Qu'est-ce qu'un faisceau de béton?

En ingénierie structurelle, une poutre en béton est une unité porteuse qui peut être utilisée pour supporter des charges horizontales et verticales. Connues sous le nom de poutres en béton armé ou poutres en béton de ciment armé (RCC), ces poutres sont fabriquées en encapsulant des barres, des plaques ou des fibres d'acier dans le béton. Une telle armature en acier augmente la résistance de la poutre et lui permet de résister aux contraintes de traction et de résister à la flexion. Sans l'armature en acier, la poutre en béton serait fragile et se briserait sous les charges qui lui étaient imposées.

Le coefficient de dilatation thermique du béton et de l'acier est similaire. Cette similitude garantit que les tensions internes dues à la dilatation thermique et aux différences de contraction thermique entre les deux matériaux sont faibles, voire nuls. De telles différences auraient pu sinon affaiblir la poutre en béton. Un autre facteur permettant une transmission de contrainte plus efficace entre l'acier et le béton est que, lorsque le ciment humide appliqué sur l'acier sèche, sa surface correspond exactement à celle de la surface de l'acier. Pour que l'acier et le béton adhèrent mieux, l'acier est généralement ondulé ou rugueux.

Enfermer l'acier dans le béton le protège des intempéries et empêche sa corrosion. Si l'acier rouillait, il se dilaterait, se fissurerait et se séparerait de l'enveloppe de béton. Cela affaiblirait à nouveau la construction du faisceau.

Les poutres en béton sont largement utilisées dans la construction de bâtiments contemporains et dans la construction de ponts routiers. Il est courant d'utiliser des poutres en béton précontraint pour les ponts. Ces poutres sont fabriquées en étirant des tendons en acier à haute résistance, en coulant le béton autour d’elles, puis en relâchant les tendons lorsque le béton commence à durcir. Les sections transversales rectangulaires et universelles sont couramment utilisées dans les constructions en acier. Le faisceau universel est également appelé faisceau en I, faisceau à larges ailes ou colonne universelle.

Diverses méthodes mathématiques, calculées à l'aide d'un programme informatique, permettent de déterminer les forces internes et externes du faisceau de béton ainsi que les déformations du faisceau. Les forces du faisceau sont déterminées par la méthode de la raideur directe ou du déplacement, la méthode de la distribution du moment et la méthode de la flexibilité. Les déviations de faisceau sont déterminées par la méthode de déviation de pente et la méthode de travail virtuelle. L'équation de faisceau d'Euler-Bernoulli est couramment utilisée pour effectuer l'analyse de faisceau de structures de faisceaux.

Pour qu'une construction soit structurellement solide, il est important que les ingénieurs calculent la charge qu'une poutre en béton peut supporter en toute sécurité et les types de forces qui lui seront imposées. Les déviations de faisceau sont également recherchées pour des raisons de sécurité structurelle, par exemple pour réduire le contact du faisceau avec des matériaux de construction pouvant être fragiles. Les déviations de faisceau peuvent également être effectuées pour donner à l'architecture un aspect plus esthétique. par exemple, pour s'assurer qu'il n'y a pas de fléchissement dans les poutres.

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