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02.01.2020

Calcul de la résistance au feu à l'aide d'une courbe paramétrée température-temps selon la DIN EN 1991-1-2

RF-/STEEL EC3 permet d’utiliser des courbes température-temps nominales 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 paramétrée température-temps, comme décrit dans l’Annexe de la DIN EN 1992-1-2. Le calcul à l'aide de cette courbe est expliqué et appliqué ci-dessous.

Si une résistance paramétrée au feu est utilisée comme un scénario d'incendie, il faut garantir la capacité de résistance du composant concerné. Ce composant ne doit pas se rompre pendant la phase d'incendie, y compris lors de la phase de refroidissement ou pendant une éventuelle période de résistance requise. L'Annexe A de l'EN 1991-1-2 contient une courbe paramétrée température-temps. Ce scénario d'incendie n'est plus autorisé en Allemagne car il existe une Annexe nationale à l'EN 1991-1-2, qui doit obligatoirement être utilisée. Ce scénario a ainsi été remplacé par une vérification pour différents scénarios d'incendie. Cette courbe permet de décrire un scénario complet pour un incendie susceptible de se produire. Ce scénario comprend donc la phase d'embrasement, la phase de développement et la phase de décroissance.

Les différentes sections de la courbe sont délimitées par les principaux points, ce qui permet d'obtenir le débit calorifique. Il faut cependant faire la distinction entre les incendies contrôlés par la ventilation et les incendies contrôlés par les charges calorifiques. Ce modèle de feu naturel est donc d'une utilité limitée. Il s'applique aux surfaces jusqu'à 400 m² et à une hauteur maximale de 6 m. Dans le cas d'un dimensionnement d'incendie contrôlé par ventilation, la valeur caractéristique du débit calorifique maximal peut être calculée à l'aide des équations de la figure suivante :

La température dans la section acier peut être calculée dans Microsoft Excel, par exemple. Une macro Excel permettant de calculer cette température est disponible dans la section Téléchargements ci-dessous. La valeur calculée peut ensuite être utilisée directement dans le module.

Processus de calcul

Le logiciel calcule d'abord le revêtement, le facteur d'ouverture et les coefficients de pénétration thermique individuels à partir des valeurs initiales, qui sont ensuite pondérées. On fait maintenant la distinction entre un incendie contrôlé par la ventilation et un incendie contrôlé par les charges calorifiques. Le logiciel fait cette distinction en comparant Qmax,v et Qmax,f. Chaque période individuelle et les températures correspondantes sont ensuite calculées à l'aide d'une densité de charge calorifique de référence q = 1 300 MJ/m².

Après le calcul des plages de température de référence, la comparaison avec la charge calorifique disponible et la charge calorifique de référence est effectuée afin de calculer les périodes réellement disponibles et les températures correspondantes. Les différents points sont calculés à l'aide d'une boucle. La courbe normalisée température-temps (ETK) est en outre incluse dans le logiciel afin de pouvoir faire immédiatement la comparaison avec le scénario de feu naturel.

Résultats du calcul

Le calcul montre que le feu naturel est plus faible que l'ETK, bien qu'une densité de charge calorifique très élevée ait été sélectionnée pour le modèle de feu naturel. Le compartiment d'incendie ne chauffe pas aussi vite que ce que montre l'ETK, qui est plus proche de la réalité. La durée d'un scénario de feu naturel est généralement beaucoup plus longue que nécessaire car elle inclut toujours une phase de refroidissement. Cette phase de refroidissement comprend la combustion du compartiment et peut être considérablement réduite, par des procédures d'extinction, par exemple.


Auteur

M. Frenzel est responsable du développement de produits pour l'analyse dynamique. Il fournit également une assistance technique aux clients de Dlubal Software.

Liens
Références
  1. EN 1991-1-2 Eurocode 1 : Actions sur les structures - Partie 1‑2: Actions générales - Actions du feu sur les structures. Berlin : Beth, 1993
Téléchargements


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