Conception de villa en acier léger à deux étages pour les clients de l'île de la Réunion

Conception de villas en acier léger à deux étages pour les clients de la Réunion (structure, nomenclature et analyse de marché)

 

Ce projet est une villa-en acier léger de deux étages conçue pour des clients de l'île de la Réunion, avec une taille de plan de 11,8 m × 11,8 m et une hauteur au sol de 2,65 m par étage. Compte tenu des conditions météorologiques extrêmes des ouragans à la Réunion, la conception se concentre sur la résistance au vent et la stabilité structurelle. La structure principale adopte de l'acier à section en C-formé à froid-à parois minces-, renforcé par des panneaux structurels OSB de 18 mm. Le mur extérieur est protégé par des panneaux AAC de 50 mm d'épaisseur et la dalle de plancher utilise une tôle d'acier galvanisée CBC de 1 mm avec du béton-coulé sur place-sur place-. La conception globale répond aux normes locales de sécurité des bâtiments et s'adapte aux caractéristiques climatiques des ouragans tropicaux de la Réunion.

 

 

Le concept de conception de base de la villa est "léger,-haute résistance, coupe-vent-résistant et durable", en se concentrant sur la résolution du problème de stabilité structurelle dans des conditions météorologiques extrêmes d'ouragan. La conception structurelle spécifique est la suivante :

 

 

La structure porteuse principale-adopte un acier à section en C-à paroi mince formé à froid-à paroi mince-avec des spécifications de 140 × 41 × 39 × 11 mm, une épaisseur de 1,2 mm et un matériau G550AZ150. Ce matériau a une limite d'élasticité élevée (supérieure ou égale à 550 MPa) et une bonne résistance à la corrosion (revêtement galvanisé à chaud -revêtement AZ150), qui peut résister efficacement à l'érosion du climat marin tropical et assurer la durée de vie de la structure.

Disposition des colonnes : Les colonnes sont disposées à des intervalles de 1,2 m le long du périmètre et des cloisons internes de la villa (plan de 11,8 m × 11,8 m), avec une hauteur totale de 5,3 m (2 × 2,65 m). La base de la colonne est reliée à la fondation par des boulons d'ancrage pour améliorer les performances anti-renversement et anti-traction, ce qui est crucial pour résister à l'impact des ouragans.

Disposition des poutres : les poutres de plancher et les poutres de toit sont disposées en correspondance avec les colonnes, avec les mêmes spécifications d'acier à section en C- que les colonnes. Les poutres de plancher sont disposées à intervalles de 1,2 m pour supporter la charge de la dalle de plancher et de la structure supérieure ; les poutres du toit adoptent une structure en ferme pour améliorer la rigidité globale et la résistance au vent du toit.

Disposition des pannes et des poutres : les pannes de toit et les poutres murales sont disposées à des intervalles de 600 mm, en utilisant de l'acier de section en C - formé à froid de 100 × 40 × 20 × 10 mm -à paroi mince -(1,0 mm d'épaisseur), qui est relié aux colonnes et aux poutres pour former un système porteur complet -et fournir un support aux panneaux de mur extérieur et de toit.

 

En réponse aux conditions météorologiques extrêmes des ouragans à la Réunion, des panneaux structurels OSB (Oriented Strand Board) de 18 mm d'épaisseur sont utilisés pour renforcer l'ensemble de la structure en acier léger, formant un mur de cisaillement et un toit composites « quille en acier + panneau OSB », ce qui améliore considérablement la rigidité latérale et l'intégrité de la structure, et résiste efficacement à la pression latérale et à la force d'aspiration générées par les ouragans.

Renforcement des murs : les panneaux OSB sont entièrement pavés sur les côtés intérieurs et extérieurs de la quille du mur en acier léger, fixés avec des vis autotaraudeuses-vent-anti-vent (espacement de 150 mm), formant un système de mur de cisaillement fermé qui peut résister à la charge de vent latéral et empêcher la déformation et les dommages du mur.

Renforcement du toit : des panneaux OSB sont posés sur les pannes du toit, fixés avec des-vis autotaraudeuses-anti-vent, puis recouverts d'une membrane imperméable et de tuiles. Le panneau de toit OSB améliore la résistance à l'aspiration du vent du toit et empêche le toit d'être soulevé ou endommagé par les ouragans.

Renforcement des connexions : toutes les connexions entre les colonnes, les poutres, les pannes, les poutres et les panneaux OSB adoptent des connecteurs antirouille-à haute résistance (tels que des cornières en acier galvanisé, des vis autotaraudeuses anti-vent-), et les points de connexion sont renforcés avec du mastic pour garantir l'étanchéité et la fermeté de la connexion, évitant ainsi le desserrage structurel sous l'impact d'un ouragan.

