Les poutres en H-, également connues sous le nom de poutres en H en acier, sont un choix courant pour les structures de bâtiments en acier, mais il n'existe pas de section unique qui fonctionne pour chaque projet. Une poutre utilisée dans une charpente d'entrepôt peut avoir des exigences très différentes de celle utilisée dans un hangar d'avion ou un atelier industriel.
Le choix ne se limite pas aux dimensions indiquées dans un tableau de profilés en acier. Les exigences de charge, la portée, la qualité de l'acier, la norme de conception, les détails de connexion et les exigences de fabrication peuvent tous affecter la section appropriée. Comprendre ces facteurs facilite la comparaison des poutres en H-et la sélection d'une section adaptée au projet.
Qu'est-ce qu'une poutre en H en acier ?
Une poutre en H-se compose de deux ailes et d'une âme verticale. Les semelles résistent principalement à la flexion, tandis que l'âme supporte les forces de cisaillement et relie les deux semelles.
La conception en forme de H- place davantage d'acier là où il est le plus efficace pour résister à la flexion. Cela confère à la poutre une bonne résistance et rigidité sans nécessiter une grande quantité d'acier. En conséquence, les poutres en H- peuvent supporter efficacement de lourdes charges tout en maintenant leur poids relativement faible.
Quelles sont les propriétés des-poutres en H ?
Le principal avantage d'une poutre en H-est sa section transversale efficace-. Correctement dimensionné, il offre une capacité portante élevée-, une bonne rigidité et une utilisation efficace des matériaux.
Les propriétés courantes des poutres en H-incluent :
- Haute résistance à la flexion
- Forte capacité de charge axiale
- Bonne rigidité
- Rapport résistance-/-poids efficace
- Compatibilité avec les connexions boulonnées et soudées
- Disponibilité dans une gamme de tailles et de qualités d'acier
Pour cette raison, les poutres en H-fonctionnent à la fois comme éléments structurels verticaux et horizontaux : une colonne sur un projet, un chevron ou une poutre de toit sur le suivant. Les performances d'une section spécifique dépendent toujours de la façon dont elle est produite, et c'est là que les sections-laminées à chaud et soudées commencent à différer.
Quels sont les principaux types de poutres en H ?
Les-poutres en H se répartissent en deux grandes catégories en fonction de la manière dont elles sont produites.
| Poutre en H-laminée à chaud- | Poutre en H-soudée | |
| Comment c'est fait | Acier chauffé mis en forme | Plaques d'acier découpées et soudées ensemble |
| Flexibilité dimensionnelle | Profils standards et fixes | Profondeur personnalisée, largeur de bride, épaisseur de plaque |
| Meilleur ajustement | Portées et charges standards | Sections non-standards, membres surdimensionnés |
| Coût typique | Généralement plus économique | Plus haut, reflète la personnalisation |
Lorsqu'un profil standard répond aux exigences structurelles, les sections-laminées à chaud constituent généralement le choix le plus économique. Les sections soudées coûtent plus cher, mais elles gagnent ce coût lorsqu'un projet nécessite quelque chose en dehors de la gamme standard. Une âme plus profonde, une bride plus large ou une combinaison d'épaisseurs inhabituelles ne sont souvent pas quelque chose qu'un laminoir produit dans le commerce.
Les sections identifiées comme des formes en W-(large-bride) sont courantes aux États-Unis. Ils ressemblent à une poutre en H-en section transversale-, mais proviennent d'un système de désignation distinct. Le nom seul ne garantit pas des dimensions ou des propriétés équivalentes. Les acheteurs doivent comparer les spécifications réelles, pas seulement le nom de la forme.
Comment l'acier pour poutres en H est-il fabriqué ?
Les poutres en H-sont principalement fabriquées selon deux méthodes : le laminage à chaud et le soudage.
Les poutres en H-laminées à chaud-sont initialement des billettes d'acier chauffées. Une série de rouleaux façonne les billettes en section en forme de H-, puis le broyeur refroidit, redresse, inspecte et coupe les poutres finies à la longueur requise.
Les poutres en H-soudées partent de plaques d'acier plates. Les ouvriers coupent les plaques sur mesure, les positionnent pour former une section en forme de H- et les soudent ensemble. Ils redressent, inspectent, coupent, forent et traitent ensuite la surface des poutres si nécessaire.
La bonne méthode de fabrication dépend de la taille de section requise, du volume de production, du niveau de personnalisation et des spécifications du projet.
Quelles-tailles de poutres en H sont disponibles ?
Une spécification complète pour les poutres en H-en acier couvre plus que la profondeur totale et la largeur des ailes. Il comprend également l'épaisseur de l'âme et l'épaisseur de la bride. Ces dimensions déterminent les propriétés réelles de la section.
