Plan de cours - ÉTS

École de technologie supérieure
Département de génie de la
construction
Responsable(s)
du cours :
Crédits : 4
Marie-José Nollet
CTN408
ANALYSE DES STRUCTURES
Préalable(s) : CTN308, MAT165
PLAN DE COURS – SESSION AUTOMNE 2013
1. Coordonnées de l’enseignant
Groupe 01: Suze Youance (cc-suze.youance@etsmtl.ca)
Groupe 02: Bertrand Raymond Galy (Bertrand.Galy@etsmtl.ca)
2. Descriptif officiel 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.
3. Objectifs spécifiques 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;
‣ de calculer les rotations et les déplacements subis par les structures sous divers
chargements aux points caractéristiques;
Session automne 2013 CTN408 – ANALYSE DES STRUCTURES 1

‣ 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.
4. Stratégies pédagogiques utilisées
‣ 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.
5. Contenu du cours
La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets est la suivante, les durées indiquées
étant approximatives.
Contenus traités dans le cours
Heures
Chap. 1 : Introduction à l’analyse des structures. Types de structures, étapes 3h
de conception et d’analyse. Rappels de statique : équilibre statique d’une
structure, structures statiques et hyperstatiques.
Chap. 2 : Calcul des charges agissant sur les structures selon le Code national 6h
du bâtiment 2010.
Chap. 3 : Rappel sur les treillis, câbles, arches, poutres et portiques 6h
isostatiques.
Chap. 4 : Déformations des poutres et treillis. Déformations – méthodes du 6h
travail-énergie et méthode du travail virtuel.
Chap. 5 : Lignes d’influence.
3h
Chap. 6 : Structures hyperstatiques – méthode des forces : poutres et treillis. 6h
Chap. 7 : Méthodes des rotations.
3h
Chap. 8 : Méthodes matricielles d’analyse des structures. Modélisation 6h
structurale.
Total 39
6. Laboratoires ou travaux pratiques
Les informations et directives vous seront remises par l’enseignant.
Session automne 2013 CTN408 – ANALYSE DES STRUCTURES 2

Description
Heures
Chap. 1 : Introduction à l’analyse des structures. Types de structures, étapes 3h
de conception et d’analyse. Rappels de statique : équilibre statique d’une
structure, structures statiques et hyperstatiques.
Chap. 2 : Calcul des charges agissant sur les structures selon le Code national 3h
du bâtiment 2010.
Chap. 3 : Rappel sur les treillis, câbles, arches, poutres et portiques 6h
isostatiques.
Chap. 5 : Lignes d’influence. 1,5h
Chap. 4 : Déformations des poutres et treillis. Déformations – méthodes du 3h
travail-énergie et méthode du travail virtuel.
Chap. 6 : Structures hyperstatiques – méthode des forces : poutres et treillis. 6h
Chap. 7 : Méthodes des rotations.
3h
Chap. 8 : Méthodes matricielles d’analyse des structures. Modélisation 4,5h
structurale.
Révision.
3h
Examen Intra
3h
Total (24 ou 36)
7. 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.
8. Évaluation
‣ Les travaux pratiques et rapports de laboratoire 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.
‣ L'EXAMEN PÉRIODIQUE (intra) est d’une durée de trois (3) heures. La date sera
indiquée en classe par le professeur. Seules les calculatrices et une feuille résumé
recto-verso préparée par l’étudiant sont permises durant l’examen. Aucune autre
documentation n’est permise.
‣ L'EXAMEN FINAL est d'une durée de trois (3) heures et couvre toute la matière du
cours. Seules les calculatrices et deux feuilles résumé recto-verso préparées par
l’étudiant sont permises durant l’examen. Aucune autre documentation n’est
permise.
‣ La date de l'EXAMEN FINAL sera déterminée durant le trimestre.
‣ La note globale est la résultante des évaluations durant le trimestre, de l'examen
final et des travaux pratiques, selon les pondérations suivantes :
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Activité %
Examen périodique 35
Examen final 45
Travaux pratiques 20
Retard de remise d’un travail
‣ Pour les travaux remis en retard, 10% de moins par jour de retard.
Ressources en ligne
‣ 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
‣ http://www.graitec.ca : Logiciel Advance Design America (anciennement Visual
Design). Projets, outils d’apprentissage, formations en ligne.
9. Documentation obligatoire
Chaallal/Nollet/Khaled, CTN408, Notes de cours, ÉTS, Août 1992 (rév. Avril 2013).
10. Ouvrages de référence
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 2010.
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 (2010). Guide de l'utilisateur CNB 2010 :
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).
Session automne 2013 CTN408 – ANALYSE DES STRUCTURES 4

