Tension maximale dans le tirant

Tension maximale dans le tirant

Comprendre le calcul de la tension maximale dans le tirant 

Vous êtes un ingénieur en génie civil travaillant sur la conception d’un pont suspendu. Un des éléments clés de votre conception est le tirant qui soutient le tablier du pont.

Pour comprendre le Dimensionnement d’un tirant en béton armé, cliquez sur le lien.

Paramètres :

  1. Longueur du tirant: 50 mètres
  2. Poids propre du tirant: 2 kg par mètre
  3. Charge maximale supportée par le tirant : 1000 kg
  4. Coefficient de sécurité : 1,5
  5. Angle d’inclinaison du tirant avec l’horizontale: 30 degrés

Question : Calculez la tension maximale dans le tirant en renfort à la fois son poids propre et la charge maximale qu’il doit supporter.

Assurez-vous que la tension mesurée ne dépasse pas la capacité maximale de traction en tenant compte du coefficient de sécurité.

Correction: tension maximale dans le tirant

1. Calcul du Poids Propre du Tirant

  • Longueur du tirant \( L \): 50 mètres
  • Poids propre par mètre \( P \): 2 kg/m

Calcul du poids propre total \( W \):

\[ W = L \times P \] \[ W = 50 \, \text{m} \times 2 \, \text{kg/m} \] \[ W = 100 \, \text{kg} \]

2. Calcul de la Tension due au Poids Propre

  • Accélération due à la gravité \( g \): 9.81 m/s\(^2\)

Calcul de la tension due au poids propre \( T_{\text{poids}} \):

\[ T_{\text{poids}} = W \times g \] \[ T_{\text{poids}} = 100 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \] \[ T_{\text{poids}} = 981 \, \text{N} \]

3. Calcul de la Tension due à la Charge Maximale

  • Charge maximale supportée par le tirant: 1000 kg
  • Angle d’inclinaison \( \theta \): 30 degrés

Calcul de la force gravitationnelle de la charge \( F_{\text{grav, charge}} \):

\[ F_{\text{grav, charge}} = \text{Charge maximale} \times g \] \[ F_{\text{grav, charge}} = 1000 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \] \[ F_{\text{grav, charge}} = 9810 \, \text{N} \]

Calcul de la tension due à la charge maximale \( T_{\text{charge}} \) en utilisant la fonction sinus pour l’angle d’inclinaison:

\[ T_{\text{charge}} = \frac{F_{\text{grav, charge}}}{\sin(\theta)} \] \[ T_{\text{charge}} = \frac{9810 \, \text{N}}{\sin(30^\circ)} \] \[ T_{\text{charge}} = \frac{9810 \, \text{N}}{0.5} \] \[ T_{\text{charge}} = 19620 \, \text{N} \]

4. Calcul de la Tension Totale dans le Tirant

La tension totale dans le tirant, en prenant en compte à la fois le poids propre et la charge maximale, est calculée comme suit:

\[ T_{\text{total}} = T_{\text{poids}} + T_{\text{charge}} \] \[ T_{\text{total}} = 981 \, \text{N} + 19620 \, \text{N} \] \[ T_{\text{total}} = 20601 \, \text{N} \]

5. Vérification avec le Coefficient de Sécurité

Le coefficient de sécurité appliqué est de 1.5. Calculons la capacité maximale de traction ajustée pour le coefficient de sécurité:

\[ T_{\text{max, sécurisée, ajustée}} = F_{\text{grav, charge}} \times \text{Coefficient de sécurité} \] \[ T_{\text{max, sécurisée, ajustée}} = 9810 \, \text{N} \times 1.5 \] \[ T_{\text{max, sécurisée, ajustée}} = 14715 \, \text{N} \]

Conclusion:

La tension totale calculée dans le tirant est de 20601 N, ce qui dépasse la capacité maximale ajustée du tirant 14715 N, même après avoir pris en compte le coefficient de sécurité.

Analyse et recommandation :

Cette analyse montre que le tirant, tel que conçu actuellement, n’est pas suffisamment sécuritaire pour supporter la charge prévue.

Il est crucial de reconsidérer les aspects de la conception, tels que l’augmentation de la capacité du tirant, la réduction de la charge prévue, ou l’ajustement de l’angle d’inclinaison, pour garantir la sécurité et la stabilité structurelle du pont suspendu.

Calcul de la tension maximale dans le tirant 

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 *

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...

Contrainte et Raccourcissement dans une Poutre

Contrainte et Raccourcissement dans une Poutre Comprendre la Contrainte et Raccourcissement dans une Poutre Vous êtes ingénieur dans une entreprise de construction et vous devez analyser l'intégrité structurelle d'une poutre utilisée dans la construction d'un pont. La...

Analyse de la Contrainte et Déformation

Analyse de la Contrainte et Déformation Comprendre l'Analyse de la Contrainte et Déformation Un nouveau pont piétonnier est en cours de conception dans une zone urbaine. La structure principale du pont comprend une série de poutres en acier disposées pour supporter la...

Analyse des Forces dans une Poutre

Analyse des Forces dans une Poutre Comprendre l'Analyse des Forces dans une Poutre Vous êtes ingénieur civil et vous travaillez sur la conception d'une passerelle piétonne au-dessus d'un petit ruisseau. La passerelle est soutenue par une poutre en acier simplement...

Analyse des Contraintes par le Cercle de Mohr

Analyse des Contraintes par le Cercle de Mohr Comprendre l'Analyse des Contraintes par le Cercle de Mohr Dans le cadre d’un projet de génie civil, un ingénieur doit analyser les contraintes dans une poutre en béton armé soumise à diverses charges. La section...

Tracé d’Effort Tranchant et du Moment Fléchissant

Tracé d'Effort Tranchant et du Moment Fléchissant Comprendre le Tracé d'Effort Tranchant et du Moment Fléchissant Vous êtes ingénieur en structure et devez analyser une poutre simplement appuyée utilisée dans la construction d'un petit pont piétonnier. Cette poutre...

Résistance des Matériaux Ductiles et Fragiles

Résistance des Matériaux Ductiles et Fragiles Comprendre la Résistance des Matériaux Ductiles et Fragiles Vous êtes ingénieur civil et vous devez analyser la résistance d'une barre en acier (matériau ductile) et d'une barre en céramique (matériau fragile) sous une...

Contrainte de Compression dans un Pilier

Contrainte de Compression dans un Pilier Comprendre le calcul de la Contrainte de Compression dans un Pilier Un pilier en béton armé doit être construit pour soutenir une partie d'une structure dans un bâtiment de grande hauteur. Le pilier a une section transversale...

Évaluation de la Capacité de Traction d’une Poutre

Évaluation de la Capacité de Traction d'une Poutre Comprendre l'Évaluation de la Capacité de Traction d'une Poutre Un ingénieur en génie civil doit concevoir une poutre en acier pour supporter une charge uniformément répartie, incluant son propre poids, sur une portée...