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Responsable(s) Dominique B. Bauer

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École de technologie supérieure
Département de génie de la construction
Responsable(s) de cours : Dominique B. Bauer


PLAN DE COURS

Automne 2019
CTN783 : Charpentes d'acier (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7622,7625
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    CTN408    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 25,0 % 75,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure : d’expliquer les principes de base du calcul des charpentes d’acier; de vérifier les principaux éléments d’une charpente d’acier 1) selon les règles de calcul de la norme canadienne CAN/CSA S16, 2) à l’aide des tables du Handbook of Steel Construction, 3) à l’aide d’un logiciel de calcul des structures.

L’acier et ses propriétés, pièces en traction, pièces en compression pure, pièces fléchies, poutres mixtes, poutres assemblées, stabilité globale des charpentes en acier, poteaux-poutres, assemblages boulonnés et soudés, calcul de la charpente des bâtiments, fatigue.

Principes de base, exemples pratiques, utilisation de l'informatique.



Objectifs du cours

Le cours prépare les étudiantes et étudiants à collaborer à la conception et à la réalisation de projets de charpentes d’acier. L’étudiante et l'étudiant ayant terminé le cours avec succès devrait pouvoir : 

  • comprendre les propriétés de l’acier de charpente;
  • comprendre et utiliser la méthode de calcul aux états limites;
  • calculer les différentes pièces d’une charpente d’acier, la stabilité globale de la structure, les assemblages boulonnés et soudés, la fatigue;
  • faire appel à l’expérience acquise pour la résolution d’exemples pratiques.



Stratégies pédagogiques

Utilisation de la plateforme d'environnement numérique d'apprentissage de l'ÉTS (ENA)

  • Apport des connaissances et consolidation des acquis en travail personnel (6 h/sem)
  • Classes inversées : apprentissage et accompagnement individualisé (3 h/sem)
  • Examens hebdomadaires et travaux pratiques inversés (2 h/sem)



Utilisation d’appareils électroniques

Les étudiantes et étudiants sont invités à utiliser la calculatrice symbolique TI-Nspire CX CAS de la compagnie Texas Instruments. L’utilisation de cette calculatrice est illustrée dans la résolution de nombreux exemples de calcul de charpentes d’acier, en classe et dans les séances de travaux pratiques. Toutes les évaluations sont conçues en considérant que les étudiantes et étudiants disposent de cette calculatrice. Les étudiantes et étudiants sont également invités à utiliser la plateforme ENA où les notions et les exercices de calcul des charpentes d’acier sont présentés de façon interactive. 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques et laboratoire
02 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 20:00 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Dominique B. Bauer Activité de cours Dominique.Bauer@etsmtl.ca A-1588
02 Dominique B. Bauer Activité de cours Dominique.Bauer@etsmtl.ca A-1588



Cours

La matière vue dans les cours est la suivante :

 

Séance no Contenu traité
durant les séances de cours
Heures
1

Introduction, l’acier et ses propriétés

3 h
2

Pièces en traction

3 h
3

Pièces en compression pure

3 h
4

Poutres

3 h
5

Poutres mixtes

3 h
6

Poutres assemblées

3 h
7

Stabilité globale

3 h
8

Poteaux-poutres

3 h
9

Assemblages boulonnés

3 h
10

Assemblages soudés

3 h
11

Fatigue

3 h
12

Conception de bâtiment

6 h
  Total  39 h



Laboratoires et travaux pratiques

La matière vue dans les séances de travaux pratiques correspond à celle vue dans les cours.

 

Séance no Contenu traité
durant les séances de travaux pratiques
Heures
1

Calcul des charpentes d'acier assisté par ordinateur

2 h
2

Introduction, l’acier et ses propriétés. Pièces en traction

2 h
3

Pièces en compression pure

2 h
4

Poutres

2 h
5

Poutres mixtes

2 h
6

Poutres assemblées

2 h
7

Stabilité globale

2 h
8

Poteaux-poutres

2 h
9

Assemblages boulonnés

2 h
10

Assemblages soudés

2 h
11

Fatigue

2 h
12

Conception de bâtiment

2 h
  Total  24 h



Utilisation d'outils d'ingénierie

La modélisation des éléments d'une charpente d’acier à l’aide d’un logiciel est présentée en complément des principes théoriques de base, des méthodes de calcul manuelles et de l’utilisation des tables et abaques du Handbook of Steel Construction. L’objectif pédagogique est de présenter aux étudiantes et étudiants un logiciel de calcul des charpentes d’acier semblable à ceux qu’ils seront appelés à utiliser dans la pratique. Parmi les nombreux logiciels commerciaux disponibles, le logiciel SAFI, couramment utilisé dans l’industrie et permettant de calculer les charpentes d’acier ainsi que les charpentes en aluminium, en béton armé et en bois, a été retenu pour les démonstrations en classe et les exercices à faire par les étudiantes et étudiants.




