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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Rola Assi


PLAN DE COURS

Hiver 2021
CTN408 : Analyse des structures (4 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7622,7625,7921
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    CTN318 ET MAT165    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 100,0 %




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

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

  • d’identifier les types de structures (poutres, cadres, arches, treillis) et de décrire leur comportement;
  • de déterminer, selon les codes, les différentes charges de conception à considérer pour le calcul des structures;
  • de calculer les réactions d’appuis et les efforts internes et tracer les diagrammes de ces efforts pour les structures isostatiques et les structures hyperstatiques;
  • de calculer les rotations et les déplacements subis par les structures;
  • d’utiliser certains programmes d’informatique pour le calcul des charpentes.

Charges et combinaisons de charges de conception selon le code national du bâtiment du Canada. Calcul des treillis complexes, arches et portiques isostatiques. Calcul des déformations par la méthode du travail-énergie et du travail virtuel. Lignes d’influence. Calcul des structures hyperstatiques (poutres, treillis et portiques) par la méthode des forces et les méthodes matricielles d’analyse des structures. Initiation au calcul des structures à l’aide de logiciels d’analyse. Calcul des charges sismiques selon le Code national du bâtiment.




Objectifs du cours

Le but de ce cours est de faire connaître les principes de base et les méthodes de calcul des structures isostatiques et hyperstatiques. Le futur diplômé est préparé à concevoir, analyser et calculer les différentes structures de génie de la construction. Ayant terminé ce cours avec succès, l'étudiant(e) est capable :

  • d'identifier les types de structures (poutres, cadres, arches, treillis) et comprendre comment ces structures résistent aux charges appliquées;
  • de déterminer selon les codes régissant les nouvelles constructions les différentes charges agissant sur les structures (vent, neige, séisme, matériaux, etc.);
  • de déterminer les réactions d'appuis et les efforts internes et tracer les diagrammes de ces efforts pour les structures isostatiques et hyperstatiques;
  • de calculer les rotations et les déplacements subis par les structures sous divers chargements aux points caractéristiques;
  • de modéliser et analyser des structures à l’aide d’un programme informatique conçu pour le calcul et l’analyse des charpentes;
  • de manipuler un montage afin d’obtenir les efforts internes d’un système structural de façon expérimentale et d’analyser la variabilité entre ces résultats et les calculs théoriques.



Stratégies pédagogiques
  • 39 h d’enseignement magistral, avec périodes de questions, de discussion et de résolution de problèmes pratiques (démonstration interactive) ;
  • Exercices dirigés portant sur la théorie et travaux en laboratoire permettant aux étudiants de prendre un contact physique avec diverses structures, de réaliser des essais sur le comportement des charpentes, de comparer les résultats expérimentaux avec les prévisions théoriques et de présenter les résultats et les observations sous forme de rapports écrits;
  • Démonstration et séances de travaux pratiques afin de se familiariser avec un logiciel d’analyse de structures utilisé dans l’industrie;
  • Réalisation en équipe de devoirs portant sur la théorie vue en classe.
  • Évaluation durant le trimestre (intra) et examen final permettant aux étudiants de prendre connaissance de leurs niveaux d'assimilation et de leurs progrès et ainsi pouvoir s’ajuster.
  • L'étudiant est incité à utiliser l'informatique et à recourir à des ouvrages de référence.



Utilisation d’appareils électroniques

L'étudiant sera initié à un logiciel d'analyse des structures. Un ordinateur sera nécessaire pour pouvoir suivre l'enseignement en ligne via Zoom et faire fonctionner le logiciel d'utilisation des ordinateurs de laboratoire à distance, dans le cas où le retour en classe ne surviendrait pas durant la session d'hiver. 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Samedi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Samedi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
02 Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
04 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Suze Youance Activité de cours cc-Suze.Youance@etsmtl.ca
01 Rebecca Amoa Ahoussi Travaux pratiques et laboratoire rebecca-amoa.ahoussi.1@ens.etsmtl.ca
02 Suze Youance Activité de cours cc-Suze.Youance@etsmtl.ca
02 Karine Fontaine Travaux pratiques et laboratoire karine.fontaine.1@ens.etsmtl.ca
04 Bertrand Raymond Galy Activité de cours cc-bertrand.galy@etsmtl.ca A-1576
04 Bertrand Raymond Galy Travaux pratiques et laboratoire cc-bertrand.galy@etsmtl.ca A-1576
04 Alexis Bonne Travaux pratiques et laboratoire bonne.alexis@gmail.com



Cours

La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets est la suivante, les durées indiquées étant  approximatives ainsi que l'ordre de présentation qui sera confirmée en classe par l'enseignant. 

