Analyse des structures 2

Cette unité d'enseignement initie à l'analyse des structures portantes. Elle s'inscrit dans le processus continu de l'étude des principales structures architecturales et de leur comportement.

L'enseignement dispensé présente les notions fondamentales permettant

• de formuler toutes les étapes d'analyse d'une structure : production d'un schéma statique, évaluation des sollicitations et des efforts internes
• de dialoguer avec l'ingénieur spécialisé dans ce domaine.

Les thèmes suivants sont abordés :

• Structures tendues, comprimées et fléchies
• Structures en tension (câbles) et en compression (arcs)
• Structures isostatiques et hyperstatiques
• Descente des charges
• Stabilité de forme (éléments élancés) et stabilité d'ensemble (contreventement).

AA spécifiques :

A la fin de cette unité d'enseignement, l'étudiant est capable

1. d'analyser une structure dans son ensemble, à savoir :

• formuler les sollicitations verticales et horizontales agissant sur une structure
• produire le schéma statique y correspondant
• formuler les conditions de stabilité d'ensemble
• formuler les conditions de stabilité / instabilité d'un élément structural isolé
• analyser le comportement structural des appuis et assemblages

2. d'utiliser les méthodes graphiques et analytiques appliqués 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 (structures isostatiques et hyperstatiques)

3. d'identifier l'influence de l'hyperstaticité sur le comportement mécanique d'une structure

4. de développer une démarche raisonnée qui

• d'une part, fait la synthèse des connaissances acquises et prouve la maitrise des notions de bases et
• d'autre part, fait le lien avec d'autres disciplines, en particulier la pratique du projet d'architecture. 

Contribution au référentiel AA :

Eu égard au référentiel AA du programme de Bachelier en architecture, ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des AA suivants :

Mobiliser d'autres disciplines

• Interpréter les savoirs d'autres disciplines
• Recourir à d'autres disciplines pour questionner la conception et la mise en oeuvre du projet d'architecture

Concrétiser une dimension technique

• Connaître et décrire les principes techniques fondamentaux de l'édification
• Observer et évaluer les principes constructifs d'un édifice
• Formuler une compréhension intuitive des structures en vue de l'intégrer dans une production architecturale créative

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Examen oral de théorie et d'exercices, axé sur la compréhension des phénomènes mécaniques

Théorie

• cours magistral en auditoire

Exercices

• exercices en binôme et à cahier ouvert
• correction et évaluation des exercices par ses paires

Laboratoire

• conception et analyse critique d'une passerelle : compréhension du mécanisme statique, fabrication d'une maquette-test

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

• Structures en tension
• Structures en compression
• Matériaux : propriétés mécaniques ' approche microscopique
• Mécanique : déformations, flexion simple, composée, gauche, voilement déversement et flambement
• Descente de charges

Exercices : énoncés complexes calqués sur des cas réels

• Structure funiculaire
  - Exercice commenté
  - Exercice en binôme et évaluation par ses paires
• Descente de charge
  - Exercice commenté
  - Exercice en binôme et évaluation par ses paires

Laboratoire : conception d'une passerelle

• Conception d'une passerelle et analyse de ses principes mécaniques
• Construction d'une maquette et test de mise en charge

Allen E., Zalewski W., Form and Forces, Designing efficient, expressive structures, Boston, Wiley, 2010

Muttoni A., L'art des structures, Lausanne, PPUR, 2004

Salvadori M., Comment ça tient ?, Editions Parenthèses, 2005

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