Poutre en H ou poutre en I : un guide comparatif détaillé

 

Poutres en I sont des éléments structurels avec une section transversale en forme de I (semblable à une lettre majuscule à empattement « I ») ou en forme de H. D'autres termes techniques apparentés incluent les poutres en H, les sections en I, les colonnes universelles (UC), les poutres en W (représentant « large aile »), les poutres universelles (UB), les poutres en acier laminé (RSJ) ou les poutres en double T. Elles sont fabriquées en acier et peuvent être utilisées à diverses fins de construction.

Ci-dessous, nous comparons les différences entre les poutres en H et les poutres en I du point de vue de la section transversale.Applications des poutres en H

Les poutres en H sont couramment utilisées dans les projets nécessitant de grandes portées et des capacités de charge élevées, tels que les ponts et les immeubles de grande hauteur.

0.1 Applications des poutres en I

Les poutres en I sont connues pour être légères et économiques, ce qui les rend adaptées aux bâtiments résidentiels et aux structures industrielles légères.

Cet article explorera en détail la conception, les processus de fabrication, les scénarios d’application et les performances des poutres en H et des poutres en I dans différentes conditions.

1.0 Définitions et conception des poutres en H et en I

 

1.1 Poutres en H

Les poutres en H ont une section transversale en forme de H, caractérisée par des ailes larges et plates et une âme épaisse. Les ailes larges permettent une répartition de la charge sur une zone plus large, améliorant ainsi la capacité portante et la stabilité structurelle.

La conception des poutres en H leur permet de répartir les charges uniformément dans les directions verticales et horizontales, ce qui les rend particulièrement adaptées aux grands bâtiments, aux ponts et aux projets industriels qui nécessitent un support de charge lourde.

L'épaisseur de l'âme et des ailes offre une meilleure résistance aux forces de flexion et de cisaillement, ce qui rend les poutres en H idéales pour les projets à haute résistance.

1.2 Poutres en I

Les poutres en I ont une section transversale en forme de I, avec des ailes plus étroites et plus épaisses, principalement conçues pour supporter des charges verticales. Leur conception leur permet de résister efficacement à la pression verticale, notamment dans les structures de support de plancher ou de toit.

Les poutres en I sont légères et économiques, avec un rapport semelle/âme proportionnel qui les rend largement utilisées dans les bâtiments légers et les structures de taille moyenne. Par rapport aux poutres en H, les poutres en I ont une capacité de support latéral plus faible et conviennent aux projets avec des exigences de charge plus faibles.

2.0 Comparaison des procédés de fabrication entre les poutres en H et les poutres en I

2.1 Poutres en H

• Processus de laminage:
  • Fabriqué par plusieurs étapes de laminage à froid et à chaud.
  • Les machines de laminage de poutres en H peuvent contrôler avec précision leurs dimensions et leur forme.
  • Machines de polissage à poutres en H éliminer les imperfections de surface ou améliorer la douceur.
• Situations applicables:
  • Convient pour la construction de haute précision et les projets industriels lourds.
  • Couramment utilisé dans les ponts, les grandes structures de bâtiments et les installations soumises à de fortes contraintes.

2.2 Poutres en I

• Procédé de laminage à chaud:
  • Produit principalement à grande échelle par laminage à chaud.
  • Lors de la production, toute flexion ou torsion des poutres en I est corrigée pour garantir la planéité et la rectitude.
  • Machines à poinçonner sont utilisés pour percer rapidement des trous dans les ailes ou l'âme des poutres en I, facilitant ainsi l'assemblage et la connexion des structures en acier.
• Situations applicables:
  • Couramment utilisé dans les projets de construction conventionnels tels que les bâtiments à ossature en acier et les poutres de support.

3.0 Impact des procédés de fabrication sur les coûts

 

Dans l’ensemble, le coût de fabrication des poutres en H est plus élevé que celui des poutres en I.

• Poutres en H:En raison des processus de laminage complexes et des exigences de haute précision, les équipements et les processus de production sont plus étendus, ce qui entraîne des coûts de fabrication plus élevés.
• Poutres en I:Le processus plus simple, principalement la production par laminage à chaud à grande échelle, entraîne des coûts de fabrication plus faibles.

4.0 Impact des processus de fabrication sur les délais de livraison

Les poutres en I de tailles standard ont des délais de livraison plus courts que les poutres en H.

• Poutres en H:La complexité du processus entraîne des délais de production plus longs et des délais de livraison prolongés.
• Poutres en I:Le processus de production plus simple permet une production de masse plus rapide, ce qui se traduit par des délais de livraison plus courts.

5.0 Impact des procédés de fabrication sur la qualité des produits

• Poutres en H: Résistance et durabilité supérieures, adaptées aux applications nécessitant une intégrité structurelle élevée.
• Poutres en I:La production est relativement plus simple, ce qui entraîne une précision et une cohérence géométriques moindres, mais répond toujours aux besoins des applications de construction générales.

