L'art des structures propose une découverte du fonctionnement des structures porteuses, telles que les bâtiments, les toitures ou les ponts. Ce cours présente les principes du dimensionnement et les structures en câbles et en arcs. Un deuxième cours présente les structures en treillis, en poutres et en cadres.
Après avoir suivi ce cours, vous serez capable d'identifier les structures en câble, en arc et en arc et câble. Vous pourrez déterminer les efforts dans les éléments de structure principaux et procéder au choix de leurs dimensions en fonction du matériau de construction choisi.
Votre maîtrise des constructions de statique graphique ainsi que de l'applet de calcul i-Cremona vous permettra de comparer diverses solutions et de choisir la forme la plus appropriée pour un type de structure donné. De manière générale, vous pourrez, en observant les structures autour de vous, reconnaître leur mode de fonctionnement, expliquer le choix de leurs dimensions et de leurs proportions.
L'art des structures 1 : Câbles et arcs
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École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden
Woche
14 Stunden zum Abschließen
Introduction
Cette première semaine vous permettra de faire connaissance avec l'environnement du cours sur la plateforme i-structures ainsi de vous rappeler les principes de ce que sont les forces.
Le sous-système est un élément décisif que nous utiliserons dans toute la suite du cours. Apprenez donc bien à l'utiliser pour résoudre les problèmes qui vous sont proposés.
Prenez le temps de bien comprendre la terminologie que nous utilisons, faites les constructions graphiques en vous assurant que vous pouvez bien imprimer les feuilles et apprenez à utiliser l'applet i-cremona.
6 Videos (Gesamt 65 min), 1 Lektüre, 2 Quiz
6 Videos
120 Gravitation universelle7m
140 Types de charges sur les structures9m
150 Equilibre et sous-système9m
160 Efforts et contraintes11m
180 Applet i-Cremona15m
1 Lektüre
Introduction et bienvenue - Notation du cours10m
Woche
23 Stunden zum Abschließen
Matériaux et dimensionnement
Cette semaine vous présente les principales propriétés des matériaux utilisées pour la construction des structures. Les concepts de dimensionnement et de coefficient de sécurité sont introduits.
4 Videos (Gesamt 47 min), 1 Quiz
4 Videos
210 Ressorts, rigidité, module d'élasticité12m
220 Propriétés des matériaux13m
240 Dimensionnement18m
Woche
33 Stunden zum Abschließen
Equilibre dans le plan
Après avoir vu comment les structures unidimensionnelles (sur une seule ligne) sont en équilibre et peuvent être dimensionnées, nous passons aux structures bidimensionnelles, qui se situent dans un plan. Les conditions d'équilibre sont présentées.
5 Videos (Gesamt 49 min), 2 Quiz
5 Videos
320 Equilibre de trois forces15m
330 Frottement12m
350 Tir à la corde11m
360 Equilibre de trois forces : résolution avec i-Cremona4m
Woche
42 Stunden zum Abschließen
Câbles avec une charge
Les câbles sont le premier type de structure que nous abordons. Il est très important que vous compreniez parfaitement toutes les leçons en rapport avec les câbles, car les concepts et les constructions graphiques que nous dériverons seront réutilisés dans toutes les leçons suivantes du cours.
Nous commençons par le cas le plus simple, celui des câbles avec une seule force. Sur la base des conditions d'équilibre dans le plan, nous obtenons les efforts dans les divers tronçons du câble ainsi que les forces aux appuis. Il est ensuite possible de dimensionner le câble.
4 Videos (Gesamt 46 min), 1 Quiz
4 Videos
410 Câble avec une charge centrée21m
430 Câble avec une charge excentrée17m
450 Câble avec une charge : résolution avec i-Cremona5m
Woche
52 Stunden zum Abschließen
Câbles avec plusieurs charges
Le cas suivant est celui de câbles avec deux charges, dont la résolution est un peu plus complexe que les câbles avec une seule charge. Une fois les efforts et forces aux appuis déterminées, le reste est comme la semaine précédente. Finalement, au travers de la méthode du câble auxiliaire, vous verrez comment généraliser au cas de câbles avec plusieurs charges.
3 Videos (Gesamt 43 min), 1 Quiz
3 Videos
480 Câble avec deux charges inégales7m
485 Méthode du câble auxiliaire20m
Woche
63 Stunden zum Abschließen
Câbles avec charges réparties
Les câbles avec charges réparties sont des câbles soumis à une charge qui agit partout sur la longueur du câble. C'est le cas par exemple du poids propre du câble, que nous avons négligé jusqu'ici. Il est possible de résoudre ce cas en remplaçant la charge répartie par un grand nombre de charges ponctuelles.
5 Videos (Gesamt 70 min), 1 Quiz
5 Videos
520 Parabole et chaînette7m
530 Rigidification des câbles24m
535 Systèmes de prétension13m
540 Conception d'une membrane avec i-Cremona9m
Woche
72 Stunden zum Abschließen
Examen intermédiaire
Pour faire des essais ou éventuellement des suppléments de contenu
2 Quiz
1 praktische Übung
Examen intermédiaire12m
Woche
84 Stunden zum Abschließen
Arcs
Le deuxième type de structures que nous découvrons dans ce cours est celui des arcs. Ces structures ont un comportement assez différent de celui des câbles, mais nous verrons que la détermination de leurs efforts est très similaire, ce qui nous permettra d'avancer assez rapidement.
5 Videos (Gesamt 96 min), 2 Quiz
5 Videos
610 Forme et stabilité des arcs18m
630 Rigidification des arcs27m
650 Articulations des arcs17m
660 Poussée et ligne des pressions30m
Woche
93 Stunden zum Abschließen
Arcs-et-câbles
Les arcs-et-câbles sont des structures qui combinent un arc et un câble. Cela leur confère des propriétés intéressantes et particulières. En tant que type de structures, elles ne sont pas très communes, mais elles serviront d'élément déterminant pour la compréhension et le calcul des structures en treillis dans le cours l'Art des Structures II. Ne cherchez pas ce mot ailleurs : c'est nous qui l'avons inventé, mais c'est un bon nom, très utile.
5 Videos (Gesamt 61 min), 2 Quiz
5 Videos
715 Variations sur les arcs-et-câbles13m
725 Papeterie Burgo10m
720 Structures haubanées9m
730 Forces aux appuis - arc-et-câble auxilaire10m
Woche
103 Stunden zum Abschließen
Examen final
2 Quiz
1 praktische Übung
Examen final16m
Dozenten
Olivier L. Burdet
DrLaboratoire de Construction en Béton
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