CTN408 – ANALYSE DES STRUCTURES
ANNEXE I
1. Caractéristiques du cours
Responsable(s) du cours : Marie-José Nollet
Coordonnées de l’enseignant :
Groupe 01: Suze Youance (cc-suze.youance@etsmtl.ca)
Groupe 02: Bertrand Raymond Galy (Bertrand.Galy@etsmtl.ca)
Préalables : CTN308, MAT165
Crédits : 4
2. Descriptif officiel 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.
3. Répartition des unités d’agrément du BCAPG
Maths
Sciences
naturelles
Études
complémentaires
Science du
génie
Conception
en ingénierie
Total
0,0 0,0 0,0 64,8 0,00 64,8
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4. Qualités (Qx) et compétences (Cy) enseignées et ou évaluées
Q1 : Connaissance, à un niveau universitaire, des mathématiques, des
sciences naturelles et des notions fondamentales de l’ingénierie, ainsi
qu’une spécialisation en génie propre au programme.
Q1 -C3 Appliquer les concepts fondamentaux de l'ingénierie, dont ceux
propres à sa discipline du génie
Q2 : Capacité d’utiliser les connaissances et les principes appropriés pour
identifier, formuler, analyser et résoudre des problèmes d’ingénierie
complexes et en arriver à des conclusions étayées.
Q2 -C1 Identifier et formuler le problème en établissant le contexte, les
paramètres et les contraintes des problèmes, incluant les problèmes mal
définis
Q2 -C2 Choisir un modèle ou une méthode pour analyser ou résoudre un
problème, incluant les notions, les concepts ou les relations physiques pour
identifier des pistes de solution
Q2 -C3 Appliquer le modèle ou la méthode en vue d’analyser ou résoudre
le problème
Q2 -C4 Interpréter le résultat obtenu des modèles utilisés dans la
représentation des problèmes en vue de formuler des conclusions étayées
Enseigné
v
Enseigné
v
v
v
v
Evalué
v
Evalué
v
v
v
v
Q3 : Capacité d’étudier des problèmes complexes au moyen de méthodes Enseigné Evalué
mettant en jeu la réalisation d’expériences, l’analyse et l’interprétation des
données et la synthèse de l’information afin de formuler des conclusions
valides.
Q3 -C3 Interpréter les résultats en tenant compte du contexte et des v v
hypothèses de travail en vue de formuler des conclusions valides
Q4 : Capacité de concevoir des solutions à des problèmes d’ingénierie Enseigné Evalué
complexes et évolutifs et de concevoir des systèmes, des composants ou
des processus qui répondent aux besoins spécifiés, tout en tenant compte
des risques pour la santé et la sécurité publiques, des aspects législatifs et
règlementaires, ainsi que des incidences économiques, environnementales,
culturelles et sociales.
Q4 -C1 Formuler le problème en tenant compte des besoins et des v v
contraintes telles que les risques pour la santé et la sécurité publiques, les
aspects législatifs et règlementaires, ainsi que des incidences économiques,
environnementales, culturelles et sociales.
Q4 -C2 Développer des concepts en se basant sur les principes de
v v
l’ingénierie afin d’élaborer des solutions.
Q4 -C4 Intégrer les concepts retenus répondant aux besoins et respectant v v
les contraintes identifiées préalablement.
Q5 : Capacité de créer et de sélectionner des techniques, des ressources et Enseigné Evalué
des outils d’ingénierie modernes et de les appliquer, de les adapter et de
les étendre à un éventail d’activités simples ou complexes, tout en
comprenant les contraintes connexes.
Q5 -C1 Évaluer différents outils et techniques, en faire un choix et justifier v v
Session automne 2013 CTN408 – ANALYSE DES STRUCTURES 6

ce choix
Q5 -C2 Appliquer les outils et techniques dans des projets d’ingénierie v v
Q6 : Capacité de fonctionner efficacement en tant que membre ou chef Enseigné Evalué
d’équipe, de préférence dans un contexte de travail multidisciplinaire.
Q6 -C1 Organiser le travail d’équipe (définir les rôles, définir le but v v
commun, établir l’accord de collaboration, etc.).
Q6 -C2 Composer avec les différences individuelles et disciplinaires en vue v v
d’améliorer la performance d’équipe
Q7 : Habileté à communiquer efficacement des concepts d’ingénierie Enseigné Evalué
complexes, au sein de la profession et au public en général, notamment
lire, rédiger, parler et écouter, comprendre et rédiger de façon efficace des
rapports et de la documentation pour la conception, ainsi qu’énoncer des
directives claires et y donner suite.
Q7 -C1 Rédiger des rapports techniques documentant efficacement un v v
travail d'ingénierie en utilisant différentes formes de langage (naturel,
graphique, mathématique, …)
Q8 : Compréhension des rôles et des responsabilités de l’ingénieur dans la Enseigné Evalué
société, y compris le rôle essentiel de protection du public et l’intérêt
public.
Q8 -C1 Délimiter les responsabilités de l'ingénieur dans des mises en v v
situation concrètes
Q8 -C2 Décrire le rôle de l'ingénieur dans la société v v
Q10 : Compréhension et respect des principes d’éthique et de
Enseigné Evalué
responsabilité professionnelles, ainsi que d’équité.
Q10-C1 Identifier les valeurs essentielles pour l’ingénieur et comprendre
les enjeux de la profession
v v
5. Évaluation
Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant 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. Pour un examen final,
l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non
justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent
immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).
Plagiat et fraude
Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1 er cycle »
s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se
sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la
page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Cycles-sup/Realisationetudes/Citer-pas-plagier
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