Qu'est-ce qu'une charge concentrée ?

Une charge concentrée est une force appliquée en un seul point sur une poutre ou une structure. Les poutres sont couramment utilisées pour le support structurel des maisons, des bâtiments commerciaux et des ponts. Une poutre doit être conçue pour résister aux forces et aux contraintes, tout en minimisant le poids, l'encombrement et le coût des matériaux. Des faisceaux mal conçus peuvent échouer prématurément et avoir des effets catastrophiques.

Une charge ou une force peut être concentrée ou répartie. Une charge répartie est répartie sur une grande surface. Elle peut être uniformément répartie, la quantité de force étant la même sur toute la zone à laquelle elle est appliquée; ou non uniforme, ce qui signifie qu'il n'est pas uniformément réparti. Une charge répartie influencera la conception d'une poutre différemment d'une charge concentrée. Un concentré peut être appliqué à plusieurs endroits sur une poutre, et plusieurs points de chargement peuvent exister sur une seule poutre.

En réalité, toutes les charges sont appliquées sur une zone finie, par opposition à un seul point. Lorsque la zone est petite, on suppose normalement qu'il s'agit d'une charge concentrée, pour simplifier les calculs de conception technique. Par exemple, le poids d'une personne au bout d'un plongeoir serait considéré comme une charge concentrée, même si le poids de la personne est réellement réparti uniquement sur la zone couverte par la plante de ses pieds.

Les deux caractéristiques les plus importantes d'une charge concentrée dans la conception de poutres sont l'amplitude de la force et l'endroit où elle est appliquée. La manière dont une poutre ou une structure est supportée joue un rôle important dans sa capacité à supporter ce type de charge. Une charge concentrée appliquée au centre d'une poutre longue, qui est supportée aux deux extrémités, se comportera très différemment de la même charge appliquée à l'extrémité d'une poutre en porte-à-faux.

Une charge concentrée peut faire fléchir ou plier une poutre lorsque la force est appliquée. La conception et la construction d'une poutre influenceront sa capacité à résister à la flexion lorsqu'elle est exposée à un tel poids. La flèche d'une poutre est fonction de sa section transversale, de la façon dont elle est supportée, du matériau qui la compose et de l'endroit où les forces sont appliquées. Les poutres en acier sont le plus souvent utilisées dans les bâtiments commerciaux en raison de leur solidité et de leur résistance à la flexion, mais les poutres sont également fabriquées à partir d'autres matériaux, tels que le bois et l'aluminium.

Les charges concentrées sont une considération importante dans l'ingénierie et la conception mécaniques. Les poutres et les structures sont généralement conçues avec un facteur de sécurité qui leur permet de résister à des charges ou à d'autres forces qui ne peuvent pas être prévues dans la conception. Un logiciel d'ingénierie est facilement disponible pour analyser les poutres et autres structures en fonction de leur chargement et d'autres critères de conception, afin de s'assurer qu'elles répondent aux exigences de performance.