Les poutres en béton sont le fruit de l'ingénierie moderne des structures et de la construction. Les poutres contemporaines sont réalisées en béton précontraint : les barres d'acier sont mises en tension avant le coulage du béton. Une fois celui-ci durci, la tension est relâchée, ce qui confère à l'ensemble une résistance et une capacité portante exceptionnelles. Toutefois, toutes les applications ne nécessitent pas une telle performance : il est aujourd'hui tout à fait possible de concevoir facilement des poutres utilisant des barres d'armature non précontraintes et des adjuvants améliorant la résistance du béton. Pour les travaux d'aménagement domestique ou les petits chantiers, ce sont les exigences de charge qui déterminent les principes fondamentaux de la conception.
Ce dont vous avez besoin
- Mètre ruban
- Règle droite
- Équerre en T
- Papier millimétré blanc
- Crayons et feutres
- Calculatrice
Instructions
- Esquissez la portée et les dimensions générales.
Dessinez la ou les poutres requises pour votre projet. Bien que les exigences ultimes de charge détermineront les dimensions finales et la composition de la poutre, les contraintes d'espace physique doivent également être prises en compte. Définissez et tracez le plan en pouces.
- Déterminez la charge maximale à supporter.
Analysez la charge maximale ponctuelle que la poutre devra supporter, exprimée en livres (lbs). Si la poutre assure uniquement un soutien vertical, le calcul est simple et s'applique à toute la surface d'appui exposée. S'il s'agit d'une charge en travée — comme pour la construction d'un pont — il s'agit généralement d'une exigence de charge verticale à mi-portée. Incluez dans vos calculs toute contribution de poids raisonnable. À titre d'exemple, un camion à trois essieux pesant 4 tonnes avec une charge de 8 tonnes nécessiterait une capacité de support de 24 000 lbs (environ 10 900 kg).
- Convertissez le poids en contrainte.
La contrainte (en lbs/pouce²) se calcule en divisant la charge à supporter par la surface cible — ou empreinte — sur laquelle elle s'exerce. Déterminez l'empreinte de la poutre en pouces carrés : une empreinte de 10 x 20 pouces correspond à une surface de 200 pouces carrés. Divisez ensuite la charge requise par cette surface. Une charge de 24 000 lbs sur une empreinte de 200 pouces carrés donne une contrainte de 120 lbs/pouce². Or, le béton non armé présente une résistance d'environ 3 000 lbs/pouce² : dans cet exemple, un béton simple contenant des granulats mais non armé supporterait donc aisément la charge.
- Tenez compte du partage de charge.
Divisez le besoin total de support par le nombre de poutres de mêmes dimensions présentes dans la structure afin d'obtenir le poids final à supporter en lbs/pouce². Augmentez ensuite cette valeur de 50 % pour intégrer un coefficient de sécurité.
- Vérifiez si le béton non armé suffit.
Pour la plupart des besoins domestiques et d'atelier, un béton de qualité standard conviendra parfaitement à la structure de la poutre.
- Pour des charges extrêmes (bulldozers ou tracteurs), suivez ces catégories.
Déterminez la catégorie de charge requise pour votre poutre. Remarque : ces catégories supposent une poutre de 15 pieds (environ 4,6 m), un mélange béton/sable/granulats au ratio 1:1,5:3 et un additif métallique renforçant.
Classe A : 6 x 8 pouces ≤ 28 000 lbs/pouce² (armature à un niveau)
Classe B : 8 x 10 pouces ≤ 48 000 lbs/pouce² (armature à deux niveaux)
Classe C : 10 x 12 pouces ≤ 66 000 lbs/pouce² (armature à deux niveaux)
Classe D : 12 x 14 pouces ≤ 90 000 lbs/pouce² (armature à trois niveaux) - Tracez le plan définitif de la poutre.
Dessinez la poutre en béton sous forme d'un rectangle plus haut que large. Remarque : pour une bonne conception structurelle, le rapport hauteur/largeur n'est jamais inférieur à 1. L'armature doit être placée uniquement dans la moitié inférieure de la poutre, à 2 pouces (environ 5 cm) au-dessus du bord inférieur, disposée horizontalement. En effet, le quadrant supérieur subit une compression, tandis que la traction apparaît dans le quadrant inférieur : c'est là que l'armature devient cruciale. Dessinez les barres d'acier à espacement régulier et indiquez leur épaisseur sur le plan. Pour la plupart des applications domestiques, une armature de type #4 ou #5 (diamètre de 0,5 pouce ou 0,625 pouce, soit environ 12,7 mm ou 16 mm) est recommandée.
- Tracez le plan du coffrage.
Réalisez enfin le plan de la poutre et celui de son coffrage (la cavité de coulage). Les dimensions intérieures du coffrage doivent correspondre exactement à la hauteur et à la largeur du tracé de la poutre.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-designs/1007115070.html