23 Superstructures métalliques
DESCRIPTION
- Définition / Comprend
La présente section se rapporte à tous les travaux et fournitures pour la réalisation des ouvrages de construction en acier, y compris tous les systèmes d'assemblage, l'exécution proprement dite, tous les boulonnages, le raccordement au gros-œuvre, les ancrages, les accessoires, la protection contre la corrosion, … :
Ces travaux comportent quatre étapes :
Les masses d’acier sont portées en compte moyennant les règles suivantes :
La gestion et l’évacuation des déchets de chantier est décrite et comptabilisée au « 07 Déchets, matériaux et éléments réemployables ».
- Remarques importantes
L'entrepreneur exécute les travaux conformément aux règles de bonne pratique. En cas de controverse en ce qui concerne les critères de qualité ou les tolérances d'application, seules les normes les plus récentes sont contraignantes.
Attention
Les éléments d'escalier, les balustrades ou les éléments de façade en acier sont décrits dans le tome 4 T4 Fermetures / Finitions extérieures.
MATÉRIAUX
NUANCE D'ACIER - catégories de qualité
L'acier satisfait aux prescriptions de la norme [NBN EN 1993 série].
Le choix de la qualité d'acier se fait suivant les prescriptions de la norme [NBN EN 1993-1-10].
Acier pour construction métallique :
Les dimensions et tolérances des profils sont conformes à la série des normes référencées au §2.2 de la norme [NBN EN 10025-1]. Les profilés en acier laminés à chaud répondant à cette norme sont du type :
Les profilés tubulaires (tuyaux ronds sans soudures, tuyaux carrés, tuyaux rectangulaires) relèvent de la norme [NBN EN 10210 série].
Les profilés en acier formés à froid (L, U, C, Z, Omega, tubulaires à bords rejoints,…) relèvent de la norme [NBN EN 10162].
Caractéristiques principales :
Aluminium
L'aluminium satisfait aux prescriptions de la norme [NBN EN 1999 série].
EXÉCUTION / MISE EN ŒUVRE
Le constructeur est tenu de prendre, dans l'atelier et sur chantier, toutes les précautions nécessaires pour prévenir toute déformation des éléments pendant leur manutention. Il attache une importance particulière aux dimensions des éléments, à leur niveau et fléchissement ainsi qu'aux pénétrations pour les conduites et les fourreaux. Il faut absolument éviter de rectifier des éléments déjà assemblés. Au cours de leur production, les éléments sont pourvus des réservations ou des pénétrations nécessaires conformément aux indications sur les plans. On ne peut en aucun cas effectuer des perforations par forage, fraisages ou au chalumeau sans l'autorisation préalable de l'auteur de projet ou du bureau d'étude chargé de l'étude de stabilité. Pour les marquages provisoires, on utilise des peintures ou des marqueurs effaçables à l'eau. Les peintures à l'huile et autres ne sont pas autorisées, elles risquent de donner lieu à des défauts de galvanisation.
ÉTUDE
Le cahier spécial des charges doit mentionner les modalités d'entreprise en ce qui concerne l'étude de stabilité et les détails :
Choix opéré : étude à charge du maître de l'ouvrage (par défaut) / étude à charge de l'entrepreneur / étude à charge du maître de l’ouvrage à l’exception des assemblages / ***.
(soit par défaut)
étude à charge du maître de l'ouvrage :
Les éléments de structure en acier sont exécutés conformément aux documents de travail annexés au dossier d'adjudication (plans, cahiers des charges, bordereaux, dessins de détail). L'entrepreneur est toutefois tenu de vérifier s'il est possible d'exécuter les ouvrages conformément aux documents d'exécution et/ou s'il n'y a pas d'incompatibilités entre les différents documents. Avant de commencer les travaux, il met l'auteur de projet au courant de ses éventuelles remarques à ce sujet.
