Poutre (construction)

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Une poutre est une pièce longue horizontale servant à reprendre des charges au dessus du vide, les poids de construction et du mobilier, et les transmettre sur le côté aux piliers , colonnes ou au murs sur lesquels elle s'appuie. La poutrelle est une poutre de faible section ( moins de 20 cm d'âme).
Les poutres sont à l'origine des pièces de bois, des troncs d'arbre équarris. L'ensemble des poutres assemblées constitue la poutraison.

[modifier] Généralités

Les poutres peuvent servir de charpente simple supportant les chevrons pour faire la toiture, supportant les lambourdes pour faire le plancher, entre murs pignons et murs de refend.

Elles ont servi dans les constructions de linteau à la place des pierres massives, antérieurement aux arcs , au dessus des portes et fenêtres dans leurs baies.

Elles servent de structure de balcon en tant que poutres de plancher prolongées et débordantes à l'extérieur du bâtiment dans l'architecture du XVIIe siècle.

Elles sont devenues des pièces en fer reprenant principalement dans les baies les charges des allèges constituant les pleins de travée, bande horizontale du mur bâti au dessus des fenêtres de l'étage inférieur, et les charges des planchers.

Ces pièces de construction en métal coulé sont ensuite devenues des assemblages rivetés ou soudés à base de plats et cornières puis des "profils" soudés à âme pleine (Voir architecture métallique).

Dans l'architecture moderne du XXe siècle les poutres sont des éléments de béton armé coulés sur place avec leur ferraillage, puis dans la deuxième moitié du XXe siècle, des poutres préfabriquées, coulées au sol hors-place. Le système d'industrialisation de la construction individuelle a abouti au système poutrelle-hourdis. Les poutres éléments porteurs importants sont devenues souvent des poutres précontraintes dont l'armature est tendue avant la coulée du béton et sa prise afin d'augmenter leur portée en diminuant le poids.

Mais le bois a aussi fait son retour avec le lamellé-collé.

En construction, le concept de poutre a en premier lieu donné les fermes de la charpente, poutres composées utilisées à l'inverse d'habituellement, l'utilité est ici la pente versante et non le support horizontal, et les pannes, poutres simples horizontales. Le concept s'est étendu jusqu'à l'édification de grands caissons en métal et béton, par exemple des bâtiments dont le premier étage surélevé au travers d'une rue constitue à lui seul une poutre à caisson dont les âmes sont percées des baies de fenêtre, leurs allèges étant calculées et fabriquées en un assemblage de tirant renforcé en partie basse d'âme de poutres-cloisons, et exemple extrème l'Arche de la défense.

[modifier] Quelques caractéristiques

  • La poutre a une section où la hauteur est plus grande que la largeur, selon son calcul de structure.
  • La poutre continue est appuyée sur son milieu et ses extrémités, elle a une section plus faible que les poutres sur deux appuis pour une même portée.
  • La poutre est pleine (massive) ou composée (assemblage de membrures, assemblage à jours).
  • La poutre peut être composée de plusieurs matériaux par exemple bois et métal.
  • La poutre des constructions industrielles constituée de bielles comprimées et tirants tendus formant des triangles est une poutre-treillis.
  • Le profil de la poutre métal industrielle à section constante est normalisé (IPE, IPN, HEA, UPA etc la première lettre donne la forme de la section), elle a un sens de pose impératif.
  • La poutre-caisson est une poutre qui a deux âmes pleines reliées par leurs semelles.
  • La poutre-cloison est un mur béton soutenant une dalle et dont le ferraillage est en partie basse.
  • La forme longitudinale donnée à la poutre est :
    • un rectangle,
    • un trapèze partie longue en haut,
    • une portion de cercle à arc en bas corde en haut,
    • un rectangle mixtiligne, rectangle découpé en bas d'une hyperbole centrée vers le bas.
  • La semelle de poutre est son élément bas ou sa face basse, la partie de socle servant d'appui.
  • La retombée de poutre est la face visible de la poutre par dessous.
  • Si la poutre est solidaire de deux piliers séparés elle constitue alors un portique où :
    • la poutre peut être totalement encastrée des deux côtés et avoir une âme plus mince en son milieu,
    • la poutre peut être articulée à ses extrémités en appui et avoir une âme plus mince à ses extrémités,
    • la poutre peut être articulée en son milieu et est encastrée aux piliers, et est une composition de 2 potences face à face.
  • Les poutres de la construction ancienne reposaient sur des corbeaux sculptés, en construction récente elle repose sur des consoles avec des platines intermédiaires de positionnement ou de jeu de dilation-rétraction.
  • La poutre sous charge sur deux appuis aux extrémités a sa partie haute en compression et sa partie basse en tension.
  • La poutre sous charge encastrée dans un appui est en flexion, a sa partie haute en tension et sa partie basse en compression.
  • La poutre peut avoir une incurvation due à une surcharge qui done une flèche de flexion appelée flambage ou flambement.

[modifier] Voir aussi