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

4.00 crédits

22.5 h + 30.0 h

> Horaire

Enseignants

Pelsser Yvette;

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 :

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

d'appliquer les principes fondamentaux de 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.

Contribution au référentiel AA :
Eu égard au référentiel AA du programme de Bachelier en architecture, cette UE contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des AA suivants :
Mobiliser d'autres disciplines

Interpréter les savoirs d'autres disciplines ( AA5.2)

Concrétiser une dimension technique

Connaître et décrire les principes techniques fondamentaux de l'édification (AA6.1)
Formuler une compréhension intuitive des structures en vue de l'intégrer dans une production architecturale créative. ( AA6.4)

Contenu

Force
Principes de Newton - Principes du glissement et du parallélogramme - Réduction de forces

Moment
Moment d'une force - Moment d'un couple - Théorème de Varignon

Equilibre
Equilibre des forces sur un point - Equilibre des forces sur un corps plan

Appuis
Appuis usuels - Réactions aux appuis

Efforts internes
Principe de la coupe - Diagrammes des efforts internes

Barres tendues et comprimées
Traction et compression simple - Contraintes et déformations associées - Flambement des barres élancées

Propriétés mécaniques des matériaux
Loi de comportement des matériaux : essai de traction, phénoménologie de l'essai de traction

Poutres
Flexion pure - Flexion simple - Flexion composée - Efforts internes et diagrammes associés - Contraintes normales - Déformation et déplacements associées

Méthodes d'enseignement

En fonction des concepts présentés, il est fait usage de textes (énoncés, définitions, hypothèses, présentations des concepts et méthodes), de méthodes analytiques et de méthodes graphiques.
Approches multiples : par présentation (cours magistraux) et par problèmes (exercices).
L’assistance aux cours magistraux est indispensable au suivi efficient des séances d’exercices. En effet, celles-ci visent à appliquer les concepts, théories et principes mécaniques exposées lors des cours magistraux.
Les séances d’exercices, encadrées par un enseignant, ont pour objectifs

de traiter des exercices qui nécessitent une guidance ;
de permettre à l’étudiant d’auto-évaluer sa compréhension des théories relatives à la mécanique des structures.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Evaluation écrite durant les sessions d'examens
L'évaluation a pour but de vérifier la maîtrise des fondements de la statique et de la résistance des matériaux.
L’évaluation comprend plusieurs questions ouvertes couvrant

La théorie des structures (connaissance disciplinaire)
La résolution d’exercices à l’aide de méthodes graphiques et analytiques (capacité à savoir-faire)
L'analyse critique et/ou comparative de structures élémentaires (compétence critique = connaissances + capacités + attitudes relatives à un raisonnement critique).

Les critères d'évaluation sont les suivants : précision des notions et concepts exposés, rigueur des écritures graphiques et mathématiques, qualité de la présentation et des justifications raisonnées, cohérence interne.
Langue d’évaluation : français

Autres infos

Cette unité d'enseignement est un prérequis effectif pour l'unité d'enseignement LBARC1261 - ANALYSE DES STRUCTURES II.
En effet, les acquis spécifiques de l’UE LBARC1160 sont des acquis d’apprentissage incontournables pour l’étude des structures abordées dans le cadre de l’UE LBARC1261 et plus généralement pour la conception des structures.

Ressources
en ligne

MOODLE : syllabus, supports des présentations, exercices et tout autre document utile au bon déroulement de l’UE.

Bibliographie

M-A. STUDER, F. FREY, Introduction à l'analyse des structures, Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 2004
M. SALVADORI, M. LEVY, Pourquoi ça tombe ?, éd. Parenthèses, Paris, 2009
M. SALVADORI, M. LEVY, Comment ça tient ?, éd. Parenthèses, Paris, 2009
A. MUTTONI, L'art des structures, Presse polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 2015

Support de cours

LBARC1160 - ANALYSE DES STRUCTURES I : FONDEMENTS DE STATIQUE ET DE RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX

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/BXL

ARCB1BA