Qu'est-ce qu'un cadre rigide?
Un cadre rigide est une configuration structurelle consistant en un cadre dans lequel les connexions entre toutes les pièces du cadre sont fixées à des angles particuliers qui ne changent pas. Les pièces structurelles en acier sont les plus courantes, mais d'autres types de pièces de châssis peuvent également être utilisés, y compris les pièces structurelles en béton dans les ponts. Ce type de cadre est particulièrement souhaitable en raison de sa résistance relativement élevée par rapport aux autres types de cadre.
Les structures fixes telles que les bâtiments et les ponts sont les applications les plus courantes dans lesquelles ce type de construction est utilisé. Des entrepôts et des immeubles de bureaux, des espaces de vente au détail, des installations de loisirs, des hangars à avions et plus peuvent être construits avec ce type de châssis. Les ponts qui tirent parti de cette conception se trouvent partout dans le monde. L’Ontario, le Canada en particulier, abrite un certain nombre de ponts historiques à ossature rigide. La conception d'un cadre rigide peut également être intégrée à des applications non fixes telles que des fauteuils roulants, des vélos, des motos et des chariots de manutention.
Ce style de conception de bâtiment présente certains avantages notables. Par exemple, la construction carrée ou rectangulaire typique d'un bâtiment à ossature rigide offre plus d'espace utilisable qu'un bâtiment à ossature arrondie comparable, tel qu'un bâtiment utilisant une construction en arc. Les pièces structurelles arrondies d'un bâtiment en forme d'arche réduisent l'espace disponible pour la tête et les côtés, là où les pièces structurelles se courbent. Il est possible de créer de plus grands espaces non obstrués avec des cadres rigides qu'avec des styles de construction nécessitant des colonnes intérieures comme support. Les bâtiments construits de cette manière nécessitent toutefois une fondation infranchissable et ce type de conception ne permet pas une décantation inégale.
Les ponts peuvent être construits en utilisant une construction de cadre rigide pour tirer parti de la résistance et de la stabilité inhérentes à la configuration. Parmi les autres avantages de ce type de cadre qui sont souhaitables dans la construction de ponts, on peut citer la réduction de la flexion et la vibration des éléments de structure sous des charges. Des considérations environnementales peuvent également être impliquées dans le choix de la construction de cadre rigide pour une conception de pont donnée. Etant donné qu'une portée plus large est possible sans colonne de support au centre, un pont de ce type peut être utilisé au-dessus d'une voie navigable sans perturber le flux naturel de l'eau et causer des effets environnementaux néfastes.
La force, le poids et l'efficacité sont également des facteurs importants pris en compte lors de l'intégration d'un cadre rigide dans la conception d'un véhicule. Toutes les pièces structurelles sont fixes, de sorte que les pièces en flexion et en mouvement ne gaspillent pas d'énergie. Elles sont toutes appliquées pour faire avancer le véhicule. La résistance comparativement plus élevée d'un cadre rigide par rapport à d'autres types de cadres signifie également que le véhicule peut être construit avec un cadre plus léger. Ces considérations peuvent être particulièrement importantes dans certaines applications, par exemple pour une personne handicapée qui veut faire monter son fauteuil roulant sur une rampe. Les cadres rigides ont toutefois tendance à créer des mouvements cahoteux, car les chocs causés par les bosses ne peuvent pas être absorbés aussi facilement par des pièces structurelles fixes.