Qu'est-ce qu'un poutre en treillis?
En ingénierie structurelle, une poutre en treillis est une poutre constituée d'une ferme. Une ferme est un réseau de barres qui ne subissent que de la tension ou de la compression. Cela est rendu possible par le fait que les barres sont connectées les unes aux autres en utilisant uniquement des articulations à goupille, qui permettent aux barres de pivoter. Une poutre est un type d'élément structurel conçu pour résister à la flexion. La poutre en treillis est un composant populaire des ponts en raison de son utilisation efficace des matériaux.
Une ferme peut être considérée comme un squelette de barres droites qui ont un type particulier de connexion les unes aux autres. Chaque barre est reliée par une goupille qui lui permet de pivoter dans toutes les directions. L’utilisation de joints à goupille a pour seul effet que chaque barre ne peut être que tendue ou comprimée. Ils ne peuvent pas être pliés, car une barre en flexion se détendra simplement si son extrémité est autorisée à pivoter. Lorsqu'elles sont reliées en triangles, ces barres forment une structure en treillis rigide qui agit comme une pièce solide.
L'avantage d'une ferme est son rapport résistance / poids. Généralement, la plus grande partie de l'espace d'une structure est vide. c'est le squelette de barres qui forme la structure. La résistance relativement élevée d'une ferme peut être maintenue car les barres ne sont soumises qu'à des contraintes de tension ou de compression.
Une poutre est spécifiquement utilisée pour résister à la flexion en se déformant en arc de cercle. La circonférence interne d'une poutre en flexion est comprimée à une taille inférieure à la longueur de la poutre. Par contre, la circonférence extérieure est plus large que la longueur initiale de la poutre. Ces deux déformations servent à résister à la flexion appliquée. À moins d’un endommagement permanent, le faisceau aura tendance à revenir à son état «naturel».
Une poutre en treillis peut être utilisée de la même manière qu'une poutre pleine. Si une ferme est construite avec les mêmes dimensions extérieures qu'une poutre, elle pourrait être soumise aux mêmes charges de flexion. La poutre en treillis, qui serait composée de triangles de barres avec des articulations à leurs extrémités, ressemblerait à la même forme d’arc de cercle que la poutre pleine. Ici aussi, les barres près de la circonférence intérieure seraient comprimées. Combinée à la tension des barres près de la circonférence extérieure, la poutre en treillis serait capable de résister à la flexion.
Les ingénieurs peuvent choisir d’utiliser une poutre en treillis dans un pont car il est plus économique et plus facile à construire que les autres conceptions. Comme avec toutes les fermes, une poutre en treillis constitue un moyen très efficace d’utiliser des matériaux. Le coût des matières premières, de la fabrication et du transport peut être beaucoup plus bas avec une poutre en treillis qu'avec une poutre pleine. Il serait peut-être également plus facile de construire certaines structures, telles que des ponts, avec des poutres en treillis.