Poutrelle en I pour palan électrique 0.5t-20t
Conclusion clé : La sélection de la poutrelle en I pour palan électrique doit satisfaire simultanément deux conditions : la largeur de semelle (compatible avec l'écartement du chariot) et la résistance à la flexion (support de la capacité de levage + poids mort du palan). Selon la norme 05G359-3 : 0,5 t → I16~I22a (espacement des points de levage : 4,2~9 m), 1 t → I16~I25a, 2 t → I22a~I32a, 3 t → I32a~I40a, 5 t → I50a, 10 t → I56a~I63a (toutes valeurs incluant le poids mort du palan). Les capacités de 16 t et 20 t dépassent le domaine couvert par le catalogue et nécessitent un calcul spécifique selon la norme GB 50017. Une vérification de la résistance et de la flèche doit être effectuée après la sélection.
Le palan électrique se déplace sur un rail en poutre I ; le bon choix de la poutrelle conditionne directement la sécurité d'utilisation et la durée de vie de l'équipement. Une section trop faible expose à des risques de déformation par flexion sous charge, voire de chute de l'appareil ; une section surdimensionnée engendre un surcoût inutile et peut rendre le chariot incompatible avec la largeur de semelle. Forte de ses années d'expérience dans la fabrication et l'installation de palans électriques, Kelude Industries Lourdes a compilé les spécifications recommandées de poutrelles en I pour chaque capacité de palan, et explique la logique de vérification qui sous-tend ces choix, afin de permettre aux utilisateurs de sélectionner correctement du premier coup.
Tableau comparatif des poutrelles en I par capacité de palan
Le tableau ci-dessous présente les spécifications recommandées de poutrelles en I pour les palans électriques de type CD1/MD1 sous portée standard (6~12 m). La sélection définitive doit être validée par une vérification de la résistance et de la flèche prenant en compte la portée, la capacité de levage, le poids mort du palan et le coefficient de charge dynamique. L'acier utilisé est le Q235B (≈S235JR), seul matériau disponible pour les poutrelles laminées à chaud selon la norme nationale.
Source de données : Tableau 1 de la norme 05G359-3 « Rails pour équipements de levage suspendus », applicable aux palans électriques de capacité nominale ≤10 t, sur rail rectiligne simplement appuyé.
| Poutrelle en IModèle | semellelargeur(mm) | section transversalehauteur(mm) | 05G359-3 admissiblecharge concentréevaleur caractéristique [F] (k N) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| l=4.2m | l=4.8m | l=5.4m | l=6.0m | l=7.5m | l=9.0m | |||
| I16 | 88 | 160 | 12.24 | 10.30 | 7.94 | 6.22 | 3.52 | 1.97 |
| I18 | 94 | 180 | 15.13 | 13.87 | 11.86 | 9.37 | 5.45 | 3.22 |
| I20a | 100 | 200 | 18.05 | 16.65 | 15.44 | 13.61 | 8.08 | 4.96 |
| I22a | 110 | 220 | 23.06 | 20.16 | 18.79 | 17.56 | 11.92 | 7.51 |
| I25a | 116 | 250 | 27.73 | — | — | 22.57 | 18.10 | 11.68 |
| I28a | 122 | 280 | — | — | — | 26.27 | 21.51 | 16.80 |
| I32a | 130 | 320 | 33.20 | 31.49 | — | 33.20 | 29.19 | 23.18 |
| I36a | 136 | 360 | 39.03 | 37.17 | — | 39.03 | 34.40 | 28.93 |
| I40a | 142 | 400 | 41.54 | 39.72 | — | 41.54 | 37.24 | 33.61 |
| I45a | 150 | 450 | 53.92 | 48.69 | — | 53.92 | 45.84 | 41.65 |
| I50a | 158 | 500 | 65.79 | 63.15 | — | 65.79 | 58.70 | 54.15 |
| I56a | 166 | 560 | 110.3 | 71.76 | — | 110.3 | 68.01 | 62.42 |
| I63a | 176 | 630 | 116.2 | 115.8 | — | 116.2 | 115.1 | 72.69 |
Note : ① l = portée de calcul du rail (soit l’écart entre les points de levage) ; ② [F] inclut déjà le poids mort du palan électrique + la charge nominale ; ③ « — » signifie que ces conditions de service ne figurent pas dans le recueil (capacité insuffisante ou solution non économique) ; ④ La norme 05G359-3 s’applique aux palans électriques ≤ 10 t ; les charges de 16 t et 20 t nécessitent un calcul spécifique.
