MELCO 8'' Manuel technique Version 2014(80 000PSI)acierdmr.com/wp-content/uploads/2016/08/Manuel-technique.pdf · • les tables de dimensionnement; • etc. REMERCIEMENTS Structure

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POUTRELLE MELCO 8’’ MANUEL TECHNIQUE 2014

Structure d’acier DMR (2012) Inc.

Siège social : 1800 Émile-Bernard, Suite 3A

Sorel-Tracy (QC) J3R 0A6 Tél. : 450-746-0440 Sans-frais: 1-888-546-0440

Fax : 450-746-9208 www.structuredacierdmr.com [email protected]

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AVANT-PROPOS Ce manuel technique est destiné aux ingénieurs, architectes et techniciens, pour leur servir de base de conception des éléments de structure faits à base des poutrelles métalliques MELCO 8’’. Sont présentés dans ce manuel, entre autres :

• les avantages et les particularités des poutrelles;

• les principes de conception et normes de calcul;

• les détails d’assemblage;

• la mise en œuvre;

• les tables de dimensionnement;

• etc. REMERCIEMENTS Structure d’acier DMR remercie les experts, professionnels et universitaires suivants pour leurs commentaires constructifs sur les divers aspects techniques du présent guide :

• Amar Khaled, ing. Ph.D., École de technologie supérieure (ÉTS)

• O.Chaallal, ing., Ph.D., École de technologie supérieure (ÉTS)

• Marcel Leblanc, ing., Les Investigations Marcel Leblanc inc.

• Pierre Lamarre, ing., Conseil national de recherches Canada (CNRC)

• Éric Champagne, Architecte

• Bernard McNamara, Architecte

• Roberpierre Monnier, Architecte M.Urb.

• Jean-Marie Levasseur B.Sc., M.B.A., Conseil national de recherches Canada (CNRC) Nous remercions tout particulièrement le Programme d’aide à la recherche industrielle (PARI) du Conseil national de recherches Canada (CNRC) pour ses conseils et son aide en matière de recherche et développement industrielle.

Jean Stéphane Mbega Mve, B.ing, M.ing RESPONSABILITÉS DU LECTEUR Le présent manuel a été conçu en prenant en compte les derniers développements en matière de conception de structure en acier formé à froid et les diverses normes s’y rattachant. Cependant l’utilisation de ce manuel n’engage que la responsabilité exclusive du concepteur. Structure d’acier DMR est disposé, le cas échéant, à rendre disponible toute son expertise. Structure d’acier DMR travaille continuellement à améliorer sa technologie MELCO. Les remarques et suggestions pouvant contribué à l’amélioration de nos documents techniques seront prises en compte dans nos futures publications.

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Poutrelle MELCO 8’’

Manuel technique 2014

Table des matières LISTE DES TABLEAUX ..................................................................................................................... 3

LISTE DES ILLUSTRATIONS ............................................................................................................ 4

1 GÉNÉRALITÉS ........................................................................................................................ 5

1.1 Fabrication ..................................................................................................................... 5

1.2 Érection et gestion de projet ......................................................................................... 5

2 LA POUTRELLE MÉTALLIQUE MELCO 8’’ ............................................................................... 5

2.1 Avantages des poutrelles métalliques MELCO 8’’ ......................................................... 5

2.2 Poutrelle métallique MELCO 8’’ ..................................................................................... 6

2.3 Normes de calcul et évaluation ..................................................................................... 7

2.4 Évaluation expérimentale (caractérisation de la poutrelle MELCO) ............................. 7

2.5 Caractérisation de l’acier utilisé .................................................................................... 7

2.6 Résistance à la corrosion ............................................................................................... 8

3 CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT ................................................................................. 8

3.1 Flèche et résistance aux vibrations ................................................................................ 8

3.2 Résistance acoustique des planchers ............................................................................ 8

3.3 Étude énergétique et isolation thermique .................................................................... 9

3.4 Résistance au feu ........................................................................................................... 9

4 DÉTAILS FONDATION ET ANCRAGES………………………………………………………………………………..13

5 DÉTAILS STRUCTURAUX ...................................................................................................... 18

6 DÉTAILS DES FERMES DE TOIT MELCO ............................................................................... 24

7 LES COMPOSANTS DES BÂTIMENTS MELCO ...................................................................... 29

8 TABLES DE DIMENSIONNEMENT ........................................................................................ 32

9 MONTAGE D’UN BÂTIMENT EN POUTRELLE D’ACIER MELCO ........................................... 37

10 USAGES POSSIBLES .................................................................................................................. 39

11 QUELQUES RÉALISATIONS ......................................................................................................... 40

12 RÉFÉRENCES ........................................................................................................................ 43

Liste des tableaux Tableau 1 - Capacité à la flexion simple (Poutrelle SIMPLE) ........................................................................................................................ 31 Tableau 2 - Capacité à la flexion simple (Poutrelle DOUBLE) ....................................................................................................................... 32 Tableau 3 - Charge vive pour un plancher en contreplaqué 16mm ........................................................................................................... 33 Tableau 4 - Charge vive pour un plancher en béton de 100 mm ................................................................................................................ 34 Tableau 5 - Résistance à la compression centrée (Poutrelle SIMPLE) ......................................................................................................... 35

