Calcul du Moment Quadratique d’une Poutre

Calcul du Moment Quadratique d’une Poutre

Comprendre le Calcul du Moment Quadratique d’une Poutre

Une entreprise de construction doit installer une poutre en acier pour soutenir une partie du toit d’un petit entrepôt. La poutre, de forme rectangulaire, est positionnée horizontalement.

Vous êtes chargé de calculer le moment quadratique de la section de la poutre pour vérifier sa résistance à la flexion sous le poids du toit.

Pour comprendre le Calcul des moments d’inertie, cliquez sur le lien.

Données fournies:

  • Dimensions de la poutre: Largeur \( b = 300 \, \text{mm} \) et hauteur \( h = 500 \, \text{mm} \).
  • Matériau: Acier (le matériau est homogène et isotrope).
Calcul du Moment Quadratique d’une Poutre

Questions:

1. Calculer le moment quadratique \( I_y \) de la poutre par rapport à l’axe y (axe passant par la base et parallèle à la largeur).

2. Calculer le moment quadratique \( I_x \) de la poutre par rapport à l’axe x (axe passant par la base et parallèle à la hauteur).

Questions supplémentaires:

1. Comment l’orientation de la poutre affecte-t-elle les valeurs des moments quadratiques \(I_y\) et \(I_x\) ?

2. Quel serait l’effet d’une augmentation de la hauteur de la poutre sur son moment quadratique autour de l’axe y ?

Correction : Calcul du Moment Quadratique d’une Poutre

1. Calcul du moment quadratique \(I_y\) par rapport à l’axe y:

Formule utilisée:

\[ I_y = \frac{b \cdot h^3}{12} \]

où \(b\) est la largeur de la poutre et \(h\) est sa hauteur.

Substitution des valeurs:

  • \(b = 300 \text{ mm}\)
  • \(h = 500 \text{ mm}\)

Calcul:

\[ I_y = \frac{300 \text{ mm} \times (500 \text{ mm})^3}{12} \] \[ I_y = \frac{300 \times 125000000 \text{ mm}^4}{12} \] \[ I_y = 3125000000 \text{ mm}^4 \]

Le moment quadratique \(I_y\) est donc de \(3125000000 \text{ mm}^4\).

2. Calcul du moment quadratique \(I_x\) par rapport à l’axe x:

Formule utilisée:

\[ I_x = \frac{h \cdot b^3}{12} \]

où \(h\) est la hauteur de la poutre et \(b\) est sa largeur.

Substitution des valeurs:

  • \(h = 500 \text{ mm}\)
  • \(b = 300 \text{ mm}\)

Calcul:

\[ I_x = \frac{500 \text{ mm} \times (300 \text{ mm})^3}{12} \] \[ I_x = \frac{500 \times 27000000 \text{ mm}^4}{12} \] \[ I_x = 1125000000 \text{ mm}^4 \]

Le moment quadratique \(I_x\) est donc de \(1125000000 \text{ mm}^4\).

Réponses aux questions supplémentaires:

1. Comment l’orientation de la poutre affecte-t-elle les valeurs des moments quadratiques \(I_y\) et \(I_x\) ?

L’orientation de la poutre a un impact significatif sur les valeurs de \(I_y\) et \(I_x\). Puisque \(I_y\) est calculé avec la hauteur au cube, et \(I_x\) avec la largeur au cube, augmenter la hauteur ou la largeur affectera plus significativement le moment quadratique de cet axe.

Par exemple, augmenter la hauteur augmentera considérablement \(I_y\), rendant la poutre plus résistante à la flexion autour de l’axe y.

2. Quel serait l’effet d’une augmentation de la hauteur de la poutre sur son moment quadratique autour de l’axe y ?

Augmenter la hauteur \(h\) de la poutre augmentera le moment quadratique \(I_y\) de manière cubique, améliorant ainsi considérablement la résistance de la poutre à la flexion autour de cet axe.