Sélection recommandée selon la norme 05G359-3 (palan type CD1)
| palantonnage | charge totale Fk(k N) | Point de levageentraxe4.2m | Point de levageentraxe6.0m | Point de levageentraxe7.5m | Point de levageentraxe9.0m |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.5t | 5.6 | I16 | I16 | I20a | I22a |
| 1t | 11.2 | I16 | I20a | I22a | I25a |
| 2t | 21.7 | I22a | I25a | I32a | I32a |
| 3t | 32.9 | I32a | I32a | I36a | I40a |
| 5t | 54.0 | I50a | I50a | I50a | I50a |
| 10t | 106.9 | I56a | I56a | I63a | hors gabarit |
| 16t* | 170.7 | dépassement05G359-3hors gabarit, selon GB 50017calcul séparé | |||
| 20t* | 213.9 | dépassement05G359-3hors gabarit, selon GB 50017calcul séparé | |||
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 0,5 t ?
Selon la norme 05G359-3, I16 à I22a recommandées. La charge totale d'un palan électrique de 0,5 t est d'environ 5,6 kN (poids mort inclus). Pour un entraxe de points de levage de 4,2 m, une poutrelle I16 ([F]=12,24 kN) convient ; pour 6,0 m, I16 ([F]=6,22 kN) ; pour 7,5 m, I20a ([F]=8,08 kN) ; pour 9,0 m, I22a ([F]=7,51 kN). La largeur de semelle de 88 à 110 mm est compatible avec le chariot de palan. La poutrelle I16 est la spécification minimale. L'acier est du Q235B. Une butée doit être installée à l'extrémité du rail.
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 1 t ?
Selon la norme 05G359-3, I20a à I25a recommandées. La charge totale d'un palan électrique de 1 t est d'environ 11,2 kN (poids mort inclus). Pour un entraxe de points de levage de 4,2 m, une poutrelle I16 ([F]=12,24 kN > 11,2 kN) convient ; pour 6,0 m, I20a ([F]=13,61 kN) ; pour 7,5 m, I22a ([F]=11,92 kN) ; pour 9,0 m, I25a ([F]=11,68 kN). Largeur de semelle : 100 à 116 mm.
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 2 t ?
Selon la norme 05G359-3, I22a à I32a recommandées. La charge totale d'un palan électrique de 2 t est d'environ 21,7 kN (poids mort inclus). Pour un entraxe de points de levage de 4,2 m, une poutrelle I22a ([F]=23,06 kN) convient ; pour 6,0 m, I25a ([F]=22,57 kN) ; pour 7,5 m, I32a ([F]=29,19 kN) ; pour 9,0 m, I32a ([F]=23,18 kN). Largeur de semelle : 110 à 130 mm.
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 3 t ?
Selon la norme 05G359-3, I32a à I40a recommandées. La charge totale d'un palan électrique de 3 t est d'environ 32,9 kN (poids mort inclus). Pour un entraxe de points de levage de 4,2 m, une poutrelle I32a ([F]=33,20 kN) convient ; pour 6,0 m, I32a ([F]=33,20 kN) ; pour 7,5 m, I36a ([F]=34,40 kN) ; pour 9,0 m, I40a ([F]=33,61 kN). Le palan de 3 t se situe au seuil de la réglementation sur les équipements spéciaux ; l'installation du rail doit être réalisée par un organisme agréé.
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 5 t ?
Selon la norme 05G359-3, I50a recommandée. La charge totale d'un palan électrique de 5 t est d'environ 54,0 kN (poids mort inclus). Pour un entraxe de points de levage de 4,2 m, une poutrelle I50a ([F]=65,79 kN) convient ; pour 6,0 m, I50a ([F]=65,79 kN) ; pour 7,5 m, I50a ([F]=58,70 kN) ; pour 9,0 m, I50a ([F]=54,15 kN). La poutrelle I50a a une largeur de semelle de 158 mm et une hauteur de section de 500 mm ; vérifier la compatibilité avec l'écartement du chariot de palan.
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 10 t ?
Selon la norme 05G359-3, I56a à I63a recommandées. La charge totale d'un palan électrique de 10 t est d'environ 106,9 kN (poids mort inclus). Pour un entraxe de points de levage de 4,2 m, une poutrelle I56a ([F]=110,3 kN) convient ; pour 6,0 m, I56a ([F]=110,3 kN) ; pour 7,5 m, I63a ([F]=115,1 kN) ; pour 9,0 m, la portée dépasse le domaine d'application du catalogue.
Quelle poutrelle en I pour un palan électrique de 16 t ou 20 t ?
Hors domaine d'application de la norme 05G359-3, calcul spécifique requis. La charge totale est d'environ 170,7 kN pour 16 t et 213,7 kN pour 20 t. Solutions recommandées : ① augmenter le nombre de points de levage pour réduire l'entraxe à 3–4 m ; ② utiliser une section transversale composite soudée en I ; ③ ou opter pour une poutrelle en H avec une vérification de sélection dédiée. La conception du rail doit être confiée à un ingénieur qualifié en conception de structure en acier, conformément à la norme GB 50017-2017.
Vérification de sélection des poutrelles en I
La sélection d'une poutrelle en I ne doit pas se limiter à un tableau comparatif des capacités ; une vérification mécanique est indispensable. Les trois indicateurs clés sont la résistance à la flexion, la contrainte de cisaillement et la flèche.
