Dynamique des structures : bases et applications pour le génie civil

Auteur(s) :

Lestuzzi, Pierino (1964-....) Découvrir l'auteur

Résumé

La dynamique des structures est un champ d'expertise dont la maîtrise est indispensable pour tout projet de construction. C'est à l'exposé des bases théoriques et fondamentales de cette branche commune à plusieurs domaines de l'ingénierie que s'attache ce manuel, illustré d'exemples d'applications au génie civil. Avec un développement consacré aux actions provoquées par le vent et les séismes. ©Electre 2023

Autre(s) auteur(s)
- Smith, Ian F. C.
Éditeur(s)
- Presses polytechniques et universitaires romandes
Date
- DL 2023
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 volume (XI-241 p.) : ill. en noir et en coul., graph., plans, cartes, couv. ill. en coul. ; 24 cm
Collections
- Génie civil
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-88915-532-3
Indice
- 620.25 Théorie des structures
Quatrième de couverture
- Dynamique des structures
  Bases et applications pour le génie civil
  La dynamique des structures est un champ d'expertise dont la maîtrise est désormais indispensable pour tout projet de construction. Le développement de structures toujours plus légères et élancées impose en effet à l'ingénieur civil d'en connaître les principes, tout comme ceux du génie parasismique.
  C'est à l'exposé des bases théoriques et fondamentales de cette branche commune à plusieurs domaines de l'ingénierie que s'attache ce manuel, illustré de nombreux exemples d'application au génie civil. Les principes de la dynamique des structures sont tout d'abord présentés avec un, puis plusieurs degrés de liberté, à l'image de l'amortisseur à masse accordée dont le fonctionnement, reposant sur un système à deux degrés de liberté soumis à une excitation harmonique, fait l'objet d'une attention particulière. Autre point décisif de l'ouvrage : le concept de spectre de réponse, qui constitue un outil essentiel pour l'ingénieur praticien.
  Le lecteur y trouvera également un développement consacré aux actions dynamiques provoquées par le vent et les séismes, une introduction à la dynamique non linéaire, et de nombreux exemples d'utilisation de mesures de vibration in-situ pour l'analyse dynamique. Enfin, l'ensemble des procédures de calcul importantes sont formulées avec les instructions du logiciel de calcul numérique MatLab.
  Cette troisième édition intègre les nouveautés de la dernière version de la norme suisse de construction SIA 261 en matière de dimensionnement parasismique. Les exemples numériques du chapitre 5 y ont été adaptés, en particulier avec l'utilisation des nouveaux spectres de réponse correspondants. Quelques coquilles ont en outre été corrigées.
  Une référence solide et durable pour tous les étudiants et ingénieurs praticiens en construction.
Tables des matières
- - Dynamique des structures
  - Bases et applications pour le génie civil
  - Pierino Lestuzzi, Ian F.C. Smith
  - Presses polytechniques et universitaires romandes
  - Avant-propos V
  - 1. Introduction1
  - 1.1 Définitions3
  - 1.1.1 Degrés de liberté3
  - 1.1.2 Types de mouvements oscillatoires3
  - 1.2 Paramètres et hypothèses5
  - 1.2.1 Masse5
  - 1.2.2 Rigidité5
  - 1.2.3 Amortissement5
  - 1.2.4 Unités6
  - 1.3 Equation du mouvement6
  - 1.3.1 Loi de Newton6
  - 1.3.2 Hypothèses de base6
  - 1.3.3 Principe de d'Alembert7
  - 1.4 Instructions MatLab7
  - 1.5 Public et objectifs7
  - 1.6 Lectures complémentaires8
  - 1.7 Remerciements8