Cela est dû à la relation cubique entre la hauteur et \(I_y\), indiquant que même une petite augmentation de la hauteur entraîne une grande augmentation du moment quadratique.

Calcul du Moment Quadratique d’une Poutre

D’autres exercices de Rdm:

Chers passionnés de génie civil,

Nous nous efforçons constamment d’améliorer la qualité et l’exactitude de nos exercices sur notre site. Si vous remarquez une erreur mathématique, ou si vous avez des retours à partager, n’hésitez pas à nous en informer. Votre aide est précieuse pour perfectionner nos ressources. Merci de contribuer à notre communauté !

Cordialement, EGC – Génie Civil

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Étude des Forces dans les Barres d’une Structure

Étude des Forces dans les Barres d'une Structure Comprendre l'Étude des Forces dans les Barres d'une Structure Dans le cadre d'une mission d'ingénierie civile, vous êtes chargé de vérifier la stabilité d'une structure temporaire utilisée lors d'un événement en plein...

Calcul du Degré d’Hyperstaticité

Calcul du Degré d’Hyperstaticité Comprendre le Calcul du Degré d’Hyperstaticité Un ingénieur civil est chargé de concevoir un pont en poutre simplement supporté, mais décide d'ajouter des appuis supplémentaires pour augmenter la stabilité du pont. Le pont est...

Calcul du Rayon de Giration

Calcul du Rayon de Giration Comprendre le Calcul du Rayon de Giration Dans le cadre de la conception d'un pont piétonnier, il est essentiel d'analyser la stabilité des piliers en acier qui soutiendront le tablier. Le calcul du rayon de giration des sections...

Caractéristiques Géométriques de Sections

Caractéristiques Géométriques de Sections Comprendre le calcul des Caractéristiques Géométriques de Sections Dans le cadre de la conception d'une poutre pour un pont piétonnier, il est nécessaire de déterminer les caractéristiques géométriques de la section...

Calcul du Centre de Gravité d’une Poutre

Calcul du Centre de Gravité d'une Poutre Comprendre le Calcul du Centre de Gravité d'une Poutre Dans le cadre de la conception d'une structure métallique légère pour une nouvelle installation sportive, un ingénieur doit déterminer le centre de gravité d'une poutre en...

Calcul de la Flèche en Mi-Travée d’une Poutre

Calcul de la Flèche en Mi-Travée d'une Poutre Comprendre le Calcul de la Flèche en Mi-Travée d'une Poutre Une poutre en acier, simplement appuyée aux deux extrémités, est soumise à une charge uniformément répartie. L'objectif est de calculer la flèche maximale à...

Calcul de l’effort tranchant dans une poutre

Calcul de l'effort tranchant dans une poutre Comprendre le Calcul de l'effort tranchant dans une poutre Vous êtes un ingénieur en charge de la conception d'un pont destiné à un trafic léger dans une zone urbaine. Vous devez vérifier la capacité d'une poutre du pont à...

Calcul du Moment Fléchissant Maximal

Calcul du Moment Fléchissant Maximal Comprendre le Calcul du Moment Fléchissant Maximal Considérez une poutre en acier de longueur \(L = 6\) mètres, avec une extrémité encastrée et l'autre extrémité libre. Cette poutre est soumise à une charge uniformément répartie de...

Calcul du Facteur de Sécurité

Calcul du Facteur de Sécurité d’une Poutre Comprendre le calcul du facteur de sécurité d'une poutre Vous êtes ingénieur en structure et devez vérifier la sécurité d'une poutre en acier dans une construction. Le but de cet exercice est de déterminer le facteur de...

Déformation Axiale Due à la Température

Déformation Axiale Due à la Température Comprendre la Déformation Axiale Due à la Température Un ingénieur civil doit concevoir un pylône de transmission électrique qui traverse une région soumise à des variations de température extrêmes. Le pylône est constitué d'une...