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Liste des illustrations Figure 1 - Parties d’une poutrelle métallique MELCO .......................................................................................................................... 6 Figure 2 - Poutrelles MELCO simple ou double ..................................................................................................................................... 6 Figure 3 - Poutrelle MELCO simple renforcée ....................................................................................................................................... 6 Figure 4 - Banc d’essai et système d’acquisition de données : Compression centrée ....................................................................... 7 Figure 5 - Test de caractérisation de l'acier ........................................................................................................................................... 8 Figure 6 - Plancher résistant aux vibrations et au son .......................................................................................................................... 9 Figure 7 -Mur isolé avec parement en fibrociment et placoplâtre (jusqu’à R28) ............................................................................ 10 Figure 8 - Mur isolé avec parement en tôle (jusqu’à R28) ................................................................................................................. 11 Figure 9 - Isolation de la toiture ........................................................................................................................................................... 12 Figure 10 –Fondation avec muret ........................................................................................................................................................ 13 Figure 11 –Fondation avec dalle .......................................................................................................................................................... 14 Figure 12 –Mur porteur avec surépaisseur ......................................................................................................................................... 14 Figure 13 –Mur porteur avec semelle .................................................................................................................................................. 15 Figure 14 –Dalle flottante avec surépaisseur ...................................................................................................................................... 15 Figure 15 –Ancrage simple type ........................................................................................................................................................... 16 Figure 16 –Ancrages types d’un coin de mur ...................................................................................................................................... 16 Figure 17 –Ancrages d’un coin de mur avec contreventement ......................................................................................................... 17 Figure 18 –Ancrages types pour ouvertures ....................................................................................................................................... 17 Figure 19 - Ancrage à la fondation ....................................................................................................................................................... 18 Figure 20 - Contreventement type sur mur non-porteur .................................................................................................................. 18 Figure 21 - Coupe transversale type .................................................................................................................................................... 19 Figure 22 – Plancher et Mezzanine ...................................................................................................................................................... 20 Figure 23 - Linteaux ............................................................................................................................................................................... 21 Figure 24 - Porte-à-faux ........................................................................................................................................................................ 22 Figure 25 - Balcon .................................................................................................................................................................................. 23 Figure 26 - Toit à une pente (portée jusqu’à 45’-0") .......................................................................................................................... 24 Figure 27- Toit à une pente (portée supérieure à 46’-0’’) .................................................................................................................. 24 Figure 28- Détail type ............................................................................................................................................................................ 24 Figure 29-Toit à deux pente (portée jusqu’à 45’-0") .......................................................................................................................... 25 Figure 30- Toit à deux pente (portée supérieure à 46’-0") ................................................................................................................ 25 Figure 31 - Toit plat ............................................................................................................................................................................... 26 Figure 32 - Connecteur Type 1 ............................................................................................................................................................. 26 Figure 33 - Connecteur Type 2 ............................................................................................................................................................. 26 Figure 34 - Connecteur Type 3 ............................................................................................................................................................. 27 Figure 35 - Connecteur Type 4 ............................................................................................................................................................. 27 Figure 36 - Connecteur Type 5 ............................................................................................................................................................. 28 Figure 37 - Connecteur Type 6 ............................................................................................................................................................. 28 Figure 38 - Connecteur Type 7 ............................................................................................................................................................. 28 Figure 39 - Fourrure de mur HAT 7/8"20G ......................................................................................................................................... 29 Figure 40 - Fourrure de toit HAT 1 5/8"18G ....................................................................................................................................... 29 Figure 41 - Tube 1 3/4"x1 3/4" 16G ..................................................................................................................................................... 31 Figure 42 – Renforts 12G, 14G, 16G, 18G ............................................................................................................................................ 31 Figure 43 - Lisse de base 18G ............................................................................................................................................................... 31 Figure 44 - Profilé de connexion 16G ................................................................................................................................................... 31 Figure 45 - Montage d’un bâtiment en poutrelle d’acier MELCO ...................................................................................................... 38 Figure 46 - Applications possibles de la poutrelle d’acier MELCO ..................................................................................................... 39 Figure 47 - Toit plat ............................................................................................................................................................................... 40 Figure 48 - Toit à une pente ................................................................................................................................................................. 40 Figure 49 - Toit à deux pentes ............................................................................................................................................................. 40 Figure 50 - Quai .................................................................................................................................................................................... 39 Figure 51 - Mezzanine ........................................................................................................................................................................... 39 Figure 52 - Chalet .................................................................................................................................................................................. 39 Figure 53- Maison à plusieurs niveaux................................................................................................................................................. 40 Figure 54 - Condos industriels .............................................................................................................................................................. 40 Figure 55 - Station de traitement des eaux usées .............................................................................................................................. 43

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Généralités

1.1 Fabrication

Structure d’acier DMR inc s’est spécialisée dans la construction de structures en poutrelles d’acier en héritant de l’entreprise Bâtiment d'acier MELCO : la technologie MELCO, plus de 20 ans d'expérience et des centaines de réalisations en Amérique du nord.

1.2 Fabrication

Structure d’acier DMR inc s’est spécialisée dans la construction de structures en poutrelles d’acier en héritant de l’entreprise Bâtiment d'acier MELCO : la technologie MELCO, plus de 20 ans d'expérience et des centaines de réalisations en Amérique du nord. La technologie MELCO utilise des rouleaux d’acier pour produire des poutrelles de qualité avec de l’acier léger formé à froid. Avec une capacité de production de 1000 à 1500 pieds par heure respectivement en modes manuel et semi-automatique, soit 1600000 à 3000000 pieds par an, Structure d’acier DMR inc peut répondre à une demande importante de sa clientèle.