  - 1.8 Références8
  - 1.9 Notations9
  - 1.9.1 Conventions9
  - 1.9.2 Majuscule latines9
  - 1.9.3 Minuscules latines10
  - 1.9.4 Majuscules grecques11
  - 1.9.5 Minuscules grecques12
  - 2. Systèmes à un degré de liberté13
  - 2.1 Introduction15
  - 2.2 Oscillations libres non amorties15
  - 2.2.1 Equation différentielle16
  - 2.2.2 Paramètres16
  - 2.2.3 Solutions en fonction des conditions initiales16
  - 2.2.4 Influence d'une force constante18
  - 2.2.5 Exemple19
  - 2.3 Oscillations libres amorties19
  - 2.3.1 Equation différentielle20
  - 2.3.2 Paramètres21
  - 2.3.3 Résolution21
  - 2.3.4 Amortissement faible : ζ< 122
  - 2.3.5 Décrément logarithmique24
  - 2.3.6 Amortissement fort : ζ> 125
  - 2.3.7 Amortissement critique : ζ = 126
  - 2.3.8 Exemple26
  - 2.4 Oscillations entretenues (ou forcées)27
  - 2.4.1 Equation différentielle27
  - 2.4.2 Résolution28
  - 2.4.3 Exemple32
  - 2.4.4 Résonance32
  - 2.4.5 Transmissibilité34
  - 2.5 Mouvement de la fondation35
  - 2.5.1 Equation différentielle36
  - 2.5.2 Déplacement prescrit37
  - 2.5.3 Application des facteurs d'amplification dynamiques R_d et R_f38
  - 2.5.4 Accélération prescrite (séisme)38
  - 2.5.5 Exemple39
  - 2.6 Force quelconque40
  - 2.6.1 Impulsion40
  - 2.6.2 Intégrale de Duhamel (ou convolution)42
  - 2.7 Forces appliquées brusquement42
  - 2.7.1 Force constante42
  - 2.7.2 Force augmentant linéairement43
  - 2.7.3 Force augmentant linéairement avant stabilisation44
  - 2.8 Forces de type impulsionnel (chocs et explosions)47
  - 2.8.1 Impulsion rectangulaire47
  - 2.8.2 Impulsion sinusoïdale50
  - 2.8.3 Impulsion triangulaire53
  - 2.8.4 Comparaison des spectres de réponse55
  - 2.8.5 Influence de l'amortissement56
  - 2.8.6 Force d'explosion57
  - 2.8.7 Force transmise par une masse58
  - 2.9 Evaluation numérique59
  - 2.9.1 Discrétisation59
  - 2.9.2 Approximation de l'équation du mouvement60
  - 2.9.3 Interpolation linéaire60
  - 2.9.4 Méthode de la différence centrée63
  - 2.9.5 Méthode de Newmark64
  - 2.10 Synthèse66
  - 2.11 Références68
  - 2.12 Annexe : Instructions MatLab69
  - 2.12.1 Calcul par la méthode de l'interpolation de l'excitation69
  - 2.12.2 Calcul par la méthode de la différence centrée70
  - 2.12.3 Calcul par la méthode de Newmark71
  - 3. Oscillateur simple équivalent pour systèmes à masse répartie73
  - 3.1 Introduction75
  - 3.2 Assemblage de corps rigides75
  - 3.2.1 Formulation à l'aide des travaux virtuels76
  - 3.2.2 Exemple : assemblage de deux poutre rigides76
  - 3.2.3 Influence d'un effort normal79
  - 3.2.4 Exemple : plaque rigide rectangulaire80
  - 3.2.5 Exemple : balancement latéral d'un mur rigide82
  - 3.3 Assemblage de corps flexibles84
  - 3.3.1 Exemple : console verticale soumise à un séisme85
  - 3.3.2 Exemple88
  - 3.4 Synthèse90
  - 3.5 Références91
  - 4. Systèmes à plusieurs degrés de liberté93
  - 4.1 Introduction95
  - 4.2 Oscillations libres non amorties95
  - 4.2.1 Equation du mouvement95
  - 4.2.2 Forme matricielle96
  - 4.2.3 Modes propres et pulsations propres97
  - 4.2.4 Exemple cadre bi-encastré à deux étages avec traverses infiniment rigides98
  - 4.2.5 Illustration du comportement dynamique100
  - 4.2.6 Coordonnées modales102
  - 4.2.7 Matrice de rigidité103
  - 4.2.8 Quotient de Rayleigh105
  - 4.3 Oscillations libres amorties106
  - 4.3.1 Equation du mouvement106
  - 4.3.2 Amortissement classique et non classique107
  - 4.3.3 Amortissement de Rayleigh108
  - 4.4 Oscillations entretenues (ou forcées)110
