Systèmes poutres

Types de systèmes de poutres

Un système de poutres est une structure conçue pour supporter des charges et les transférer à des supports verticaux tels que des murs ou des colonnes. Il se compose de poutres, qui sont des éléments structuraux horizontaux, et d'autres composants comme des solives, des chevrons, des poutres maîtresses, des treillis et des pannes. Le système est utilisé dans diverses applications, notamment les ponts, les bâtiments de grande hauteur, les maisons individuelles et les structures extérieures comme les tonnelles et les terrasses.

Un système de poutres est essentiel dans la construction car il fournit stabilité et résistance. Le système est conçu pour répartir le poids uniformément, évitant ainsi tout affaissement ou effondrement. Les matériaux utilisés pour construire ces systèmes incluent le bois, l'acier, le béton armé, l'aluminium et des matériaux composites.

Les types de systèmes de poutres comprennent :

• Système de poutres simples

  Ce système a des poutres supportées aux extrémités. La charge est transférée directement aux supports en ligne droite. Les poutres simples sont faciles à concevoir et à construire. Elles sont utilisées dans les ponts et les bâtiments. Un schéma de système de poutres montre comment la charge est répartie et soutenue.

• Système de poutres continues

  Ce système a des poutres supportées à trois points ou plus. La charge est répartie entre tous les supports, ce qui le rend plus stable. Les poutres continues sont efficaces et utilisées dans les structures longues comme les autoroutes et les chemins de fer.

• Système de poutres en cantilever

  Ce système a des poutres supportées à une seule extrémité. L'autre extrémité dépasse dans l'espace. Cela fonctionne bien en raison de la manière dont la charge est transférée. Les poutres en cantilever sont utilisées lorsque les gens doivent marcher au-dessus de quelque chose sans aucun support au milieu, comme des ponts au-dessus des rivières ou des autoroutes au-dessus des voies ferrées.

• Système de poutres débordantes

  Les poutres débordantes sont similaires aux poutres en cantilever. Cependant, elles ont un soutien à chaque extrémité et une section débordante qui dépasse par rapport à un support. La charge est répartie entre les supports. Les poutres débordantes sont utilisées lorsqu'un point de soutien est plus proche d'un mur ou d'un bâtiment que l'autre, comme dans les parkings ou les garages.

• Système de poutres cantilever soutenues

  Ce système a des poutres supportées à une extrémité et un second support à mi-chemin le long de la poutre. Il est plus stable que les poutres en cantilever seules car le soutien supplémentaire aide à répartir la charge.

• Système de poutres en acier

  Un système de poutres en acier utilise de puissantes poutres en acier en forme de I. Les poutres peuvent supporter de lourdes charges et franchir de grandes distances entre les points de soutien. Elles sont souvent utilisées dans les grands bâtiments, les ponts et les structures nécessitant de la résistance.

• Système de poutres composites

  Les poutres composites combinent des matériaux comme l'acier et le béton. Le système utilise des poutres en I en acier avec une dalle de béton au-dessus. La dalle de béton joue le rôle de sol, et les poutres en acier soutiennent la charge. Cette combinaison rend les poutres très solides et efficaces.

Caractéristiques et fonctions des systèmes de poutres

En examinant les systèmes de poutres, il est important de comprendre les caractéristiques et les fonctions qui les accompagnent. Les caractéristiques et les fonctions garantissent que les poutres sont utilisées efficacement dans tout type de construction, qu'elle soit commerciale ou résidentielle.

• Soutien et répartition des charges

  Les systèmes de poutres fournissent un soutien structural pour les charges horizontales et inclinées. Cela inclut le poids de la poutre elle-même, les charges temporaires, et les charges permanentes qui sont les charges structurelles des poutres. Les poutres supportent la répartition des charges vers des colonnes verticales, des murs et des fondations. Cela se fait par transfert direct via le poids de la poutre et le poids de toute charge appliquée sur celle-ci.

• Rigidité et contrôle de la déflexion

  Les systèmes de poutres offrent une rigidité structurelle pour contrôler la déflexion. Les systèmes de poutres permettent une déflexion et un fléchissement minimaux. Cela garantit une structure de support stable et de niveau. Ceci est particulièrement important dans les conceptions structurelles où la stabilité et l'intégrité sont nécessaires, comme dans les ponts et les immeubles de grande hauteur.

