Dynamics of structures

4 crédits

20.0 h + 15.0 h

Enseignants

Saraiva Esteves Pacheco De Almeida João;

Langue
d'enseignement

Anglais

Préalables

Ce cours suppose acquises les notions en résistance des matériaux, mécanique des structures et stabilité des constructions, telles qu'enseignées dans les cours LGCIV1031, LGCIV1022 et LGCIV1023.

Thèmes abordés

Systèmes à un ou plusieurs degrés de liberté
Vibrations aléatoires et réponse stochastique de ces systèmes
Introduction à la réponse des structures aux sollicitations sismiques

Acquis
d'apprentissage

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

Contribution du cours au référentiel du programme :

AA1.1, AA1.2, AA1.3, AA2.1, AA2.2, AA2.3, AA2.4, AA3.1, AA3.2, AA4.2, AA4.4

Au terme de ce cours, l¿étudiant doit être capable de :

Comprendre le domaine d¿application des différents modèles : un degré de liberté versus plusieurs degrés de liberté, linéarité versus non-linéarité matérielle et géométrique, problèmes statiques versus dynamiques.
Écrire les équations de mouvement et comprendre méthodes de calcul pour des systèmes à un et plusieurs degrés de liberté pour des problèmes linéaires et non-linéaires.
Caractériser le comportement dynamique d¿un système à un degré de liberté et calculer sa réponse à différentes sollicitations.
Caractériser le comportement dynamique d¿un système à plusieurs degrés de liberté et calculer sa réponse à différentes sollicitations.
Caractériser la dynamique d¿un système dans le domaine de la fréquence.
Comprendre les principes de la modélisation et de l¿analyse sismique des structures en barres et poutres en considérant la non-linéarité matérielle et géométrique.
Analyser le comportement des structures soumises à des sollicitations dynamiques critiques (piétons, machines, vent, trafic, sismiques).

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) ».

Contenu

Systèmes à un degré de liberté : Oscillations libres, oscillations forcées, évaluation numérique de la réponse.
Systèmes à plusieurs degrés de liberté : Fréquences naturelles et modes de vibration, oscillations libres, amortissement, analyse modale, oscillations forcées, évaluation numérique de la réponse.
Introduction aux vibrations aléatoires et analyse de la réponse en fréquence.
Réponse sismique : systèmes linéaires à un degré de liberté, systèmes non-linéaires (inélastiques) à un degré de liberté, systèmes linéaires à plusieurs degrés de liberté; extension de la théorie des barres et poutres pour inclure la non-linéarité matérielle et géométrique ; systèmes non-linéaires à plusieurs degrés de liberté.

Méthodes d'enseignement

Alternance entre enseignement ex-cathedra sur base de transparents et exercices résolus au tableau en faisant participer les étudiants.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Devoirs, projet, examen écrit. Les modalités sont précisées sur la page Moodle du cours.

Autres infos

Devoirs : utilisation des scripts MatLab.
Projet : utilisation de logiciels commerciaux d'analyse structurale (e.g., SCIA and SeismoStruct).

Ressources
en ligne

Disponibles sur Moodle.

Bibliographie

Transparents du cours (disponibles sur Moodle)
« Dynamics of structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering », Anil K. Chopra, Prentice Hall, 2012.
« Dynamics of structures », Ray W. Clough and Joseph Penzien, Computers & Structures, 2003.
« Vibration problems in structures: Practical guidelines », Hugo Bachmann et al., Birkhauser Verlag, 1995.

Faculté ou entité
en charge

Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Master [120] : ingénieur civil électromécanicien

ELME2M

Master [120] : ingénieur civil mécanicien

MECA2M

Master [120] : ingénieur civil des constructions

GCE2M