Analyse des structures 2 : compléments [ LTARC1261 ]

Ce cours initie à la conception architecturale des structures portantes. Il s'inscrit dans le processus continu d'apprentissage des formes structurales et de leur comportement.

Cet enseignement dispense les données fondamentales visant à :

• Enchainer toutes les étapes d'une analyse structurelle : identification des structures mécaniques, production d'un schéma statique, évaluation des sollicitations et dimensionnement
• Concevoir, pour le projet d'architecture, des structures efficaces et appropriées à leur usage
• Dialoguer avec l'ingénieur spécialisé dans ce domaine

A la fin de l'activité, les étudiants seront capables de :

• Analyser une structure dans son ensemble, à savoir :

- Formuler les sollicitations verticales et horizontales sollicitant une structure
- Produire le schéma statique y correspondant
- Formuler les conditions de stabilité d'ensemble
- Formuler les conditions de stabilité / instabilité d'un élément structurel isolé
- Analyser le comportement structurel des appuis et assemblages

• Utiliser les méthodes graphiques appliquées aux questions de la statique (structures comprimée, tendue et fléchie) et des déformations élastiques (structure fléchie)
• Utiliser les instruments analytiques appliquées aux principes d'équilibre, à la détermination des efforts internes et contraintes associées, à la détermination des déformations dans le cadre de structures comprimée, tendue et fléchie
• Formuler les conditions mécaniques d'hyperstaticité d'une structure y compris analyser des conditions de matérialité des appuis et assemblage
• Analyser l'influence de l'hyperstaticité sur le comportement mécanique d'une structure : intensité et nature des efforts aux appuis, intensité et répartition des sollicitations internes, dimensionnement

Théorie et auto-apprentissage : questionnaire à choix multiples.
Exercices : évaluation continue centrée sur la collaboration et la communication autour des questions de structure des bâtiments.

Théorie : cours magistral en auditoire.
Auto-apprentissage : Analyse critique et présentation d'un texte de référence.
Exercices : exercices en binôme et à cahier ouvert. Correction et évaluation des exercices par ses paires.

Théorie : Résistance des matériaux, calcul des structures et analyse de typologies constructives.

1. Descente de charge et contreventement    
2. Matériaux : approche microscopique (bois et acier)
3. Déformations (élastiques et plastiques), flexion composée, flexion gauche, voilement, déversement et flambement              
4. Câbles et membranes (Parabolique / haubané / stabilisation)           
5. Arcs, coupoles, optimisation des treillis, dômes géodésiques, '      
6. Portiques, hyperstatique, poutre continue, dalles, voiles et coques
7. Le sol (murs de soutènement, talus, ')         

Exercices : Enoncés complexes calqués sur des cas réels.

Descente de charge :

1. Une habitation traditionnelle - exercice commenté
2. Une habitation de référence ' exercice en binôme et évaluation par ses paires

Structure funiculaire :

3. Exercice commenté
4. Exercice en binôme et évaluation par ses paires

• Allen E., Zalewski W., Form and Forces, Designing efficient, expressive structures, Boston, Wiley, 2010
• Muttoni A., L'art des structures, Lausanne, PPUR, 2004
• Studer M-A. & Frey Fr., Introduction à l'analyse des structures, Lausanne, PPUR, 1997
• Schodek D., Bechthold M., Structures, sixth edition, Pearson Prentice Hall, 2008
• Gordon J., Structures et matériaux, Pour la science, Belin, 1994