Exercice n 1 : Introduction au cours et forces

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1 Page 1 sur 27 Exercice n 1 : Introduction au cours et forces [Sergio Torres] Sergio Antonio Torres Escobar logout cours myfolder aide -> exercices -> table des matières -> glossaire Contact - Questions - Commentaire Exercice n 1 : Introduction au cours et forces (à rendre jusqu au 30 septembre 2008) Supports : Introduction Charges et forces Figure 1: Livre de référence pour le cours de Structures (référence) Ce premier exercice d aujourd hui est un peu différent de ceux qui suivront dans les semaines à venir. D abord, par le biais de questions de nature statistique, vous pourrez vous familiariser avec le fonctionnement du système d exercices et nous permettre de voir quels problèmes vous rencontrez afin de pouvoir les corriger. Ensuite vous serez directement plongés dans les sujets traités en cours et la réponse aux questions posées pourra vous demander

2 Page 2 sur 27 une petite réflexion. Outre le cours dispensé en classe et le livre «L art des structures» du professeur Muttoni, vous pourrez également vous appuyer sur un cours en ligne dont la page d accueil est représenté sur la figure 2. N hésitez pas à croiser l utilisation de ces différents supports! Figure 2: Page d'accueil du cours en ligne (Cours en ligne) En fin de questionnaire, vous trouverez une zone où vous pourrez librement formuler des commentaires. N hésitez donc surtout pas à nous faire part de vos remarques que nous lirons avec intérêt! Attention! Si vous avez besoin d accéder au menu du cours, utilisez une autre fenêtre de navigateur, car si vous quittez cette page, vous n y retrouverez pas vos réponses quand vous y reviendrez! ENREGISTREZ REGULIEREMENT VOS REPONSES AU MOYEN DES BOUTONS PREVUS A CET EFFET. Maintenant, place à l exercice! INTRODUCTION Introduction (8 pts : 1 point par question)

3 Page 3 sur 27 Question 1:Combien d heures de cours et d exercices comprend le cours de Structures I? Une heure de cours, une heure d exercices Deux heures de cours, une heure d exercices Deux heures de cours, deux heures d exercices Pour les questions 2 à 8, aidez vous du cours d introduction en ligne Question 2: En plus du cours en ligne, quel document est disponible? Le livre «L art des structures» et les supports de cours au format PDF Question 3: A l heure actuelle, quelles sont les deux intervenants principaux dans la construction? Ingénieur et architecte Question 4: Qu est-ce que le parcours des structures? Un itinéraire dans le laboratoire d architecture qui présente des tableaux et photos de structures importantes de l histoire de la construction. Un guide conseillant la visite de divers édifices caractéristiques de l évolution architecturale en Europe. Par exemple, la cathédrale de Lausanne est l édifice n 34.

4 Page 4 sur 27 Une métaphore utilisée par le cours de structures pour décrire l ordre dans lequel la matière est présentée. Question 5: Quelle est la signification de cette figure dans le cours i-structures? Equilibre dans le plan Efforts et matériaux Charges et forces Tirants et poutres Question 6: Quand faut-il faire les exercices du cours de structures? Pendant le cours en salle Pendant les séances d exercices en salles informatiques Pendant les séances d exercices, puis à n importe quel moment dans la semaine Les exercices sont mêmes disponibles dès le vendredi précédant le lundi de la séance. Question 7: Doit on rendre tous les exercices? Non, les exercices sont facultatifs.

5 Page 5 sur 27 Oui et un bonus est attribué s ils sont tous rendus avec 50% de réponse juste au minimum. Non, un exercice parmi la totalité peut ne pas être rendu. Non, tous les exercices sont obligatoires. Un bonus de 0.5 point sera d ailleurs ajouté à la note finale du test si tous les exercices sont rendus avec au minimum 50% de réponses justes aux questions automatiques. Question 8: Doit-on rendre les exercices dans les temps? Oui toujours. Non, ce n est pas important. Force de gravitation (6 pts) Comme aide à la résolution des exercices numériques, deux types de calculatrice sont mises à disposition. Vous pouvez les utiliser en cliquant sur l icone «calculatrice», que vous trouvez à coté des icônes d applets, comme le montre la figure 3. Figure 3: Icône «calculatrice»

6 Page 6 sur 27 Question 9: La structure avec les personnes, montrées à la figure 4, subit sur la terre une force de gravitation de 174 kn. Si le poids de la structure est de 125 kn, et la masse moyenne d une personne est de 70 kg, estimer le nombre de personnes debout sur la structure 70 Le nombre de personnes est : Figure 4: Coupole en béton Le poids des éléments est directement dépendant du poids volumique et du volume. Indication : L eau a une masse volumique de 1 t/m 3 et un poids volumique de 10 kn/m 3. Pour le béton et l acier (matériaux principaux dans la construction), la valeur du poids volumique est : Question 10: Pour le béton armé: 10 kn/m 3

