Comprendre la défaillance des poutres
La solidité d'une structure entière dépend en grande partie du choix correct des dimensions de ses éléments porteurs individuels. Les poutres sont des éléments de support horizontaux dont la conception s'avère délicate, car elles peuvent être soumises à plusieurs types de défaillance. Dans le cas d'une poutre en bois, on distingue notamment trois risques principaux : la rupture des fibres, la flexion excessive et la rupture par cisaillement.
Des formules mathématiques ont été développées pour calculer le niveau de contrainte susceptible d'entraîner la défaillance d'une poutre de dimensions et de matériau donnés. Toutefois, l'utilisation de tableaux de dimensionnement générés par des modèles informatiques permet d'éviter ces calculs complexes tout en réduisant, sans totalement l'éliminer, le risque d'erreur humaine lors de l'évaluation de la résistance d'une poutre.
Les étapes du calcul
1. Identifier le tableau de dimensionnement adapté
Recherchez le tableau de conception correspondant au type de matériau que vous comptez utiliser. Pour la construction d'une maison, il s'agira très probablement d'une poutre en bois. Sachez qu'il existe un tableau de dimensionnement spécifique pour chaque essence : sapin, chêne, pin, etc.
2. Déterminer le type de charge appliquée
Les poutres supportent différents types de charges, et leur identification influence directement la répartition des efforts. Une charge ponctuelle désigne une charge concentrée sur une seule partie de la poutre : elle atteint son maximum au milieu de la portée, là où la flèche (la déformation) est également la plus importante. Une charge uniforme, quant à elle, se répartit de manière égale sur toute la longueur de la poutre. Les tableaux de dimensionnement sont généralement calculés pour chacun de ces types de charges.
3. Lire correctement le tableau
Les tableaux de dimensionnement sont organisés selon deux axes. Les colonnes indiquent généralement la hauteur de la poutre, tandis que les lignes correspondent à la longueur de la portée. La valeur obtenue à l'intersection d'une portée et d'une hauteur données représente la charge admissible par unité de largeur (par pouce) pour ce matériau.
4. Calculer la charge totale admissible
Multiplication finale : multipliez la valeur issue du tableau par la largeur de la poutre considérée. Le résultat obtenu représente la charge totale, exprimée en livres-force, qu'une poutre de dimensions données peut supporter en toute sécurité.
Conseils supplémentaires
Pour tout projet structurel important, il est vivement recommandé de faire valider vos calculs par un ingénieur en structure. Celui-ci pourra prendre en compte des facteurs supplémentaires tels que les conditions climatiques locales, les normes de construction en vigueur et les particularités de votre bâtiment.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/architecture/1007032128.html