Vous êtes-vous déjà interrogé sur la différence entre les poutres en H et les poutres en I dans la construction ? Bien qu'ils se ressemblent, ces deux types de poutres en acier ont des caractéristiques distinctes qui les rendent adaptés à des applications différentes. Dans cet article, nous allons explorer les principales différences entre les poutres en H et les poutres en I, telles qu'elles sont expliquées par des ingénieurs mécaniciens expérimentés. Découvrez comment leurs formes, leurs capacités de charge et leurs processus de fabrication les distinguent et apprenez quelle poutre convient le mieux à votre prochain projet.
Les poutres en I et les poutres en H sont toutes deux des éléments de charpente métallique utilisés dans la construction et l'ingénierie. La différence essentielle réside dans leur forme : une poutre en I ressemble à la lettre "I" avec un centre élancé flanqué de deux sections plus larges, tandis qu'une poutre en H, qui ressemble à la lettre "H", a une largeur et une hauteur égales.
Les poutres en I sont généralement plus légères et plus économiques, idéales pour les bâtiments à longue portée.
A l'inverse, les poutres en H sont plus solides et résistent mieux à la flexion. Elles conviennent pour les murs porteurs ou les projets de construction de grande envergure.
Tout d'abord, en termes d'apparence, la surface intérieure de la bride (également appelée "jambe") de la poutre en H n'est pas inclinée, avec des surfaces supérieures et inférieures parallèles. En revanche, la surface intérieure de l'aile de la poutre en I est inclinée, ce qui se traduit par un extérieur plus mince et un intérieur plus épais. Cette différence structurelle se traduit par des performances portantes différentes. La poutre en H, avec ses surfaces d'ailes parallèles et sans inclinaison, possède des propriétés sectionnelles supérieures à celles des poutres en I traditionnelles.
Deuxièmement, en ce qui concerne le champ d'application, les poutres en H, avec leurs excellentes propriétés sectionnelles et leur large applicabilité, sont largement utilisées dans les bâtiments à structure métallique. Elles peuvent être utilisées pour les pieux, les colonnes, les poutres, entre autres structures. D'autre part, bien que les poutres en I puissent également être utilisées pour les poutres et les structures similaires, leur application est relativement limitée.
En outre, du point de vue de la fabrication, le processus de laminage des poutres en H est différent de celui des poutres en I ordinaires, qui n'utilisent qu'un seul jeu de rouleaux horizontaux. En raison de leur aile plus large sans inclinaison (ou très légèrement inclinée), les poutres en H nécessitent un jeu supplémentaire de cylindres verticaux. Cette distinction dans le processus de laminage constitue une différence significative entre les deux types de poutrelles.
Enfin, en ce qui concerne les exigences en matière de matériaux, les poutres en I, principalement utilisées dans l'industrie mécanique, requièrent des matériaux à haute résistance. En revanche, les poutres en H, en raison de leur large applicabilité et de leur rentabilité, sont utilisées dans divers domaines.
En conclusion, les principales différences entre les poutres en I et les poutres en H résident dans leur forme structurelle, leur champ d'application, leur processus de fabrication et les exigences en matière de matériaux.
Voici un tableau comparatif entre les poutres en H et les poutres en I :
| Fonctionnalité | Poutre en I Acier | Poutre en H Acier |
|---|---|---|
| Dimensions transversales | Relativement haut et étroit | Profil efficace et économique avec une section transversale logiquement structurée |
| Applications | Utilisé directement dans les composants qui se plient dans le plan de l'âme ou dans le cadre d'un composant structurel de type treillis. | Convient à une large gamme d'applications structurelles, y compris les poutres, les composants comprimés axialement et les composants de flexion. |
| Largeur de la bride | Plus petit | Plus large |
| Aptitude à la compression et à la flexion | Ne convient pas aux composants comprimés axialement ou pliés perpendiculairement au plan de l'âme. | Convient à la fois pour les composants comprimés axialement et pour les composants en flexion |
| Force Direction du palier | Peut supporter des forces unidirectionnelles | Peut résister à des forces dans deux directions |
| Stabilité des bâtiments à structure métallique | Insuffisante seule ; même les poutres en I épaissies peuvent devenir instables en tant que colonnes porteuses. | Stabilité dans les bâtiments à structure métallique |
| Utilisation dans les composants structurels | Utilisé uniquement pour les poutres | Convient pour les colonnes porteuses dans les structures |
| Section transversale Propriétés mécaniques | Inférieur aux poutres en H | Supérieure aux poutres en I |
| Épaisseur de la bride | Épaisseur variable, plus épaisse près de l'âme et plus fine à l'extérieur | Epaisseur uniforme |
| Processus de fabrication | Profilés laminés avec une pente de 1:10 à l'intérieur des brides | Profilés roulés ou profilés assemblés soudés à partir de trois plaques. Nécessite un jeu supplémentaire de rouleaux verticaux pour le laminage. |
| Types et utilisations spécifiques | Non spécifié en détail | Classés en HW (hauteur et largeur d'aile à peu près égales, utilisés comme poteaux rigides en acier), HM (rapport hauteur/largeur d'aile d'environ 1,33 à 1,75, utilisés comme poteaux ou poutres), HN (rapport hauteur/largeur d'aile de 2 ou plus, principalement utilisés pour les poutres). |
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1. Dimensions transversales
Les poutres en I, qu'elles soient standard ou légères, ont des dimensions de section transversale relativement élevées et étroites. Il en résulte une différence significative du moment d'inertie des deux ailes principales.