Les tableaux de tailles et de poids constituent un point de départ utile pour la comparaison. Mais les mêmes dimensions nominales ne signifient pas toujours la même chose selon les différentes normes. Les systèmes GB, ASTM et EN utilisent différentes méthodes de désignation. Une section qui semble équivalente sur papier peut comporter différentes dimensions, tolérances et même une nuance d'acier par défaut différente selon chaque norme. Pour les projets internationaux, il vaut la peine de confirmer le cahier des charges complet. Vérifiez les dimensions et la qualité ensemble, plutôt que de comparer uniquement les tailles nominales.
Le poids théorique d'une poutre en H-provient principalement de sa section transversale-et de la densité de l'acier. Le poids réel fourni peut varier légèrement en fonction de la tolérance de fabrication et de la norme en vigueur.
Où sont utilisées les-poutres en H ?
Les-poutres en H vont partout où une structure a besoin d'un élément capable de supporter une charge importante.
En tant que colonnes, ils transfèrent les charges verticales et latérales jusqu'aux fondations. Leur géométrie de section transversale leur confère une capacité utile contre la compression axiale et la flexion lorsque la section est correctement dimensionnée.
En tant que poutres ou chevrons, les poutres en H- couvrent les charges du toit, du sol et des équipements sur toute la structure. Ils sont également courants dans les structures de support de grue-, les plates-formes et autres supports d'équipements industriels.
Dansbâtiments préfabriqués en acier, les poutres en H-forment généralement le cadre principal. Ils fonctionnent aux côtés des pannes, des poutres, des contreventements, des panneaux de toit et des systèmes muraux. La section dont un bâtiment donné a besoin dépend de sa portée, de sa hauteur, de ses charges, de l'espacement des travées, de ses ouvertures, de son équipement et du code de conception applicable.
Comment choisir la bonne poutre en H- ?
Six étapes sont les plus importantes lors de la sélection d'une poutre en H-.
Étape 1 : Identifier le rôle structurel et le modèle de force
Déterminez si l'élément est une poutre sous flexion, un poteau sous compression, un contreventement sous charge axiale ou une panne sous légère flexion. Cela détermine quelle série de sections mérite d’être considérée.
Étape 2 : Calculer les charges et les forces
Combinez les charges mortes, les surcharges, le vent, la neige et les charges sismiques conformément au code en vigueur pour obtenir le moment de conception, le cisaillement et la force axiale que la section doit supporter.
Étape 3 : Faire une sélection préliminaire
Estimez la taille de section requise à partir de ces forces, puis consultez un tableau de sections en acier pour un candidat. Cette étape n'est qu'un aperçu approximatif pour savoir si la section est suffisamment grande.
Étape 4 : Vérifiez la section
Vérifier la résistance, puis la rigidité, puis la stabilité globale et locale. Si une vérification échoue, revenez à l’étape 3 et choisissez une taille plus grande.
Étape 5 : Confirmez la qualité et la norme du matériau
La norme applicable définit la qualité du matériau : GB Q235B ou Q355B en Chine, ASTM A36 ou A992 aux États-Unis, EN 10025 S235 ou S355 en Europe. La qualité définit la résistance de conception, qui influe sur la taille que doit avoir la section.
Étape 6 : Peser le coût et la fabricabilité
Comparez les candidats qui transmettent la capacité de charge par kg/m, la facilité de connexion, les besoins en matière de galvanisation et de-protection incendie, ainsi que les délais de livraison de l'usine. Commandez le modèle le plus rentable-qui compense tous les chèques ci-dessus.
La bonne poutre en H-équilibre les six facteurs par rapport aux connexions, au processus de fabrication, au budget et au calendrier de livraison du projet.
FAQ
Les-poutres en H conviennent-elles aux structures à longue portée ?
C'est possible, mais la section doit toujours être dimensionnée à partir de la portée réelle, des charges, des conditions de support et des limites de flèche. Aucune section ne peut à elle seule être qualifiée de « longue-durée ».
À quoi sert l’acier pour poutres en H
Les poutres en H-sont couramment utilisées dans les applications où une résistance à la flexion et une rigidité élevées sont importantes, telles que les hangars d'avions, les entrepôts et autres bâtiments industriels-de grande portée.
Quelle est la différence entre les-poutres en H et les-poutres en I ?
La principale différence est que, pour le même poids, une poutre en H-offre généralement une plus grande résistance à la flexion. Cela rend les poutres en H-meilleures adaptées aux cadres principaux dans les structures à grande portée-, tandis que les poutres en I-sont souvent utilisées pour les éléments structurels secondaires.
