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GCI-7021 : Dynamique des structures
NRC 19805
Hiver 2015
Mode d'enseignement : Présentiel
Crédit(s) : 3
Description de la section Dynamique des structures : Il s’agit d’un cours
avancé dans le domaine de la dynamique des structures qui sera présenté
principalement en langue anglaise. Les concepts théoriques de base de même
que la réponse des structures soumises à des chargements variables dans le
temps, notamment les séismes, seront abordés. Le cours s’adresse aux
étudiants des cycles supérieurs intéressés par l'analyse dynamique des
structures en génie civil. Le cours traite d’abord du comportement des
systèmes à un degré de liberté (vibration libre, sollicitation de type
harmonique, impact et séisme et de leur spectre de réponse) puis des
systèmes à plusieurs degrés de liberté ainsi que leur comportement sous
sollicitation sismique. Le cours s’appuie sur les contenus de « Chopra, A.K.
(1995, 2001, 2007) Dynamics of structures: Theory and application to
earthquake engineering, 3rd Edn. Pearson ».“Students who are interested in
taking the course should contact the professor as soon as possible, providing
basic information such as their names, programs (MSc, PhD, etc) and
research directors.”
Plage horaire :
Cours en classe
jeudi 08h30 à 11h20 PLT-2542
Du 12 janv. 2015 au 24 avr. 2015
Il se peut que l'horaire du cours ait été modifié depuis la dernière
synchronisation avec Capsule. Vérifier l'horaire dans Capsule
Site de cours :
https://www.portaildescours.ulaval.ca/ena/site/accueil?idSite=59275
Coordonnées et disponibilités
Charles-Darwin Annan
Professeur
Pavillon Adrien-Pouliot, Local 2928-L
[email protected]
4186562131 poste 2542
Disponibilités :
Le professeur est disponible sur rendez-vous. Il suffit de lui envoyer un
courriel pour fixer une rencontre
Soutien technique :
Pour recevoir du soutien technique relatif à l'utilisation du Portail des Cours,
contactez :
Comptoir LiberT (FSG)
Pavillon Adrien-Pouliot, Local 3709
[email protected]
418-656-2131 poste 4651
Toutes sessions (du 1 janvier au 31 décembre)
Lundi
08h00 à 18h45
Mardi
08h00 à 18h45
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Mercredi
Jeudi
Vendredi
© Université Laval
08h00 à 18h45
08h00 à 18h45
08h00 à 16h45
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Sommaire
Description du cours ......................................................................................................................... 4
Objectifs ....................................................................................................................................... 4
Objectifs spécifiques ....................................................................................................................... 4
Table des Matières (in French) ......................................................................................................... 5
Contenu et activités .......................................................................................................................... 5
Évaluations et résultats .................................................................................................................... 6
Consignes sur les examens .............................................................................................................. 6
Consignes sur les travaux ................................................................................................................ 6
Modalités d'évaluation ..................................................................................................................... 6
Informations détaillées sur les évaluations sommatives ....................................................................... 7
Assignment 1 ............................................................................................................................ 7
Mid-Term Quiz .......................................................................................................................... 7
Assignment 2 ............................................................................................................................ 7
Assignment 3 ............................................................................................................................ 7
Term Project (Presentation and Report in French or English) ............................................................ 7
Détails sur les modalités d'évaluation ................................................................................................ 7
Politique sur les examens ................................................................................................................ 8
Échelle des cotes ............................................................................................................................ 8
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques ............................................................................... 8
Politique sur le plagiat et la fraude académique .................................................................................. 8
Étudiants ayant un handicap, un trouble d’apprentissage ou un trouble mental ....................................... 9
Matériel didactique ........................................................................................................................... 9
Matériel obligatoire ......................................................................................................................... 9
Matériel complémentaire ................................................................................................................. 9
Logiciels ........................................................................................................................................ 9
Médiagraphie et annexes .................................................................................................................. 9
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Description du cours
Objectifs
The course « GCI-7021B Dynamics of structures » is an advanced course in structural dynamics, and it is
delivered mostly in English. For sudents, an intermediate level of English language proficiency is required for
registration. The course presents the concepts of structural dynamics and the response of civil engineering