1.3 Érection et gestion de projet

Le personnel de Structure d’acier DMR inc est composé d’ingénieurs, de techniciens, de soudeurs et de charpentiers menuisiers expérimentés. Cela permet de développer plusieurs types de projets. Dans le cadre de projet clé en main, la compagnie est responsable de la conception, de la fabrication et de l’érection des éléments de structure ainsi que de gestion des différents corps de métier. Pour les projets relativement complexes et lorsque certaines conditions l’imposent, les plans d’ingénieur produits par nos soins, sont soumis à l’expertise d’un bureau d’ingénieurs indépendants pour vérification et validation.

2 La poutrelle métallique MELCO 8’’

2.1 Avantages des poutrelles métalliques MELCO 8’’

De nombreuses utilisations de poutrelles existent sur le marché de la construction en Amérique du nord. Cependant la poutrelle MELCO, unique en son genre, bénéficie d’une forme en treillis faite en acier léger formé à froid. Elle offre de nombreux avantages structuraux et économiques :

• Légèreté (1,5 à 4,5 kg/m - 1,55 lbs/pi) : manipulation manuelle possible selon l’envergure du projet, et du poids total des éléments;

• Facilité de mise en œuvre;

• Diversité des types de finitions (bois, métal, fibrociment, placoplâtre, etc.);

• Économie d’énergie : continuité de l’isolation à travers les poutrelles;

• Âme ajourée : permettant l’installation aisée des réseaux (électricité, plomberie, ventilation, etc.);

• Usages structuraux diversifiés : murs, planchers, fermes de toit, etc.;

• Bâtiment léger : possibilité de remplacer les usages structuraux courant du bois (fermes de toit, planchers, colombages);

• Résistance anti-sismique et contre le vent assurée par des croix de contreventement ou des parements;

• Combinaison avec le bois et l’acier lourd possible;

• Stabilité dimensionnelle de l’acier;

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• Résistance au feu grâce à un revêtement de panneaux de placoplâtre ou autre techniques équivalentes approuvées (béton projeté, isolants ignifuges pulvérisés, enduits intumescents, etc.).

2.2 Poutrelle métallique MELCO 8’’

La poutrelle MELCO est composée d’une membrure inférieure, d’une membrure supérieure (figure 1a), et d’une diagonale (figure 1b) continue formées à froid et assemblées par des points de soudures (figure 1c). La poutrelle simple MELCO de 8’’ de hauteur statique ainsi obtenue (figure 2a), peut être doublée (figure 2b) et/ou renforcée en fonction des charges à supporter pour augmenter sa capacité portante (figure 3).

a. Membrures b. Diagonales c. Points de soudure

Figure 1 - Parties d’une poutrelle métallique MELCO

8”

12”

12”

2” a. Simple b. Double

Figure 2 - Poutrelles MELCO simple ou double

Figure 3 - Poutrelle MELCO simple renforcée

Caps de renforcements

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2.3 Normes de calcul et évaluation

Les poutrelles d’acier formées à froid MELCO sont fabriquées et évaluées en conformité avec les normes :

• CSA-S136-F07 - Spécification nord-américaine pour le calcul des éléments de charpente en acier formés à froid;

• CAN/CSA-S016-09 - Règles de calcul des charpentes en acier;

• G40.20-F04/G40.21-F04 (C2009) - Exigences générales relatives à l'acier de construction laminé ou soudé/Acier de construction.

2.4 Évaluation expérimentale (caractérisation de la poutrelle MELCO)

Les poutrelles MELCO ont fait l’objet de tests en laboratoire, effectués pour déterminer expérimentalement leurs capacités portantes. Les résultats de cette évaluation, confrontés aux valeurs théoriques, ont permis d’établir les tables de dimensionnement (tableaux 1-2-3).

Figure 4 - Banc d’essai et système d’acquisition de données : Compression centrée

2.5 Caractérisation de l’acier utilisé

Le matériau utilisé pour la fabrication des poutrelles MELCO est de l’acier galvanisé dont les propriétés mécaniques sont conformes à la norme CSA-S136-F07 :

Masse volumique 7 850.00 kg/m3

Module de Young, E 203 000.00 MPa

Coefficient de Poison, µ 0.30

Limite élastique, Fy 345.00 MPa

Résistance à la traction, Fu 445.00 MPa

Module de cisaillement, G 78 000.00 MPa

Coefficient d'expansion thermique linéaire 11.70 10-6/oC

Coefficient de conductivité thermique 56.00 W/mK

Des essais de caractérisation de l’acier qui compose les poutrelles MELCO sont régulièrement réalisées en laboratoire conformément à la norme ASTM A370-10 afin de confirmer la limite élastique spécifiée par le fournisseur (Figure 5).

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a. Vue latérale du système b. Vue de face de l’échantillon en place

Figure 5 - Test de caractérisation de l'acier

2.6 Résistance à la corrosion

Les poutrelles MELCO sont faites en acier galvanisé. Cela leur confère une résistance à la corrosion respectant les exigences de la norme ASTM A924/A924M-10. Tous les assemblages par soudure sont traités à l’aide d’une peinture galvanisée.

3 Conception et dimensionnement Le concepteur d’un bâtiment dont tout ou partie de la structure est composée de poutrelle MELCO doit se conformer au Code national du bâtiment du Canada (CNBC) pour déterminer les charges applicables. Les poutrelles MELCO peuvent être choisies dans les tables de dimensionnement selon la nature et l’intensité de sollicitations : flexion, flexion composée, compression centrée.

