Comment calculer la charge admissible d'une poutre en acier ?

Calcul de la capacité de charge d'une poutre en H

Comprendre la capacité de charge des poutres en acier, en particulier des poutres en H, est essentiel pour garantir l'intégrité structurelle et la sécurité des projets de construction. Cette section vous guidera dans le processus de calcul de la capacité de charge des poutres et de sélection de la taille de poutre en H appropriée à vos besoins spécifiques.

Calcul de la capacité de charge et sélection des poutres :

Pour déterminer la capacité de charge d'une poutre en H en acier ou pour sélectionner la taille appropriée pour votre projet de construction, vous pouvez utiliser notre calculateur de capacité de charge de poutre et consulter le tableau de capacité de charge qui l'accompagne. Ces outils, comme l'illustre la capture d'écran ci-dessous, constituent une méthode solide et conviviale pour prendre des décisions éclairées sur la sélection des poutres.

Voir aussi

• Comment calculer la contrainte de cisaillement en flexion et la condition de résistance d'une poutre ?

Il se présente sous la forme d'un fichier Excel, qui peut effectuer automatiquement le calcul une fois que vous avez saisi les informations nécessaires.

Vous pouvez télécharger l'outil en cliquant sur le lien ci-dessous. N'oubliez pas d'activer la fonction macro dans Excel pour garantir un fonctionnement correct.

• Calculateur de capacité de charge des poutres en acier

Facteurs clés de la capacité de charge des poutres en H :

1. Taille et géométrie de la poutre : Les dimensions de la poutre en H, y compris la largeur de l'aile, l'épaisseur de l'âme et la profondeur totale, ont un impact significatif sur sa capacité de charge.
2. Propriétés du matériau : La qualité de l'acier utilisé dans la poutre en H influe sur sa résistance et, par conséquent, sur sa capacité de charge.
3. Longueur de la portée : La distance entre les appuis influence directement la capacité de la poutre à supporter des charges.
4. Répartition de la charge : Le fait que la charge soit uniformément répartie ou concentrée en des points spécifiques influe sur les performances de la poutre.
5. Facteurs de sécurité : Les ingénieurs intègrent généralement des facteurs de sécurité pour tenir compte des charges imprévues ou des variations de matériaux.

Calcul de la capacité de charge d'une poutre en I

La formule de la capacité de charge en flexion est la suivante :

Mu=b’*h’*f*(0.5*h-0.5*h’)+(0.5*h-h’)*b*f*0.5*(0.5*h-h’)

F - valeur de conception de limite d'élasticité
b - épaisseur de l'âme
b '- largeur de la bride
h - élevé
h '- épaisseur de la bride

En ce qui concerne la capacité portante de la tension et de la compression, je pense qu'il n'est pas nécessaire de l'expliquer ici. Pour ce qui est de la tension et de la compression excentriques, il n'est pas très difficile de les calculer soi-même.

Par exemple :

Combien la poutre en I #25 peut-elle supporter lorsque la portée est de 4 m et que la charge est uniformément répartie ?

Calcul :

Pour la poutre en I #25, W = 401,4cm³σ]=210N/mm2, coefficient de stabilité globale φb=0,93

Formule du moment de flexion M = QL²/8
Formule de résistance σ = M/W

Selon la formule : q=8σW/L²=8*210*401400/4*4=42,1kN/m

Exigence de stabilité globale : 42,1 * 0,93 = 39,2kn/m

Exigence de facteur partiel (facteur de sécurité) : 39,2 / 1,4 = 28kN/m

Utilisation sûre : 28kN/m

Le calcul ci-dessus ne prend pas en compte le poids propre et le calcul de vérification de la flèche de la poutre en I.

Laquelle des poutres en H ou en I supporte la meilleure charge ?

L'acier pour poutre en H présente des capacités de charge supérieures à celles de l'acier pour poutre en I, en raison de sa conception structurelle optimisée et de ses propriétés mécaniques améliorées.

La géométrie de la section transversale de la poutre en I, caractérisée par son profil relativement haut et étroit, entraîne des disparités importantes entre les moments d'inertie le long de ses deux axes principaux. Cette asymétrie limite son application principalement à des scénarios impliquant des charges de flexion dans le plan de l'âme ou comme composants de structures porteuses de contraintes en treillis. Les poutres en I sont moins adaptées à la compression axiale ou à la flexion perpendiculaire au plan de l'âme, ce qui limite leur polyvalence dans les applications structurelles.

En revanche, les poutres en H présentent un profil plus efficace et plus économique en raison de la forme bien étudiée de leur section transversale. Les principaux avantages des poutres en H sont les suivants :

1. Module de section amélioré : Les ailes plus larges et l'épaisseur optimisée de l'âme se traduisent par un module de section plus élevé, ce qui améliore la résistance de la poutre aux moments de flexion.
2. Moment d'inertie amélioré : la géométrie des poutres en H permet une distribution plus équilibrée des matériaux, ce qui améliore les moments d'inertie autour des deux axes principaux.
3. Connectivité supérieure : Les surfaces intérieures et extérieures des brides, parallèles ou presque, facilitent les connexions avec d'autres éléments structurels, en particulier lors de l'utilisation de boulons à haute résistance.
4. Gamme complète de dimensions : Les poutres en H offrent une série de tailles et de modèles bien conçus, ce qui simplifie le processus de conception et de sélection pour les ingénieurs.
5. Capacité de charge accrue : Lorsqu'elles sont soumises à des moments de flexion, à des charges de pression ou à des charges excentriques, les poutres en H présentent des performances supérieures à celles des poutres en I ordinaires de poids équivalent.
6. Efficacité matérielle : La conception optimisée des poutres en H peut permettre de réaliser des économies de 101 à 401 tonnes de matériaux par rapport aux poutres en I standard dans des applications similaires.
7. Résistance équilibrée : Les ailes plus larges et l'épaisseur optimisée de l'âme offrent des caractéristiques de résistance plus uniformes dans plusieurs directions, ce qui améliore la stabilité structurelle globale.

La conception à ailes parallèles des poutres en H, également connues sous le nom de poutres en I à ailes larges, contribue à l'amélioration de leurs performances. Cette configuration permet une répartition plus efficace du matériau, ce qui améliore les propriétés de la section et la résistance à diverses conditions de charge.

En résumé, bien que les poutres en H et les poutres en I aient toutes deux leur place dans l'ingénierie structurelle, les poutres en H offrent généralement des capacités de charge supérieures, une plus grande polyvalence et une meilleure efficacité des matériaux. Ces caractéristiques font des poutres en H le choix privilégié pour de nombreuses applications porteuses dans la conception et la construction de structures modernes.