Les Produits D’acier Aujourd’hui

Sujet Spécial – Avantage Acier Issue No. 52

Au cours des 20 dernières années, l’avènement des technologies modernes de fabrication de l’acier a relevé les niveaux de résistance des produits d’acier de charpente les plus courants. D’autres caractéristiques importantes des nouveaux produits et nuances d’acier, y compris un contrôle plus strict de la composition chimique et des propriétés mécaniques, ont également été améliorées. De plus, les producteurs ont ajouté des profilés beaucoup plus grands, éliminant ainsi le besoin de coûteux profilés composés dans de nombreuses applications. Cet article examine rapidement quelques-uns des changements et des améliorations apportés à divers produits et nuances d’acier disponibles aujourd’hui au Canada.

Profilés à Ailes Larges

ASTM A992/A992M : En Amérique du Nord, les profilés en W sont produits en conformité avec la norme ASTM A992/992M, selon une limite élastique minimale spécifiée (F_y) de 345 MPa et une résistance en traction minimale spécifiée (F_u) de 450 MPa. La norme A992 adoptée en 1998 s’applique aux profilés produits avec des propriétés améliorées pour les applications parasismiques, telles qu’une limite élastique maximale spécifiée 450 MPa et un rapport limite élastique-résistance à la traction maximale de 0,85. Au bout de quelques années, la norme A992 s’est imposée comme la nuance pour les profilés en W, se substituant ainsi à la norme A36 qui avait dominé le marché américain depuis plusieurs décennies. Pour les applications au Canada, la norme A992/A992M, prescrite comme matériau de charpente en acier dans les normes CSA S16-09 et S16-14, a largement remplacé la norme CSA G40.21 350W pour les profilés en W.

ASTM A913/A913M : la norme ASTM A913/A913M s’applique aux profilés en W en acier trempé et revenu. ArcelorMittal International produit des profilés en W A9133 en trois niveaux de limite élastique : 345 MPa (nuance 50), 450 MPa (nuance 65) et 485 MPa (nuance 70). L’acier A913 de nuance 65 est le plus prisé. Les nuances 65 et 70 offrent l’avantage de pouvoir être utilisées pour les poteaux dans les immeubles de grande hauteur et comme éléments de ferme de longue portée. A913 prévoit des exigences de résilience améliorée ainsi qu’un contrôle rigoureux des compositions chimiques. La norme S16-14 renvoie à la norme A913/913M comme matériau de charpente en acier.

Nouveaux profilés géants : Depuis la publication de la 10e édition du « CISC Handbook of Steel Construction », de nombreux profilés en W de grandes dimensions ont été ajoutés à la liste de production. La 11e édition du « Handbook » inclura des sections de poteaux pouvant atteindre 1 299 kg/m (voir Figure 1) et des sections de poutres de 1 377 kg/m. En perspective, des poteaux de W360x1299 ont une résistance pondérée (dans un cadre contreventé) de 67 000 kN et 72 200 kN pour les profilés en acier A913 nuances 65 et 70, respectivement.

Le nouveau « Handbook » contiendra également des tableaux de résistance en compression et d’autres données pour les profilés en acier A913 nuance 65.

Profilés Tubulaires

Profilés géants : Il y a deux ans environ, des profilés tubulaires de dimensions beaucoup plus grandes ont été produits pour des applications structurales au Canada (voir Figure 2).

HSS 559x559x19 est le plus grand profilé carré inclus dans la norme CSA G40.20/21-13. Un poteau HSS 559x559x19 produit selon la nuance CSA G40.21 350W a une résistance pondérée (dans un cadre contreventé) 12 700 kN. Le CISC Handbook of Steel Construction (11e Édition) inclura des tableaux de calcul et de détaillage et des tableaux de sélection des poteaux pour les grands profilés tubulaires ronds, y compris le HSS 508×13, et le grand profilé tubulaire carré ci-dessus.

ASTM A1085: La spécification A1085 de l’ASTM a été introduite en 2013. Elle s’applique aux profilés creux qui sont produits pour satisfaire des exigences comparables à celles de la norme CSA G40.20/21 350WT Catégorie 1. Le matériau devra satisfaire une valeur moyenne minimum de 25 pi-lb à 40°F (soit environ 34 J à 4°C) à l’essai de résilience Charpy-V, tel que documenté dans le rapport d’essais en usine. En outre, une limite élastique maximale de 70 ksi (485 MPa environ) et une limite élastique minimale de 50 ksi (345 MPa) sont également imposées. L’imposition d’un rayon minimal des angles est un autre critère propre aux sections tubulaires carrées et rectangulaires A1085. Globalement, les profilés HSS A1085 sont supérieurs aux produits A500 sous divers aspects. Pour plus de renseignements, consulter la Rubrique technique dans le numéro 48 de la revue Avantage Acier.

Pieux en H

Les profilés HP produits en acier ASTM A572 nuance 50 (345MPa) sont les plus courants. Les profilés HP460 et HP410 ont récemment été ajoutés aux normes ASTM A6/A6M. Les grands profilés HP dans les nuances A913 sont également produits par ArcelorMittal International. Comparés aux profilés en W, les profilés HP ont des âmes plus épaisses, ce qui permet d’éliminer le besoin de plaques de doublure et de plaques de continuité, lorsqu’ils sont utilisés dans des poteaux. Les « Split tees » fabriqués à partir de profilés HP ont des âmes non bordées plus compactes.

Profilés en c et Cornières

CSA G40.21 350W : Jusqu’à récemment, l’acier CSA G40.21 300W était la nuance dominante pour les profilés en C et les cornières utilisés au Canada. En 2014, Gerdau Corporation, le plus important producteur des dimensions les plus courantes de cornières et de profilés en C au Canada, a introduit des produits GGMULTI et élevé le niveau de résistance. Ces cornières et profilés en C de nuances multiples sont produits pour se conformer aux normes G40.21 350W et 300W (ainsi que ASTM A572 Gr.50 et A36).

Les cornières de nuance 380W ont été et sont toujours des produits de choix pour la fabrication de poutrelles à treillis en acier.

Grandes cornières : ArcelorMittal International produit des cornières de L305x305 et L254x254; Nucor Yamato produit des cornières de L254x254.

L’Ère des 345 Mégapascal

Avec l’arrivée des cornières et des profilés en CGGMULTI, la transition vers les profilés lourds de 345 MPa est achevée. Les profilés en W, les cornières, les profilés en C, les pieux en H et les profilés tubulaires sont tous produits selon une limite élastique spécifiée de 345 MPa/350 MPa (les profilés tubulaires ronds de 317 MPa restent répandus). Les professionnels de la conception, les spécificateurs, les fabricants, les distributeurs et les utilisateurs finals de produits d’acier bénéficieront tous d’un niveau de résistance (nominal) unifié des produits les plus courants. La 11e Édition du « CISC Handbook », dont la publication est prévue d’ici la fin de l’année, tiendra compte de cette nouvelle réalité.