3.1 Flèche et résistance aux vibrations

Le concepteur a la responsabilité, en se servant des tables de dimensionnement (Paragraphe Erreur ! Source du renvoi introuvable.) de garder à une limite acceptable les flèches des poutrelles MELCO en flexion, annexe D de la norme CAN/CSA S16-09. La résistance à la vibration peut être assurée par un assemblage qui met à contribution l’inertie des poutrelles MELCO double et une dalle de béton coulée en place sur une tôle profilée métallique (Figure 6). Pour avoir des détails sur l’évaluation des caractéristiques particulières en matière de vibration, le concepteur doit se référer à l’annexe E de la norme CAN/CSA S16-09.

3.2 Résistance acoustique des planchers

La résistance acoustique peut-être assurée de façon efficace par la fixation aux plafonds de panneaux épais de placoplâtre principalement et la pose dans les cavités des planchers d’isolants en fibres de verre ou de roche (Figure 6). Les ouvertures et les joints doivent être traités avec une

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attention particulière. Voir le CNBC pour les exigences concernant l’indice de transmission du son (ITS) qui doit être déterminé conformément à la norme ASTM E413.

Figure 6 - Plancher résistant aux vibrations et au son

3.3 Étude énergétique et isolation thermique

Les poutrelles d’acier MELCO, grâce à leur largeur, permettent la mise en place, entre autres, d’une couche de laine jusqu’à 8 pouces d’épaisseur et ainsi de développer une isolation thermique jusqu’à R28 (Figure 7 & Figure 8). Des solutions d’isolation thermique conventionnelles sont utilisables pour les toitures (Figure 9) :

• Laine soufflée sur le plafond > jusqu’à R40;

• Panneaux isolants sur la toiture > jusqu’à R40;

3.4 Résistance au feu

Pour garantir une résistance au feu conforme aux exigences du CNBC, la protection des poutrelles MELCO doit se faire soit par un système anti-incendie, soit par un parement conforme aux exigences conférées par l’usage prévu du bâtiment. Les détails du revêtement doivent être élaborés de façon à offrir le degré de résistance au feu recherché. Les matériaux principalement utilisés sont des panneaux placoplâtre (Figure 7). Le degré de résistance au feu peut être évalué selon le CNBC (Volume 2) ou par des essais normalisés conformes à la norme CAN/ULC S101 ou à la norme ASTM E119.

Dalle de béton

Revêtement

Tôle profilé

Isolant

Fourrure métallique

Poutrelle MELCO double

Gypse

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Figure 7 -Mur isolé avec parement en fibrociment et placoplâtre (jusqu’à R28)

Placoplâtre (parement intérieur)

Pare-vapeur

Laine isolante

Placoplâtre

Poutrelle MELCO

Pare-air (facultative)

Fibrociment (parement extérieur)

Fourrure métallique @ 24’’ c/c

Fourrure métallique @24" c/c

Fourrure métallique @24" c/c

Bris thermique

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Figure 8 - Mur isolé avec parement en tôle (jusqu’à R28)

Tôle (parement intérieur)

Pare-vapeur

Laine isolante

Poutrelle MELCO

Pare-air (facultatif)

Tôle (parement extérieur)

Fourrure métallique @36" c/c maximum

Fourrure métallique @36" c/c maximum

Bris thermique

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a. Laine soufflée sur plafond (jusqu’à R40)

b. Panneaux isolants (jusqu’à R40)

Figure 9 - Isolation de la toiture

Ferme de toit MELCO @48" c/c maximum

Platelage de bois

Panneaux isolants

Revêtement en tôle


Bris thermique

Ferme de toit MELCO @48" c/c maximum

Laine soufflée

Revêtement en tôle


Fourrure métallique @ 24’’ c/c

Plafond de gypse

Pare-vapeur

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4 Détails fondation et ancrages

Figure 10 –Fondation avec muret

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Figure 11 –Fondation avec dalle

Figure 12 –Mur porteur avec surépaisseur

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Figure 13 –Mur porteur avec semelle

Figure 14 –Dalle flottante avec surépaisseur NOTES : Localisation et détails d’armatures (selon ingénieur)

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Figure 15 –Ancrage simple type

Figure 16 –Ancrages types d’un coin de mur

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Figure 17 –Ancrages d’un coin de mur avec contreventement

Figure 18 –Ancrages types pour ouvertures

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5 Détails structuraux La poutrelle métallique MELCO permet des usages structuraux variés (voir ci-dessous) :

• Murs;

• Planchers et Mezzanines;

• Linteaux;

• Porte-à-faux;

• Balcons;

• Fermes de toit.

Poutrelle MELCO

Lisse de base (en C)

Ancrage

Bande d’étanchéité

Mur de fondation Dalle de béton

Figure 19 - Ancrage à la fondation

Figure 20 - Contreventement type sur mur non-porteur

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Figure 21 - Coupe transversale type

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a. Appui avec goujons et cornières b. Encastré ou appui dans des rainures

c. Appui à travers une lisse de bois d. Appui sur poutre laminée

e. Appui sur colombages MELCO (Type 1) f. Appui sur colombages MELCO (Type 2)

Figure 22 – Plancher et Mezzanine

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a. En poutrelles MELCO simple

b. En poutrelles MELCO double

Figure 23 - Linteaux

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a. Sur mur en béton

b. Sur colombages MELCO

Figure 24 - Porte-à-faux

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a. Sur mur en béton

b. Sur mur en MELCO

Figure 25 - Balcon

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6 Détails des fermes de toit MELCO

