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Application technique des profilés en PRFV dans les poutres de charpente extérieure des immeubles de grande hauteur
2023-12-08
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Le projet d'ingénierie FRP (polymère renforcé de fibres) intitulé « Amélioration de la capacité portante et de la résistance au feu des composants structuraux en matériaux composites à fibres » (TDA1-1), financé par le Fonds d'innovation du Centre d'innovation des matériaux non métalliques en 2022, illustre une avancée significative dans l'application de profilés pultrudés ultralégers et de grande taille en matériaux composites. L'utilisation de ces profilés pultrudés dans les poutres de charpente extérieure des immeubles de grande hauteur de Qingdao constitue une réussite majeure.
Les matériaux en PRFV (polymère renforcé de fibres de verre) fournis par Nanjing Spare Composite Yizheng Co., Ltd. sont le fruit d'une collaboration entre Vanke Green Research & Development Co., Ltd. et l'Université de technologie de Pékin. Les poutres principales sont constituées de tubes rectangulaires de 800 x 300 mm. Leur portée est de 17 mètres et leur hauteur de 2,8 mètres. L'ensemble poutres (supérieure et inférieure) pèse 1,2 tonne. Le poids du profilé est d'environ 33 kg par mètre.
Pour résoudre les problèmes critiques liés aux poutres à ossature métallique traditionnelles des immeubles de grande hauteur du littoral de Qingdao, tels que leur poids important, leur coût élevé, les risques pour la sécurité, la corrosion sévère et les difficultés d'entretien, l'équipe du projet a développé de manière innovante un nouveau type de poutre à ossature suspendue externe. Grâce à l'utilisation de profilés pultrudés en matériau composite, l'équipe a non seulement atteint les exigences de résistance et de rigidité structurelles, mais a également réalisé une réduction remarquable de 75 % du poids de la structure, garantissant ainsi le bon déroulement du projet.
Les profilés pultrudés utilisés comprennent des poutres principales (en forme de caisson à trois cellules), des colonnes (en forme de caisson à une seule cellule) et des grilles (en forme de caisson à une seule cellule), composés de fibres de verre et de résine polyester insaturée, avec une teneur en fibres d'environ 70 %. Ces matériaux ont été produits et préparés par Nanjing Spare Composite Yizheng Co., Ltd., membre de l'équipe du projet.
Comparativement aux poutres à ossature métallique, le poids propre de la structure en profilés pultrudés est réduit d'environ 75 %. Cette réduction de poids significative diminue non seulement les contraintes sur les engins de chantier et optimise l'espace disponible, mais améliore également l'efficacité de la mise en œuvre, engendrant des économies de main-d'œuvre et de temps. Selon les calculs des bureaux d'études et de construction, l'utilisation de profilés pultrudés permettrait d'économiser environ 5 millions de RMB sur les coûts de manutention du projet.
Les poutres en PRF pultrudées présentent des atouts remarquables tels que leur légèreté, leur haute résistance et leur résistance à la corrosion, démontrant ainsi leur vaste potentiel dans le domaine du génie civil, tant au niveau national qu'international. Leur utilisation constitue un modèle d'innovation, offrant une alternative viable aux matériaux et méthodes traditionnels et marquant un pas en avant vers des pratiques de construction plus durables et économiques.