 

Contenus traités dans le cours Heures
Chap. 1 : Introduction à l’analyse des structures. Types de structures, étapes de conception et d’analyse. Rappels de statique : équilibre statique d’une structure, structures statiques et hyperstatiques. 3h
Chap. 2 : Calcul des charges agissant sur les structures selon le Code national du bâtiment 2015. 6h
Chap. 3 : Structures isostatiques planes. Rappel sur les treillis et treillis complexes, arches, poutres et portiques isostatiques. 6h
Chap. 4 : Déformations des poutres et treillis. Déformations – méthodes du travail-énergie et méthode du travail virtuel. 6h
Chap. 5 : Lignes d’influence. 3h
Chap. 6 : Structures hyperstatiques – méthode des forces ou de superposition: poutres et treillis. 6h
Chap. 7 : Méthodes des rotations. 3h
Chap. 8 : Méthodes matricielles d’analyse des structures. Modélisation structurale. 6h
Total 39h



Laboratoires et travaux pratiques

Les informations et directives vous seront remises par l’enseignant.

 

Description Heures
Chap. 1 : Introduction à l’analyse des structures. Types de structures, étapes de conception et d’analyse. Rappels de statique : équilibre statique d’une structure, structures statiques et hyperstatiques. 3h
Chap. 2 : Calcul des charges agissant sur les structures selon le Code national du bâtiment 2015. 3h
Chap. 3 : Structures isostatiques planes. Rappel sur les treillis et treillis complexes, arches, poutres et portiques isostatiques. 6h
Chap. 5 : Lignes d’influence. 1,5h
Chap. 4 : Déformations des poutres et treillis. Déformations – méthodes du travail-énergie et méthode du travail virtuel. 3h
Chap. 6 : Structures hyperstatiques –méthode des forces ou de superposition: poutres et treillis. 6h
Chap. 7 : Méthodes des rotations. 3h
Chap. 8 : Méthodes matricielles d’analyse des structures. Modélisation structurale. 4,5h
Révision 3h
Examen Intra 3h
Total 36h



Utilisation d'outils d'ingénierie

L’utilisation d’un logiciel conçu pour le calcul et l’analyse des charpentes sera introduite dans le cadre des travaux pratiques. Les étudiants devront en faire l’application pour modéliser et analyser des structures simples dans le cadre des travaux pratiques.




Évaluation
  • Les travaux pratiques correspondent à quatre devoirs et un rapport de laboratoire. Ils doivent comporter une page-titre conforme aux règles de présentation de l’ÉTS. La clarté et la propreté des calculs, ainsi que l’orthographe, sont pris en compte lors de la correction des travaux. Si la session se fait complètement à distance, des résultats expérimentaux seront fournis à l'étudiant afin de pallier l'impossibilité de faire les manipulations en laboratoire.
  • L'EXAMEN PÉRIODIQUE (intra) est d’une durée de trois (3) heures. La date sera indiquée en classe par le professeur. Dans le cadre d'un session à distance, toute documentation est permise.
  • L'EXAMEN FINAL est d'une durée de trois (3) heures et couvre toute la matière du cours. Dans le cadre d'un session à distance, toute documentation est permise.
  • La date de l'EXAMEN FINAL sera déterminée durant le trimestre.
  • Les étudiants doivent obtenir un minimum de 40/80 aux deux examens pour réussir le cours.
  • La note globale est la résultante des évaluations durant le trimestre, de l'examen final et des travaux pratiques, selon les pondérations suivantes :
Activité %
Examen périodique 35
Examen final 45
Travaux pratiques 20



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


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

Pour les travaux remis en retard, 10% de moins par jour de retard.  Un maximum de 5 jours de retard (calendrier) sera accepté. Après 5 jours de retard le travail se verra attribuer une note de 0%.




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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) 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

Chaallal/Nollet/Khaled, CTN408, Notes de cours, ÉTS, Août 1992 (rév. avril 2019).

 

À moins d’indication contraire, le matériel pédagogique rendu disponible dans le cadre de ce cours est la propriété intellectuelle de l’enseignant. Il est fourni à l'usage exclusif des étudiants inscrits au cours. Toute reproduction ou diffusion nécessite la permission du détenteur du droit d'auteur.




Ouvrages de références

Samikian, A. (1994). Analyse et calcul des structures. Boucherville, Québec, G. Morin.
Ce livre est très didactique. Attention aux conventions de signes.

 

Conseil national de recherches du Canada. Code national du bâtiment du Canada 2015. Ottawa, Ont., Conseil national de recherches du Canada Institut de recherche en construction.
Nous utiliserons la partie 4 de ce code dans le cadre du cours.

 

Conseil national de recherches du Canada (2015). Guide de l'utilisateur CNB 2015 : commentaires sur le calcul des structures : (partie 4). Ottawa, Conseil national de recherches du Canada.
Ce guide fournit des explications sur les divers types de charges.

 

Hibbeler, R.C. (2006).  Structural Analysis.  Pearson Prentice Hall, New Jersey. 6ème édition.

 

Picard, A. (1992). Analyse des structures. Laval, Québec, Beauchemin.
Ce livre comprend des notions intéressantes sur les portiques (chap. 4), les lignes d’influence (chap. 5) et la méthode matricielle (chap. 8 à 11). 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
  • http://ena.etsmtl.ca : Site web (moodle) du cours pour la session.  Information générale, calendriers, documents pdf, etc.  Ce site est accessible via le site de l’École www.etsmtl.ca
  • https://cafr.graitec.com/advance-design-america/