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Les cantilevers sont des poutres qui sortent d'une structure sans support à l'extrémité libre, un peu comme un plongeoir. Les cantilevers transportent souvent des charges lorsqu'ils sont utilisés dans des bâtiments - comme des balcons - ou des ponts ou des tours. Même les ailes d'un avion peuvent être considérées comme des poutres en porte-à-faux. Lorsqu'une charge repose sur un faisceau en porte à faux, deux réactions se produisent à son support. Il y a la force de cisaillement verticale, qui neutralise le poids des objets, mais la force la plus importante est souvent le moment de flexion, qui empêche le faisceau de tourner. Vous pouvez calculer ces charges en utilisant quelques équations.
Déterminez le poids de la poutre elle-même. Si cela n'est pas connu, vous pouvez rechercher la densité des matériaux du faisceau, puis multiplier ce nombre par le volume du faisceau.
Calculez la force de cisaillement au support des poutres. Il s'agit de la force verticale ascendante qui neutralise le poids du faisceau et de l'objet. Comme on pouvait s'y attendre, la force de cisaillement est simplement la somme du poids des poutres et de la charge qu'elles supportent.
Calculez le moment de flexion dû au poids de la poutre elle-même. Le moment de flexion le long d'une section transversale est égal à la distance à une force perpendiculaire multipliée par la magnitude de cette force. Par exemple, si une force de 10 Newton agit sur une poutre située à 20 m de son support en porte-à-faux, le moment au support est de 200 Newton-mètres. Étant donné que le centre de gravité d'une poutre se situe au milieu de sa longueur, le moment que la poutre provoque est son poids multiplié par la moitié de sa longueur suspendue.
Calculez le moment de flexion dû au poids de la charge. Cela équivaut au centre de gravité de la charge multiplié par sa distance au support de poutre. Par exemple, si un parterre rectangulaire de 10 kg se trouve sur une poutre entre 15 et 20 m du support, son moment de flexion induit serait:
17,5 m * 10 kg = 175 kg-m.
Ajoutez les moments de flexion induits par la charge et la poutre elle-même pour obtenir le moment de flexion total.