Les projets standards subissent un retrait manuel de la rouille (grade St3) suivi de l'application d'un apprêt et d'une couche de finition ; les structures situées dans des zones côtières ou chimiquement corrosives subissent une galvanisation à chaud complète.
8. Numérotation, emballage et entreposage : les composants sont numérotés et regroupés par baie architecturale ; les accessoires tels que les boulons et les rondelles sont triés et mis en boîte, puis stockés en attendant leur expédition.
1. Contreventement inter-colonnes en acier rond : Après découpe, les extrémités sont filetées ou équipées de plaques à cosses soudées, suivies d'un traitement anti-corrosion ; aucune plaque d'épissure intermédiaire n'est requise.
2. Renfort de portail tubulaire : une fois les tubes en acier coupés, les plaques d'extrémité sont soudées aux deux extrémités ; Le perçage CNC est réalisé suivi d'un traitement anti-corrosion. Le processus global est similaire à celui des tirants rigides. Paramètres de performance clés
Contreventement en acier d'angle
Angles à pattes égales couramment utilisés : L50×5, L63×5, L70×6, L80×6, L90×8 ; épaisseur des plaques de connexion d'extrémité et des plaques d'épissure intermédiaires : 8 mm à 16 mm ; spécifications des boulons correspondants : M16, M20 ; longueur des membres individuels : 3,0 m à 9,0 m ; tolérance de rectitude des éléments finis : ≤L/1000 ; épaisseur de la plaque de base pour supports ancrés au sol : 12 mm à 20 mm.
Contreventement flexible en acier rond
Diamètres courants : Φ16, Φ18, Φ20, Φ22, Φ25 ; longueur filetée aux deux extrémités : 40 mm à 60 mm, ou plaques à cosses soudées d'une épaisseur de 8 mm à 12 mm.
Contreventement de portail à section creuse circulaire (CHS)
Spécifications courantes des tuyaux : Φ89×3,0, Φ114×3,0, Φ114×3,5, Φ140×4,0 ; Épaisseur de la plaque d'extrémité assortie : 10 mm à 18 mm.
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Qualité du matériau |
Limite d'élasticité |
Résistance à la traction |
Scénarios d'application |
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Q235B |
≥235MPa |
375～500MPa |
Ateliers conventionnels sans grues |
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Q355B |
≥355MPa |
470～630MPa |
Ateliers de grues, bâtiments de grande portée et zones sismiques |
1. Les croisillons en acier d'angle ou en acier rond ne peuvent résister qu'à la tension et ne peuvent pas résister à la compression. Dans la configuration en forme de X, l'élément diagonal d'un côté agit sous charge, transférant principalement les charges de vent longitudinales, les forces sismiques et les forces de freinage longitudinales de la grue.
2. Le contreventement du portail à section creuse circulaire (CHS) offre à la fois une résistance à la traction et à la compression et une stabilité structurelle supérieure dans les deux sens ; il convient aux bâtiments industriels en acier robuste, aux zones à haute intensité sismique et aux ateliers équipés de grues à fort tonnage.
3. La fonction globale du système de contreventement vertical des colonnes en acier est de limiter le déplacement hors plan des colonnes en acier, de réduire la longueur de flambage effective des colonnes et de transférer les charges horizontales de niveau supérieur directement à la fondation. Dans les ateliers équipés de grues, le contreventement est divisé en sections supérieure et inférieure ; le contreventement du niveau inférieur résiste principalement aux charges dynamiques générées par le mouvement alternatif de la grue.
Les soudures d'angle entre les éléments et les plaques de connexion sont classées comme soudures de grade II. Pour les projets standards, seule une inspection visuelle est effectuée ; pour les installations équipées de grues et les projets situés dans des zones sismiques, les tests par ultrasons (UT) sont effectués sur une base d'échantillons pour les soudures critiques, plutôt que d'exiger une inspection à 100 %.
1. Traitement standard : élimination manuelle de la rouille de qualité St3 ; système d'apprêt et de couche de finition ; épaisseur de film sec de 60 μm à 100 μm.
2. Environnements côtiers ou corrosifs chimiques : Procédé de galvanisation à chaud appliqué à l’ensemble de la structure.
3. Compartimentation coupe-feu : application d'un revêtement ignifuge intumescent en couche mince ; Indice de résistance au feu de 0,5 heure.
Les bâtiments d'usine standard utilisent des boulons ordinaires de grade 4.8 associés à des rondelles plates et des rondelles élastiques ; Les installations et structures équipées de grues dans les zones sismiques utilisent exclusivement des boulons à haute résistance de grade 8.8.
1. Contreventement rond en acier : composant flexible capable de résister uniquement à la tension ; principalement utilisé pour les entrepôts légers et simples.
2. Contreventement en acier d'angle : composant structurel primaire standard ; résiste à la tension dans une direction ; adapté à la grande majorité des bâtiments d'usines généraux.
3. Contreventement tubulaire du portail : composant rigide capable de résister à la fois à la tension et à la compression ; conçu spécifiquement pour les ateliers de grues lourdes.
Q1 Comment puis-je sélectionner le contreventement inter-colonnes approprié en fonction du type de bâtiment d'usine ?
Pour les petits entrepôts simples, un contreventement flexible à barres rondes est préférable. Pour les usines à structure métallique standard sans ponts roulants, les contreventements en cornière en acier conviennent. Pour les usines de grande portée équipées de grues à fort tonnage ou situées dans des zones à fort séisme, un contreventement de type portail utilisant des sections creuses circulaires (CHS) est recommandé.
Q2 Le système de contreventement de colonnes verticales en acier doit-il être installé en niveaux ?
Les usines standard sans ponts roulants ne nécessitent pas de contreventement à plusieurs niveaux ; une disposition continue sur toute la hauteur suffit. Cependant, si des ponts roulants sont installés, le contreventement doit être divisé en niveaux supérieur et inférieur pour supporter les charges dynamiques à différentes hauteurs et garantir la sécurité structurelle.
Q3 Comment choisir le schéma anticorrosion ?
Pour les environnements intérieurs secs, un dérouillage standard et une peinture suffisent. Pour les installations situées dans des zones côtières, des parcs industriels chimiques ou des zones à forte humidité, la galvanisation à chaud de l'ensemble de la structure est recommandée pour assurer une résistance à long terme aux agents corrosifs.
Q4 L'installation sur site nécessite-t-elle des soudures importantes ?
Tous nos composants de contreventement inter-colonnes subissent un traitement de soudage, de perçage et anti-corrosion en usine ; l'assemblage sur site repose sur le boulonnage. Le soudage sur site n'est requis que pour des scénarios de modifications spéciaux, garantissant ainsi une efficacité globale de construction élevée.
Q5 Comment puis-je choisir entre les matériaux Q235B et Q355B ?
Le Q235B offre une meilleure rentabilité et convient aux applications à faible charge, aux bâtiments sans grues et aux zones non sismiques. Le Q355B, qui offre une résistance plus élevée, est obligatoire pour les ateliers lourds, les usines équipées de ponts roulants et les structures situées dans des zones sismiques résistantes.
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Adresse
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