Kip
Symbol: kipUnited States
Qu'est-ce qu'un/une Kip (kip) ?
Définition Formelle
Le kip est une unité de force (et parfois de masse) égale à 1 000 livres-force (4 448,222 newtons) ou 1 000 livres avoirdupois de masse (453,592 kilogrammes). Le nom "kip" est un mot-valise dérivé de "kilo-pound" — "kip" combinant "ki" de "kilo" et "p" de "pound." Il est utilisé presque exclusivement dans l'ingénierie structurelle et civile américaine.
En tant qu'unité de force, 1 kip = 1 000 lbf = 4 448,222 newtons (N) = 4,448222 kilonewtons (kN). En tant qu'unité de masse, 1 kip = 1 000 lb = 453,59237 kg. Le kip n'est pas reconnu par le SI ni par aucun organisme de normalisation international — il existe purement comme une commodité pratique d'ingénierie dans le système coutumier américain.
Contexte Ingénierie
Le kip simplifie les calculs d'ingénierie impliquant de grandes forces et charges. Au lieu d'écrire "150 000 livres-force," un ingénieur peut écrire "150 kips" — un nombre plus gérable qui réduit le risque d'erreurs arithmétiques et rend les calculs structurels plus lisibles. L'unité associée "ksi" (kips par pouce carré) est largement utilisée pour spécifier la résistance des matériaux : l'acier structurel a généralement une résistance à la traction de 36 ksi ou 50 ksi (36 000 ou 50 000 psi).
Etymology
Un Néologisme Moderne
Le mot "kip" est l'un des rares noms d'unités de mesure créés à l'ère moderne à partir de racines anglaises. Il combine les deux premières lettres de "kilo" (du grec "chilioi," signifiant mille) avec la lettre "p" de "pound." Le résultat est un mot compact et distinctif qui est facile à prononcer, à écrire et à distinguer des autres unités.
Le terme est apparu dans la pratique d'ingénierie américaine au début et au milieu du 20e siècle, bien que sa date exacte de création soit incertaine. Il apparaît dans des manuels d'ingénierie depuis les années 1930. Le kip n'a jamais été formellement adopté par un organisme de normalisation — il est simplement devenu une pratique standard dans l'ingénierie structurelle américaine grâce à une utilisation volontaire généralisée.
Remarque Linguistique
Le mot "kip" ne doit pas être confondu avec l'unité monétaire du Laos (également appelée "kip"), ou avec le terme d'argot britannique "kip" (signifiant une sieste ou un logement bon marché). Dans les contextes d'ingénierie, le sens est toujours clair à partir du contexte technique.
Precise Definition
Définition en tant que Force
Le kip en tant qu'unité de force est défini comme exactement 1 000 livres-force (lbf). En utilisant l'accélération gravitationnelle standard g = 9,80665 m/s², une livre-force équivaut exactement à 4,4482216152605 N, donc 1 kip = 4,4482216152605 N = 4,448222 kN.
Définition en tant que Masse
Le kip en tant qu'unité de masse est défini comme exactement 1 000 livres avoirdupois. En utilisant la livre internationale de 0,45359237 kg, 1 kip = 453,59237 kg exactement.
Unités Dérivées
L'unité dérivée la plus importante du kip est le ksi (kips par pouce carré), une unité de contrainte et de pression. 1 ksi = 1 kip/in² = 1 000 psi = 6,894757 MPa. Cette unité est omniprésente dans l'ingénierie structurelle américaine pour spécifier les résistances des matériaux, les contraintes admissibles et les pressions de conception. Une autre unité dérivée est le kip-pied (kip·ft), une unité de moment de flexion : 1 kip·ft = 1 000 lb·ft = 1 355,818 N·m.
Histoire
Origine dans l'Ingénierie Américaine
Le kip est né des besoins pratiques des ingénieurs structurels américains au début du 20e siècle. À mesure que les bâtiments, les ponts et d'autres structures devenaient plus grands, les forces impliquées — mesurées en livres-force — devenaient des nombres difficiles à gérer. Une poutre en acier dans un bâtiment de grande hauteur pourrait résister à 250 000 livres de force ; un câble de pont pourrait supporter 1 500 000 livres de tension. Travailler avec de tels grands nombres augmentait le risque d'erreurs arithmétiques et rendait les calculs fastidieux.
Les ingénieurs ont commencé à utiliser informellement "kilopounds" comme abréviation, qui a rapidement été raccourcie en "kips." Le terme apparaît dans des manuels d'ingénierie dès les années 1930 et était fermement établi dans la pratique à mi-chemin du siècle. Le Manuel de Construction en Acier de l'American Institute of Steel Construction (AISC) utilise des kips tout au long, ce qui a cimenté la place de l'unité dans l'éducation et la pratique de l'ingénierie américaine.