(soit)
étude à charge de l'entrepreneur :
Les frais pour la réalisation de l'étude des éléments de construction en acier sont compris dans le prix de l'entreprise. Les dessins d'exécution établis par l'ingénieur, que l'entrepreneur a chargé de l'étude de stabilité, sont soumis à l'approbation de la direction des travaux avant le début des travaux et au plus tard deux mois après l'attribution des travaux. Ils sont établis conformément aux indications données dans les documents d'adjudication (plans, cahiers des charges, bordereaux, ;..) et complétées par les prescriptions d'exécution définies dans la [NBN EN 1090 série] et l'Eurocode 3 [NBN EN 1993 série] et informations dans la série des normes [NBN A 24-3xx série].
(soit)
étude à charge du maître de l’ouvrage à l’exception des assemblages :
Le Maître de l’Ouvrage fournit à l’adjudication les plans de structure en acier en précisant tous les profilés et toutes les pièces mis en œuvre. Ces plans comportent aussi les principaux assemblages structurels (avec indication des dispositifs de liaison) afin de permettre à l’entrepreneur de tracer le plan de toutes les pièces et de tous les assemblages. Le prix unitaire de chaque élément structurel ne correspond qu’à son exécution (livraison et mise en œuvre) et aux éventuelles études complémentaires dont question au point ci-dessus.
MÉTHODE DE CALCUL
Les calculs sont exécutés conformément aux Eurocodes et en particulier conformément aux différentes parties de l'Eurocodes 3 : Calcul des structures en acier [NBN EN 1993 série].
Les sollicitations à prendre en compte sont détaillées dans les différentes parties de l'Eurocode 1 : [NBN EN 1991 série].
Les flèches des éléments en acier sous l'action des charges sont limitées conformément à la [NBN B 03-003].
MISE EN ŒUVRE
Avant l'exécution, le constructeur doit contrôler si les profils en acier sont parfaitement rectilignes afin d'éviter tout gauchissement ou déformation. Les découpes à l'oxycoupeur doivent être soigneusement parachevées (enlèvement des ébarbures, fraisage, etc.) afin d'obtenir une découpe parfaitement lisse. Les éléments sont débarrassés de toute saleté, huile, graisse et autres souillures ainsi que de la rouille non adhérente au moment de la mise en œuvre. Toutes les opérations telles que le planage et le dressage des pièces, le forgeage et le pliage à chaud, la mise à forme, le recuit, le découpage, tous les assemblages par soudures, boulons, vis, la préparation des trous, etc. doivent être exécutées en conformité avec la norme [NBN EN 1090 série].
ASSEMBLAGES
Dans le cas où l’entrepreneur dimensionne les assemblages, celui-ci fournit au MO les calculs correspondants. Les calculs pour les assemblages sont effectués conformément aux prescriptions de la partie 8 de l'Eurocode 3 [NBN EN 1993-1-8].
Le mode d'exécution doit en outre satisfaire aux critères d'ordre général suivants :
Sauf dispositions spécifiques sur les plans de détails ou au cahier spécial des charges,
A. Assemblages boulonnés
A.1 Spécifications
Les vis, écrous et rondelles en acier au carbone sont conformes aux exigences des normes du groupe 4 reprises au §1.2.4 de la norme [NBN EN 1993-1-8].
Les boulons en acier inoxydable sont conformes aux [NBN EN ISO 3506 série].
La classe des boulons est précisée sur les plans (par défaut) / 4.6 / 4.8 / 5.6 / 5.8 / 6.8 / 8.8 / 10.9 / ***
A.2 Boulons précontraints
Les boulons précontraints sont serrés à l’aide d’une clé dynamométrique.
Ils peuvent être serrés avec une clé normale, à condition toutefois de respecter les règles pratiques suivantes :
Cette méthode permet d'utiliser aussi bien les clés à main que les clés à choc qui ne sont pas équipées d'un indicateur de la valeur du moment exercé.
A.3 Options complémentaires
B. Assemblages par soudure
Les assemblages par soudure se font, exclusivement à l’atelier, par un soudeur qualifié et dans les conditions prescrites par la norme [NBN EN 1090 série].
S’il est indispensable de souder sur chantier, ces opérations doivent être exécutées dans les conditions de protection prescrites par la norme, et après approbation du MO.
L'entrepreneur soumet son descriptif de mode opératoire de soudage à l'approbation du MO. Toutes les bavures de soudage, les éraflures et saillies sont soigneusement enlevées par brossage, aiguisage ou sablage et sont soigneusement poncées.
