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RÉSUMÉ
Cet article présente les poutres en génie civil et BTP. Les poutres sont des éléments structurels utilisés pour franchir des distances en supportant des charges. Elles reposent sur des appuis et peuvent être fabriquées en bois, acier, béton armé ou composite. L'analyse des poutres est essentielle pour assurer la sécurité des structures. Différents types d'appui existent tels que l’appui simple, l’appui à rotule et l’encastrement, et dont les réactions d'appui maintiennent l'équilibre de la poutre. Des principes comme l'équivalence, Saint-Venant, la superposition des effets et Navier-Bernoulli sont utilisés dans l'analyse des poutres, permettant leur dimensionnement.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Les poutres sont des éléments essentiels dans le domaine du génie civil et de la construction. Elles jouent un rôle crucial pour soutenir des charges, franchir des distances et garantir la stabilité des structures. Comprendre les concepts liés aux poutres, tels que les différents types d’appuis, les forces extérieures et les principes de calcul, est fondamental pour assurer la sécurité et la fiabilité des ouvrages. Cet article vise à fournir une mise à jour sur les poutres, en présentant les notions clés liées à leur conception, leur analyse et leur comportement sous diverses charges.
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2. Appuis
Les poutres sont soumises à deux types de forces extérieures : les charges qu’elles supportent et les réactions aux appuis. Un appui est un élément extérieur à la structure étudiée, et la réaction d’appui dépend de la nature de la liaison entre la poutre et l’appui, comme illustré en figure 1.
2.1 Action et réaction
L’état d’équilibre d’un corps repose sur le principe de l’action et de la réaction. Lorsque l’action exercée sur un corps est équivalente à la réaction qu’il génère, il y a équilibre. Par exemple, dans le cas d’un corps A et d’un corps B, l’équilibre suppose que A agit sur B et que B réagit sur A. Cela signifie que l’action exercée par A sur B est équivalente à la réaction exercée par B sur A, comme illustré en figure 2.
Il existe trois possibilités de mouvement pour un appui : translation selon deux axes perpendiculaires (horizontal et vertical), et rotation autour d’un axe perpendiculaire au plan du mouvement.
En connaissant ces trois possibilités, nous pouvons définir le rôle d’un appui de la manière suivante : c’est un système qui vise à empêcher une translation et/ou une rotation.
HAUT DE PAGE2.2 Appui simple
Un appui simple a pour rôle d’empêcher le mouvement vertical, tout en permettant la rotation et la translation horizontale. Il empêche la translation verticale et exerce donc une force verticale sur la structure, appelée « réaction d’appui verticale » (v). Les figures 3 et 4 montrent qu’un appui simple permet la rotation et la translation horizontale, mais pas la translation verticale. On utilise indifféremment les trois symboles illustrés à la figure 5.
Lorsque l’on libère la structure en enlevant l’appui, il faut le remplacer par une force V, appelée « réaction verticale » et représentée comme à la figure 6.
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - REYNOUARD (J. M.), BLOT (P.) - Résistance des matériaux et structures : cours, exercices et applications industrielles. - Dunod (2016).
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(3) - GAY (D.), GRANET (S.) - Mécanique des sols : cours et exercices corrigés. - Dunod (2013).
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(4) - CHOPIN (F.), LEMAIRE (M.) - Structures métalliques : comportement et dimensionnement. - Dunod (2014).
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(5) - JÉZÉQUEL (J. F.) - Construction béton armé : Bases et techniques. - Eyrolles (2014).
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(6) - QUENTIN (F.), ULKER (G.) - Fondations et ouvrages en terre : Mécanique des sols appliquée. - Dunod...
NORMES
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Eurocode 2 : Calcul des structures en béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1992-1-1 - Octobre 2005
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Eurocode 3 : Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1993-1-1 - Octobre 2005
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Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments. - NF EN 1994-1-1 - Juin 2005
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Eurocode 5 : Calcul des structures en bois – Partie 1-1 : Généralités – Règles communes et règles pour les bâtiments. - NF EN 1995-1-1 - Novembre 2005
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Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie – Partie 1-1 : Règles générales pour les bâtiments. - NF EN 1996-1-1 - Avril 2022
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Eurocode 7 : Calcul géotechnique – Partie 1 : Règles générales. - NF EN 1997-1 - Juin 2005
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