Vérification du comportement au feu selon EN 1993-1-2

Article technique

RF-/STEEL EC3 permet d’appliquer les courbes nominales température-temps dans RFEM ou RSTAB. La courbe normalisée température-temps (ETK), la courbe d’exposition à un feu externe et la courbe d’exposition à un feu d’hydrocarbure sont implémentées. De plus, le programme fournit l’option de préciser directement la température finale de l’acier. Cette température peut être calculée à l’aide de la courbe paramétrique température-temps, comme décrit dans l’Annexe à EN 1992-1-2. Les différentes expositions au feu sont exposées dans cet article.

Le feu

Le feu est une action sur la structure et est donc régulée avec toutes les conditions dans EN 1991-1-2. Cette norme inclut également toutes les courbes température-temps et les modèles de feu naturels simples pouvant agir sur une structure.

Courbes nominales température-temps

Au fil des ans, plusieurs tests au feu ont été réalisés pour évaluer le comportement des composants structurels en cas de feu. Lors des tests, il a été possible de déterminer le développement d’un feu, ainsi que la courbe de température en fonction de la charge de feu et des composants et matériaux.

Ces courbes température-temps ne sont applicables que dans une certaine mesure car elles ne comprennent pas de d’étape de développement du feu ou de refroidissement. Ces tests et afin de définir une évaluation uniforme standard, une loi température-temps basée sur des accords internationaux a été codifiée. EN 1991-1-2 fournit trois concepts de courbes d’exposition au feu pouvant être utilisés pour la méthode simplifiée selon EN 1993-1-2.

Figure 01 – Concepts de courbe pour le feu conformément à EN 1991-1-2

Courbe normalisée température-temps (ETK) :
$$\begin{array}{l}{\mathrm\Theta}_\mathrm g\;=\;20\;+\;345\;\cdot\;\log_{10}(8\;\cdot\;\mathrm t\;+\;1)\\{\mathrm\alpha}_\mathrm c\;=\;25\;\cdot\;\frac{\mathrm W}{\mathrm m\;\cdot\;\mathrm K}\end{array}$$
Courbe d’exposition à un feu externe
$$\begin{array}{l}{\mathrm\Theta}_\mathrm g\;=\;660\;\cdot\;(1\;-\;0.687\;\cdot\;\mathrm e^{0.32\cdot\mathrm t}\;-\;0.313\;\cdot\;\mathrm e^{-3.8\cdot\mathrm t})\;+\;20\\{\mathrm\alpha}_\mathrm c\;=\;25\;\cdot\;\frac{\mathrm W}{\mathrm m\;\cdot\;\mathrm K}\end{array}$$
Courbe d’exposition à un feu d’hydrocarbure
$$\begin{array}{l}{\mathrm\Theta}_\mathrm g\;=\;1,060\;\cdot\;(1\;-\;0.325\;\cdot\;\mathrm e^{-0.167\cdot\mathrm t}\;-\;0.675\;\cdot\;\mathrm e^{-2.5\cdot\mathrm t})\;+\;20\\{\mathrm\alpha}_\mathrm c\;=\;50\;\cdot\;\frac{\mathrm W}{\mathrm m\;\cdot\;\mathrm K}\end{array}$$

De plus, une courbe paramétrique d’exposition au feu existe, elle est cependant destinée à la vérification générale de la résistance au feu selon EN 1993-1-2. Dans ce cas, la courbe normalisée température-temps est la courbe d’exposition au feu la plus utilisée car la plupart des expérimentations d’exposition au feu de matériaux ont été réalisées selon cette courbe. À l’inverse, la courbe d’exposition au feu externe n’est pas importante car la température de cette courbe peut atteindre les 660° C et n’est ainsi pas adaptée à une exposition de longue durée du feu avec le matériau de protection du feu. La courbe d’exposition à un feu d’hydrocarbure est similaire à la courbe d’exposition au feu en tunnel car la température de cette courbe peut atteindre les 1 350° C et l’augmentation est plus importante que celle de n’importe quelle courbe.

Exposition à un feu paramétrique

Si l’exposition à un feu paramétrique est utilisée comme scénario de feu, l’effet de réduction de charge du composant structurel doit être assuré. Aucun échec du composant doit avoir lieu lors du feu et du refroidissement, ou pendant la durée de résistance au feu. L’appendice A d’EN 1991-1-2 fournit une courbe paramétrique température-temps. Ce scénario de feu n’est plus autorisé en Allemagne où il est obligatoire d’appliquer l’Annexe Nationale à EN 1991-1-2. Ce scénario a été remplacé par la vérification au feu qui permet une description complète d’un scénario au feu admissible : de l’étape de propagation jusqu’au refroidissement.

Figure 02 – Courbes paramétriques température-temps selon EN 1991-1-2/NA

Les sections de courbe sont limitées par des points distinctifs qui résultent d’une répartition du taux de libération de chaleur. Lors de la détermination des valeurs de température, il est nécessaire de distinguer entre des feux alimenté à l’oxygène et les feux alimenté au combustible. De plus, l’application de modèle de feu naturel est limitée. C’est un modèle qui s’applique aux surfaces recouvrant plus de 400 m2 et de plus de 6 m de haut. Dans le cas d’un feu alimenté à l’oxygène, la valeur caractéristique du taux maximum de libération de chaleur peut être calculé à l’aide des équations fournies dans l’Appendice A.

Littérature

[1]   Eurocode 1: Calcul des structures en acier - Partie 1‑2: Règles générales - Calcul du comportement au feu; EN 1991‑1‑2:2002 + AC: 2009
[2]   National Annex - Nationally determined parameters - Eurocode 1: Actions on structures - Part 1‑2: General actions - Actions on structures exposed to fire; DIN EN 1991‑1‑2/NA:2015‑09
[3]   Eurocode 3: Calcul des structures en acier - Partie 1‑1: Règles générales et règles pour les bâtiments ; EN 1993‑1‑1:2005 + AC:2009
[4]  National Annex - Nationally determined parameters - Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑1: General rules and rules for buildings; DIN EN 1993‑1‑1/NA:2015‑08
[5]  Eurocode 3: Calcul des structures en acier - Partie 1‑2: Règles générales - Calcul du comportement au feu ; EN 1993‑1‑2:2005 + AC:2009
[6]  National Annex - Nationally determined parameters - Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1‑2: General rules - Structural fire design; DIN EN 1993‑1‑2/NA:2010‑12

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RFEM Logiciel principal
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Logiciel de calcul de structures aux éléments finis (MEF) pour les structures 2D et 3D composées de plaques, voiles, coques, barres (poutres), solides et éléments d'assemblage

Prix de la première licence
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Logiciel de calcul de structures filaires composées de charpentes, poutres et treillis. Il permet d'effectuer le calcul linéaire et non-linéaire et de déterminer les efforts internes, déformations et réactions d'appui

Prix de la première licence
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RF-STEEL EC3 5.xx

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Prix de la première licence
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Prix de la première licence
1 480,00 USD