7 Page 7 sur kn/m 3 25 kn/m 3 27 kn/m 3 78 kn/m 3 (10 kn/m 3 est le poids volumique de l eau, 23 kn/m 3 celui du béton non armé, 27 kn/m 3 celui de l aluminium et 78 kn/m 3 celui de l acier) Question 11: Pour l acier: 10 kn/m 3 23 kn/m 3 25 kn/m 3 27 kn/m 3 78 kn/m 3 Question 12: Indiquer position correcte de la force de gravitation agissant sur la colonne :

8 Page 8 sur 27 Utilisation d applet (6 points) Dans le cadre de ce cours, nous allons utiliser des applets, comme déjà expliqué en introduction. Cet exercice simplifié vous servira d approche à un de ces outils. On va d abord apprendre comment introduire une force en plan, ce qui comprend la définition de l intensité et de la direction. On vous demande aussi d enregistrer le résultat, ce qui se fait à l aide du bouton. Vous ne pouvez pas choisir le nom du fichier, il est défini automatiquement. Vous trouvez la liste de vos fichiers Applet enregistrés dans «myfolder». Une fois l exercice rendu, il ne vous sera plus possible de modifier le fichier. N oubliez pas qu il y a toujours une aide en ligne sur l utilisation d applets, que vous obtenez en cliquant sur le bouton «aide» de l applet, comme le montre la figure 5 :

9 Page 9 sur 27 Figure 5: Bouton d'aide de l'applet Les applets suivantes montrent trois colonnes, dont le poids vaut respectivement 65 kn, 50 kn et 75 kn. A l aide de: l applet : gravitation_colonnes, introduisez les forces de gravitation des colonnes. Question 13: J ai enregistré ma solution dans l applet Oui Non Voir correction. A l aide de: l applet : Actions_sol_colonnes, introduisez l action du sol sur les colonnes. Question 14: J ai enregistré ma solution dans l applet Oui Non Voir correction. FORCE, EFFORTS ET SOUS-SYSTEMES Définitions (8 points) Dans le cours et dans les exercices de structures nous allons souvent parler d efforts, de forces et de contraintes, voici leurs définitions

10 Page 10 sur 27 Remarque : n hésitez pas à vous aider du glossaire du cours. Question 15: Quel terme est utilisé pour définir les actions externes agissant sur une structure? Effort Contrainte Force Question 16: Quel terme est utilisé pour définir une force à l intérieur d un élément de structure ou la force provenant de la coupe d un sous-système? Effort Contrainte Force Figure 6: Clown sur des échasses

11 Page 11 sur 27 Question 17: Pour le clown sur ses échasses, visible sur la figure 6, indiquer quelle est la nature des vecteurs A et B? Les vecteurs A et B sont des forces. Les vecteurs A et B sont des efforts. Le vecteur A est un effort et les vecteurs B des forces. Le vecteur A est une force et les vecteurs B des efforts Question 18: Pour le clown sur ses échasses, visible sur la figure 6, indiquer quelle est la signification du pointillé C? Le pointillé C ne représente rien de significatif dans l étude des structures. Le pointillé C est le contour du sous-système qui permet de déterminer le vecteur A. Le pointillé C est le contour du sous-système qui permet de déterminer les vecteurs B. Le pointillé C est la limite du dessin. Question 19: Quel terme est utilisé pour décrire l ensemble des actions servant à déterminer les dimensions, choisir les catégories de matériaux et résoudre les détails constructifs d une structure? Conception Construction Dimensionnement Question 20: Pour dimensionner une structure, on L état limite ultime

12 Page 12 sur 27 se base sur les critères de : L état limite de service L état limite ultime et l état limite de service Réactions, sous systèmes et équilibre (10 points) Question 21: Indiquer quel sous-système est adapté pour déterminer l action du sol sur la colonne :

13 Page 13 sur 27 Exactement. Question 22: Indiquer quel est le positionnement correct de l action du sol sur la colonne :

14 Page 14 sur 27 Contact - Questions - Commentaire Mise à jour : :10 Juste, le positionnement correct de l action du sol sur la colonne est : Indiquer pour chaque position de la colonne dans quel type d équilibre elle se trouve sous son poids propre : équilibre stable Question 23:

15 Page 15 sur 27 aucun équilibre statique Question 24: C est juste équilibre précaire

16 Page 16 sur 27 Question 25: Sous-système de structures (8 points) Grue de chantier

17 Page 17 sur 27 Figure 7: Grue sur le chantier du Learing Center - Descriptifs des différents éléments

18 Page 18 sur 27 Figure 8: Grue sur le chantier du Learing Center - Sous-systèmes On admet le poids propre de la grue, de la cabine, du contrepoids ainsi que la charge au bout du câble connus. On négligera le poids propre du câble qui soutient la charge. Question 26: En isolant le sous-système 1 présenté à la figure 8, indiquez quel(s) effet(s) peu(ven)t être déterminés? La réaction du sol. L effort dans la flèche arrière et dans les câbles de retenue. L effort dans les câbles de retenue et dans le mât. L effort dans le pylône et dans le mât. Rien de ce qui est proposé. Oui, c est juste!