TRAITEMENTS ET FINITIONS
A. Traitement contre la rouille
Les éléments métalliques sont traités contre la rouille par : primaire antirouille (par défaut) / galvanisation à chaud / métallisation / pas de traitement (aspect brut) / ***.
La description de ces différents traitements est reprise en 23.7 Traitement, protection et finition des aciers.
Ce traitement de finition contre la rouille est compris par défaut dans le travail, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges aux articles concernés.
B. Finitions
Finition de l’acier : pas de finition (par défaut) / peint / brut (verni) / Brut (verni à base de résine glycérophtalique) / ***.
La description de ces différents traitements est reprise en 23.7 Traitement, protection et finition des aciers .
Ce traitement de finition est compris par défaut dans le poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges aux articles concernés ci-dessus.
C. Résistance au feu
Les éléments porteurs structurels ont une résistance au feu R15 / R30 / R60(par défaut) / R120 / R***selon la norme [NBN EN 13501-2](et les normes d’essais qui y sont référencées). La résistance au feu peut également se déterminer par calcul conformément à la [NBN EN 1993-1-2]. Les poutres, les éléments de charpentes, les colonnes,... en acier n’ont pas de fonction séparante EI.
Cette résistance au feu est atteinte :sans traitement particulier (par défaut) / à l’aide d’une peinture intumescente / par emballage / par flocage fibreux / par flocage pâteux / ***.
La description de ces différents traitements pour la résistance au feu est reprise en 23.7 Traitement, protection et finition des aciers .
Le traitement au feu n’est pas compris par défaut dans le poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges.
SÉCURITÉ
Outre les mesures de protection établies par le coordinateur-projet, il convient en outre de se référer aux normes suivantes concernant la sécurité des ouvriers :
[NBN EN ISO 10882-1, Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes - Échantillonnage des particules en suspension et des gaz dans la zone respiratoire des opérateurs - Partie 1: Échantillonnage des particules en suspension (ISO 10882-1:2011)]
[NBN EN ISO 10882-2, Hygiène et sécurité en soudage et techniques connexes - Echantillonnage de particules en suspension et gaz dans la zone respiratoire des opérateurs - Partie 2: Echantillonnage des gaz (ISO 10882-2:2000)]
[NBN EN ISO 11611, Vêtements de protection utilisés pendant le soudage et les techniques connexes (ISO 11611:2015)]
[NBN EN ISO 16321-1, Protection des yeux et du visage à usage professionnel - Partie 1 : Exigences générales (ISO 16321-1:2021)]
[NBN EN 175, Protection individuelle - Equipements de protection des yeux et du visage pour le soudage et les techniques connexes]
CONTRÔLES
L’entrepreneur fournit au Mo s’il le demande les certificats matière, DMOS, QMOS, ou tout autre document prévu par la norme.
Les éléments qui présentent des défauts ou des dégradations non réparables des suites de la préfabrication, du transport et/ou de l'entreposage ne peuvent pas être mis en œuvre et sont évacués le plus rapidement possible aux frais de l'entrepreneur qui les remplace par de nouveaux éléments.
DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE
- Matériau
NORMES DE RÉFÉRENCE
[NBN EN 1990, Eurocodes structuraux - Eurocodes: Bases de calcul des structures]
[NBN EN 1991 série, Eurocode 1 : Actions sur les structures]
[NBN EN 1993 série, Eurocode 3 – Calcul des structures en acier]
[NBN EN 1999 série, Eurocode 9 : Calcul des structures en aluminium]
[NBN EN 10020, Définition et classification des nuances d'acier]
[NBN EN 10021, Conditions générales techniques de livraison des produits en acier]
[NBN EN 10024, Poutrelles en I à ailes inclinées laminées à chaud - Tolérances de forme et de dimensions]
[NBN EN 10025 série, Produits laminés à chaud en aciers de construction]
[NBN EN 10029, Tôles en acier laminées à chaud, d'épaisseur égale ou supérieure à 3 mm - Tolérances sur les dimensions et la forme]
[NBN EN 10027 série, Systèmes de désignation des aciers]
[NBN EN 10034, Poutrelles I et H en acier de construction - Tolérances de formes et de dimensions]
[NBN EN 10048, Feuillards laminés à chaud - Tolérances de dimensions et de forme]
[NBN EN ISO 10052, Acoustique - Mesurages in situ de l'isolement aux bruits aériens et de la transmission des bruits de choc ainsi que du bruit des équipements - Méthode de contrôle (ISO 10052:2021)]
[NBN EN 10055, Fers T en acier à ailes égales et à coins arrondis en acier laminés à chaud - Dimensions et tolérances sur la forme et les dimensions]
[NBN EN 10056 série, Cornières à ailes égales et inégales en acier de construction]
[NBN EN 10067, Plats à boudin laminés à chaud - Dimensions et tolérances sur la forme, les dimensions et la masse]
[NBN EN 10079, Définition des produits en acier]
[NBN EN 10088 série, Aciers inoxydables]
[NBN EN 10346, Produits plats en acier revêtus en continu par immersion à chaud pour formage à froid - Conditions techniques de livraison]
[NBN EN 10143, Tôles et bandes en acier revêtues en continu par immersion à chaud - Tolérances sur les dimensions et sur la forme]
[NBN EN 10169, Produits plats en acier revêtus en continu de matières organiques (prélaqués) - Conditions techniques de livraison]
[NBN EN 10204, Produits métalliques - Types de documents de contrôle]
[NBN EN 10210 série, Profils creux pour la construction finis à chaud en aciers de construction non alliés et à grains fins]
[NBN EN 10218 série, Fils et produits tréfilés en acier - Généralités]
[NBN EN 10219 série, Profils creux pour la construction formés à froid en aciers de construction non alliés et à grains fins]
[NBN EN ISO 9443, Classes de qualité de surface des barres et fils-machine laminés à chaud (ISO 9443:2018)]
[NBN EN 10228 série, Essais non destructifs des pièces forgées en acier]
[NBN EN 10229, Evaluation de la résistance des produits en acier à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC)]
[NBN EN 10238, Éléments métalliques préfabriqués automatiquement et décapés automatiquement par projection d'abrasif]
[NBN EN 10243 série, Pièces forgées par estampage en acier - Tolérances dimensionnelles]
[NBN EN 10250 série, Pièces forgées en acier pour usage général]
[NBN EN ISO 9445 série, Acier inoxydable laminé à froid en continu - Tolérances sur les dimensions et la forme]
[NBN EN 10271, Produits plats en acier, revêtus de zinc-nickel (ZN) par voie électrolytique - Conditions techniques de livraison]
[NBN EN 10277, Produits en acier transformés à froid - Conditions techniques de livraison]
[NBN EN 10278, Dimensions et tolérances des produits en acier transformé à froid]
[NBN EN ISO 377, Acier et produits en acier - Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais mécaniques (ISO 377:2017)]
[NBN EN ISO 7799, Matériaux métalliques - Tôles et feuillards d'épaisseur inférieure ou égale à 3 mm - Essai de pliage alterné (ISO 7799:1985)]
[NBN EN 10253 série, Raccords à souder bout à bout]
[NBN EN ISO 544, Produits consommables pour le soudage - Conditions techniques de livraison des produits d'apport et des flux - Type de produits, dimensions, tolérances et marquage (ISO 544:2017)]
[NBN EN ISO 3580, Produits consommables pour le soudage - Électrodes enrobées pour le soudage manuel à l'arc des aciers résistant au fluage - Classification (ISO 3580:2017)]
[NBN EN ISO 3581, Produits consommables pour le soudage - Électrodes enrobées pour le soudage manuel à l'arc des aciers inoxydables et résistant aux températures élevées - Classification (ISO 3581:2023)]