Par conséquent, ils sont généralement utilisés directement dans les composants qui se plient dans le plan de l'âme ou dans le cadre d'un composant structurel de type treillis. Ils ne conviennent pas aux composants comprimés axialement ou pliés perpendiculairement au plan de l'âme, ce qui limite leur champ d'application.
2. Applications
L'acier en H est un type de profilé efficace et économique (au même titre que l'acier à paroi mince formé à froid, les tôles profilées, etc.) dont la section transversale est logiquement structurée, ce qui permet à l'acier d'être plus performant et d'augmenter sa capacité portante.
Contrairement aux poutres en I standard, les poutres en H ont des ailes plus larges et des surfaces intérieures et extérieures généralement parallèles, ce qui facilite les connexions avec des boulons à haute résistance et d'autres composants. Elles sont disponibles dans une large gamme de dimensions et de modèles, ce qui facilite la conception et la sélection (à l'exception des poutres en I utilisées dans les poutres de grues).
3. Largeur de la bride
Les poutres en H ont des ailes d'épaisseur égale et sont disponibles en sections laminées ou en sections assemblées soudées à partir de trois plaques. Les poutres en I sont des profilés laminés avec une pente de 1:10 à l'intérieur des ailes, en raison des variations du processus de production.
Le laminage des poutres en H, contrairement aux poutres en I standard qui utilisent un ensemble de cylindres horizontaux, nécessite un ensemble supplémentaire de cylindres verticaux en raison de leurs ailes plus larges et de leur pente minimale (ou inexistante). Le processus et l'équipement de laminage sont donc plus complexes que ceux des laminoirs standard. La plus grande poutre en H qui peut être produite dans le pays a une hauteur de 800 mm ; tout ce qui est plus grand est une section assemblée.
4. Aptitude à la compression et à la flexion
La norme nationale chinoise relative aux poutres en H laminées à chaud (GB/T11263-1998) les classe en trois catégories : les poutres à ailes étroites, les poutres à ailes larges et les pieux en acier, codifiés respectivement hz, hk et hu.
Les poutres en H à ailes étroites conviennent aux poutres ou aux éléments de flexion, tandis que les poutres en H à ailes larges et les pieux en H conviennent aux éléments comprimés axialement ou aux éléments de flexion. Par rapport aux poutres en I, les poutres en H offrent de meilleures performances en termes de poids, w, ix et iy.
5. Direction de l'effort
Les poutres en I ont des ailes plus petites et des hauteurs plus importantes, capables de supporter des forces unidirectionnelles.
6. Stabilité des bâtiments à structure métallique
Les poutres en H, avec des rainures plus profondes et des ailes plus épaisses, peuvent résister à des forces dans deux directions.
7. Utilisation dans les composants structurels
Avec le développement des bâtiments à structure métallique, les poutres en I seules sont insuffisantes. Même les poutres en I épaissies utilisées comme colonnes porteuses peuvent devenir instables.
8. Propriétés mécaniques de la section transversale
Les poutres en I ne peuvent être utilisées que comme poutres, tandis que les poutres en H conviennent pour les colonnes porteuses dans les structures.
