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GENIE CIVIL Travaux Pratiques de RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX & CALCUL DES STRUCTUR

GENIE CIVIL Travaux Pratiques de RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX & CALCUL DES STRUCTURES PARTIE I : ORGANISATION DES TRAVAUX PRATIQUES 1) Liste des TPs numéro intitulé page 1 Poutre triangulée 6 2 Déplacements transversaux dans une poutre - Flexion 8 3 Moments fléchissants & Contraintes normales - Flexion 11 4 Enveloppe des moments fléchissants 14 5 Poutre soumise à des actions nodales 16 6 Influence des liaisons – phénomène d’encastrement 19 Rq : en annexes (à partir de la p.22), plusieurs informations nécessaires à la réalisation des TPs sont disponibles. Les consulter impérativement pour une bonne compréhension des manipulations. 2) Planning date: date: date: date: date: SEMAINE→ → → → 1 2 3 4 5 GROUPE ↓ ↓ ↓ ↓ numéros des T R A V A U X P R A T I Q U E S ↓ ↓ ↓ ↓ A 1 2 3 4 5 B 2 3 4 5 6 C 3 4 5 6 1 D 4 5 6 1 2 E 5 6 1 2 3 F 6 1 2 3 4 3) Consignes concernant les TPs Il y a cinq séances de quatre heures de travaux pratiques obligatoires. Chaque TP comporte deux parties : 1. Une partie à préparer impérativement AVANT la séance de TP ; elle nécessite la connaissance du cours de mécanique des milieux continus, de RDM et de structures, voire une recherche bibliographique à la bibliothèque universitaire. Elle comporte des calculs préalables à faire manuellement et/ou sur ordinateur. Elle donne lieu à la rédaction d’un compte-rendu, « le rapport préliminaire », qui doit être présenté à l’enseignant en début de séance de TP. 2. La manipulation de 4 heures qui donne lieu à la rédaction d’un « rapport d’essai ». Chaque groupe de TP doit fournir 1 seul rapport comprenant le rapport préliminaire suivi du rapport d’essai. Ce rapport doit impérativement être remis à l’enseignant au début de la séance suivante. Aucun retard ne sera toléré. Les TPs sont sanctionnés par une note qui prend en compte : 1. le sérieux et la qualité du travail préparatoire, la connaissance des concepts, 2. la capacité qu’auront montrée les candidats à répondre aux questions qui pourront leur être posées. Des notes différenciées pourront donc être attribuées aux étudiants d’un même groupe, 3. la qualité des mesures, 4. le soin apporté à la présentation des résultats, le respect des directives données ci-dessous, 5. la rigueur des raisonnements scientifiques, le bien-fondé des conclusions. En cas de non présentation du rapport préliminaire en début de séance, le groupe sera sanctionné au niveau de la note du compte-rendu final. Les étudiants sont laissés libres de choisir le format (papier ou informatique) pour rendre leurs rapports. Si le format informatique est choisi, merci d’utiliser les extensions .doc (Microsoft Word) ou .pdf (Acrobat Reader). Il est impératif de nommer le fichier de la façon suivante : TPn°_noms étudiants ; exemple : TP4_Dupont Dupuis.pdf Les TPs font appel au logiciel RDM6, disponible gratuitement sur Internet à l’adresse suivante : http://iut.univ-lemans.fr/ydlogi/rdm_version_6.html Ce logiciel est également déjà installé sur les ordinateurs qui sont en libre accès pour les étudiants en salle 309 du centre de Génie Civil. Les étudiants ne pourront pénétrer dans la salle de TP que s’ils disposent de chaussures de sécurité. 4) Consignes concernant les rapports 1. La mesure d’une grandeur physique G est valide si elle est reproductible. ⇒ Toutes les mesures doivent être réalisées plusieurs fois : si possible 3 fois. Chaque point représentatif d’une mesure DOIT être encadré de son domaine d’incertitude. 2. Les points expérimentaux NE DOIVENT PAS être reliés entre eux par des segments de droite ou des arcs de courbe. Quelle serait en effet la signification physique de tels segments ? 3. Lorsque l’expérience peut être rendue compte par un modèle physique - comme c’est souvent le cas -, on reportera la courbe théorique représentative de ce modèle. 4. Les graphes doivent être tracés AVEC SOIN (sur du papier millimétré pour les rapports en version papier). Le titre du TP, les conditions expérimentales accompagnées d’un petit schéma en médaillon, doivent être succinctement rappelés. Les unités des grandeurs physiques doivent obligatoirement être mentionnées. Les axes des graphes doivent comporter le nom de la variable associée. Les échelles doivent être judicieusement choisies. La mention des échelles est requise. 5. La partie préliminaire doit aborder les concepts scientifiques liés au TP. Les notations, définitions, conventions doivent y être consignées. Les schémas de principe doivent y figurer. Les hypothèses qui soutiennent une théorie doivent être rappelées. Les calculs utiles à l’interprétation des résultats expérimentaux doivent être préparés. Les résultats essentiels doivent être mis en évidence. 