Comprendre les profils et types de poutres en acier structural

Les formes d'acier structural sont depuis longtemps normalisées par l'AISI (American Iron and Steel Institute). Dans la description des poutres, des té et des profilés en U, on fait référence aux ailes et aux âmes. L'aile est la partie plate qui, dans le cas d'une poutre, se situe normalement en haut et en bas. L'âme relie les deux ailes et, dans la construction courante, est orientée verticalement pour conférer à la poutre sa forte résistance à la flexion. Les cornières sont identifiées par les longueurs de leurs branches, qui peuvent être égales ou inégales.

Matériaux courants

L'acier ASTM A36, avec une limite d'élasticité de 250 MPa (36 000 psi), est le matériau le plus utilisé pour les profilés d'acier structural, bien que d'autres matériaux soient disponibles pour des circonstances particulières, notamment les aciers faiblement alliés à haute résistance et les aciers inoxydables. Les éléments en acier sont assemblés entre eux par des plaques boulonnées ou rivetées fixées aux âmes des poutres, ou bien soudés directement les uns aux autres. L'AISC (American Institute of Steel Construction) spécifie, pour les liaisons poutres-poteaux simples et renforcées, le nombre approprié de rangées de boulons ou de rivets en fonction de plusieurs diamètres normalisés de fixations.

Distinction « barres » et « profilés structuraux »

On distingue les « profilés barres » des « profilés structuraux ». Les profilés barres désignent toute forme dont la dimension sectionnelle principale est inférieure à 76 mm (3 pouces).

Principaux types de profilés d'acier structural

• Poutres (Beams)
• Té (Tees)
• Profilés en U (Channels)
• Cornières (Angles)
• Profilés creux structuraux / HSS (Hollow Structural Sections)

Types de poutres en acier

Les poutres et poutres maîtresses en acier structural sont disponibles en trois formes : poutres standard ou « S », poutres à larges ailes ou « W », et pieux ou poutres « H ».

Poutres standard (S)

Les poutres standard sont désignées par la lettre S, suivie de la hauteur nominale de l'âme en pouces, puis du poids au pied linéaire en livres. La plupart existent en versions légères et certains grands profils sont disponibles en plusieurs poids intermédiaires. Les poutres standard ont des ailes coniques (effilées), tandis que les poutres à larges ailes ont des ailes parallèles.

Poutres à larges ailes (W)

Les poutres W possèdent des ailes parallèles et sont devenues le standard de fait pour la plupart des applications structurelles modernes grâce à leurs propriétés mécaniques optimisées.

Poutres H (Pieux)

Les poutres H ont souvent des ailes et une âme d'épaisseur égale, alors que les ailes des poutres S et W sont plus épaisses que l'âme. Les poutres H sont couramment enfoncées dans le sol pour servir de pieux de fondation. Elles peuvent être construites à partir de pièces distinctes (profilés construits). Les profils S et W sont généralement laminés à chaud en pièces uniques. Les poutres sont généralement disponibles en longueurs jusqu'à 18 m (60 ft).

Note sémantique : si toutes les poutres maîtresses (girders) sont des poutres, toutes les poutres ne sont pas des poutres maîtresses. En construction, la poutre maîtresse est l'élément principal porteur de charges, les poutres secondaires y transmettant leurs efforts.

Profilés en Té (Tees)

Les té sont obtenus en sciant longitudinalement des poutres le long de leur âme, ce qui donne une aile complète et une demi-âme. Ils sont disponibles dans les mêmes formes que les poutres pleines : « ST » (découpées dans des S) et « WT » (découpées dans des W). La désignation indique le type (ST ou WT), suivi de la profondeur nominale de l'âme en pouces, puis de la forme (« I » ou « WF »).

Profilés en U (Channels)

Les profilés en U possèdent une âme unique flanquée d'ailes supérieure et inférieure, l'âme étant décentrée sur le côté et les ailes projetées perpendiculairement à l'âme, un peu comme une demi-poutre mais avec une âme d'épaisseur pleine. Les ailes des profilés en U ont le même conicité que les poutres standard — environ 16 2/3 % de pente. Des longueurs jusqu'à 6 et 12 m (20 et 40 ft) sont courantes pour les dimensions barres, les dimensions structurales étant généralement disponibles en longueurs de 18 m (60 ft). Les profilés en U ne sont pas habituellement utilisés comme poutres, mais leurs faces planes permettent de les boulonner aisément contre d'autres faces planes.

Cornières (Angles)

Les cornières ont une section en « L » avec des branches égales ou inégales, coniques. Leur utilisation comme poutres est fortement déconseillée, sauf si elles sont doublées et connectées de manière à approximer un té. Les cornières ont toutefois de nombreuses applications : contreventements, treillis, etc.

Profilés creux structuraux (HSS)

Les HSS sont de section rectangulaire, carrée, elliptique ou circulaire. Les formes rectangulaires sont couramment utilisées pour les cadres soudés où les charges sollicitent la structure dans plusieurs directions. Les HSS circulaires, parfois appelés tubes structuraux ronds, diffèrent des tubes pour conduite de fluides (couvert par d'autres normes) mais servent pour des colonnes porteuses, comme les colonnes Lally. Ces formes sont toutes issues de tubes ronds soudés, les tubes carrés et rectangulaires subissant un formage supplémentaire pour créer des produits finis avec de forts rayons aux angles.

Résumé

Cet article présente un aperçu succinct des profils d'acier structural les plus courants. Pour plus d'informations sur d'autres produits, consultez nos autres guides ou visitez la plateforme Thomas Supplier Discovery pour localiser des sources d'approvisionnement potentielles ou consulter les détails de produits spécifiques.