Descriptif du cours

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure de calculer la réponse dynamique et sismique de structures courantes, notamment celles des bâtiments et des ponts. Il se familiarisera également à des notions avancées et de nouvelles approches de calcul parasismique.

Charges dynamiques, équations de mouvement des systèmes à un et plusieurs degrés de liberté, vibration libre et forcée, analyse modale, analyse spectrale, analyse dans le domaine du temps, analyse dans le domaine des fréquences, amortissement, ductilité, calcul nonlineaire, sollicitation sismique, modélisation des bâtiments et des ponts pour le calcul dynamique, principales exigences des codes et normes au Canada pour le calcul sismique des structures de bâtiments et de ponts et des composants opérationnels et fonctionnels, technologies parasismiques, vulnérabilité sismique, approches de conception axées sur la  capacité et sur la performance.

Objectifs spécifiques

• Maîtriser les concepts de base et les concepts avancés en calcul dynamique linéaire et/ou non-linéaire des structures et leurs applications aux ponts et aux bâtiments.
• Acquérir les notions de calcul sismique pour les ponts et les bâtiments et les approches des codes en vigueur.
• Modéliser les bâtiments et les ponts pour le calcul dynamique et sismique.
• Identifier les structures vulnérables aux séismes et développer des stratégies de conception et de réhabilitation parasismiques.
• Se familiariser avec les technologies parasismiques modernes (ajout amortissement et isolation sismique de la base) et leur application aux structures.

36 heures d’enseignement (trois (3) heures par semaine) dont 1,5 heures réservées à l'examen intra. Les heures d’enseignement seront essentiellement de l’enseignement magistral mais comprennent également une ou deux courtes conférences (+/- 1h chaque), des études de cas  et/ou  exemples d'applications des notions enseignées.                  

Des travaux en équipe portant sur le calcul dynamique et sismique des structures, la modélisation des structures (modèles pour études dynamiques et sismiques),  la conception parasismique et autres sujets enseignés.  

Contenu des cours

• Notions de base, classification des problèmes dynamiques, sources de charges dynamiques en génie civil /structures, introduction au génie parasimique

• Systèmes à 1 degré de liberté: Équations de mouvement libre, équations de mouvement forcé, réponses ou sollicitations harmoniques- périodique-impulsive et/ou arbitraire, systèmes conservateurs et systèmes amortis, techniques de résolution des équations de mouvements pour un système linéaire et non linéaire, spectre de réponse, analyse spectrale

• Systèmes à plusieurs degrés de liberté: discrétisation des structures et constructions des matrices de masse, de rigidité et d'amortissement, analyse modale et calcul des valeurs propres, analyse dans le domaine du temps, analyse spectrale et combinaison des réponses spectrales modales

• Analyse dans le domaine des fréquences

• Modélisations des ponts et bâtiments

• Stratégies d'optimisation sismique des ponts et bâtiments, vulnérabilité sismique, composants fonctionnels et opérationnels (CFO) 

• Introduction aux technologies parasismiques et isolation sismique de la base, conception axée sur la performance

La note globale est la résultante de trois (3) évaluations portant sur l’examen final, l'examen intra et les devoirs dont la pondération et les spécifications sont établies comme suit:

• Devoirs: 45% (4), en équipes de 2 à 3 étudiants
• Examen intra: 25% (individuel, 2 feuilles manuscrites 8 1/2*11 recto-verso, durée 1h30)
• Examen final: 30% (individuel, toute documentation permise)

Pour réussir le cours, la note globale devra être d’au moins 60%.

Aucun retard permis.

Aucune référence obligatoire.  Les notes de cours sous forme d'acétates et de matériel pédagogique seront disponibles sur le site Moodle du cours dans la semaine suivant le cours.

Il est fortement recommandé de se procurer l'un des ouvrages de reférences recommandés ou l'équivalent.

Ouvrages de référence recommandés:

• Patrick Paultre (2018). « Dynamique des structures »,3^ème édition. Presses internationales de Polytechnique.

• Patrick Paultre (2005). « Dynamique des structures : application aux ouvrages de génie civil », Hermès-Science.

• André Filiatrault (1996). «  Éléments de génie parasismique et de calcul dynamique des structures ». Éditions de l'École Polytechnique de Montréal.

• Filiatrault A., Tremblay R., Christopoulos C., Folz B., Pettinga D (2013). « Elements of Earthquake Engineering and Structural Dynamics», 3^ème edition, Presses Internationales Polytechnique.

• Anil K. Chopra (2011). « Dynamics of Structures », 4^ème édition. Prentice-Hall International Series in Civil Engineering and Engineering Mechanics  

  En plus des références données dans les notes de cours.

Site moodle du cours: https://ena.etsmtl.ca

HORAIRE DU COURS

Mercredi de 9:00 à 12:00 (À distance via la plateforme ZOOM) .

Examen intra: durée d'une heure et demie (90 minutes) (En présentiel sur ENAquiz, voir la date dans la planification des séances du cours, local à déterminer durant le trimestre)

Examen final (En présentiel à la fin de la session, date et local à déterminer durant le trismestre).