6. Dans le rapport d’essai doivent figurer : • Les objectifs de la manipulation, • Le mode opératoire effectivement suivi au cours de la séance, • Les graphes sur lesquels les points expérimentaux et les courbes théoriques sont reportés, • Les interprétations et conclusions. Ces dernières doivent avoir un caractère scientifique et non pas vaguement spéculatif : Quelles sont les caractéristiques du matériau ? Le modèle théorique rend-il correctement compte des expériences menées ? Les hypothèses du modèle ont-elles été respectées ? Y a-t-il des effets de second ordre ? Comment justifier les écarts éventuels avec le modèle ? • Les résultats de mesures sous forme de tableaux annexés, • Un minimum de rédaction est requis : il faut que le rapport soit compréhensible. Faut-il le dire : le moins qu’on puisse attendre d’un futur cadre est le respect de la syntaxe, de la grammaire et du vocabulaire de la langue Française. Il est inutile de reprendre les développements du rapport préparatoire ; on doit par contre en utiliser les résultats. Rq importante : les tableaux de valeurs doivent être placés en annexe mais les courbes de résultats doivent apparaître dans le corps du compte-rendu avec l’interprétation. PARTIE II : CAHIER DE TRAVAUX PRATIQUES Objectifs Etude de la distribution des efforts normaux dans une poutre triangulée. Méthodes de calcul des treillis. Calcul des déplacements par la méthode de Castigliano. Dispositif expérimental Une poutre en treillis en aluminium, composée de sept panneaux triangulés, est chargée aux nœuds inférieurs 2, 4, 6 et 8 par un système de charge croissant —le système de force dépend du groupe de TP - cf Tableau 1 —. Des comparateurs permettent la mesure des déplacements de certains nœuds de l’ossature. L’un des panneaux est équipé de jauges de déformation utiles à la détermination de l’effort normal et d’autres sollicitations éventuelles. 1 2 3 5 7 9 4 6 8 30,8 75 39,4° 20 20 Epaisseur 2,16 mm G 5,8 Figure 1 - Poutre triangulée Données techniques Module de l’Aluminium (7075-T6) E=72 000 MPa ± 1 000 MPa Système de chargement : Le chargement est appliqué en 4 ou 5 étapes en multipliant les coefficients du Tableau 1 successivement par F= 5, 10, 15, 20, 25 daN (voire plus en fonction de la disponibilité des masses de 5 kg). groupe F2/F F4/F F6/F F8/F A - D 1 0 0 1 B - E 0 1 1 0 C - F 1 1 1 1 Tableau 1 : configuration de chargement du treillis Rapport préliminaire 1) Rappeler la définition d’un « treillis ». Présenter les hypothèses de calcul adoptées pour le calcul des efforts dans les treillis. Présenter succinctement les 3 méthodes généralement utilisées : équilibre des nœuds, méthode de Ritter, méthode de Crémona. 2) Montrer l’isostaticité du treillis. Barre 13 A B 3) Avec la méthode de votre choix, effectuer le calcul des efforts normaux dans ce treillis en fonction de F uniquement. Faire un tableau récapitulatif des valeurs des efforts normaux, en précisant s’il s’agit d’effort de compression ou de traction. 4) Enoncer le théorème de CASTIGLIANO. En appliquant ce théorème, déterminer le déplacement de la structure au nœud n°4. 5) A l’aide du logiciel RDM6 : a) Contrôler les résultats obtenus ci-dessus. b) Dans l’hypothèse où les membrures supérieure et inférieure sont continues, réévaluer les sollicitations et déplacements. c) Dans l’hypothèse où, de plus, les liaisons avec les diagonales sont rigides, réévaluer les sollicitations et déplacements. 6) Considérer maintenant le treillis comme une simple poutre sur deux appuis. Préciser la valeur numérique de l’inertie I. Etablir le diagramme (T) et (M). Calculer le déplacement au nœud 4 sous l’action du moment fléchissant seul. Calculer le supplément de déplacement produit par l’effort tranchant. Vérifier également ces résultats à l’aide du logiciel RDM6. Manipulation & rapport d’essai Précharger le treillis par des masses suspendues de 1kg aux nœuds 2, 4, 6 et 8 avant de faire le zéro. Cela permet de neutraliser les jeux d’assemblage et donc d’assurer un comportement linéaire de la structure. Appliquer des efforts croissants en respect du tableau et des directives générales. Pour chaque étape de chargement, relever les valeurs indiquées par les jauges de déformation dans le panneau du treillis qui en est équipé ainsi que le déplacement V4 du nœud 4. Analyse des résultats : - déplacement du nœud 4 : Tracer la courbe {F,V4}. Placer les points expérimentaux et leur domaine uploads/Ingenierie_Lourd/ cahier-tp-rdm-l3gc-2014-pdf.pdf