6.0 Comparaison du choix des matériaux et de la résistance structurelle entre les poutres en H et les poutres en I

 

6.1 Poutres en H

• Épaisseur du matériau:Les poutres en H sont généralement fabriquées à partir de plaques d'acier plus épaisses, adaptées à la construction lourde et à l'ingénierie à haute résistance, offrant une capacité de charge et une résistance à la compression plus élevées.
• Conception de bride:Les ailes larges et plates des poutres en H permettent une répartition de la charge sur une plus grande surface, offrant une résistance à la flexion plus élevée, ce qui les rend idéales pour la portance verticale et horizontale.
• Performances de flexion:La conception des poutres en H offre une plus grande rigidité à la flexion, ce qui les rend adaptées aux structures nécessitant une résistance aux charges de grande portée, telles que les grands ponts et les usines.

6.2 Poutres en I

• Épaisseur du matériau:Les poutres en I sont généralement fabriquées à partir de plaques d'acier plus minces, adaptées aux conceptions légères, avec une utilisation de matériaux plus faible et des coûts relativement inférieurs.
• Conception de bride:Les ailes étroites des poutres en I sont conçues pour minimiser l'utilisation de matériaux, adaptées à la résistance à la pression verticale mais avec une résistance à la flexion latérale plus faible.
• Performances de flexion:Les poutres en I ont de bonnes performances en termes de portance verticale, ce qui les rend adaptées aux structures à courte portée comme les bâtiments légers, mais elles sont moins adaptées aux charges latérales à haute résistance ou aux projets de grande portée.

7.0 Comparaison de la résistance et de la capacité de charge entre les poutres en H et les poutres en I

• Poutres en H:Ils ont une forte capacité de charge latérale et verticale. Leur conception à larges ailes leur permet de supporter des charges élevées dans les deux sens, avec des performances de flexion et de compression supérieures, ce qui les rend adaptés aux grands bâtiments, aux ponts et aux structures de grande hauteur.
• Poutres en I:Principalement adaptés aux projets qui supportent une pression verticale, comme la charpente de bâtiments légers. Leur résistance à la pression latérale est plus faible, mais leur conception légère les rend idéaux pour les projets nécessitant un poids structurel réduit.

8.0 Scénarios d'application des poutres en H et des poutres en I dans la conception de constructions

8.1 Applications des poutres en H

• Grands bâtiments:Souvent utilisé dans les immeubles de grande hauteur et les grandes installations industrielles, en particulier dans les structures qui doivent supporter des contraintes multidirectionnelles.
• Ingénierie des ponts:Les poutres en H sont largement utilisées dans la construction de ponts, adaptées aux grandes portées qui supportent des contraintes latérales et verticales.
• Structures industrielles lourdes:Leur grande résistance et leur durabilité les rendent idéales pour supporter des structures d’équipement lourd.

8.2 Applications des poutres en I

• Bâtiments légers:Les poutres en I conviennent aux structures légères telles que les bâtiments résidentiels, les entrepôts et les magasins.
• Structures à courte portée:En raison de leur forte capacité de charge verticale et de leur faible coût, ils sont couramment utilisés dans les structures à courte portée, telles que les poutres de support de plancher et les usines à ossature en acier légère.
• Projets de perte de poids:Les poutres en I fonctionnent bien dans les projets qui nécessitent de réduire le poids de la structure, comme les bâtiments simples ou la construction modulaire.

9.0 Durée de vie et entretien des poutres en H et en I

9.1 Poutres en H

En raison de la conception plus épaisse des ailes et de l'âme, les poutres en H présentent une forte durabilité dans les projets à charges lourdes, avec une longue durée de vie, ce qui les rend particulièrement adaptées aux environnements de construction à haute résistance, et elles nécessitent de faibles coûts de maintenance.

9.2 Poutres en I

Les poutres en I ont une durée de vie suffisante dans les projets légers, mais peuvent nécessiter davantage d'entretien dans les environnements à grande portée ou à forte contrainte. Leur durée de vie est relativement plus courte et les coûts d'entretien peuvent être plus élevés.

10.0 Sécurité et conformité des poutres en H et en I

10.1 Sécurité des poutres en H

Les poutres en H présentent une stabilité structurelle élevée, avec une forte résistance à la flexion et au cisaillement, ce qui leur permet d'être très performantes dans les conceptions sismiques et résistantes au vent, adaptées aux régions sujettes aux tremblements de terre et aux immeubles de grande hauteur.

10.2 Sécurité des poutres en I

Les poutres en I conviennent aux structures légères, mais dans les projets de grande portée ou à fortes contraintes, un support ou un renforcement supplémentaire est généralement nécessaire pour garantir la sécurité.

10.3 Codes et normes de construction

L'American Institute of Steel Construction (AISC) et les normes internationales (ISO) ont des réglementations claires concernant l'utilisation des poutres en H et en I. Ces deux types de poutres doivent répondre à des exigences spécifiques de résistance et de performance pour garantir la sécurité et la conformité dans le domaine de l'ingénierie de la construction.