Cet article fait suite au premier article sur Cours d'analyse structurelle aux États-Unis. Lorsque vous regardez des cours d'analyse, il y a une progression de la complexité globale. Avec le design, la principale différence vient du fait que chaque matériau de structure ou de construction agit différemment, les ingénieurs doivent donc considérer chacun de ces différents matériaux d'une manière différente. Les cours de conception reprennent tous les principes que les étudiants apprennent sur la physique de l'analyse structurelle et l'appliquent à des matériaux réels., les sections, et structures.

Cours de conception

Steel Design 1/2

Parce que l'acier est probablement le matériau de construction le plus couramment utilisé, les étudiants finissent généralement par suivre Steel Design 1 pour leur premier cours de design. La première itération de la conception en acier parcourt l'histoire du matériau en tant que matériau de construction, comment c'est fait, ainsi que les pratiques de l'industrie. Les élèves sont exposés aux différentes formes et sections d'acier disponibles via le Spécification AISC pour les bâtiments en acier de construction. À la fin du cours, les étudiants sont capables de concevoir des éléments en acier simples, y compris des poutres et des colonnes, ainsi que d'identifier la différence entre les connexions de cisaillement et de moment. Pour la deuxième itération, Steel Design 2 se penche sur des sujets de conception plus avancés. Comme indiqué par NCSEA, "Le contenu de Steel Design II peut varier considérablement d'une institution à l'autre, en partie en raison des besoins régionaux et du trimestre universitaire [1]." Les étudiants passent beaucoup de temps à apprendre et à concevoir des poutres mixtes, présentant un comportement à la fois partiellement et entièrement composite. À la fin du cours, les élèves doivent également avoir une bonne compréhension des scénarios de gravité et de charpente en acier. Ce cours parcourt également le manuel de construction en acier AISC, l'un des outils les plus utiles des ingénieurs en structure, en ce qui concerne les sujets de conception.

Exemple de vérification du code d'élément en acier à partir d'un rapport de conception de membre SkyCiv

Figure 1: Exemple de vérification du code d'élément en acier à partir d'un rapport de conception de membre SkyCiv

 

Conception en béton 1/2

Considéré un peu plus complexe, la conception du béton suit généralement la conception de l'acier de construction. Similaire aux cours d'acier, le premier cours de conception concrète se concentre beaucoup sur le matériau lui-même, son histoire, comment et de quoi il est fait, et pratiques de l'industrie. Aussi, parce qu'il y a des défis de construction spécifiques à la conception du béton, les élèves apprennent également ces processus. Les étudiants à la fin du cours sont capables de concevoir des poutres et des colonnes de base. Un aspect unique du premier cours est que la plupart des universités offrent une session de laboratoire où elles fabriquent leur propre spécimen de béton et le testent.. Les étudiants sont également exposés aux considérations du principal code de conception concrète, ACI 318 - Exigences du Code du Bâtiment pour le Béton Armé. Pour la deuxième itération de la conception concrète, il se décompose en deux sous-cours: béton armé avancé et béton précontraint. Pour le cours de béton avancé, les élèves approfondissent leurs connaissances en conception de béton en apprenant des éléments en béton plus complexes comme les systèmes de plancher à 2 voies et les murs de contreventement. Il y a également une charge considérable sur les cadres de moment concrets et leur réponse aux forces sismiques.

Représentation du béton précontraint et de ses câbles

Figure 2: Représentation du béton précontraint et de ses câbles (designbuildings.co.uk)

Le cours précontraint se concentre sur le béton précontraint et préfabriqué. Ce cours met en évidence les différences, avantages, et inconvénients du béton précontraint et armé. Une bonne partie de ce cours traite du processus de construction en détail en raison de la complexité supplémentaire de la construction de ce type de système en béton.. À la fin du cours, les étudiants sont capables de concevoir des éléments précontraints / préfabriqués.  

Conception en bois

L'innovation et l'expansion du bois en tant que matériau de construction signifie que les étudiants doivent être rapidement informés de la nouvelle vague de produits en bois d'ingénierie. Dans la conception du bois, les élèves apprennent d'abord l'histoire du bois comme matériau de construction, ses propriétés mécaniques, et normes de l'industrie. Les étudiants pendant toute la durée du cours suivront avec NDS pour la construction en bois, le document de code régissant la conception. Au cours, les élèves apprennent à concevoir une variété d'éléments de bois et de composites différents allant des simples poteaux et poutres aux fermes, diaphragmes en bois, et murs de contreventement en bois. Un autre aspect important discuté ici est les différents connecteurs et connexions utilisés dans l'industrie. Ensuite, les élèves découvrent les tendances du bois d'ingénierie mentionnées plus tôt, y compris des éléments comme le bois de construction composite (SCL) et bois lamellé-croisé (CLT). Représentation de la construction des panneaux CLT

Figure 3: Représentation de la construction des panneaux CLT (thinkwood.com).

 

Conception de maçonnerie

Des principaux matériaux, la maçonnerie est la moins courante dans la pratique. Les étudiants de ce cours apprennent à nouveau le matériel et l'histoire en premier, en utilisant ACI 530 / TMS 402 Exigences du code du bâtiment pour les structures en maçonnerie. Les principaux éléments structurels que les élèves apprennent à concevoir sont les poutres de maçonnerie et les murs de contreventement., avec un accent sur ce dernier, étant donné que la maçonnerie est couramment utilisée, un système de résistance à la force latérale (LFRS). L'accent est également mis sur les détails de construction dans ce cours..  

Conception de la fondation

Ceci est en fait enseigné en tant que cours d'introduction car il existe un tout autre domaine du génie civil dédié aux fondations / mécanique des sols. À cause de ce, les étudiants sont capables d'acquérir une bonne base de connaissances sur les différentes propriétés fondamentales du sol et de la stabilité. Lorsque les étudiants terminent ce cours, ils doivent être capables de décrire et de reconnaître les diverses méthodes de défaillance de conception du point de vue du sol ainsi que de concevoir des murs de soutènement simples et des semelles peu profondes, ainsi que

Représentation des modes de défaillance des murs de soutènement

Figure 4: Représentation des modes de défaillance des murs de soutènement (mdpi.com).

À mesure que l'industrie progresse, encore plus, les matériaux sont utilisés pour la conception, il est donc important que les étudiants et les ingénieurs actuels soient des apprenants continus. Heureusement pour les ingénieurs en structure de toutes sortes, SkyCiv prend en charge la capacité de concevoir une grande variété d'éléments structurels conformément à une pléthore de codes de conception, vous pouvez voir tous les différents modèles pris en charge ici  

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/