Analyse des structures 1 : fondements de statique et de résistance des matériaux

Note du 29 juin 2020
Sans connaitre encore le temps que dureront les mesures de distances sociales liées à la pandémie de Covid-19, et quels que soient les changements qui ont dû être opérés dans l’évaluation de la session de juin 2020 par rapport à ce que prévoit la présente fiche descriptive, de nouvelles modalités d’évaluation des unités d’enseignement peuvent encore être adoptées par l’enseignant ; des précisions sur ces modalités ont été -ou seront-communiquées par les enseignant·es aux étudiant·es dans les plus brefs délais.

4 crédits

20.0 h + 30.0 h

Enseignants

Faux Pascaline;

Langue
d'enseignement

Français

Thèmes abordés

Cette unité d'enseignement introduit à la compréhension du fonctionnement mécanique des structures portantes et initie à leur analyse. Elle s'inscrit dans le processus continu de l'étude des principales structures architecturales.
Cette unité d enseignement dispense les concepts fondamentaux visant à :

analyser des structures linéaires simples au moyen des outils fournis par la statique et la résistance des matériaux
dialoguer avec l'ingénieur spécialisé dans ce domaine.

Les thèmes suivants sont abordés :

Notions fondamentales de mécanique : force et moment
Caractéristiques des sections : centre de gravité, moment quadratique, axes principaux d inertie
Conditions d'équilibre de structures simples isostatiques : hypothèses, système de forces, réactions d'appui
Efforts internes et contraintes associées : énoncé et quantification
Propriétés mécaniques des matériaux et déformations

Acquis
d'apprentissage

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

d'appliquer les principes fondamentaux dee la statique dans le cas de corps plans soumis à l'action d'un système de forces.
de produire le schéma statique correspondant à une structure simple chargée.
d'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.
d'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.
d'analyser de manière critique des structures simples tendues, comprimées ou fléchies soumises à des chargements usuels.
de formuler les propriétés mécaniques des matériaux usuels - acier, bois, béton, verre - : lois de comportement, fragilité et ductilité.
de formuler les conditions de résistance d'une structure au regard des facteurs géométriques, des sollicitations et du matériau choisi.

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

Concrétiser une dimension technique

Connaître et décrire les principes techniques fondamentaux de l'édification
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) ».

Contenu

Le cours est donné en deux parties :
1. Cours théoriques avec études de cas pour contextualiser la théorie et ses applications

Structures funiculaires : câbles
Structures vectorielles : treillis
Structures en flexion : poutres

2. Séances d'exercices manipulation d'outils graphiques et analytiques de mécanique statique et de résistance des matériaux

Forces et équilibre statique
Réactions d'appui de systèmes isostatiques
Efforts internes : efforts normaux dans les structures funiculaires et vectorielles (treillis) : recherche des efforts internes par méthode graphique (Cremona) et analytique (Ritter)
Efforts internes dans les poutres en flexion : effort tranchant, moment de flexion: recherche des efforts internes par méthode graphique (intégration graphique) et analytique.
Propriétés de la géométrie des sections : moment statique et centre de gravité, moment d'inertie, analyse de la déformée d'une structure

Méthodes d'enseignement

Théorie : cours magistral en auditoire, 2h/semaine
Exercices : séances en groupes réduits, 2h/semaine

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Examen écrit de théorie et d'exercices, en session

Bibliographie

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
Meistermann A., "Basics - Systèmes porteurs", Birkhäuser, 2007

Support de cours

Powerpoint des cours théoriques
syllabus exercices

Faculté ou entité
en charge

LOCI

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

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Bachelier en architecture/TRN

ARCT1BA