L’ingénierie des structures s’intéresse à la conception, à l’analyse, à l’inspection, à la construction et à la maintenance des structures porteuses ou de résistance aux charges. Elle subdivise les structures en petits éléments en fonction des mécanismes de portance qu’ils mettent en œuvre – colonnes, poutres, poutres maîtresses, assemblages, murs, fermes, chevrons du comble, plaques, coquilles, arcs et diaphragmes, etc. Les ingénieurs en structures doivent définir le plan de la disposition, le membrure profilé, la grandeur et la nuance de matériau de ces éléments pour tenir compte de leur capacité, et de l’importance de la flexion (ou flèche) ou de la fatigue. Ils doivent ensuite effectuer le calcul des structures pour ces différents éléments en tenant compte de toutes les combinaisons possibles de charges appliquées et d’effets, notamment la charge permanente, la surcharge, les charges attribuables aux vibrations, au vent, à la neige et à la glace, les effets des séismes et de la température.

Le travail d’un ingénieur en structures consiste principalement à concevoir des structures souterraines, comme les fondations ou pieux, et des superstructures, comme les structures de bâtiments ou de maisons, les supports d’équipement industriel, les râteliers tuyauteries, les passerelles et les plateformes. Plus précisément, les ingénieurs en structures :

  • Conçoivent des fondations.
  • Conçoivent des structures en acier, en béton et en bois.
  • Coordonnent les activités de conception avec d’autres disciplines, comme l’ingénierie des infrastructures, et le génie mécanique et électrique.
  • Préparent des estimations, des devis de construction et des rapports techniques sur les travaux structurels.
  • Aident à préparer des estimations, des échéanciers et des budgets pour les travaux structurels.
  • Participent à la gestion ou la supervision de chantier.

Actions sur les structures

Les actions qui agissent sur les structures sont catégorisées et normées. Les principales sont :

Le poids propre
Il s’agit du poids de la structure elle-même. Par exemple, le béton armé pèse 2500 kg/m³, l’acier 7850 kg/m³, le bois de construction (résineux) 500 kg/m.
(En France, la norme NF P 06.004 donne une liste quasi-exhaustive des densités des matériaux utilisés en génie civil. Depuis le , cette norme a été remplacée par la norme NF P06-111-2/A1.)
Les charges permanentes (G)
Il s’agit de l’équipement de l’ouvrage (les revêtements, les cloisons, les installations techniques) qui sera en permanence associé à la structure (pas de variation temporelle).
Pour des bureaux, elles sont habituellement de 100 daN/m².
(En France, la norme NF P 06.004 indique les densités des matériaux utilisés en construction de bâtiments.)
Les charges d’exploitation (Q)
Ce sont les charges venant de l’utilisation de l’ouvrage. Par exemple, le poids des piétons, celui du trafic routier sur un pont, l’utilisation des bureaux (personnes et mobilier) ou le poids des voitures dans un parking en font partie. Il est également possible de considérer certaines de ces charges (mobiles) comme des charges variant dans le temps et l’espace pour en tirer une analyse dynamique.
Pour des bureaux, elles sont habituellement de 250 daN/m².
(En France, la norme NF P 06.001 décrit pour chaque local de chaque type d’ouvrage les charges à prendre en compte.)
Les charges climatiques
les efforts dus au vent.
Ces charges sont déterminées et calculées grâce aux normes NV65 N84 modifiées 2000.
Les charges sismiques
Les efforts entraînés par un séisme sont de nature dynamique et sollicitent les ouvrages de manière très particulière.

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