9. Épaisseur de la bride
Les poutres en H, dont les propriétés mécaniques de la section transversale sont supérieures à celles des poutres en I, doivent leur nom à leur ressemblance avec la lettre "H". Les poutres en H laminées à chaud ont des ailes plus larges que les poutres en I, ce qui leur confère une plus grande rigidité latérale et une meilleure résistance à la flexion.
Les poutres en H sont plus légères que les poutres en I de mêmes spécifications. Le principe de fabrication est bien expliqué, avec un contenu remarquable.
10. Processus de fabrication
Les ailes des poutres en I varient en épaisseur, étant plus épaisses près de l'âme et plus minces à l'extérieur ; les ailes des poutres en H ont une épaisseur uniforme.
11. Types et utilisations spécifiques
HW, HM, HN - H est le terme général pour les poutres en H, qui sont soudées ; HW, HM, HN sont laminées à chaud.
12. HW - Usage spécifique
HW désigne les poutres en H dont la hauteur et la largeur d'aile sont à peu près égales ; elles sont principalement utilisées comme colonnes d'acier rigides dans les structures en béton armé ou comme colonnes principales dans les structures en acier.
13. HM - Utilisation spécifique
HM désigne les poutres en H dont le rapport entre la hauteur et la largeur de l'aile est d'environ 1,33 à 1,75 ; elles sont principalement utilisées dans les structures en acier comme colonnes ou poutres de cadre dans les structures soumises à des charges dynamiques, telles que les plates-formes d'équipement.
14. HN - Usage spécifique
HN désigne les poutres en H dont le rapport entre la hauteur et la largeur de l'aile est supérieur ou égal à 2. Ce terme est principalement utilisé pour les poutres, les poutres en I ayant une fonction similaire à celle des poutres HN.
Dans le monde de la construction et de l'ingénierie, les poutres en H et les poutres en I sont deux des éléments de support structurel les plus couramment utilisés.
Les deux faisceaux offrent des avantages et des caractéristiques uniques, ce qui les rend adaptés à une large gamme d'applications.
On ne saurait trop insister sur l'importance du choix de la bonne poutre pour votre projet, car cette décision peut avoir un impact significatif sur l'intégrité structurelle, le coût et la réussite globale du projet.
On se demande souvent comment choisir entre une poutre en I et une poutre en H, étant donné que leur forme semble similaire.
Cependant, de nombreuses personnes expérimentées dans le secteur de la construction ont du mal à fournir une explication claire.
Les différences spécifiques de performance de charge entre les poutres en I et les poutres en H se reflètent principalement dans les aspects suivants :
Direction de la charge :
Les poutres en H, dont la profondeur et l'épaisseur des rainures sont plus importantes, peuvent supporter des forces dans deux directions, tandis que les poutres en I sont principalement utilisées pour les traverses, leur capacité de charge se manifestant surtout dans le sens vertical. Cela signifie que les poutres en H offrent une plus grande flexibilité dans la conception structurelle, s'adaptant à des scénarios d'application plus complexes.
Propriétés mécaniques :
Les poutres en H, en raison de leur forme de section transversale économiquement raisonnable, ont des propriétés mécaniques supérieures. Pendant le laminage, l'extension en chaque point de la section est plus uniforme, avec une contrainte interne plus faible, par rapport aux poutres en I ordinaires. Elles ont un module de section plus élevé, un poids plus léger et permettent d'économiser plus de métal. Cela suggère que dans les mêmes conditions, les poutres en H pourraient offrir une meilleure capacité de charge et une meilleure stabilité.
Commodité de la construction :
Le soudage et l'épissage des poutres en H sont plus simples que ceux des poutres en I, avec de meilleures propriétés mécaniques par unité de poids, ce qui permet d'économiser une quantité considérable de matériaux et de temps de construction. Ceci est crucial pour améliorer l'efficacité de la construction et réduire les coûts.
Capacité de charge :
Bien que dans des conditions spécifiques (telles que b=h, même taille), la capacité de charge des matériaux en acier carré puisse être légèrement supérieure à celle des poutres en H, grâce à une organisation structurelle rationnelle, les poutres en H peuvent obtenir des effets similaires à ceux de l'acier carré, et sont plus économiques dans certains cas. Cela montre que les poutres en H sont plus flexibles et plus économiques en termes de conception et d'application.
En termes de performance portante, les poutres en H offrent une meilleure capacité portante multidirectionnelle, des propriétés mécaniques supérieures, une plus grande efficacité de construction et une plus grande économie par rapport aux poutres en I. Ces différences font des poutres en H un matériau privilégié dans de nombreuses applications d'ingénierie.