Formules de vérification
Moment de flexion maximal : Mmax = μ × (Q + G0) × L / 4 (charge concentrée, poutre simplement appuyée ; μ=1,05 est le coefficient dynamique, GB 50017-2017)
Contrainte de flexion : σ = Mmax / Wx ≤ f (poutrelle en I laminée à chaud uniquement en Q235B, f=215 MPa ; Q355B pour sections composites soudées)
Flèche à mi-portée : fmax = (Q + G0) × L³ / (48 × E × I) ≤ L/600 (palan électrique en régime de travail léger ou moyen ; L/400 pour palan manuel)
Où : Q = Capacité Nominale (N), G₀ = poids mort du palan et du chariot (N), L = Portée (mm), Wx = module de section (mm³), E = Module d'élasticité (2,06×10⁵ MPa), I = moment d'inertie (mm⁴)
Exemple : palan électrique de 5 t (poids mort 500 kg, charge totale 5,5 t ≈ 53900 N, coefficient dynamique μ=1,05), entraxe des points de levage de 4,2 m (4200 mm) selon la norme 05G359-3, poutrelle I50a (Wx=1860×10³ mm³, I=46500×10⁴ mm⁴). Calcul : Mmax=1,05×53900×4200/4=59,4×10⁶ N·mm, σ=59,4×10⁶/1860×10³=31,9 MPa ≤ 215 MPa. Flèche f=1,05×53900×4200³/(48×2,06×10⁵×46500×10⁴)=0,46 mm, L/600=7,0 mm, flèche conforme. Remarque : la formule ci-dessus est un modèle simplifié à charge ponctuelle unique. En réalité, le palan électrique se déplace sur deux roues ; pour une vérification précise, il est recommandé d'utiliser un modèle à charge sur deux roues ou de consulter directement les valeurs [F] du tableau 1 de la norme 05G359-3.
Remarque importante
• Les spécifications ci-dessus sont des valeurs de référence pour les palans électriques standard CD1/MD1. Vérifiez impérativement les plans d'installation du palan avant toute sélection.
• L'entraxe des points de levage correspond à la distance entre deux tiges de suspension adjacentes. La longueur totale du rail peut être augmentée en ajoutant des points de levage.
• Écarts admissibles pour l'installation du rail : rectitude ≤ 1,5 mm/m, planéité ≤ L/1000, écartement de voie ± 3 mm.
• Les raccords de poutrelle en I doivent être positionnés hors de la zone de mi-portée. Les cordons de soudure doivent faire l'objet d'un contrôle par ultrasons à 100 %.
• Pour les rails suspendus, la résistance des tiges de suspension et la capacité portante de la charpente doivent être vérifiées simultanément.
• Pour les rails relevant des équipements spéciaux (≥ 3 t et hauteur ≥ 2 m), l'installation doit être réalisée par un organisme agréé.
Questions fréquentes sur les poutrelles de rail
Q : Existe-t-il des poutrelles en I en acier Q355B ?
A : Les poutrelles en I laminées à chaud (GB/T 706-2016) ne sont disponibles qu'en acier Q235B, avec une limite d'élasticité ≥ 235 MPa et une contrainte de flexion admissible de calcul f = 215 MPa. Si la contrainte calculée dépasse 215 MPa, il convient d'augmenter le modèle de poutrelle plutôt que de changer de matériau. Le Q355B est utilisé pour les sections transversales soudées ou les poutrelles en H.
Q : Que faire si la portée de la poutrelle en I est insuffisante ?
A : Lorsque la portée dépasse le domaine d'application, plusieurs solutions sont possibles : ① augmenter le modèle de poutrelle en I ; ② opter pour une section transversale soudée ; ③ réduire l'entraxe des tiges de suspension en ajoutant des points de support ; ④ ajouter un support par colonne en mi-portée. Les solutions ③ et ④ nécessitent une réévaluation de la capacité portante de la structure du bâtiment d'usine.
Q : Peut-on remplacer une poutrelle en I par une poutrelle en H ?
A : Le remplacement direct n'est pas recommandé. Les semelles des poutrelles en I présentent une inclinaison (1:6 à 1:10) à laquelle la surface de roulement des galets du palan électrique est adaptée. L'utilisation d'une poutrelle en H entraînerait un contact linéaire entre les galets et la semelle, accélérant l'usure des roues et provoquant des irrégularités de déplacement. La poutrelle en I reste le premier choix.
Q : Que faire si l'entraxe des points de levage dépasse 9 m ?
A : La norme 05G359-3 couvre un maximum de 9,0 m. Au-delà, plusieurs options s'offrent à vous : ① ajouter un point de levage intermédiaire en mi-portée pour réduire l'entraxe ; ② utiliser une poutre à section transversale soudée en remplacement de la poutrelle en I laminée ; ③ adopter une solution de suspension à double rail. La solution ① est la plus économique, mais la capacité portante de la structure de toiture doit être vérifiée.