 

 

Le mur extérieur adopte des panneaux AAC (Béton Aéré Autoclavé) de 50 mm d'épaisseur comme matériaux d'entretien. Les panneaux AAC ont les caractéristiques de légèreté, de haute résistance, d'isolation thermique, d'isolation phonique et de résistance au feu, et leur structure poreuse peut réduire efficacement la charge de vent tout en offrant de bonnes performances d'isolation thermique, s'adaptant au climat tropical de l'île de la Réunion. Les panneaux AAC sont fixés sur le côté extérieur des panneaux structurels OSB via des connecteurs spéciaux, et les espaces entre les panneaux sont remplis de mastic pour garantir des performances imperméables et coupe-vent.

 

 

La dalle de plancher adopte une tôle d'acier galvanisée CBC de 1 mm d'épaisseur comme plaque d'appui au sol, avec du béton C30-coulé sur place-sur place-(épaisseur 100 mm). La tôle d'acier galvanisée a une bonne résistance à la corrosion et une bonne capacité portante, et le béton coulé sur place-- forme une dalle de plancher composite avec la tôle d'acier, qui a une rigidité et une capacité portante élevées, et peut résister efficacement aux vibrations et aux impacts causés par les ouragans. La plaque d'appui du plancher est fixée sur les poutres du plancher à l'aide de vis autotaraudeuses et le treillis en acier est posé dans le béton pour éviter les fissures.

 

 

Combinée aux caractéristiques géologiques de La Réunion et aux exigences de résistance aux ouragans, la fondation adopte une fondation indépendante en béton armé. La taille de la fondation est de 800 mm × 800 mm × 1 000 mm (longueur × largeur × hauteur) et le renforcement de la fondation est disposé en fonction des exigences portantes -. La base de la colonne est reliée à la fondation par des boulons d'ancrage (M24), et les boulons d'ancrage sont intégrés dans la fondation pour garantir une capacité anti-renversement et anti-suffisante, empêchant le bâtiment d'être renversé par la charge du vent de l'ouragan.

 

Ce qui suit est la nomenclature détaillée et le calcul de la quantité basé sur la conception de la structure de la villa et la taille de 11,8 m × 11,8 m × 5,3 m (hauteur totale), y compris les matériaux principaux, les matériaux auxiliaires et les connecteurs, garantissant une quantité et une rationalité suffisantes.

 

 

Nom du matériau	Spécification	Épaisseur	Quantité	Unité	Application
Acier à section en C-formé à froid	140×41×39×11mm	1,2 mm	320	m	Colonnes, poutres de plancher, poutres de toit
Acier à section en C-formé à froid	100×40×20×10mm	1,0 mm	480	m	Pannes de toiture, longerons de murs
Acier à section en C-formé à froid	80×40×20×8mm	0,8 mm	220	m	Quilles de séparation internes
Composants de fermes en acier	Structure de toit assortie	1,2 mm	12	ensembles	Ferme de toit (amélioration de la résistance au vent)

 

 

Nom du matériau	Spécification	Quantité	Unité	Application
Panneau structurel OSB	18 mm d'épaisseur, 2440 × 1220 mm	180	㎡	Renforcement des murs et du toit (côtés intérieurs et extérieurs)
Anti-vent Vis autotaraudeuses-	M5×50mm, galvanisé	15000	pièces	Fixation de panneaux OSB sur des quilles en acier
Acier d'angle galvanisé	50×50×5mm	60	m	Renforcer les liaisons entre quilles

 

 

Nom du matériau	Spécification	Quantité	Unité	Application
Panneau CAA	50 mm d'épaisseur, 600 × 2400 mm	120	㎡	Entretien des murs extérieurs (hors portes et fenêtres)
Connecteurs de panneau AAC	Connecteurs spéciaux galvanisés	2400	pièces	Fixation des panneaux AAC aux panneaux OSB
Scellant imperméable	Mastic polyuréthane	30	tubes	Combler les espaces entre les panneaux AAC et les connexions
Peinture murale extérieure	Anti-corrosion, anti-ultraviolet, étanche	20	gallons	Revêtement mur extérieur AAC (amélioration de la durabilité)

 

Nom du matériau	Spécification	Quantité	Unité	Application
Tôle d'acier galvanisée CBC	Plaque d'appui au sol de 1 mm d'épaisseur	150	㎡	Base de dalle de plancher (deux étages, escaliers compris)
C30 Béton coulé-sur place-	100 mm d'épaisseur	15	m³	Dalle de plancher (deux étages)
Treillis en acier	Φ6@150×150mm	150	㎡	Renforcement du béton-coulé sur place-
Vis autotaraudeuses pour sol-	M6×30mm, galvanisé	8000	pièces	Fixation de tôles d'acier galvanisées aux poutres de plancher