• Efficacité et optimisation des matériaux

  Les systèmes de poutres garantissent l'efficacité des matériaux et l'optimisation. Cela se fait par l'utilisation d'analyses structurales et de techniques d'optimisation de conception. Ces techniques permettent de réduire les coûts de matériaux sans compromettre l'intégrité structurelle. Les systèmes de poutres sont conçus pour être efficaces et économiques.

• Polyvalence et adaptabilité

  Les systèmes de poutres sont adaptables à une large gamme d'applications. Ces applications incluent la construction résidentielle, commerciale et industrielle. Différentes configurations et conceptions structurelles peuvent être optimisées pour la performance et le rapport coût-efficacité. Les systèmes de poutres peuvent être personnalisés pour répondre à différentes exigences structurelles.

• Capacités de grande portée

  Certaines systèmes de poutres, comme les poutres en acier et en béton précontraint, sont capables de franchir de grandes distances sans besoin de supports intermédiaires. Ces systèmes créent des plans d'étage ouverts et de grandes surfaces de toit. Les poutres de grande portée sont utilisées dans les entrepôts, les aéroports et les arénas sportives.

• Considérations esthétiques et architecturales

  Les systèmes de poutres fournissent des considérations esthétiques et architecturales. Cela inclut des poutres apparentes et des détails architecturaux qui améliorent l'attrait visuel d'un espace. Les systèmes de poutres sont intégrés dans la conception architecturale pour offrir à la fois une fonction structurelle et une valeur esthétique.

Scénarios des systèmes de poutres

Les systèmes de poutres sont utilisés dans diverses applications et industries. Voici quelques scénarios d'utilisation courants :

• Construction et génie civil

  Poutres structurelles : Les poutres en acier, en béton et en bois sont utilisées pour supporter des charges dans les bâtiments, les ponts, les garages et d'autres structures. Elles répartissent les charges vers les colonnes et les fondations. Dans les bâtiments de grande hauteur et les gratte-ciel, des systèmes de poutres avancés comme les poutres composites (acier et béton) ou les poutres méga (poutres de grande dimension) sont utilisés pour la stabilité et la répartition des charges. Dans les ponts, des systèmes de poutres comme les poutres maîtresses (en acier ou en béton) sont utilisées pour supporter le tablier du pont et les véhicules.

• Architecture et conception du bâtiment

  Les architectes utilisent des systèmes de poutres avancés pour créer des espaces ouverts et des grandes aires dans les bâtiments commerciaux, les aéroports, les gares ferroviaires et les centres commerciaux. Par exemple, dans ces applications, des poutres en treillis, des structures en espace ou des poutres en cantilever sont utilisées. Dans les bâtiments résidentiels, des poutres en bois laminé (laminated veneer lumber ou poutres glulam) sont utilisées pour créer des plans d'étage ouverts et des hauts plafonds. Ces poutres sont esthétiquement agréables et soutiennent des charges.

• Fabrication et installations industrielles

  Dans les installations de fabrication, en particulier celles avec des machines et des équipements lourds, comme les aciéries et les usines de papier, des poutres en acier de haute résistance sont utilisées. Ces systèmes de poutres sont capables de supporter de lourdes charges et des machines. Dans les entrepôts et les installations de stockage, des poutres en acier à large portée sont utilisées pour supporter de grands espaces ouverts pour des zones de stockage et des palettes.

• Infrastructure et transport

  Les systèmes de poutres sont utilisés dans les passages supérieurs des autoroutes et des chemins de fer pour supporter les charges de circulation et les véhicules. Ils permettent le dégagement des routes et des voies ferrées. Dans les zones urbaines, des systèmes de poutres sont utilisés dans les passages inférieurs et les tunnels pour supporter la structure et les charges de circulation. Ils garantissent la sécurité et la stabilité des véhicules et des piétons.

• Énergie et services publics

  Dans les parcs éoliens, des systèmes de poutres sont utilisés pour supporter et aligner les tours des éoliennes et les pales. Dans les centrales hydroélectriques, des systèmes de poutres soutiennent les structures de dérivation de l'eau et les conduites forcées. De plus, des systèmes de poutres sont utilisés dans les tours de transmission et les structures de services publics pour supporter et transporter des lignes électriques.