La principale différence entre le processus de laminage vertical des poutrelles en H et le processus de laminage horizontal des poutrelles en I ordinaires réside dans le fait qu'en raison des ailes plus larges des poutrelles en H, qui n'ont pas de pente (ou très peu de pente), un ensemble supplémentaire de rouleaux verticaux est nécessaire pendant le processus de laminage.
Cette conception rend le processus et l'équipement de laminage des poutrelles en H beaucoup plus complexes que les rouleaux horizontaux des poutrelles en I ordinaires. Plus précisément, l'âme de la poutre en H est laminée jusqu'à l'arrêt entre les cylindres supérieurs et inférieurs, tandis que les ailes sont simultanément laminées en forme entre le côté du cylindre horizontal et le cylindre vertical.
Cette méthode de laminage unique est déterminée par les caractéristiques structurelles de la poutre en H, c'est-à-dire que ses ailes sont plus larges et n'ont pas de pente (ou une faible pente), de sorte qu'un ensemble supplémentaire de rouleaux verticaux doit être ajouté pour compléter le processus de laminage.
En revanche, l'acier ordinaire pour poutre en I n'utilise qu'un seul jeu de cylindres horizontaux pour le laminage, ce qui entraîne des différences significatives dans la technologie de production et la configuration de l'équipement entre ces deux types d'acier.
Les matériaux les plus populaires pour les poutres en I et en H sur le marché comprennent principalement l'acier inoxydable Q235, Q235B, Q345, Q235A et 304, entre autres. Le Q235B, en particulier, est fréquemment mentionné en raison de son large éventail d'applications et de sa rentabilité, ce qui témoigne de sa grande popularité.
En outre, les poutres en I en acier inoxydable (telles que celles fabriquées à partir d'un matériau de qualité 201) retiennent également l'attention en raison de leurs exigences d'application spécifiques, en particulier dans des secteurs tels que les produits de quincaillerie, les machines médicales et les machines alimentaires.
Le Q235B et l'acier inoxydable (tel que le matériau de qualité 201) sont actuellement les matériaux les plus populaires pour les poutres en I et les poutres en H sur le marché.
Le choix entre l'acier pour poutre en I et l'acier pour poutre en H dépend principalement des caractéristiques spécifiques des exigences d'ingénierie. Voici une analyse basée sur les informations que j'ai recueillies :
Capacité de charge :
Si le projet nécessite de supporter une charge plus importante, l'acier à poutre en I peut être un meilleur choix. L'acier à poutre en I a une forte capacité de charge, adaptée à la construction de structures devant supporter de lourdes charges.
Stabilité structurelle :
Pour les projets nécessitant une plus grande résistance et des structures plus stables, l'acier à poutre en H peut être plus approprié. La section transversale de la poutre en H est plus large, ce qui assure une meilleure stabilité structurelle.
Forme et caractéristiques structurelles :
La forme de la section transversale de la poutre en H ressemble à la lettre "H", avec des ailes supérieures et inférieures et une âme relativement minces, et les connexions sont réalisées à l'aide de joints soudés. Elle est principalement utilisée pour les structures porteuses et les structures de construction. D'autre part, la poutre en I présente une courbure différente de la forme standard à angle droit de la poutre en H. Cela signifie que ces caractéristiques de forme et de structure doivent être prises en compte dans le processus de conception.
Les facteurs économiques :
La poutre en I à ailes larges, également connue sous le nom de poutre en H, est une section d'acier économique, laminée sur un laminoir à quatre cylindres. En termes de rentabilité, les deux types d'acier ont leurs avantages, mais le plus économique peut dépendre de divers facteurs tels que le coût de production, le coût de transport et le coût d'installation.
Différences d'utilisation :
En raison de différences significatives dans les processus de fabrication et les caractéristiques des produits, les utilisations de l'acier pour poutre en I et de l'acier pour poutre en H diffèrent également. Par conséquent, lors de l'achat, il convient de choisir le profilé correspondant aux exigences de la conception.
Le choix entre une poutre en I et une poutre en H doit tenir compte des exigences de charge du projet, des exigences de stabilité structurelle, de la forme et des caractéristiques structurelles, des facteurs économiques et des différences d'utilisation spécifiques. Il est conseillé d'évaluer minutieusement chaque facteur et de consulter éventuellement des avis professionnels avant de prendre une décision.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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