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

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 :
1	AA spécifiques : A la fin de cette unité d'enseignement, l'étudiant est capable 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

Contenu

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

1. Structures funiculaires : câbles
2. Structures vectorielles : treillis
3. Structures en flexion : poutres

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

1. Forces et équilibre statique
2. Réactions d'appui de systèmes isostatiques
3. Efforts internes : efforts normaux dans les structures funiculaires et vectorielles (treillis) : recherche des efforts internes par méthode graphique (Cremona) et analytique (Ritter)
4. Efforts internes dans les poutres en flexion : effort tranchant, moment de flexion: recherche des efforts internes par méthode graphique (intégration graphique) et analytique.
5. 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

En raison de la crise du COVID-19, les informations de cette rubrique sont particulièrement susceptibles d’être modifiées.

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

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

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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