 

 

Nom du matériau	Spécification	Quantité	Unité	Application
Béton armé C30	Fondation indépendante	25	m³	Fondation de villa (32 fondations indépendantes)
Acier d'armature	Φ16mm, Φ12mm	3.5	tonnes	Renforcement des fondations
Boulons d'ancrage	M24×800mm, galvanisé	128	pièces	Relier la base de la colonne à la fondation
Membrane imperméable	Membrane imperméable SBS, épaisseur 4 mm	150	㎡	Imperméabilisation des fondations

 

 

Nom du matériau	Spécification	Quantité	Unité	Application
Membrane imperméable de toit	Membrane imperméable TPO, épaisseur 1,5 mm	140	㎡	Imperméabilisation du toit (résistant aux pluies d'ouragan)
Tuiles	Tuiles en béton léger	150	㎡	Couverture de toit (résistante au vent-)
Portes et fenêtres	Alliage d'aluminium,-résistant au vent, imperméable (taille personnalisée)	12	ensembles	Portes et fenêtres de villa (6 fenêtres par étage, 2 portes par étage)
Coton isolant	50 mm d'épaisseur, laine de verre	180	㎡	Isolation des murs et du toit (adaptation au climat tropical)
Matériaux d'escalier	Structure légère en acier + marches en béton	1	ensemble	Escalier intérieur (reliant deux étages)

 

La conception structurelle de cette villa en acier léger de deux étages est entièrement adaptée aux conditions météorologiques extrêmes des ouragans sur l'île de la Réunion, en mettant l'accent sur la résistance au vent, la stabilité et la durabilité. L’analyse structurelle détaillée est la suivante :

 

 

Le plus grand point fort de la structure est son excellente résistance au vent, qui permet de résister efficacement aux ouragans extrêmes (vitesse du vent supérieure ou égale à 150 km/h) courants à La Réunion. Premièrement, la structure porteuse principale-adopte un acier à section en C-à paroi mince formé à froid G550AZ150-formé à froid-à paroi mince avec une limite d'élasticité élevée et une bonne ténacité, qui peut supporter une charge de vent latérale importante sans déformation. Deuxièmement, la structure entière est renforcée avec des panneaux structurels OSB de 18 mm, formant un système de mur de cisaillement et de toit composite fermé, ce qui améliore considérablement la rigidité latérale et l'intégrité du bâtiment et résiste efficacement à la pression latérale et à la force d'aspiration générées par les ouragans. Troisièmement, la base de la colonne est fermement reliée à la fondation indépendante via des boulons d'ancrage, avec une forte capacité anti-renversement et anti-traction, empêchant le bâtiment d'être renversé ou soulevé par la charge du vent de l'ouragan. De plus, les panneaux muraux externes AAC sont légers et fermement fixés, ce qui peut réduire la charge de vent tout en garantissant des performances coupe-vent.

 

 

La villa adopte un système intégré de structure en acier léger, dans lequel les colonnes, poutres, pannes, poutres et panneaux OSB sont étroitement reliés via des connecteurs à haute résistance-, formant un système porteur complet-et anti-vent. La structure en fermes de toit améliore la rigidité du toit, évitant sa déformation ou ses dommages sous l'impact d'un ouragan. La dalle de plancher composite composée de tôle d'acier galvanisée CBC et de béton coulé-sur place-a une rigidité et une capacité portante élevées, garantissant l'intégrité du sol et empêchant les fissures ou les dommages causés par les vibrations du vent. Tous les points de connexion sont renforcés avec du mastic et de l'acier d'angle, améliorant encore l'intégrité structurelle et les performances imperméables et coupe-vent.

 

L'île de La Réunion est située dans la zone climatique marine tropicale, avec des températures élevées, une humidité élevée et une forte corrosivité du brouillard salin marin. La structure prend pleinement en compte cette caractéristique : la quille en acier léger adopte un matériau G550AZ150 avec un revêtement galvanisé à chaud -(AZ150), qui présente une excellente résistance à la corrosion et peut résister efficacement à l'érosion du brouillard salin et de l'humidité. La plaque d'appui au sol CBC est en tôle d'acier galvanisé de 1 mm d'épaisseur, qui présente également une bonne résistance à la corrosion. Les panneaux structurels OSB sont traités anti-corrosion et résistants à l'humidité-, et les panneaux muraux externes AAC sont non-toxiques, insipides et résistants à la corrosion-. Tous les connecteurs sont galvanisés ou traités-antirouille, garantissant la durabilité à long terme-de la structure et la durée de vie peut atteindre plus de 50 ans.