structures to time-varying loads, including those due to earthquakes. The course is recommended for graduate
students who are interested in dynamic analysis of structures. Previous knowledge of structural dynamics is not
required. However, exposure to linear algebra, matrices and differential equations, and a basic course in
structural theory are required. The course will address topics such as dynamic equilibrium of structures,
response of a single degree of freedom system to dynamic excitation (free vibration, harmonic loads, pulses
and earthquakes), response and design spectra, response of multi-degree of freedom systems, and seismic
behaviour of structures. The course will follow the contents of « Chopra, A.K. (2011) Dynamics of structures:
Theory and application to earthquake engineering, 4th Edn. Pearson »
Objectifs spécifiques
1. Equation of motion of single-degree-of-freedom systems. Students should be able to:
a) Understand the functional elements of a dynamic system - mass, damping, stiffness
b) Idealise the system and derive mathematical description of dynamic motion
2. Free and forced vibrations of a single-degree-of-freedom system. Students should be able to apply
knowledge of mathematics, science and engineering to:
a) Solve the equation for the response of dynamic motion, and describe free vibration
b) Find natural frequency and resonant response
c) Differentiate between the responses of undamped and damped vibration
d) Calculate response to harmonic and periodic excitations; transmissibility concept
e) Calculate response to arbitrary, step and pulse excitations using Duhamel’s integral
3. Numerical evaluation of dynamic response. Students should recognise the need of using numerical methods
in structural dynamics. The student should be able to compute the dynamic response by implementing the
following in spreadsheet
a) Method based on interpolation of excitation
b) Central difference method
c) Newmark’s method, Wilson’s method
4. Response of structures to earthquake ground motions
a) Understand the response spectrum concept
b) Relations between deformation, pseudo-velocity and pseudo-acceleration spectra
c) Recognise the difference between design and response spectra
d) Design simple structures using response spectra
5. Generalised single-degree-of-freedom systems and Rayleigh’s method
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5. Generalised single-degree-of-freedom systems and Rayleigh’s method
a) Understand the representation of motion in generalised coordinate
b) Idealise and draw the shape function
c) Derive and solve equation of motion for continuous beam subject to lateral force, and support motion
d) Derive and solve equation of motion for lumped mass system
e) Calculate frequencies using Rayleigh’s method
6. Multi-degree-of-freedom systems and forced vibrations.
a) Derive equation of motion for multi-degree-of-freedom systems (MDOF)
b) Calculate eigenvalues and eigen vectors
c) Solve MDOF systems using modal analysis and superposition
d) Determine response to ground motion based on spectral approach
7. Introduction to some contemporary state-of-the-art dynamic structural analysis software – SeismoSoft
program suite and SAP2000 Nonlinear.
Table des Matières (in French)
1. Introduction
2. Formulation de l’équation du mouvement (Systèmes à un degré de liberté)
3. Régime libre de l’oscillateur élémentaire
4. Régime forcé harmonique
5. Régime permanent périodique
6. Réponse à une charge arbitraire
7. Évaluation numérique de la réponse dynamique
8. Réponse à un tremblement de terre
9. Systèmes généralisés à un degré de liberté
10. Introduction des systèmes à plusieurs degrés de liberté
11. Modèles de paramètres distribués des systèmes à plusieurs degrés de liberté
12. Réponse des systèmes à plusieurs degrés de liberté
13. Approche modale
14. Introduction de l'interaction de sol-structure dans l'analysis parasismique des structures
Contenu et activités
Le tableau ci-dessous présente les semaines d'activités prévues dans le cadre du cours.
Titre
Date
Semaine 1
Semaine 2
Semaine 3
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Semaine 4 - Homework Assignment 1 OUT
Semaine 5
Semaine 6: Assignment 1 Due (5%)
Semaine 7 : Term Quiz (Examen mi-session) - 50%
Semaine 8: Semaine de Lecture
Semaine 9 : Homework Assignment 2 Out
Semaine 10 : Homework Assignment 2 Due (10%).
Semaine 11: Homework Assignment 3 Out (15%)
Semaine 12: Homework Assignment 3 (Problem 1-3) Due
Semaine 13: Assignment 3 (problem 4) DUE
Semaine 14 : Term Project Presentation & Report (20%) - French or English
Semaine 15: Project Report Due
Note : Veuillez vous référer à la section Contenu et activités de votre site de cours pour de plus amples détails.
Évaluations et résultats
Consignes sur les examens
Exams or quizzes are closed-book. A one-page fact sheet will normally be provided to students together with
the exams or quizzes.
No other material or textbook is permitted during an exam or a quiz except the prescribed calculators.
Students are encouraged to solve all the suggested problems at the end of each chapter of the coursenote
and additional problems in the required course textbook (CHOPRA). Any particular difficulty should be
brought to the attention of the professor in order to be addressed in class.
Consignes sur les travaux
Assignments are on individual basis. Group discussions are allowed and in fact encouraged but solutions to
problems are to be prepared and submitted individually.
Modalités d'évaluation
Sommatives
Titre
Date
Mode de travail
Pondération
Assignment 1
Dû le 12 févr. 2015 à 11h00
Individuel
5 %
Mid-Term Quiz
Le 26 févr. 2015 de 08h30 à 10h15
Individuel
50 %
Assignment 2
Dû le 19 mars 2015 à 11h00
Individuel
10 %
Assignment 3
Dû le 2 avr. 2015 à 11h00
Individuel
15 %
Term Project (Presentation and Report
in French or English)
Dû le 16 avr. 2015 à 08h30
Individuel
20 %
Formatives
Titre
Date
Mode de travail
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Informations détaillées sur les évaluations sommatives
Assignment 1
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
12 févr. 2015 à 11h00
En classe
Individuel
5 %
PLT 2542
Mid-Term Quiz
Date :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
Le 26 févr. 2015 de 08h30 à 10h15
Individuel
50 %
PLT-2542
Directives de l'évaluation :
Exam is closed book. A one-page fact sheet will be provided to students together with the exams.