19 Page 19 sur 27 Question 27: En isolant le sous-système 2 présenté à la figure 8, indiquez quel(s) effet(s) peu(ven)t être déterminés? L effort dans le câble qui supporte la charge. La réaction du sol. La réaction du sol et l effort dans le câble. L effort dans le mât de la grue. Rien de ce qui est proposé. Pont-grue La figure 9 montre un pont-grue avec une charge suspendue au câble. Figure 9: Pont-grue Pour le sous-système de la figure 10, indiquer la signification des flèches.

20 Page 20 sur 27 Figure 10: Sous-système du pont-grue Question 28: La flèche jaune représente : La force gravitationnelle de la terre sur la structure et la charge L action de la charge sur la structure La force gravitationnelle de la terre sur la charge Question 29: Les flèches vertes représentent : L action du sol sur la structure La force gravitationnelle de la terre sur la charge La force gravitationnelle de la structure et de la charge sur la terre

21 Page 21 sur 27 Télésiège La figure 11 décrit les éléments d un télésiège de poids connu, portant deux personnes de poids connu. Figure 11: Télésiège. Question 30: Quel sous-système faut-il choisir pour déterminer directement l effort dans la barre verticale? A B C

22 Page 22 sur 27 Question 31: Quel sous-système faut-il choisir pour déterminer directement l effort dans le câble en connaissant le poids des skieurs et du télésiège? A B C Non, avec ce sous système, il faudrait connaître l effort dans la barre, qui reste inconnue. Utilisation d applet pour sous-systèmes (6 points) Pour le sous-système montré dans l applet, introduire quantitativement les efforts nécessaires pour assurer l équilibre : applet : système de barres 1 Question 32: J ai enregistré ma solution dans Oui

23 Page 23 sur 27 l applet Non Voir correction. Pour le sous-système montré dans l applet, introduire quantitativement les efforts nécessaires pour assurer l équilibre : applet : système de barres 2 Question 33: J ai enregistré ma solution dans l applet Oui Non Voir correction. Pour le sous-système montrées dans l applet, introduire qualitativement les forces et les efforts nécessaire pour assurer l équilibre : applet : télésiège Question 34: J ai enregistré ma solution dans l applet Oui Non Voir correction. QUESTIONS STATISTIQUES Les questions suivantes sont d ordre statistique, et ne font pas l objet d une notation. Elles sont néanmoins obligatoires! Merci de votre coopération.

24 Page 24 sur 27 A. Participation au cours : Redoublants Question 35: Une page est disponible pour vous permettre de nous informer de si votre statut est particulier concernant ce cours (OBLIGATOIRE POUR LES REDOUBLANTS). Formulaire concernant mon statut J ai rempli la formulaire concernant mon statut? Oui Non, car je fais le cours pour la première fois B. Cours en ligne et informatique Question 36: Quel est votre niveau informatique actuel? débutant moyen avancé «hacker» Question 37: Avez-vous un ordinateur chez vous? oui, un desktop oui, un portable oui, les 2. Non Question 38: Si oui quel système utilisez vous? Windows MacIntosh Linux/Unix Un autre système J ai répondu non à la question précédente.

25 Page 25 sur 27 Question 39: Si vous avez un portable seriez vous intéressé de l utiliser pour les tests notés? oui non Question 40: Disposez-vous d une liaison Internet chez vous? oui, modem analogique (jusqu à 56K) oui, connexion à haut débit (câble, ADSL) non Question 41: Avez-vous déjà participé à un cours en ligne avant ce cours? oui, pour note oui, sans note non Question 42: Quelle est votre première réaction face au système du cours de structures? intérêt Question 43: En quelques mots, expliquez-nous votre réaction : je suis intéressé par ce cours si ce n'est par les notions de force et d'effort qui ne sont pas encore très claires. C. Formation Question 44: Quelle est votre plus haute formation avant de commencer vos études à l EPFL?

26 Page 26 sur 27 Maturité avec option arts visuels Maturité avec option biologie et chimie Maturité avec option économie et droit Maturité avec option espagnol Maturité avec option grec Maturité avec option latin Maturité avec option musique Maturité avec option philosophie et psychologie Maturité avec option physique et application des mathématiques Autre maturité ou baccalauréat diplôme HES autre diplôme d'ingénieur CMS Question 45: Dans quel canton avez-vous achevé votre plus haute formation? Vaud Question 46: Si vous avez répondu «Autre pays» : Spécifiez le pays Autre pays : Vous n'avez pas répondu à cette question. D. Divers Question 47: Quelle est votre première langue? Espagnol

27 Page 27 sur 27 Question 48: Quelle est votre deuxième langue? Français Question 49: Autres : anglais Question 50: En mathématiques, vous situeriez votre niveau sur une échelle de 0 à 100 entre : 61 et 80 Question 51: Avez vous eu de la peine à comprendre (par rapport à la langue) les questions de cet exercice? Non Question 52: Etes vous daltonien? Oui Non Faiblement Vous avez répondu à 51 questions sur 52 Questionnaire 38 Applet : Poids propre 3 Applet : action du sol 3 Applet : Système Barres 1 2 Applet : Système Barres 2 2 Applet : Télésiège 0 TOTAL 48 / 52