 

 

Outre la résistance au vent, la structure s'adapte également au climat tropical de La Réunion. Les panneaux muraux externes AAC de 50 mm d'épaisseur et le coton isolant en laine de verre de 50 mm d'épaisseur ont de bonnes performances d'isolation thermique, ce qui peut réduire efficacement la température intérieure par temps chaud et économiser de l'énergie. La membrane imperméable de fondation SBS et la membrane imperméable de toit TPO peuvent empêcher efficacement les fuites d'eau de pluie causées par de fortes pluies accompagnées d'ouragans. La structure légère de la villa est adaptée aux caractéristiques géologiques de l'île de la Réunion (zones majoritairement montagneuses et vallonnées), réduisant la pression sur les fondations et facilitant la construction en zone montagneuse.

 

 

L'ouvrage répond aux normes locales de sécurité des bâtiments de La Réunion, avec des performances de sécurité élevées. La structure en acier léger a de bonnes performances sismiques (l'île de La Réunion est située dans une zone sismique) et le système de murs de cisaillement composites peut résister efficacement aux ondes sismiques. Les panneaux muraux extérieurs AAC et les panneaux structurels OSB ont une bonne résistance au feu, ce qui peut empêcher la propagation du feu. La dalle de plancher a une capacité portante élevée, qui peut supporter la charge des meubles, du personnel et d'autres utilisations quotidiennes, et présente une bonne résistance aux chocs.

 

Combiné aux caractéristiques de La Réunion (climat tropical marin, ouragans fréquents, tourisme développé, besoins résidentiels diversifiés) et aux atouts de cette villa en acier léger, le marché cible est clairement positionné, couvrant principalement les groupes et domaines suivants :

 

 

L'île de La Réunion a une petite superficie et un terrain majoritairement montagneux. Les résidents locaux ont une forte demande de bâtiments résidentiels sûrs, durables, -respectueux de l'environnement et-économisant de l'espace. Cette villa en acier léger présente une excellente résistance aux ouragans et une excellente durabilité, ce qui peut résoudre le problème des préoccupations des résidents locaux concernant la sécurité des bâtiments dans des conditions météorologiques extrêmes. Dans le même temps, la villa a un agencement flexible, peut être personnalisée en fonction des besoins des résidents et le cycle de construction est court (seulement 45-60 jours), ce qui peut répondre à la demande urgente de logements des résidents. De plus, la structure légère de la villa est adaptée à la construction dans les zones montagneuses de la Réunion, ce qui est difficile pour les bâtiments traditionnels en brique et béton, et dispose d'un large espace de marché sur le marché résidentiel local.

 

 

L'île de la Réunion est une station touristique réputée de l'océan Indien, dotée de riches ressources touristiques et d'un grand nombre de touristes chaque année. La demande de maisons de vacances, de séjours chez l'habitant et d'hôtels de villégiature est forte. Cette villa en acier léger présente les avantages d'une belle apparence, d'un environnement de vie confortable, d'une isolation thermique et phonique, et peut être conçue comme une maison de vacances ou une famille d'accueil haut de gamme. La résistance au vent et la durabilité de la villa peuvent garantir le fonctionnement stable à long terme des propriétés de vacances, et la méthode de construction préfabriquée peut rapidement achever la construction des communautés de vacances, réduisant ainsi le cycle d'investissement des promoteurs. De plus, la villa peut être démontée et réutilisée, ce qui convient aux besoins temporaires ou permanents des promoteurs touristiques en matière de maisons de vacances.

 

Les petits équipements commerciaux locaux de l'île de la Réunion (tels que les supérettes, les cliniques, les centres de services communautaires) et les équipements publics (tels que les écoles temporaires, les abris d'urgence) ont également une demande de bâtiments sûrs, efficaces et-à faible coût. Cette villa en acier léger peut être transformée en petits espaces commerciaux ou en équipements publics en ajustant l'agencement interne, ce qui présente les avantages d'un faible investissement, d'un cycle de construction court et d'un entretien facile. En particulier dans la construction d'abris d'urgence, le montage rapide de la villa et sa résistance au vent peuvent fournir un espace de vie sûr aux résidents locaux en cas d'ouragans ou d'autres catastrophes naturelles, ce qui est soutenu par le gouvernement local.

