Analyse des structures 1 : introduction [ LBARC1160 ]

Ce cours introduit à la conception architecturale des structures portantes.
Il dispense les données fondamentales visant à :

• Aborder l'analyse critique de structures simples et la conception de formes structurelles : jeu des forces, arrangement des composants et proportions
• Pouvoir dialoguer avec l'ingénieur spécialisé dans ce domaine

Les thèmes suivants sont abordés :

• Conditions -graphiques et analytiques- d'équilibre d'une structure : hypothèses, système de forces, réactions d'appui
• Efforts internes et contraintes associées : énoncé et quantification
• Propriétés mécaniques des matériaux
• Dimensionnement et vérification des structures : introduction

A la fin de l'activité l'étudiant sera capable de :

• Appliquer les principes fondamentaux de la statique dans le cas de corps plans soumis à l'action d'un système de forces
• Produire le schéma statique correspondant à une structure simple chargée
• Utiliser les méthodes graphiques appliquées aux questions de la statique, permettant la visualisation des forces et l'appréhension de leurs effets sur la structure étudiée
• Utiliser les instruments analytiques appliqués aux principes d'équilibre d'un corps plan, aux calculs des réactions aux appuis, à la détermination des efforts internes et contraintes associées
• Formuler les propriétés mécaniques des matériaux usuels : lois de comportement, résistance, rigidité, fragilité et ductilité
• Formuler les conditions de résistance d'une structure au regard des facteurs géométriques, des sollicitations et du matériau choisi

Evaluation globale (épreuve écrite) durant les sessions d'examens.
L'évaluation a pour but de vérifier la maîtrise des concepts de base de la statique. Elle a également pour objectif de vérifier la capacité de l'étudiant à mettre en oeuvre les notions étudiées.

Le niveau et le type de langage (mathématique, graphique et verbal) sera adapté à chaque notion.
Les supports seront variés : exposé et matériaux écrits différents.
Les activités (approche par présentation et par découverte) visent à soutenir l'attention et la motivation de l'étudiant.

Cet enseignement abordera de manière sensible, critique et contextualisée les contenus suivants :

Les principes de la statique / Moment d'une force, Théorème de varignon, couples / Les charges statiques / Les appuis des corps / Les conditions analytiques et graphiques d'équilibre de forces quelconques appliquées dans un plan / Les treillis arciculés / Les poutres soumises à la reflexion / Les propriétés mécaniques des matériaux / Les poutres soumises à la réflexion simple plane / Les poutres soumises à la flexion composée ;

dans un processus donnant la priorité à une démarche réflexive.

- Studer M.-A, Frey F. "Introduction à l'analyse des structures", 2ème réimpression corrigée, Presses polytechniques et universitaires romandes, 1999.
- Pirard A. "La Statique graphique", 3ème édition, Dunod, 1967.
- Muttoni A. "L'art des structures : Une introduction au fonctionnement des structures en architecture", Presses polytechniques et universitaires romandes, 2004.