Relation à l'Adoption du SI
La persistance du kip est directement liée à l'adoption incomplète du système SI par les États-Unis. Dans les pays utilisant des unités SI, les ingénieurs structurels travaillent avec des kilonewtons (kN) et des mégapascals (MPa), et le kip ne sert à rien. Aux États-Unis, où le système coutumier domine la construction, le kip offre la même commodité — réduire les grands nombres à des tailles gérables — que le kN fournit dans le monde métrique. Un kip (4,448 kN) est à peu près comparable en magnitude à un kilonewton, ce qui a amené certains ingénieurs à soutenir que le passage au SI ne serait pas difficile conceptuellement, bien que le coût pratique de la conversion des codes, normes et pratiques existants serait substantiel.
Codification Moderne
Le kip est utilisé dans tout le Manuel de Construction en Acier de l'AISC, le Code de Construction ACI pour le Béton Structurel, les Spécifications de Conception de Ponts AASHTO, et d'autres codes d'ingénierie américains clés. Ces documents définissent leurs exemples, tableaux et équations de conception en unités basées sur le kip. Le kip est ainsi codifié non pas par un organisme de normalisation mais par les codes professionnels qui régissent la pratique de l'ingénierie structurelle américaine.
Utilisation actuelle
Ingénierie Structurelle
Le kip est utilisé quotidiennement par les ingénieurs structurels aux États-Unis. Chaque poutre en acier, colonne en béton, câble de pont et conception de fondation implique des calculs basés sur le kip. Les logiciels d'analyse structurelle (SAP2000, ETABS, RISA, etc.) aux États-Unis utilisent par défaut des kips pour les unités de force. Les vérifications de conception, les combinaisons de charges et les calculs de capacité sont tous exprimés en kips et ksi.
Spécifications des Matériaux
Les grades d'acier aux États-Unis sont spécifiés en utilisant la résistance à la traction en ksi. L'acier ASTM A36 a une résistance à la traction de 36 ksi. L'ASTM A992 (l'acier structurel le plus courant pour les formes à large flanc) a une résistance à la traction de 50 ksi. Les boulons de haute résistance sont classés à 120 ksi (A325) ou 150 ksi (A490) de résistance à la traction. Ces valeurs en ksi sont fondamentales pour la conception structurelle américaine.
Ingénierie des Ponts
Les spécifications de conception de ponts AASHTO utilisent des kips pour toutes les quantités liées à la force. Les charges de pont — y compris les charges de camion, les charges de voie et les facteurs d'impact — sont spécifiées en kips. Le camion de conception standard AASHTO HL-93 a des charges d'essieu de 8 kips, 32 kips et 32 kips.
Éducation
Les écoles d'ingénierie américaines enseignent l'analyse et la conception structurelles en utilisant des kips. Les manuels d'auteurs tels que Hibbeler, McCormac et Salmon utilisent des kips dans leurs exemples et problèmes. Les étudiants apprennent à penser en kips dès leur premier cours d'ingénierie structurelle, et ce système d'unités les accompagne tout au long de leur carrière professionnelle.
Everyday Use
Pas une Unité Quotidienne
Le kip n'est pas utilisé dans la vie quotidienne. C'est exclusivement une unité professionnelle d'ingénierie. La personne moyenne ne rencontre jamais de kips dans ses activités quotidiennes, ses achats ou ses contextes domestiques. Même au sein de l'ingénierie, seuls les ingénieurs structurels et civils utilisent régulièrement des kips — les ingénieurs mécaniques, électriques et chimiques sont plus susceptibles de rencontrer directement des newtons ou des livres-force.
Contexte Professionnel
Pour les environ 275 000 ingénieurs professionnels agréés en ingénierie structurelle et civile aux États-Unis, les kips sont une réalité professionnelle quotidienne. Un ingénieur structurel examinant des plans de bâtiment pourrait noter qu'une colonne supporte 500 kips, qu'un moment de poutre est de 200 kip-pieds, ou qu'une connexion doit résister à 75 kips de force de cisaillement. Ces nombres sont aussi naturels pour un ingénieur structurel américain que les kilonewtons le sont pour leurs homologues en Europe ou en Asie.
Documents de Construction
Les kips apparaissent sur les dessins, calculs et spécifications d'ingénierie structurelle qui font partie des documents de construction pour les bâtiments et les ponts. Les entrepreneurs et les ouvriers du bâtiment peuvent rencontrer des kips dans des tableaux de charges et des détails structurels, bien qu'ils pensent généralement en livres pour des mesures pratiques sur le terrain.
