Le cisaillement de la poutre est la contrainte interne d’une poutre causée par les forces de cisaillement appliquées à cette poutre. Les forces de cisaillement, ou contraintes de cisaillement, sont causées par des forces appliquées parallèlement à un matériau, provoquant potentiellement une déformation de ce matériau. Le cisaillement de la poutre peut être causé par des contraintes horizontales ou verticales, ainsi que par la flexion. Chaque type de contrainte affecte une poutre différemment.
Dans le cas d’une contrainte de cisaillement horizontale, les forces peuvent faire glisser une poutre d’un côté à l’autre. Si la poutre est sécurisée, interdisant tout mouvement, la contrainte de cisaillement interne tentera alors de trouver des moyens de s’adapter au mouvement, ce qui peut parfois entraîner une flexion ou une fracturation de la poutre le long des couches horizontales internes. Si la poutre a des couches non attachées, qui permettent un léger mouvement, elle est moins susceptible de se fracturer ou de se plier.
Dans la contrainte de cisaillement de poutre verticale, des forces sont appliquées aux surfaces parallèles de la poutre. Ces forces peuvent inclure des côtés parallèles ou les extrémités supérieure et inférieure de la poutre. Si l’une des surfaces subit une contrainte plus importante qu’une autre, le matériau se déformera ou se tordra. Cette action provoque un affaiblissement de la structure globale.
La rupture par cisaillement de la poutre se produit lorsque les contraintes appliquées à la poutre sont supérieures à la résistance de cette poutre. Les défaillances entraînent souvent l’effondrement ou la fissuration de la structure entourant la poutre, comme on le voit souvent dans les dommages causés par les tremblements de terre. Le type de défaillance le plus courant, cependant, est la flexion. Cela se produit lorsque la surface supérieure d’une poutre est comprimée, tandis que la surface inférieure se dilate et se fissure le long des axes verticaux. Il en résulte un affaissement ou une flexion de la poutre.
Dans de nombreux cas, pour éviter une défaillance structurelle, un bâtiment ou une structure sera modernisé. La modernisation consiste à créer un cadre secondaire qui sert à soutenir la structure initiale, tout en allégeant les forces portantes sur cette structure initiale. La plupart du temps, cela prend la forme d’un contreventement externe.
Pour déterminer le cisaillement, une petite section transversale de poutre doit être examinée et une série de calculs mathématiques exécutés sur la base des mesures et des observations de cette section transversale. Les calculs utilisés aujourd’hui sont attribués à Leonard Euler, un mathématicien du XVIIIe siècle. Les véritables origines des études de cisaillement de faisceau, cependant, remontent aux travaux du scientifique du XVIe siècle Galileo Galilei.