Évaluation

La note globale résulte des évaluations d'essais, d'exercices et d'examens hebdomadaires liés au contenu de la semaine, sous forme de tests intéractifs sur le plateforme ENA, selon les pondérations indiquées au tableau ci-dessous. S'ils le désirent, les étudiantes et les étudiants peuvent travailler en groupes pour les essais et les exercices, mais pas pour les examens. Toutes les évaluations sont individuelles.

 

Activité

Description %

Essais

Apprentissage des notions de base du calcul des charpentes d'acier présentées en classe et sur la plateforme ENA.

25

Exercices

Mise en application des notions de base dans la résolution de problèmes de calcul des charpentes d'acier. L'exactitude des calculs ainsi que la présentation des notes de calculs sont évaluées.

35

Examens

Évaluation des acquis des notions de base et de résolution de problèmes de calcul des charpentes d'acier.

40

 

Les examens portent sur la matière conjointe exposée sur la plateforme ENA, dans les classes et les séances de travaux pratiques. Les examens sont hebdomadaires et durent entre 60 et 120 minutes. Les examens sont à livre ouvert. Sont autorisés durant les examens :

  • Toute documentation écrite telle que
    • notes de cours
    • livres
    • tout autres documents
  • Toutes les applications disponibles sur
    • les ordinateurs du laboratoire informatique où l'examen a lieu
    • tout appareil électronique appartenant à l'étudiante ou l'étudiant
  • L'accès à des sites Internet autres que celui de l'ÉNA
  • Les calculatrices de tout genre
  • Les ordinateurs portables, tablettes électroniques, téléphones intelligents, baladeurs, etc.

En d'autres mots, les étudiantes et étudiants ont droit aux mêmes documents et appareils durant les examens que ceux qu'elles et ils utilisent pour les essais et les exercices.

 

Nota bene 

  • Toute consultation entre étudiantes ou étudiants est interdite durant les examens.
  • Les étudiantes et étudiants sont responsables du bon fonctionnement de leurs propres appareils et applications.
  • Le surveillant peut interdire l'utilisation d'un appareil s'il juge qu'il dérange les autres étudiantes et étudiants.
  • Au minimum, les étudiantes et étudiants doivent avoir en leur possession :
    • le Handbook of Steel Construction, 11th Edition, 2017 (ou 2016 avec les mises à jour)
    • leurs notes de cours
    • une calculatrice scientifique avancée (calcul symbolique, programmation, fonctions mathématiques avancées) comme la TI-Nspire CX CAS ou les Voyage 200, TI-92 PLUS et TI-89, ou une application équivalente sur un appareil électronique



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Les travaux présentés en retard dans le cadre du cours CTN783 seront soumis aux pénalités indiquées au tableau ci-dessous. Les étudiantes et étudiants sont donc invités à soumettre leurs travaux à temps. Les pénalités pour retard sont modérées afin d'encourager les étudiantes et les étudiants à soumettre leurs travaux même s'ils sont en retard. Veuillez communiquer avec le professeur en cas de retard justifié.

 

Achèvement d'une activité
ou dépôt d'un travail

Pénalité pour retard
à temps aucune
0 jour < en retard < 4 jours 5 %
4 jours < en retard < 7 jours 10 %
en retard > 7 jours 15 %



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • Handbook of Steel Construction. Canadian Institute of Steel Construction, 11th Edition, 3rd Revised Printing (2017).
  • Notes de cours - CTN783 Charpentes d’acier. Dominique Bauer. École de technologie supérieure (2019).

Vous trouverez tous les détails concernant ces documents, ainsi que des consignes pour l'achat du Handbook, sur le site Moodle du cours CTN783.




Ouvrages de références
  • Limit States Design in Structural Steel. Kulak et Grondin. Canadian Institute of Steel Construction, 10th Edition, 2nd Revised Printing (2018).
  • Calcul des charpentes d’acier. Beaulieu et al. Institut canadien de la construction en acier. Tome 2 (2010). Note : Le Tome 1 n'est plus disponible.

Vous trouverez tous les détails concernant ces documents, ainsi que des consignes pour leur achat, sur le site Moodle du cours CTN783.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Vous trouverez le site Moodle du cours sur la plateforme ENA de l'ÉTS à l'adresse suivante : https://ena.etsmtl.ca/.