Cours d'analyse structurelle aux États-Unis

Aux Etats-Unis, il y a une tendance croissante d'étudiants en génie des structures à considérer de plus en plus la maîtrise [2], grâce à un grand nombre de sujets et de cours requis en raison de la complexité toujours croissante des structures. Selon l'université ou le collège que fréquentent ces étudiants, certains des cours requis peuvent ne pas être disponibles, il y a donc ce défi de l'aspect pédagogique de l'ingénierie structurelle au contact du côté professionnel. Le Conseil national des associations d'ingénieurs en structure (NCSEA) utilise une enquête auprès de praticiens et d'ingénieurs professionnels pour évaluer en permanence les sujets d'ingénierie structurelle utilisés / connus dans leur pratique afin que les universités et les écoles puissent planifier le futur programme de leurs étudiants en ingénierie structurelle. Global, les bases de l'ingénierie structurelle peuvent être divisées en deux catégories principales: analyse et conception. Cet article mettra en évidence la première catégorie utilisant les recommandations NCSEA [1] à titre indicatif.  

Niveaux d'analyse

Analyse structurelle 1 - Analyse déterminante

Basé sur les principes appris en statique, Analyse structurelle 1 sert de base à tous les principes d'ingénierie structurelle. Le cours est principalement divisé entre la résolution de systèmes déterminés à l'aide de la statique, et en examinant des sujets liés à la mécanique (stress, souche, matériaux, déformation, etc). À la fin de ce cours, les élèves doivent être capables d'établir des équations d'équilibre pour des structures simples, comprendre les types de support et de version, et trouver des diagrammes de force de membrane.  

Analyse structurelle 2 - Analyse indéterminée

Analyse structurelle 2 va un peu plus loin en se concentrant sur des mécaniques plus avancées et en résolvant des systèmes indéterminés. Ce cours est l'endroit où des idées comme le travail virtuel, déviation de la pente, et des méthodes de distribution de moment pour résoudre des systèmes indéterminés sont introduites. La mécanique avancée apprise ici inclut les idées de couple, le flambage, contraintes combinées, et déformation plastique. Dans ce cours, le contexte du monde réel est introduit afin que les élèves puissent distinguer des choses comme la gravité et. les charges latérales ou les différents types de connexions (épinglé, fixé, etc).

Figure 1: représentation de la forme de flambement dans les poteaux avec différentes conditions d'extrémité (researchgate.net)

 

Analyse structurelle 3 - Analyse matricielle

Dans ce cours, les étudiants apprennent principalement à appliquer l'algèbre matricielle et le travail virtuel à des structures à grande échelle, tout en étant simultanément introduit aux logiciels d'analyse structurelle dans l'industrie. Parce que le logiciel de structure est très couramment utilisé dans la pratique, les étudiants peuvent comprendre comment les méthodes de rigidité sont utilisées dans les logiciels pour obtenir une analyse à grande échelle les aide à passer de la salle de classe au bureau. Heureusement pour les étudiants, NCSEA recommande uniquement une version simplifiée de l'analyse matricielle à la main pour aider à illustrer ce que fait le logiciel dans les coulisses.

Figure 2: représentation des résultats de déflexion / analyse à l'aide de l'analyse matricielle sur SkyCiv Structural 3D

 

Dynamique structurelle

Ce cours se concentre sur les scénarios de chargement dynamique. Ces mécanismes de chargement avancés incluent le très vaste sujet des charges et réponses sismiques, ainsi que des charges inhabituelles telles que le chargement par explosion, charges piétonnes, etc. Utilisation de ces charges dynamiques, les élèves apprennent à trouver le dynamique réponse de la structure elle-même. Aussi, il y a un effort important pour connaître les différents systèmes de résistance aux forces latérales et leurs réactions à ces types de charges dynamiques. Global, ce cours est très important pour les ingénieurs qui participent à la conception où l'activité sismique est répandue et est donc généralement régie comme un cas de charge latérale.   La plate-forme SkyCiv donne aux ingénieurs nouveaux et expérimentés les outils nécessaires pour obtenir presque tous les types d'analyse pour leur structure, allant de la statique linéaire au spectre de réponse et à la fréquence dynamique. Découvrez ces différents types d'analyses ici.

Cours supplémentaires

Chemin de charge dans les systèmes structurels

Pas nécessairement un cours spécifique, mais plus encore une idée générale qui doit être apprise tout au long du cours d'ingénierie structurelle. Apprendre à suivre systématiquement et instinctivement le chemin de charge à partir de n'importe quel endroit de la structure est important en raison des hypothèses d'ingénierie qui doivent être faites dans la pratique.. Aussi, les étudiants et les ingénieurs doivent tenir compte des différences de trajectoires de charge entre différents systèmes structurels sous la même charge.

Figure 3: Chemin de charge simple d'une dalle de béton suspendue (www.engineersdaily.com).

Il est facile de voir comment les étudiants actuels en génie des structures ne pourraient pas l'intégrer dans un diplôme de 4 ans. (et les cours de design n'étaient même pas listés ici), ce qui explique en partie pourquoi cette tendance croissante des diplômes supérieurs existe. Alors que l'industrie continue d'innover grâce aux progrès technologiques et matériels, de plus en plus de sujets devront être traités pour que les ingénieurs en structure de niveau supérieur soient complètement prêts pour la main-d'œuvre. Assurez-vous de lire également le deuxième article mettant en évidence les différents cours de conception..  

Sources

1. Dong, Kevin. «CONSEIL NATIONAL DES ASSOCIATIONS D'INGÉNIEURS STRUCTURELS RECOMMANDÉ LE PROGRAMME D'INGÉNIERIE STRUCTURELLE.» CONSEIL NATIONAL DES ASSOCIATIONS D'INGÉNIEURS EN STRUCTURE, www.ncsea.com/downloads/committee/docs/.
2. Fasano, Anthony. «Demandez à Anthony: Obtenez une maîtrise en génie civil ou un MBA?" Source de génie civil, 29 juillet 2016, source.asce.org/ask-anthony-get-a-masters-degree-in-civil-engineering-or-an-mba/.
3. «Comité de formation NCSEA.» Comités NCSEA, www.ncsea.com/committees/basiceducationcommittee/