profilé en U

Une poutrelle en U est un profilé d'acier de construction dont la section transversale ressemble à un C carré lorsqu'elle est vue de face. La forme se compose d'une âme plate (la partie centrale verticale) avec deux ailes parallèles (les lèvres horizontales) s'étendant des bords opposés, toutes à angle droit les unes par rapport aux autres. Cette géométrie confère à la poutrelle une rigidité élevée par rapport à son poids, ce qui la rend essentielle dans les cadres, les supports et les renforts où la résistance à la flexion est importante.

Les poutrelles en U sont disponibles en tailles standardisées. En Amérique du Nord, l'American Institute of Steel Construction (AISC) les désigne par leur profondeur nominale et leur poids par pied, comme un C10x30 (10 pouces de profondeur, 30 livres par pied). La largeur de l'aile est généralement de 3,33 pouces pour les sections C standard, bien qu'il existe des variantes à ailes plus larges. L'épaisseur de la paroi varie d'environ 3/16 de pouce à 5/8 de pouce selon la taille et la nuance. Les poutrelles en acier sont laminées à chaud dans les usines, bien que les calibres plus légers puissent être formés à froid à partir de bobines pour les travaux de fabrication.

Où les poutrelles en U sont utilisées sur le chantier

Les poutrelles en U apparaissent comme poutres de plancher ou de toit dans les bâtiments industriels, comme raidisseurs soudés aux poutres à âme pleine, comme rails pour ponts roulants, et comme rails de montage pour machines. Les fabricants emboîtent également les poutrelles dos à dos ou les soudent en sections caissons pour créer des éléments composites plus rigides. La forme en C excelle à résister à la flexion dans le plan perpendiculaire à l'âme; les deux ailes agissent comme des bras de levier qui résistent à la rotation, tandis que l'âme supporte le cisaillement.

Le nom lui-même reflète la forme: le profil ressemble à un canal creusé dans le matériau, avec un côté ouvert. Ce côté ouvert est à la fois un avantage et un inconvénient. Il permet un boulonnage et un soudage faciles à d'autres éléments, mais il rend la poutrelle susceptible au flambement par torsion latérale si l'élancement est excessif. Les ingénieurs doivent vérifier le flambement local des ailes et de l'âme, en particulier sous compression. La corrosion dans les environnements humides nécessite de la peinture ou de la galvanisation pour prévenir la rouille, qui peut amincir les parois et réduire les propriétés de la section au fil des décennies.

Parce que les poutrelles en U sont plus légères que les poutrelles en I de résistance similaire, elles restent populaires dans les applications où la charge morte doit être minimisée, comme les charpentes de mezzanine ou les structures de ponts roulants légers. Cependant, leur asymétrie (l'âme est située à l'arrière des ailes) signifie que l'axe neutre est décalé du centre géométrique, ce qui complique le calcul des contraintes et doit être pris en compte lors de la combinaison de poutrelles en U dans des sections composées.