Figure 26 - Toit à une pente (portée jusqu’à 45’-0")

Figure 27- Toit à une pente (portée supérieure à 46’-0’’)

Figure 28- Détail type

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Figure 29 - Toit à deux pente (portée jusqu’à 45’-0")

Figure 30- Toit à deux pente (portée supérieure à 46’-0")

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Figure 31 - Toit plat

Figure 32 - Connecteur Type 1 Figure 33 - Connecteur Type 2

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Figure 34 - Connecteur Type 3


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7 Les composants des bâtiments MELCO Outre la poutrelle métallique MELCO d’autres pièces, en acier léger formé à froid, disponibles sur le marché entre dans la composition des bâtiments MELCO :

• Fer plat 2 7/8" 16G, utilisé pour le contreventement (Figure 11);

• Fourrure de mur HAT 7/8"20G (Figure 31);

• Fourrure de toit HAT 1 5/8"18G (Figure 32);

• Tube 2"x2" 16G (Figure 33);

• Lisse de basse 18G (Figure 34) ;

• Profilé de connexion 16G (Figure 35);

Figure 39 - Fourrure de mur HAT 7/8"20G

Figure 40 - Fourrure de toit HAT 1 5/8"18G

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Figure 41 - Tube 1 3/4"x 1 3/4" 16G Figure 42 -Renfort 12G, 14G, 16G, 18G

Figure 43 - Lisse de base 18G

Figure 44 – Profilé du connecteur 16G

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8 Tables de dimensionnement

Tableau 1 - Capacité à la flexion simple (Poutrelle SIMPLE)

ÉLS ÉLU ÉLS ÉLU

8'-0'' | 2.44 m 12'' | 305 mm 13.1 KPa | 15.8 KPa 18.7 KPa | 27.2 KPa

24'' | 610 mm 6.5 KPa | 7.9 KPa 9.4 KPa | 13.6 KPa

36'' | 914 mm 4.4 KPa | 5.3 KPa 6.2 KPa | 9.1 KPa

48'' | 1219 mm 3.3 KPa | 4.0 KPa 4.7 KPa | 6.8 KPa


24'' | 610 mm 4.4 KPa | 6.3 KPa 6.5 KPa | 9.5 KPa

36'' | 914 mm 2.9 KPa | 4.2 KPa 4.3 KPa | 6.3 KPa

48'' | 1219 mm 2.2 KPa | 3.1 KPa 3.3 KPa | 4.8 KPa


24'' | 610 mm 2.2 KPa | 4.7 KPa 3.7 KPa | 5.5 KPa

36'' | 914 mm 1.5 KPa | 3.1 KPa 2.5 KPa | 3.6 KPa

48'' | 1219 mm 1.1 KPa | 2.3 KPa 1.8 KPa | 2.7 KPa


24'' | 610 mm 1.7 KPa | 3.8 KPa 3.2 KPa | 5.0 KPa

36'' | 914 mm 1.1 KPa | 2.5 KPa 2.1 KPa | 3.3 KPa

48'' | 1219 mm 0.9 KPa | 1.9 KPa 1.6 KPa | 2.5 KPa


24'' | 610 mm 1.2 KPa | 3.0 KPa 2.7 KPa | 4.5 KPa

36'' | 914 mm 0.8 KPa | 2.0 KPa 1.8 KPa | 3.0 KPa

48'' | 1219 mm 0.6 KPa | 1.5 KPa 1.4 KPa | 2.2 KPa


24'' | 610 mm 0.9 KPa | 2.4 KPa 2.2 KPa | 4.0 KPa

36'' | 914 mm 0.6 KPa | 1.6 KPa 1.4 KPa | 2.7 KPa

48'' | 1219 mm 0.5 KPa | 1.2 KPa 1.1 KPa | 2.0 KPa


24'' | 610 mm 0.7 KPa | 1.8 KPa 1.6 KPa | 3.5 KPa

36'' | 914 mm 0.4 KPa | 1.2 KPa 1.0 KPa | 2.3 KPa

48'' | 1219 mm 0.3 KPa | 0.9 KPa 0.8 KPa | 1.8 KPa

* ÉLS = État Limite de Service (flèche maximale = L/300)

* ÉLU = État Limite Ultime

* Supports latéraux @48" c/c minimum

Non renforcée Renforcée (G18, G16, G14, G12)Support Espacement

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Tableau 2 - Capacité à la flexion simple (Poutrelle DOUBLE)