Tests et Inspection
Les rapports de tests de matériaux aux États-Unis expriment les résistances en ksi. Les tests de compression de cylindres en béton donnent des résultats en psi qui sont discutés en termes de ksi. Les résultats des tests de traction de l'acier sont rapportés en ksi. Les inspecteurs de bâtiments et les laboratoires de tests aux États-Unis travaillent avec des unités basées sur le kip comme une routine.
In Science & Industry
Recherche en Ingénierie
Dans la recherche en ingénierie civile et structurelle américaine, le kip est standard. Les articles de recherche publiés dans le Journal of Structural Engineering de l'ASCE, le ACI Structural Journal et Engineering Structures (lorsqu'ils sont rédigés par des chercheurs américains) utilisent couramment des kips et des ksi. Les résultats expérimentaux pour les tests structurels — flexion de poutres, flambage de colonnes, capacité de connexion — sont généralement rapportés en kips.
Analyse par Éléments Finis
L'analyse par éléments finis (FEA) dans la pratique d'ingénierie américaine utilise des kips comme unité de force standard. Les logiciels commerciaux d'FEA proposent des systèmes d'unités kip-pouce et kip-pied aux côtés des options SI. Les modèles académiques et industriels d'FEA des structures américaines sont presque toujours construits en unités basées sur le kip.
Ingénierie Sismique
Dans l'ingénierie sismique, les forces de cisaillement de base et les forces d'étage sont calculées en kips. Les dispositions de conception sismique de l'ASCE 7 (Charges de Conception Minimales pour les Bâtiments et Autres Structures) produisent des forces en kips lorsqu'elles sont utilisées avec des unités coutumières. Les résultats des tests sur tables de secousse dans les laboratoires américains sont souvent rapportés en kips.
Non Utilisé en Physique ou Sciences Fondamentales
En dehors de l'ingénierie, le kip n'a aucun rôle. Les physiciens, chimistes et biologistes utilisent des newtons pour la force et des kilogrammes pour la masse. Le kip est entièrement une unité d'ingénierie appliquée sans présence dans la science fondamentale.
Interesting Facts
The name 'kip' is a portmanteau of 'kilo' and 'pound' — 'ki' from kilo plus 'p' from pound. It is one of the few modern measurement units coined from English roots rather than Latin or Greek.
The AISC Steel Construction Manual — the 'bible' of American steel design — uses kips throughout. Every table, chart, and example in the manual is expressed in kip-based units.
One kip equals approximately 4.448 kilonewtons (kN). This near-equivalence means that US and metric structural engineers work with numbers of similar magnitude, just in different units.
The derived unit 'ksi' (kips per square inch) is so common in American engineering that some engineers forget it stands for 1,000 pounds per square inch. ASTM A992 steel's 50 ksi yield means 50,000 psi.
The standard AASHTO design truck used for US bridge engineering has axle loads of 8 kips (front axle) and 32 kips (each rear axle) — totaling 72 kips or 72,000 pounds.
The kip was never formally adopted by any standards organization. It became standard through widespread voluntary use in the American engineering community, primarily driven by AISC publications.
In structural engineering education, students often confuse kips (force) with kips (mass). In most structural contexts, 'kip' means kip-force (1,000 lbf), not kip-mass (1,000 lb), because structural loads are forces.
A typical single-family house in the US might impose a total load of 100-200 kips on its foundation. A 50-story skyscraper might impose 100,000+ kips on each major column.
Regional Variations
United States Only
The kip is used exclusively in the United States. No other country uses this unit in engineering practice, education, or standards. American engineers working on international projects must convert kip-based calculations to kilonewtons and megapascals.
Within the US
Within the US, kip usage is concentrated in structural and civil engineering. Mechanical engineers sometimes encounter kips when working on structural components but generally prefer pounds-force or newtons. Aerospace engineers use pounds-force. Only structural and civil engineers use kips as their primary force unit.
International Engineering
International structural engineering uses kilonewtons (kN) and megapascals (MPa) for the same purposes that kips and ksi serve in the US. The Eurocode structural design standards use kN. British Standards use kN. Australian, Japanese, Chinese, and Indian structural codes all use SI units. American engineers working on international projects or collaborating with international firms must be fluent in both unit systems.
Academic Context
American engineering textbooks use kips. International textbooks use kN. This creates a challenge for international students studying in the US (and vice versa), who must learn an unfamiliar unit system alongside the engineering concepts themselves.