Qu'est-ce qu'une charge concentrée?
Une charge concentrée est une force appliquée en un point unique sur une poutre ou une structure. Les poutres sont couramment utilisées pour le support structurel dans les maisons, les bâtiments commerciaux et les ponts. Une poutre doit être conçue pour résister aux efforts et aux contraintes, tout en minimisant le poids, l'encombrement et le coût des matériaux. Les faisceaux mal conçus peuvent échouer prématurément et avoir des effets catastrophiques.
Une charge ou une force peut être concentrée ou distribuée. Une charge répartie est répartie sur une grande surface. Il peut être uniformément réparti, l’effort étant le même dans toute la zone à laquelle il est appliqué; ou non uniforme, ce qui signifie qu'il n'est pas uniformément réparti. Une charge répartie influera différemment sur la conception d'un faisceau par rapport à une charge concentrée. Une charge concentrée peut être appliquée à plusieurs endroits sur une poutre et plusieurs points de chargement peuvent exister sur une seule poutre.
En réalité, toutes les charges sont appliquées sur une zone finie plutôt que sur un seul point. Lorsque la superficie est petite, on suppose généralement que la charge est concentrée, ce qui simplifie les calculs de conception technique. Par exemple, le poids d'une personne à l'extrémité d'un plongeoir serait considéré comme une charge concentrée, même si son poids est véritablement réparti sur la seule zone couverte par le dessous des pieds.
Les deux caractéristiques les plus importantes d'une charge concentrée dans la conception d'un faisceau sont la magnitude de la force et l'emplacement où elle est appliquée. La façon dont une poutre ou une structure est supportée joue un rôle important dans sa capacité à supporter ce type de charge. Une charge concentrée appliquée au centre d'une longue poutre, qui est supportée aux deux extrémités, se comportera très différemment de la même charge que celle appliquée à l'extrémité d'une poutre en porte à faux.
Une charge concentrée peut faire fléchir ou plier une poutre lorsque la force est appliquée. La conception et la construction d'une poutre influent sur sa capacité à résister à la flexion lorsqu'elle est exposée à un tel poids. La déflexion d'une poutre dépend de sa section, de la façon dont elle est supportée, du matériau dont elle est composée et du lieu où les forces sont appliquées. Les poutres en acier sont le plus souvent utilisées dans les bâtiments commerciaux en raison de leur résistance et de leur résistance à la flexion, mais les poutres sont également fabriquées en utilisant d'autres matériaux, tels que le bois et l'aluminium.
Les charges concentrées sont une considération importante dans l'ingénierie et la conception mécaniques. Les poutres et les structures sont généralement conçues avec un facteur de sécurité qui leur permet de supporter des charges ou d'autres forces imprévisibles lors de la conception. Un logiciel d'ingénierie est facilement disponible pour analyser les poutres et autres structures en fonction de leur chargement et d'autres critères de conception, afin de garantir qu'elles répondent aux exigences de performance.