Qu'est-ce que le cisaillement du faisceau?

Le cisaillement du faisceau est la contrainte interne d'un faisceau comme causée par les forces de cisaillement appliquées à ce faisceau.Les forces de cisaillement, ou contraintes de cisaillement, sont causées par des forces appliquées parallèles à un matériau, provoquant potentiellement la déformation de ce matériau.Le cisaillement du faisceau peut être causé par des contraintes horizontales ou verticales, ainsi que par la flexion.Chaque type de contrainte affecte différemment un faisceau.

Dans la contrainte de cisaillement du faisceau horizontal, les forces peuvent faire glisser un faisceau d'un côté à l'autre.Si le faisceau est sécurisé, interdisant tout mouvement, la contrainte de cisaillement interne tentera alors de trouver des moyens d'adapter le mouvement, ce qui peut parfois entraîner la flexion ou la fracture du faisceau le long des couches horizontales internes.Si le faisceau a des couches non attachées, qui permettent une légère quantité de mouvement, il est moins susceptible de se fracturer ou de se plier.

Dans la contrainte de cisaillement du faisceau vertical, les forces sont appliquées sur les surfaces parallèles du faisceau.Ces forces peuvent inclure des côtés parallèles ou les extrémités supérieures et inférieures du faisceau.Si l'une des surfaces éprouve une plus grande contrainte qu'une autre, le matériau se boucle ou se tordra.Cette action provoque un affaiblissement de la structure globale.

La défaillance de cisaillement du faisceau se produit lorsque les contraintes appliquées au faisceau sont supérieures à la résistance de ce faisceau.Les échecs entraînent souvent l'effondrement ou la fissuration de la structure entourant le faisceau, comme on le voit souvent dans les dommages causés par les tremblements de terre.Le type le plus courant de défaillance de cisaillement du faisceau, cependant, est la flexion.Cela se produit lorsque la surface supérieure d'un faisceau se comprime, tandis que la surface inférieure se dilate et se fissure le long des axes verticaux.Il en résulte un affaissement ou une flexion du faisceau.

Dans de nombreux cas, pour éviter une défaillance structurelle, un bâtiment ou une structure sera modernisé.Le rénovation implique la création d'un cadre secondaire qui sert à soutenir la structure initiale, tout en atténuant les forces porteuses de charge sur cette structure initiale.La plupart du temps, cela prend la forme d'un contreventement externe.

Pour déterminer le cisaillement du faisceau, une petite section transversale de faisceau doit être examinée et une série de calculs mathématiques exécutés en fonction des mesures et des observations de cette section transversale.Les calculs utilisés aujourd'hui sont crédités à Leonard Euler, mathématicien du XVIIIe siècle.Les véritables origines des études de cisaillement de faisceaux peuvent cependant être retracées au travail du scientifique du XVIe siècle Galileo Galilei.