En génie des structures, une poutre en treillis est une poutre constituée d’une poutre en treillis. Un treillis est un réseau de barres qui ne subissent qu’une tension ou une compression. Ceci est rendu possible parce que les barres sont reliées les unes aux autres en utilisant uniquement des articulations à goupille, ce qui permet aux barres de pivoter. Une poutre est un type d’élément structurel conçu pour résister à la flexion. La poutre en treillis est un composant populaire des ponts en raison de son utilisation efficace des matériaux.
Une ferme peut être considérée comme un squelette de barres droites qui ont un type particulier de connexion les unes avec les autres. Chaque barre est reliée par une articulation à axe, ce qui lui permet de pivoter dans n’importe quelle direction. L’effet de n’utiliser que des articulations à goupille est que chaque barre ne peut être qu’en traction ou en compression. Ils ne peuvent pas être pliés, car une barre en flexion se détendra simplement si son extrémité est autorisée à pivoter. Lorsqu’elles sont connectées en triangles, ces barres forment une structure en treillis rigide qui agit comme une pièce solide.
L’avantage d’un treillis est son rapport résistance/poids. En règle générale, la plupart de l’espace dans une ferme est vide ; c’est le squelette de barres qui forme la structure. La résistance relativement élevée d’un treillis peut être maintenue car les barres ne sont soumises qu’à des contraintes de traction ou de compression.
Un faisceau est utilisé spécifiquement pour résister à la flexion en se déformant en une forme d’arc de cercle. La circonférence intérieure d’une poutre en flexion est comprimée à une taille inférieure à la longueur de la poutre. La circonférence extérieure, d’autre part, est étirée à une taille plus grande que la longueur d’origine de la poutre. Ces deux déformations servent à résister à la flexion appliquée. À moins d’être endommagé de façon permanente, le faisceau aura tendance à revenir à son état naturel.
Une poutre en treillis peut être utilisée de la même manière qu’une poutre pleine. Si une ferme est construite avec les mêmes dimensions extérieures qu’une poutre, elle pourrait être soumise aux mêmes charges de flexion. La poutre en treillis, qui serait constituée de triangles de barres avec des articulations à leurs extrémités, ressemblerait à la même forme d’arc de cercle que la poutre solide. Ici aussi, les barres près de la circonférence intérieure seraient comprimées. Combiné avec la tension des barres près de la circonférence extérieure, la poutre en treillis serait capable de résister à la flexion.
Les ingénieurs peuvent choisir d’utiliser une poutre en treillis dans un pont, car elle est plus économique et plus facile à construire que d’autres conceptions. Comme pour toutes les fermes, une poutre en treillis est un moyen très efficace d’utiliser les matériaux. Le coût des matières premières, de la fabrication et du transport peut être beaucoup plus faible avec une poutre en treillis qu’avec une poutre pleine. Il peut également être plus faisable de construire certaines structures, telles que des ponts, avec des poutres en treillis.