• Installations spécialisées

  Dans les hôpitaux et les centres de santé, des systèmes de poutres sont utilisés pour soutenir les appareils d'IRM et de scanners CT et d'autres équipements médicaux. Dans les centres de données, des systèmes de poutres sont utilisés pour soutenir les systèmes de refroidissement et les grands serveurs. Dans les aéroports, des systèmes de poutres sont utilisés pour soutenir les systèmes de manutention des bagages et les convoyeurs.

Comment choisir des systèmes de poutres

• Capacité portante

  Le principal facteur à considérer lors du choix de poutres en acier structurelles est la capacité de charge. Cela est dû au fait que différents projets ont différentes exigences de charge. Par conséquent, un ingénieur structurel doit être consulté pour déterminer les exigences de charge. Ensuite, une poutre avec une capacité de charge qui correspond ou dépasse les exigences doit être sélectionnée.

• Longueur de portée

  La longueur de portée fait référence à la distance entre les colonnes ou les murs de soutien. Il est bon de noter que différents types de poutres sont conçus pour différentes longueurs de portée. Par exemple, les poutres continues conviennent pour de grandes portées, tandis que les poutres en cantilever conviennent pour de courtes portées. Par conséquent, il faut tenir compte de la longueur de la portée lors du choix d'un système de poutres.

• Conception du bâtiment et architecture

  La conception et le plan architectural d'un bâtiment influencent considérablement le choix du système de poutres. Les poutres en acier, par exemple, ont un aspect moderne qui peut être exposé dans la conception architecturale. D'autre part, les poutres en bois ajoutent un charme rustique qui peut être facilement incorporé dans le design. Par conséquent, choisissez une poutre qui complète la conception du bâtiment.

• Coût

  Le coût initial d'achat et d'installation des systèmes de poutres ainsi que les coûts à long terme doivent être pris en compte. Les coûts à long terme incluent les coûts de maintenance et de remplacement. Par exemple, les poutres en acier ont un faible coût initial mais des coûts à long terme élevés en raison de leur sensibilité à la rouille. D'autre part, les poutres en béton ont des coûts initiaux élevés mais des coûts à long terme faibles. En considérant ces facteurs, il est clair que le coût est un facteur majeur lors du choix des systèmes de poutres.

• Impact environnemental

  L'impact environnemental est une considération cruciale lors de la sélection des systèmes de poutres. En conséquence, de nombreuses entreprises de construction se concentrent sur la durabilité. Cela implique de choisir des poutres fabriquées à partir de matériaux recyclés ou celles qui peuvent être recyclées à la fin de leur durée de vie. De plus, les poutres en bois sont durables car elles proviennent des arbres. Par conséquent, il est important de prendre en compte l'impact environnemental lors du choix des systèmes de poutres.

Questions & Réponses sur les systèmes de poutres

Q1 : Quel est le principal objectif d'une poutre dans la construction ?

A1 : Le principal objectif de la poutre est de supporter la charge et de la répartir uniformément vers les colonnes et les fondations. Elle aide à garantir que la structure reste stable et sécurisée, permettant une utilisation et une occupation en toute sécurité.

Q2 : Quels sont les deux types de poutres ?

A2 : Il existe deux principaux types de poutres, à savoir ; les poutres longitudinales (qui soutiennent la longueur de la structure) et les poutres transversales (qui soutiennent la largeur).

Q3 : Qu'est-ce que les poutres en acier structurel ?

A3 : Les poutres en acier structurel sont des éléments en acier horizontaux qui soutiennent des charges verticales. Elles sont utilisées dans les ponts, les bâtiments et d'autres structures. Les poutres en acier sont résistantes, durables et rentables, ce qui en fait un choix populaire dans la construction.

Q4 : Quels sont les trois types de poutres structurelles ?

A4 : Les trois principaux types de poutres structurelles sont :

Poutre en I : Une poutre en I tire son nom de la lettre I lorsqu'elle est vue en coupe transversale. Elle est également connue sous le nom de poutre en H car la forme H est similaire à celle de la section transversale. Les poutres en I sont largement utilisées dans la construction.
Poutre en boîte : Les poutres en boîte ont une forme rectangulaire fermée. Cette poutre est rigide et peut être utilisée pour différentes structures.
Poutre en T : Une poutre en T a une section transversale en forme de T. Elle est utilisée dans les systèmes de plancher en béton où la partie T peut agir sur le mur ou la poutre en T inversé.