ÉLS | ÉLU ÉLS | ÉLU

8'-0'' | 2.44 m 12'' | 305 mm 31.1 kPa | 42.3 kPa 38.7 kPa | 47.6 kPa

24'' | 610 mm 15.5 kPa | 21.2 kPa 19.4 kPa | 23.8 kPa

36'' | 914 mm 10.4 kPa | 14.1 kPa 12.9 kPa | 15.9 kPa

48'' | 1219 mm 7.8 kPa | 10.6 kPa 9.7 kPa | 11.9 kPa


24'' | 610 mm 11.0 kPa | 14.9 kPa 13.9 kPa | 16.9 kPa

36'' | 914 mm 7.3 kPa | 9.9 kPa 9.2 kPa | 11.3 kPa

48'' | 1219 mm 5.5 kPa | 7.5 kPa 6.9 kPa | 8.4 kPa


24'' | 610 mm 6.5 kPa | 8.7 kPa 8.4 kPa | 10.0 kPa

36'' | 914 mm 4.3 kPa | 5.8 kPa 5.6 kPa | 6.6 kPa

48'' | 1219 mm 3.2 kPa | 4.3 kPa 4.2 kPa | 5.0 kPa


24'' | 610 mm 5.5 kPa | 7.7 kPa 7.8 kPa | 9.3 kPa

36'' | 914 mm 3.7 kPa | 5.1 kPa 5.2 kPa | 6.2 kPa

48'' | 1219 mm 2.7 kPa | 3.8 kPa 3.9 kPa | 4.6 kPa


24'' | 610 mm 4.5 kPa | 6.7 kPa 7.2 kPa | 8.5 kPa

36'' | 914 mm 3.0 kPa | 4.4 kPa 4.8 kPa | 5.7 kPa

48'' | 1219 mm 2.3 kPa | 3.3 kPa 3.6 kPa | 4.3 kPa


24'' | 610 mm 3.5 kPa | 5.4 kPa 6.2 kPa | 7.7 kPa

36'' | 914 mm 2.3 kPa | 3.6 kPa 4.1 kPa | 5.1 kPa

48'' | 1219 mm 1.8 kPa | 2.7 kPa 3.1 kPa | 3.8 kPa


24'' | 610 mm 2.5 kPa | 4.2 kPa 5.1 kPa | 6.8 kPa

36'' | 914 mm 1.7 kPa | 2.8 kPa 3.4 kPa | 4.6 kPa

48'' | 1219 mm 1.2 kPa | 2.1 kPa 2.6 kPa | 3.4 kPa





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Tableau 3 - Charge vive pour un plancher en contreplaqué 16mm (5/8") sur Poutrelles DOUBLES

Poids propre maximum du plancher (contreplaqué + poutrelle double) = 0.70 kPa



24'' | 610 mm 14.4 kPa | 13.2 kPa 18.2 kPa | 14.9 kPa

36'' | 914 mm 9.6 kPa | 8.8 kPa 12.1 kPa | 9.9 kPa

48'' | 1219 mm 7.2 kPa | 6.6 kPa 9.1 kPa | 7.5 kPa


24'' | 610 mm 9.9 kPa | 9.0 kPa 12.7 kPa | 10.3 kPa

36'' | 914 mm 6.6 kPa | 6.0 kPa 8.5 kPa | 6.9 kPa

48'' | 1219 mm 4.9 kPa | 4.5 kPa 6.4 kPa | 5.2 kPa


24'' | 610 mm 5.3 kPa | 4.8 kPa 7.2 kPa | 5.7 kPa

36'' | 914 mm 3.5 kPa | 3.2 kPa 4.8 kPa | 3.8 kPa

48'' | 1219 mm 2.7 kPa | 2.4 kPa 3.6 kPa | 2.8 kPa


24'' | 610 mm 4.3 kPa | 4.2 kPa 6.6 kPa | 5.2 kPa

36'' | 914 mm 2.9 kPa | 2.8 kPa 4.4 kPa | 3.5 kPa

48'' | 1219 mm 2.2 kPa | 2.1 kPa 3.3 kPa | 2.6 kPa


24'' | 610 mm 3.4 kPa | 3.5 kPa 6.1 kPa | 4.7 kPa

36'' | 914 mm 2.2 kPa | 2.3 kPa 4.0 kPa | 3.2 kPa

48'' | 1219 mm 1.7 kPa | 1.7 kPa 3.0 kPa | 2.4 kPa


24'' | 610 mm 2.4 kPa | 2.7 kPa 5.0 kPa | 4.2 kPa

36'' | 914 mm 1.6 kPa | 1.8 kPa 3.4 kPa | 2.8 kPa

48'' | 1219 mm 1.2 kPa | 1.3 kPa 2.5 kPa | 2.1 kPa


24'' | 610 mm 1.3 kPa | 1.8 kPa 4.0 kPa | 3.6 kPa

36'' | 914 mm 0.9 kPa | 1.2 kPa 2.7 kPa | 2.4 kPa

48'' | 1219 mm 0.7 kPa | 0.9 kPa 2.0 kPa | 1.8 kPa





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Tableau 4 - Charge vive pour un plancher en béton de 100 mm sur tablier mét. 38 mm sur Poutrelles DOUBLES

Poids propre maximum du plancher (béton + tabiler métalique + poutrelle double) = 2.50 kPa