 

 

Le positionnement sur le marché de cette villa est "un bâtiment en acier léger de haute-qualité,-résistant au vent-résistant à l'environnement-respectueux de l'environnement et rentable-", en se concentrant sur la résolution des problèmes des bâtiments locaux (mauvaise résistance au vent, long cycle de construction, coûts de maintenance élevés) et en répondant aux divers besoins des résidents, des promoteurs touristiques et des services gouvernementaux. Les clients cibles sont principalement des résidents locaux à revenus moyens et élevés-, des entreprises de développement touristique, des propriétaires de petites entreprises et des services gouvernementaux locaux.

 

Par rapport aux bâtiments traditionnels en brique-béton et à d'autres types de bâtiments en acier léger, cette -villa en acier léger de deux étages présente des avantages évidents, particulièrement adaptés à la demande du marché de La Réunion, et ses principaux avantages sont les suivants :

 

 

Visant les conditions météorologiques extrêmes des ouragans sur l'île de la Réunion, la villa adopte une série de conceptions-résistantes au vent : quille en acier léger à haute résistance G550AZ150-, panneau structurel OSB de 18 mm entièrement renforcé, base de colonne et connexion de fondation fermes, et portes et fenêtres résistantes au vent-. La structure globale présente une rigidité latérale et une intégrité élevées, qui peuvent résister efficacement aux ouragans extrêmes avec une vitesse de vent supérieure ou égale à 150 km/h, garantissant ainsi la sécurité du bâtiment et des résidents, ce qui constitue le plus grand avantage par rapport aux autres bâtiments.

 

 

La villa adopte une structure en acier léger préfabriquée et tous les composants principaux (quille en acier, panneau OSB, panneau AAC) sont préproduits-en usine, transportés sur le site pour assemblage. Le cycle de construction ne dure que 45-60 jours, soit 1/3-1/2 de la construction traditionnelle en brique et béton (120-180 jours). L'assemblage sur site nécessite moins de main d'œuvre, ce qui peut réduire le coût de construction et répondre à la demande urgente des clients en matière de logements ou d'espaces commerciaux.

 

 

La structure en acier léger est légère et le poids total de la villa ne représente que 1/4-1/5 du bâtiment traditionnel en brique-béton, ce qui réduit considérablement la pression sur les fondations. La conception des fondations indépendantes est simple et facile à construire, adaptée à divers terrains, en particulier les zones montagneuses et vallonnées de l'île de la Réunion, où les bâtiments traditionnels en brique et béton sont difficiles à construire. La villa peut être construite sur des pentes abruptes ou sur des parcelles étroites, améliorant ainsi le taux d'utilisation du terrain.

 

Les principaux matériaux de la villa (quille en acier léger, panneau OSB, panneau AAC) sont tous des matériaux respectueux de l'environnement et recyclables, qui ne produisent pas de déchets de construction pendant le processus de construction, et sont conformes à la politique locale de protection de l'environnement de La Réunion. Les panneaux muraux externes AAC de 50 mm d'épaisseur et le coton isolant en laine de verre de 50 mm d'épaisseur ont de bonnes performances d'isolation thermique, ce qui peut réduire la consommation d'énergie de la climatisation et du chauffage dans la villa, économiser de l'énergie et réduire le coût de la vie des résidents.

 

 

La quille en acier léger adopte un matériau G550AZ150 avec un revêtement galvanisé à chaud-, qui présente une excellente résistance à la corrosion et peut résister à l'érosion du brouillard salin marin tropical et de l'humidité. Les panneaux muraux extérieurs AAC et les panneaux structurels OSB sont durables et difficiles à vieillir. La durée de vie globale de la villa peut atteindre plus de 50 ans, et l'entretien quotidien ne nécessite qu'une simple inspection et un nettoyage, avec un faible coût d'entretien (seulement 1/3 du bâtiment traditionnel en brique-béton).

 

 

La structure en acier légère a une grande flexibilité et l'aménagement interne de la villa peut être librement ajusté en fonction des besoins des clients, comme augmenter ou diminuer les pièces, modifier la taille du salon et convertir des espaces commerciaux. L'apparence de la villa peut également être personnalisée en fonction des besoins esthétiques des clients, en fonction du style architectural local et des caractéristiques de la station touristique.

 

 

Bien que l'investissement initial d'une villa en acier léger soit légèrement supérieur à celui d'un bâtiment traditionnel en brique-béton, compte tenu du cycle de construction court, du faible coût de la main-d'œuvre, du faible coût d'entretien et des matériaux recyclables, le coût global est inférieur à celui du bâtiment traditionnel en brique-béton à long terme. Pour les promoteurs touristiques et les propriétaires de petites entreprises, cela peut réduire le cycle d'investissement et les coûts d'exploitation, et présente un rapport coût-performance élevé.