21.1 : Conception de poutres prismatiques pour le pliage

La conception des poutres prismatiques, éléments structurels à section transversale uniforme, vise à garantir la sécurité et l’intégrité structurelle sous charge. Le processus de conception commence par déterminer la contrainte admissible, soit à partir des tableaux de propriétés des matériaux, soit en divisant la résistance ultime du matériau par un facteur de sécurité. Ce facteur de sécurité est essentiel pour tenir compte des incertitudes et varie en fonction du matériau (bois, acier ou béton), chacun ayant des caractéristiques de résistance et de contrainte uniques. Sa valeur dépendra du matériau choisi et de l’usage prévu de la structure.

Ensuite, tracez des diagrammes de force de cisaillement et de moment de flexion pour visualiser la répartition des charges et identifier les points de contrainte de flexion maximale. Cette visualisation est essentielle pour optimiser les dimensions de la poutre afin de maximiser la sécurité et l'efficacité de la poutre.

Enfin, calculez le module de section minimum qui permettra à la poutre de résister aux contraintes de flexion. Des modules plus élevés indiquent une plus grande résistance. Pour les poutres en bois, le concepteur spécifie un rapport de forme de section transversale qui produira le module souhaité. Pour les poutres en acier, le concepteur sélectionne parmi les sections préexistantes, garantissant que le module de la poutre dépasse le minimum calculé. Cette sélection garantit que la poutre peut résister aux forces de flexion, tout en maintenant la sécurité et la stabilité structurelles.

Cette approche systématique combine les considérations de sécurité avec l'analyse des matériaux et des charges, garantissant que la poutre choisie maintient l'intégrité et la fiabilité de la structure sous les charges anticipées, garantissant ainsi les performances structurelles à long terme.