24'' | 610 mm 11.4 kPa | 10.7 kPa 15.3 kPa | 12.5 kPa

36'' | 914 mm 7.6 kPa | 7.1 kPa 10.2 kPa | 8.3 kPa

48'' | 1219 mm 5.7 kPa | 5.3 kPa 7.6 kPa | 6.2 kPa


24'' | 610 mm 6.9 kPa | 6.5 kPa 9.8 kPa | 7.8 kPa

36'' | 914 mm 4.6 kPa | 4.3 kPa 6.5 kPa | 5.2 kPa

48'' | 1219 mm 3.4 kPa | 3.3 kPa 4.9 kPa | 3.9 kPa


24'' | 610 mm 2.4 kPa | 2.4 kPa 4.3 kPa | 3.2 kPa

36'' | 914 mm 1.6 kPa | 1.6 kPa 2.8 kPa | 2.2 kPa

48'' | 1219 mm 1.2 kPa | 1.2 kPa 2.1 kPa | 1.6 kPa


24'' | 610 mm 1.4 kPa | 1.7 kPa 3.7 kPa | 2.8 kPa

36'' | 914 mm 0.9 kPa | 1.1 kPa 2.5 kPa | 1.8 kPa

48'' | 1219 mm 0.7 kPa | 0.8 kPa 1.8 kPa | 1.4 kPa


24'' | 610 mm 0.4 kPa | 1.0 kPa 3.1 kPa | 2.3 kPa

36'' | 914 mm 0.3 kPa | 0.7 kPa 2.1 kPa | 1.5 kPa

48'' | 1219 mm 0.2 kPa | 0.5 kPa 1.6 kPa | 1.1 kPa

18'-0'' | 5.49 m 12'' | 305 mm - | - 4.1 kPa | 3.4 kPa

24'' | 610 mm - | - 2.1 kPa | 1.7 kPa

36'' | 914 mm - | - 1.4 kPa | 1.1 kPa

48'' | 1219 mm - | - 1.0 kPa | 0.9 kPa

20'-0'' | 6.10 m 12'' | 305 mm - | - 2.1 kPa | 2.3 kPa

24'' | 610 mm - | - 1.0 kPa | 1.1 kPa

36'' | 914 mm - | - 0.7 kPa | 0.8 kPa

48'' | 1219 mm - | - 0.5 kPa | 0.6 kPa





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Tableau 5 - Résistance à la compression centrée (Poutrelle SIMPLE)

Hauteur

8' (2.44 m) 44.9 kN | 10085 lbf 91.9 kN | 20655 lbf 112.3 kN | 25245 lbf 134.5 kN | 30235 lbf 153.7 kN | 34550 lbf







* Supports latéraux @36" (914 mm) C/C maximum

** Les valeurs de ce tableau corresponde à K = 1.0

Non renforcée Renforcée G18 Renforcée G16 Renforcée G14 Renforcée G12

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9 Étape de montage d’un bâtiment MELCO

Étape 1. Réception de la structure a. La disposition des fermes (poutrelles et chevrons) doivent être en fonction de leur levage

ultérieur. b. Vérifier les dimensions des fondations et des fermes de toit pour que le tout coïncide

avec les plans. c. Les boulons d’ancrage devront être mis en place lors de la coulée du béton. d. Déposer les pièces de structure aux abords de la fondation en gardant 15 pieds de libre

pour le « sky jack »

Étape 2. Pose des lisses a. Mise en place de la membrane d’étanchéité sur la fondation tout autour du bâtiment

comme indiqué aux plans et devis. b. Mise en place de la lisse

i. La lisse doit arriver à égalité avec la paroi extérieure de la fondation au périmètre du bâtiment, S.I.C. selon revêtement extérieur (voir plan & devis)

ii. Les lisses utilisées pour les murs non-porteurs doivent être plus courtes de 8’’ à chacune des extrémités.

iii. Les lisses utilisées pour les murs porteurs doivent être en pleine longueur d’un bout à l’autre de la fondation.

iv. Pour faciliter le perçage des lisses, appliquer une goutte de silicone sur le bout de chaque boulon d’encrage.

v. Déposer la lisse sur les boulons d’ancrage à l’endroit désigné. vi. Trouer la lisse où les gouttes de silicone sont demeurées.

vii. Une lisse temporaire doit être posé au même niveau que les autres lisses là où il y a des ouvertures pour les portes.

Étape 3. Fabrication d’une colonne de montage a. Construction d’une colonne de 8’’ carré avec la lisse et les poutrelles des murs non-

porteurs. b. Ériger celle-ci plus haut que la bâtisse à construire. c. Attacher la colonne avec 4 fils d’acier. d. S’assurer que cette dernière est bien au niveau.

Étape 4. Assemblage fermes/poteaux a. Les fermes de toit devraient déjà être superposées les unes aux autres. b. Insérer les poutrelles dans les endroits prédisposés à les recevoir (connecteurs) aux

extrémités du chevron. Les poutrelles doivent être installées le bris thermique du coté intérieur du bâtiment.

c. Prendre les mesures de la hauteur totale du mur et fixer une vis lorsque l’ajustement de la hauteur sera fait.

d. Prendre la mesure entre l’extrémité de la poutrelle et le milieu du chevron (en diagonale).

e. Une fois la mesure obtenue, visser au minimum 8 vis sur le côté intérieur et 8 vis sur le côté extérieur.

f. Répéter l’opération pour toutes les fermes.

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Étape 5. Montage de la structure a. Montage des murs porteurs et des fermes de toit

i. Appuyer les extrémités de la ferme contre le sol (et non contre les autres fermes) à l’aide de la grue (si nécessaire) lorsqu’elles sont en position couché.

ii. Monter d’un coup la ferme, une fois debout, deux personnes doivent tenir chacune des extrémités pour éviter des accidents et pour bien aligner la ferme vers sa destination finale.

iii. Une fois que la ferme est appuyée dans la lisse (à la distance requise selon le plan) visser deux appuis distincts dans le chevron et visser l’extrémité de la ferme à la lisse du fond.

iv. Visser toutes les fourrures métalliques requis sur les murs extérieurs et visser par la suite les fourrures des murs intérieurs. (voir plan)

v. Important : ne pas mettre les fourrures métalliques sur le toit tout de suite, il sera ainsi plus facile de manœuvrer avec la grue.

vi. Vérifier la remise à niveau à tous les 4 fermes de toit et posé un contreventement temporaire. (voir figure ci-dessous)

vii. Mettre des appuis intérieurs à tous les 12’’ (appui partant du milieu du montant de

la ferme et allant au milieu du chevron) un autre appui sera nécessaire en diagonale pour tenir les fermes ensemble.