  - 4.4.1 Cadre à deux étages110
  - 4.4.2 Amortisseur à masse accordée112
  - 4.5 Mouvement de la fondation116
  - 4.5.1 Equation du mouvement dans le cas sismique117
  - 4.5.2 Matrices et vecteurs117
  - 4.6 Analyse modale dans le cas sismique118
  - 4.6.1 Découplage118
  - 4.6.2 Facteurs de participation119
  - 4.6.3 Grandeurs généralisées119
  - 4.6.4 Amortissement modal120
  - 4.6.5 Résolution120
  - 4.6.6 Grandeurs modales (masse et hauteur)121
  - 4.6.7 Exemple du cadre bi-encastré à deux étages avec traverses infiniment rigides124
  - 4.7 Exemple numérique125
  - 4.8 Synthèse131
  - 4.9 Références133
  - 4.10 Annexe : Instructions MatLab134
  - 5. Réponses et spectres137
  - 5.1 Introduction139
  - 5.2 Cas sismique139
  - 5.2.1 Définition et caractéristiques139
  - 5.2.2 Spectre de réponse de l'accélération et spectre de réponse du déplacement relatif142
  - 5.2.3 Influence de l'amortissement143
  - 5.2.4 Exemple d'application143
  - 5.2.5 Spectres de norme144
  - 5.2.6 Spectre de réponse et spectre de Fourier144
  - 5.2.7 Spectre de plancher145
  - 5.3 Méthode du spectre de réponse146
  - 5.3.1 Règle de superposition147
  - 5.3.2 Méthode des forces de remplacement149
  - 5.4 Exemples numériques150
  - 5.4.1 Bâtiment régulier150
  - 5.4.2 Bâtiment irrégulier153
  - 5.5 Synthèse155
  - 5.6 Références156
  - 5.7 Annexe : Instructions MatLab157
  - 6. Vent et séisme161
  - 6.1 Introduction163
  - 6.2 Vent163
  - 6.2.1 Généralités163
  - 6.2.2 Origine du vent164
  - 6.2.3 Couche limite de l'atmosphère et turbulences165
  - 6.2.4 Profil vertical des vitesses moyennes166
  - 6.2.5 Collines166
  - 6.2.6 Le vent dans la norme SIA 261167
  - 6.2.7 Lectures complémentaires175
  - 6.3 Séisme175
  - 6.3.1 Causes des séismes176
  - 6.3.2 Effets des séismes176
  - 6.3.3 Danger (ou aléa) sismique177
  - 6.3.4 Le séisme dans la norme SIA 261178
  - 6.3.5 Spectres de microzonage184
  - 6.3.6 Lectures complémentaires186
  - 6.4 Références186
  - 7. Dynamique non linéaire : introduction189
  - 7.1 Introduction191
  - 7.1.1 Causes des non-linéarités191
  - 7.1.2 Equation du mouvement191
  - 7.2 Résolution191
  - 7.3 Modèles hystérétiques193
  - 7.3.1 Courbes d'hystérèse mesurées193
  - 7.3.2 Ductilité194
  - 7.3.3 Modèle élasto-plastique195
  - 7.3.4 Modèle en « S »196
  - 7.3.5 Modèles spécifiques du béton armé199
  - 7.3.6 Reproduction d'essais dynamiques par les modèles hystérétiques202
  - 7.4 Références204
  - 7.5 Annexe : Instructions MatLab206
  - 7.5.1 Oscillateur simple non linéaire élasto-plastique, méthode de la différence centrée206
  - 7.5.2 Oscillateur simple non linéaire, modèle en « S », méthode de la différence centrée208
  - 7.5.3 Oscillateur simple non linéaire, hors plan en « S », méthode de la différence centrée210
  - 8. Mesures in-situ et analyse dynamique213
  - 8.1 Introduction215
  - 8.2 Aspects sismiques de la rénovation de la Tour Bel-Air à Lausanne215
  - 8.3 Bâtiment en béton armé de 12 étages217
  - 8.4 Rénovation d'un bâtiment en maçonnerie de pierre naturelle219
  - 8.5 Démolition d'un bâtiment en maçonnerie non armée223
  - 8.6 Des cours de danse perturbants224
  - 8.7 Références229
  - 9. Annexe : rappel calcul des structures231
  - 9.1 Introduction233
  - 9.2 Méthode des déplacements233
  - 9.3 Cadre bi-encastré à un étage avec traverse infiniment rigide234
  - 9.4 Cadre bi-encastré à un étage sollicité transversalement235
  - 9.5 Références237
  - Index 239
Origine de la notice:
- Abes ;
- Electre