[NBN EN ISO 21952, Produits consommables pour le soudage - Fils-électrodes, fils, baguettes et dépôts pour le soudage à l'arc sous gaz de protection des aciers résistant au fluage - Classification (ISO 21952:2012)]
[NBN EN ISO 17633, Produits consommables pour le soudage - Fils et baguettes fourrés pour le soudage à l'arc avec ou sans protection gazeuse des aciers inoxydables et des aciers résistant aux températures élevées - Classification (ISO 17633:2017)]
[NBN EN ISO 17634, Produits consommables pour le soudage - Fils-électrodes fourrés pour le soudage à l'arc avec gaz de protection des aciers résistant au fluage - Classification (ISO 17634:2015)]
[NBN EN ISO 14343, Produits consommables pour le soudage - Fils-électrodes, électrodes en feuillard, fils d'apport et baguettes de soudage pour le soudage à l'arc des aciers inoxydables et des aciers résistant aux températures élevées - Classification (ISO 14343:2017)]
[NBN EN ISO 16834, Produits consommables pour le soudage - Fils-électrodes, fils, baguettes et dépôts pour le soudage à l'arc sous flux gazeux des aciers à haute résistance - Classification (ISO 16834:2012)]
[NBN EN ISO 18276, Produits consommables pour le soudage - Fils-électrodes fourrés pour le soudage à l'arc avec ou sans gaz de protection des aciers à haute résistance - Classification (ISO 18276:2017)]
[NBN EN ISO 20378, Produits consommables pour le soudage - Baguettes pour le soudage aux gaz des aciers non alliés et des aciers résistant au fluage - Classification (ISO 20378:2017)]
[NBN EN 10278, Dimensions et tolérances des produits en acier transformé à froid]
- Exécution
NORMES DE RÉFÉRENCE
[NBN EN 1993 série, Eurocode 3 – Calcul des structures en acier]
[NBN EN 1994 série, Eurocode 4 - Conception et dimensionnement des structures mixtes acier-béton]
[NBN EN 1090 série, Exécution des structures en acier et des structures en aluminium]
[NBN EN ISO 9015 série, Essais destructifs des soudures sur matériaux métalliques - Essais de dureté]
[NBN EN 1792, Soudage - Liste multilingue de termes concernant le soudage et les techniques connexes]
[NBN EN ISO 8249, Soudage - Détermination de l'indice de ferrite (FN) dans le métal fondu en acier inoxydable austénitique et duplex ferritique-austénitique au chrome-nickel (ISO 8249:2018)]
[NBN EN ISO 9692-2, Soudage et techniques connexes - Préparation de joints - Partie 2: Soudage à l'arc sous flux en poudre des aciers (ISO 9692-2:1998) (+AC:1999)]
[NBN EN 1011 série, Soudage - Recommandations pour le soudage des matériaux métalliques]
[NBN EN 1708 série, Soudage - Descriptif de base des assemblages soudés en acier]
[NBN EN ISO 5817, Soudage - Assemblages en acier, nickel, titane et leurs alliages soudés par fusion (soudage par faisceau exclu) - Niveaux de qualité par rapport aux défauts (ISO 5817:2014)]
[NBN EN ISO 15607, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Règles générales (ISO 15607:2019)]
[NBN EN ISO 15609 série, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Descriptif d'un mode opératoire de soudage ]
[NBN EN ISO 15610, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Qualification basée sur des produits consommables soumis à essais (ISO 15610:2023)]
[NBN EN ISO 15611, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Qualification sur la base de l'expérience en soudage (ISO 15611:2003)]
[NBN EN ISO 15612, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Qualification par référence à un mode opératoire de soudage standard (ISO 15612:2018)]
[NBN EN ISO 15614 série, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques - Epreuve de qualification d'un mode opératoire de soudage]
[NIT 238, L'application de systèmes de peinture intumescente sur structures en acier.]
[NBN EN 13501 série, Classement au feu des produits et éléments de construction]
AIDE
Note à l'attention de l'auteur de projet concernant les aciers (y compris l'acier inoxydable) : Les profilés sont habituellement laminés à chaud. Les éléments de faible épaisseur ou les profils compliqués sont habituellement formés à froid.
Choix pour la résistance au feu
Le fait de proposer une liste de choix courts ou de choix longs n’impose nullement au rédacteur du CSC de ne se limiter qu’à un seul choix. Il peut tout à fait retenir plusieurs choix dans son CSC.