Stabilité des constructions

lgciv1023  2021-2022  Louvain-la-Neuve

Stabilité des constructions
5 crédits
30.0 h + 30.0 h
Q1
Langue
d'enseignement
Français
Préalables
Ce cours suppose acquises les notions en mécanique des structures, résistance des matériaux et calcul des structures isostatiques telles qu'enseignées dans les cours LGCIV1031 et LGCIV1022

Le(s) prérequis de cette Unité d’enseignement (UE) sont précisés à la fin de cette fiche, en regard des programmes/formations qui proposent cette UE.
Thèmes abordés
Voir contenu
Acquis
d'apprentissage

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

1 Acquis d'apprentissage spécifiques au cours
Le cours participe à développer les AA du programme : A1.1, AA1.2, AA1.3
Plus spécifiquement, au terme du cours, l'étudiant sera capable de
  • Tracer rapidement, intuitivement et sans calcul les diagrammes d'efforts internes de structures isostatiques de toutes typologies en notant les valeurs caractéristiques associées ;
  • Lever l'hyperstaticité, par la méthode des forces, de structures de types poutres, treillis, arcs non funiculaires, etc., soumises éventuellement à des actions thermiques ou des tassements d'appuis ;
  • Tracer intuitivement la déformée des structures, connaissant les diagrammes des efforts internes (ou inversement) ;
  • Programmer lui-même un code de calcul par éléments finis pour des structures à barres de types poutres ou treillis ;
  • Utiliser un logiciel de calcul pour calculer les efforts internes dans des structures de types ossatures hyperstatiques, pouvoir modéliser correctement ces ossatures dans le logiciel (détermination des actions, des types d'appuis, des types de dispositifs de libération d'efforts, etc) et interpréter correctement les résultats fournis.
 
Contenu
  • Rappel des bases de la mécanique des structures.
  • Structures isostatiques : calcul des déplacements avec le théorème de la force unité (tables de Mohr) et par intégration des équations différentielles.
  • Isostaticité et hyperstaticité : notions d’hyperstaticité externe / globale / interne.
  • Calcul du degré d’hyperstaticité : procédure intuitive et systématique.
  • Méthode des forces : système de référence, inconnue(s) hyperstatique(s), procédure générale de résolution, équation de compatibilité, détermination des efforts internes, calcul de déplacements (théorème de Pasternak).
  • Simplifications de symétrie.
  • Treillis hyperstatiques.
  • Appuis élastiques : méthode de substitution et méthode d’adaptation.
  • Variations de température.
  • Déplacements imposés et obtention des coefficients de la matrice de rigidité locale.
  • Méthode des déplacements (version manuelle) : degré d’indétermination cinématique, degrés de liberté libres et bloqués, système de référence, inconnue(s) cinématique(s), procédure générale de résolution, équation d’équilibre, détermination des efforts internes.
  • Méthode des déplacements versus Méthode des forces.
  • Méthode des déplacements (version matricielle) : systèmes global et local ; éléments poutre et barre ; découpage et localisation ; assemblage, résolution, et réactions d’appui ; propriétés de la matrice de rigidité ; condensation et élément poutre avec articulation.
  • Introduction à la méthode des éléments finis : maillage, élément fini, nœuds, et types d’éléments finis ; conditions aux limites (essentielles et naturelles) ; formes différentielle et intégrale ; méthode de Galerkin, champs de déplacements et champ de déplacements virtuels, fonctions d’interpolation ; application au cas de la poutre en flexion ; exemples d’application pratique.
  • Lignes d’influence : structures isostatiques et hyperstatiques.
Méthodes d'enseignement
Alternance entre enseignement ex-cathedra sur base de slides et exercices résolus au tableau en faisant participer les étudiants. Projet de groupe.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
Projet de groupe (15%) et examen final écrit (85%).
NOTE: Ces instructions prennent en compte un scénario Covid « vert » ou «jaune» à l'UCLouvain. Des modifications peuvent être apportées en cas de scénario « orange » ou « rouge », ou de restrictions dans la capacité des auditoires.
Autres infos
  • Pour la version matricielle de la méthode des déplacements, le langage de programmation Python sera utilisé.
  • Le logiciel didactique de calcul des structures « issd » (www.issd.be) est un complément conseillé et son utilisation pendant les TP aidera à la compréhension du contenu du cours.
Ressources
en ligne
  • Transparents du cours (Disponibles sur Moodle) et autres fichiers.
Bibliographie
  • Slides (Moodle).
  • « Calculer une structure, de la théorie à l’exemple », P. Latteur, Editions L’Harmattan/Academia.
  • « Analyse des structures et milieux continus », Volume 4 : Structures en barres et poutres, Pierino Lestuzzi et Léopold Pflug, Presses polytechniques et universitaires romandes.
  • « Méthode des éléments finis », Volume 6 : Analyse des structures et milieux continus, François Frey et Jaroslav Jirousek, Presses polytechniques et universitaires romandes.
Faculté ou entité
en charge


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

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Mineure en Construction

Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil architecte

Filière en Construction