Qu'est-ce qu'un cadre rigide ?

Un cadre rigide est une configuration structurelle constituée d'un cadre dans lequel les connexions entre toutes les pièces du cadre sont fixées à des angles particuliers qui ne changent pas. Les pièces de structure en acier sont les plus courantes, mais d'autres types de pièces de charpente peuvent également être utilisées, y compris des pièces de structure en béton dans les ponts. Ce type de cadre est particulièrement souhaitable en raison de sa résistance relativement élevée par rapport aux autres types de cadres.

Les structures fixes telles que les bâtiments et les ponts sont les applications les plus typiques dans lesquelles ce type de construction est utilisé. Des entrepôts et des immeubles de bureaux, des espaces de vente au détail, des installations de loisirs, des hangars d'avions et plus encore peuvent être construits avec ce type de cadre. Les ponts qui tirent parti de cette conception peuvent être trouvés dans le monde entier. L'Ontario, au Canada, en particulier, abrite un certain nombre de ponts historiques à ossature rigide. La conception de cadre rigide peut également être intégrée dans des applications non stationnaires telles que les fauteuils roulants, les vélos, les motos et les camions industriels.

Ce style de conception de bâtiment présente des avantages notables. Par exemple, la construction carrée ou rectangulaire typique d'un bâtiment à ossature rigide offre plus d'espace utilisable qu'un bâtiment à ossature arrondie comparable tel que celui qui utilise une construction en arc. Les pièces structurelles arrondies d'un bâtiment en forme d'arc réduisent l'espace de tête disponible et l'espace latéral où les pièces structurelles se courbent. Des espaces dégagés plus grands sont possibles avec des cadres rigides qu'avec des styles de construction qui nécessitent des colonnes intérieures pour le support. Les bâtiments construits de cette manière nécessitent cependant une fondation inflexible et un tassement irrégulier n'est pas facilement pris en charge par ce type de conception.

Les ponts peuvent être construits à l'aide d'une construction à ossature rigide pour tirer parti de la résistance et de la stabilité inhérentes à la configuration. D'autres avantages de ce type de cadre qui sont souhaitables dans la construction de ponts sont la déflexion et les vibrations réduites des éléments de structure sous des charges. Des considérations environnementales peuvent également intervenir dans le choix d'une construction à ossature rigide pour une conception de pont donnée. Étant donné qu'une portée plus large est possible sans colonne de support au centre, un pont de ce type peut être utilisé au-dessus d'une voie navigable sans perturber l'écoulement naturel de l'eau et causer des effets environnementaux dommageables.

La résistance, le poids et l'efficacité sont également des facteurs importants pris en considération lors de l'incorporation d'un cadre rigide dans la conception d'un véhicule. Toutes les pièces structurelles sont fixes, de sorte qu'aucune énergie n'est gaspillée par la flexion, les pièces mobiles et tout est plutôt appliqué à la propulsion du véhicule vers l'avant. La résistance comparativement plus élevée d'un châssis rigide par rapport à d'autres types de châssis signifie également que le véhicule peut être construit avec un châssis plus léger. Ces considérations peuvent être particulièrement importantes dans certaines applications, comme pour une personne handicapée qui veut faire rouler son fauteuil roulant sur une rampe. Les cadres rigides ont cependant tendance à fournir des trajets cahoteux, car les chocs subis lors du passage sur des bosses ne peuvent pas être absorbés aussi facilement par des pièces structurelles fixes.