L'art des structures 1 : Câbles et arcs

École Polytechnique Fédérale de Lausanne via Coursera

Go to Course: https://www.coursera.org/learn/structures

Introduction

**Course Review: L'art des structures 1 : Câbles et arcs** If you are intrigued by the mechanics of structures and aspire to delve into the fascinating world of engineering, "L'art des structures 1 : Câbles et arcs" is a remarkable course available on Coursera that I highly recommend. This course offers a comprehensive introduction to the fundamental principles governing structural mechanics, particularly cable and arch structures, which are essential components of various architectural phenomena such as buildings, roofs, and bridges. **Course Overview** "L'art des structures" serves as both an academic journey and a practical guide for understanding the interplay of forces and materials in structural design. Over the duration of the course, participants will gain insightful knowledge about the behavior of cable and arch structures, with a keen emphasis on their dimensionalization and force resolution. **Syllabus Breakdown** 1. **Introduction** The first week sets a solid foundation by familiarizing students with the course platform and reviewing core concepts regarding forces. It is crucial to grasp the terminology and engage with the i-cremona applet, which will become an indispensable tool for analysis throughout the course. 2. **Materials and Sizing** This module introduces the foundational properties of construction materials, along with fundamental concepts of sizing and safety factors. Understanding these principles is vital for anyone designing resistant structures. 3. **Equilibrium in the Plane** In the third week, the course transitions into the dynamics of structures, outlining how one-dimensional models maintain equilibrium before evolving to two-dimensional structures. 4. **Cables with a Load** A complex yet captivating segment, students begin by analyzing cables under various loads. This week is foundational, setting the stage for understanding how to determine forces and sizing methodologies effectively. 5. **Cables with Multiple Loads** Progressing from the previous topic, this module deals with cables subjected to multiple loads, enhancing one’s analytical skills through increasingly challenging scenarios. 6. **Cables with Distributed Loads** This section covers cables subjected to forces distributed along their length, incorporating critical factors such as the cable's self-weight into the calculations. 7. **Midterm Examination** The mid-course examination serves as an assessment checkpoint and a chance to solidify your understanding before moving ahead. 8. **Arcs** The introduction of arch structures begins here. This week draws parallels to the previously discussed cables while highlighting the unique characteristics of arches. 9. **Arcs and Cables** This intriguing module combines arches and cables, paving the way for a deeper understanding of composite structures and their applications. 10. **Final Examination** The course concludes with a comprehensive examination that tests your grasp of the material covered and reinforces the knowledge gained throughout the weeks. **Why You Should Enroll** Whether you are a student of architecture, civil engineering, or simply someone fascinated by structural design, this course is a fantastic way to develop your knowledge and skills in this crucial area of study. Through engaging video lectures, practical assignments, and comprehensive assessments, "L'art des structures 1 : Câbles et arcs" not only equips learners with theoretical frameworks but also arms them with practical tools needed for solving real-world engineering problems. Moreover, the course benefits from a structured yet flexible approach, allowing students to learn at their own pace while ensuring they grasp critical concepts before progressing. **Final Recommendation** I wholeheartedly recommend "L'art des structures 1 : Câbles et arcs" to anyone with an interest in structural analysis and design. The course's clear logical progression, combined with its emphasis on practical applications, makes it a valuable asset for aspiring engineers and architects alike. Enroll today to deepen your understanding of these essential structures and their role in our built environment.

Syllabus

Introduction

Cette première semaine vous permettra de faire connaissance avec l'environnement du cours sur la plateforme i-structures ainsi de vous rappeler les principes de ce que sont les forces. Le sous-système est un élément décisif que nous utiliserons dans toute la suite du cours. Apprenez donc bien à l'utiliser pour résoudre les problèmes qui vous sont proposés. Prenez le temps de bien comprendre la terminologie que nous utilisons, faites les constructions graphiques en vous assurant que vous pouvez bien imprimer les feuilles et apprenez à utiliser l'applet i-cremona.

Matériaux et dimensionnement

Cette semaine vous présente les principales propriétés des matériaux utilisées pour la construction des structures. Les concepts de dimensionnement et de coefficient de sécurité sont introduits.

Equilibre dans le plan

Après avoir vu comment les structures unidimensionnelles (sur une seule ligne) sont en équilibre et peuvent être dimensionnées, nous passons aux structures bidimensionnelles, qui se situent dans un plan. Les conditions d'équilibre sont présentées.

Câbles avec une charge

Les câbles sont le premier type de structure que nous abordons. Il est très important que vous compreniez parfaitement toutes les leçons en rapport avec les câbles, car les concepts et les constructions graphiques que nous dériverons seront réutilisés dans toutes les leçons suivantes du cours. Nous commençons par le cas le plus simple, celui des câbles avec une seule force. Sur la base des conditions d'équilibre dans le plan, nous obtenons les efforts dans les divers tronçons du câble ainsi que les forces aux appuis. Il est ensuite possible de dimensionner le câble.

Câbles avec plusieurs charges

Le cas suivant est celui de câbles avec deux charges, dont la résolution est un peu plus complexe que les câbles avec une seule charge. Une fois les efforts et forces aux appuis déterminées, le reste est comme la semaine précédente. Finalement, au travers de la méthode du câble auxiliaire, vous verrez comment généraliser au cas de câbles avec plusieurs charges.

Câbles avec charges réparties

Les câbles avec charges réparties sont des câbles soumis à une charge qui agit partout sur la longueur du câble. C'est le cas par exemple du poids propre du câble, que nous avons négligé jusqu'ici. Il est possible de résoudre ce cas en remplaçant la charge répartie par un grand nombre de charges ponctuelles.

Examen intermédiaire

Pour faire des essais ou éventuellement des suppléments de contenu

Arcs

Le deuxième type de structures que nous découvrons dans ce cours est celui des arcs. Ces structures ont un comportement assez différent de celui des câbles, mais nous verrons que la détermination de leurs efforts est très similaire, ce qui nous permettra d'avancer assez rapidement.

Arcs-et-câbles

Les arcs-et-câbles sont des structures qui combinent un arc et un câble. Cela leur confère des propriétés intéressantes et particulières. En tant que type de structures, elles ne sont pas très communes, mais elles serviront d'élément déterminant pour la compréhension et le calcul des structures en treillis dans le cours l'Art des Structures II. Ne cherchez pas ce mot ailleurs : c'est nous qui l'avons inventé, mais c'est un bon nom, très utile.

Examen final