viii. Installation des profilés de fourrures métalliques à l’intérieur de la ferme de toit, servant de support latéraux.

ix. Recommencer jusqu’à ce que le bâtiment soit terminé. Pour l’autre extrémité du bâtiment, il n’est pas nécessaire d’avoir un appui contre le sol étant donné que le bâtiment tiendra par lui-même à ce moment-là.

b. Montage des poutrelles du mur non-porteur i. S’assurer que les boulons d’ancrage sont bien vissés et que la lisse ne bouge plus.

ii. Installation de la lisse en haut du mur non-porteur, fixée sous la ferme de toit. iii. Installation des poutrelles à la verticale, au début de la lisse, suivant l’emplacement

des ancrages, soit à 9’’centre du début de la fondation. iv. Ancré solidement la poutrelle et la mettre au niveau. v. Installer la poutrelle le bris thermique vers l’intérieur.

vi. Répéter l’opération pour toutes les poutrelles. vii. Installation des profilés de fourrures métalliques requis sur les murs intérieurs et

extérieurs. (voir plan) c. Pose des profilés de fourrure métallique sur le toit

i. Avant de procéder avec le recouvrement de la toiture, il faut mettre un ‘L’ d’acier tout autour de la toiture pour que le recouvrement s’appuie sur ce ‘L’. Visser le ‘L’ sur le dessus pour l’instant, puisque le recouvrement des cotés s’imbriquera en dessous de celui-ci.

ii. Installation des profilés de fourrures métalliques requis sur la toiture (voir plan) iii. Recouvrir la toiture du parement extérieur requis (voir plan)

d. Création des ouvertures i. Localiser les fenêtres, portes de service, portes de garage, etc. (voir plan).

ii. Couper la lisse au bas des ouvertures descendantes jusqu’à la dalle, au pourtour de la bâtisse (voir plan).

38/43

iii. Couper les poutrelles aux endroits requis (voir plans). iv. Doubler les poutrelles aux endroits requis (voir plans). v. Installer une lisse en haut des ouvertures de moins de 48’’ de longueur afin de

faciliter la pose des portes et fenêtres. vi. Installer les linteaux simples pour les ouvertures de plus de 48’’de longueur sur

les murs non porteur (voir plans). vii. Installer les linteaux doubles pour les ouvertures de plus de 48’’de longueur sur

les murs porteurs (voir plans). viii. Installer les lisses sur les côtés des ouvertures pour faciliter la pose.

ix. Les ouvertures sont maintenant crées, il ne manque qu’à insérer les fenêtres ou portes à la toute fin.

e. Recouvrement des cotés

i. Commencer le recouvrement en fixant les coins d’acier (ou autres types de parement)

ii. Recouvrir les côtés avec le parement extérieur (voir plan). iii. Les feuilles doivent être de la bonne longueur pour les cotés mais peuvent

nécessiter de légères coupes dans les bouts. f. Installation des portes et fenêtres

Fondation, ancrages et lisses

Érection de la structure

Fourrures et linteauxFinitions : isolation, revêtement …

Figure 45 - Montage d’un bâtiment en poutrelle d’acier MELCO

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10 Usages possibles

Résidentiel

Industriel (Entrepôt)

Industriel (Hangar)

Commercial

Agricole

Figure 46 - Applications possibles de la poutrelle d’acier MELCO

40/43

11 Quelques réalisations

Figure 47 - Toit plat

Figure 48 - Toit à une pente

Figure 49 - Toit à deux pentes

41/43

Figure 50 - Quai

Figure 51 - Mezzanine

Figure 52 - Chalet

42/43

Figure 53- Maison à plusieurs niveaux

Figure 54 - Condos industriels

43/43

Figure 55 - Station de traitement des eaux usées

12. Références AISI. (1996). Cold-formed steel : design manual, Washington, D.C., American Iron and Steel Institute.

ASTM. (2010). ASTM A370-10 - Standard test methods and definitions for mechanical testing of steel products, West Conshohocken, PA, USA, American Society for Testing and Materials.

ASTM. (2010). ASTM A924/A924M-10 - Standard Specification for General Requirements for Steel Sheet, Metallic-Coated by the Hot-Dip Process, West Conshohocken, PA, USA, American Society for Testing and Materials.

CSA. (2010). CAN/CSA S16-09 - Règles de calcul des charpentes d'acier, Mississauga, Canadian Standards Association.

CSA. (2007). CSA-S136-F07 - Spécification nord-américaine pour le calcul des éléments de charpente en acier formés à froid, Mississauga, Canadian Standards Association.

CSA. (C2009). G40.20-F04/G40.21-F04 - Exigences générales relatives à l'acier de construction laminé ou soudé/Acier de construction, Mississauga, Canadian Standards Association.

Mbega Mve, J. S. (2010). Évaluation expérimentale de la performance des poutrelles métalliques MELCO à la compression centrée et à la flexion composée, Montréal, École de technologie supérieure.

Robiquet, B. (2009). Evaluation expérimentale à la flexion simple des poutrelles métalliques MELCO, Montréal, École de technologie supérieure.

Documents

MELCO 8'' Manuel technique Version 2014(80 000PSI)acierdmr.com/wp-content/uploads/2016/08/Manuel-technique.pdf · • les tables de dimensionnement; • etc. REMERCIEMENTS Structure