Matériel autorisé :
None
Assignment 2
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
19 mars 2015 à 11h00
Individuel
10 %
PLT-2542
[email protected]
Electronic copy of solved assignments are to be submitted as well as the paper copy
in class.
Assignment 3
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
2 avr. 2015 à 11h00
Problems 1-3 due. Problem 4 due the following week on 9 April 2015
Individuel
15 %
PLT-2542
[email protected]
Students are expected to submit an electronic version of solved assignments, in
addition to the paper version in class.
Term Project (Presentation and Report in French or English)
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
16 avr. 2015 à 08h30
Term project oral presentation on 16 April 2015. Written report due on 23 April
2015.
Individuel
20 %
PLT-2542
[email protected]
10 minutes oral presentation (in French or English) of project work will be made by
each student on the last day of class on 16 April 2015.Written reports (in French or
English) are due on 23 April 2015. Students are expected to hand in paper version as
well as electronic copy, including model file if applicable.
Détails sur les modalités d'évaluation
Cette sous-section n'a pas encore été complétée par votre enseignant.
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Politique sur les examens
Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du
secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent rencontrer leur professeur
au début de la session afin que des mesures d'accommodation en classe ou lors des évaluations puissent être
prévues et planifiées suffisamment à l'avance puis mises en place.
SVP se référer à la Politique de reprise des examens en vigueur au Département de génie civil. Cette politique
peut être consultée à l'adresse suivante : http://www.gci.ulaval.ca/fileadmin/gci/documents/Politique_GCI_RepriseEvaluation_20FEV2013.pdf
Les étudiants doivent prendre connaissance de cette politique au début de la session de cours.
Le formulaire qui accompagne cette politique est disponible à l'adresse suivante : http://www.gci.ulaval.ca/fileadmin/gci/documents/Autorisation_de_reprise_d_une_evaluation__Fevrier_2013_.pdf
Échelle des cotes
Cote
% minimum
% maximum
Cote
% minimum
% maximum
A+
90
100
C+
66
69,99
A
86
89,99
C
50
65,99
A-
82
85,99
E
0
49,99
B+
78
81,99
B
74
77,99
B-
70
73,99
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques
La politique sur l'utilisation d'appareils électroniques de la Faculté des sciences et de génie peut être consultée
à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Calculatrices-autorisees-FSG.pdf.
Politique sur le plagiat et la fraude académique
Règles disciplinaires
Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'Université
Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont
prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à
32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante:
http://www.ulaval.ca/sg/reg/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf
Plagiat
Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de:
i. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou
électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source;
ii. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en
mentionner la source;
iii. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance;
iv. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant);
v. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires.
L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette
vos travaux pour analyse.
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vos travaux pour analyse.
Étudiants ayant un handicap, un trouble d’apprentissage ou un trouble mental
Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du
secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent impérativement se
conformer à la politique d'Accommodations scolaires aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui
peut être consultée à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Politique-Facultaire-Accommodements.pdf
Matériel didactique
Matériel obligatoire
Dynamics of Structures, Theory and Applications to Earthquake Engineering
(2011) (4e édition)
Auteur : Chopra, A.K.
Éditeur : Prentice Hall (2011)
ISBN : 9780132858038
Course Notes!
Course notes and all articles posted on the course website must be printed out and brought to class.
Matériel complémentaire
Structural Dynamics – Theory and Applications, Addison-Wesley (1999)
Auteur : Tedesco, J.W., McDougal, W.G., and Ross, C.A.
Éditeur : Addison-Wesley (1999)
ISBN : 0673980529
Dynamics of Structures, Wiley (2010)
Auteur : Paultre, P.
Éditeur : Wiley iSTE (2010)
ISBN : 9781848210639
Dynamics of Structures, 3rd Edition. CRC Press / Balkema (2012) (3e édition)
Auteur : Humar, J.L.
Éditeur : CRC Press / Balkema (2012) (2012)
ISBN : 9780415620864
Logiciels
Registered students will be given access to the award-winning SeismoSoft suite of software (which includes SeismoStruct v7, SeismoSignal, SeismoMatch and SeismoArtif). Students are encouraged to use this
computer software to carry out their proposed term projects. The link to downloading the software is provided
on the WELCOME page! http://www.seismosoft.com/en/Download.aspx
Médiagraphie et annexes
Cette section ne contient aucune information.
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