Les principes mécaniques et physiques

Les forces :

Une force est l’action exercée par un corps solide (un poids ou une charge), liquide (la poussée d’Archimède ou la pression) ou gazeux (la pression et la vitesse) sur un autre corps provoquant ainsi une réaction. Cette action est exprimée en Newton [-].

N : lorsque le vent souffle cela provoque le mouvement des feuilles d’un arbre. L’action correspond à la vitesse du vent tandis que la réaction est représentée par le mouvement des feuilles.
La transposition sur un bâtiment, lors d’un cyclone quand le vent souffle les toitures en bac acier sont emportées par le vent.

Exemple de la force du vent

La masse volumique est le rapport de la masse (

La masse volumique et le poids volumique :

) avec le volume (Kilogramme [Kg]) tandis que le poids volumique est celui du poids (mètre cube [m-3-]) avec le volume (décanewton [daN]).
Lorsqu’on fait la conversion : mètre cube [m-3-] correspond à 1daN ce qui est souvent négligeable dans les calculs.
Ils sont utilisés pour déterminer la charge exercée par un élément sur la structure d’un bâtiment.

1,02kg

• La charge est

  Les charges ponctuelles, linéaires et surfaciques

  lorsque la force est appliquée à un endroit précis, elle est exprimée en ponctuelle ou Newton [N]. Sur l’image précédente, la charge Décanewton [daN] est appliquée à un point précis (sur un poteau).

• La charge peut aussi être appliquée à une 22daN, nous avons alors une distance exprimée en charge linéaire ou Newton par Décanewton [-].

Sur l’image précédente, la charge totale du chevron est de mètre linéaire sur une portée de N/ml ; daN/ml. Pour avoir la charge linéaire, il faut diviser la charge totale par la portée, soit 44daN / 4m = 44daN.

• Elle peut également s’appliquer sur une 4m, on parle alors d’une 11daN/ml exprimée en portion de surface ou charge surfacique par Newton [-].

Décanewton
Les charges d’exploitation d’un plancher dans mètre carré sont en [-]. Pour un bâtiment à usage d’habitation la charge d’exploitation est de N/m² ; daN/m² : une charge de Exemple : va s’appliquer sur une surface de plancher de l’Eurocode 1.

Ainsi pour le plancher d’un bâtiment à usage d’habitation de daN/m², la charge appliquée sur celui-ci sera de 150daN/m² soit 150daN.

1m²

Ce sont des forces semblables de sens et de directions sont différents. Elles sont exprimées en décanewton par mètre carré [-] pour la construction bois, en Mégapascal [-] pour le béton armé et la mécanique du sol et en Bar [-] pour la pression atmosphérique et la mécanique des fluides.

• La 5m² et la 5m² x 150daN/m² sont des forces opposées et égales (750daN).

La contrainte, la résistance et la pression

 : Un bâtiment a un poids de 4000Kg et est posé sur le sol, donc l’action du poids du bâtiment va créer une réaction du sol que nous appelons daN/m² exprimée en [-]. La résistance du sol est généralement obtenu après les études du sol par un Bureau d’étude.

• La Mpa est par définition, une force appliquée à une unité de surface exprimée en [-], en [-] ou en [-].

bar : Un massif en béton de 1m³ de volume et de 0,40m x 0,80m de section soit 0,32m².

Dans le cas présent contrainte correspond à la force appliquée par le massif (son propre poids) sur la surface du sol en contact avec lui. Le poids volumique de 1m

Charge exercée par un chevron sur deux poteaux

Un chevron en bois de 4m de longueur et 100 x 200mm de section est supporté par deux poteaux. Le chevron en Douglas a un poids volumique de 550daN/m³.

Pour calculer la charge exercée sur les poteaux, il faut multiplier le poids volumique par le volume du chevron.
Ce qui nous donne : 550daN/m³ x (4m x 0,10m x 0,20m) = 44daN

Pour obtenir la charge exercée sur chaque poteau il faut diviser la charge totale de 44daN par deux , soit 22daN de charge ponctuelle.

3

de béton est de 2 500daN/m³, donc le poids du massif est de 2 500daN. La surface de contact avec le sol est de 0,32m². Ainsi, la pression est égale au rapport du poids sur la surface de contact, soit 2500daN / 0,32m², ce qui donne résistance.

le principe de l’action et de la réaction : plus la surface de contact est réduite plus la pression est importante (un couteau sur un bout de viande illustre très bien cette remarque).