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30.12.2021

Vérification de la résistance au feu des barres en acier dans RFEM 6

L'acier présente des propriétés thermiques médiocres en matière de résistance au feu. La dilatation thermique due à l'augmentation de la température est très élevée par rapport à celle d'autres matériaux de construction et peut entraîner des effets jusqu'ici absents dans la vérification à température normale en raison de contraintes dans le composant. Lorsque la température augmente, la ductilité de l'acier augmente également, alors que sa résistance diminue. L'acier perdant 50 % de sa résistance à une température de 600 °C, il est essentiel de protéger les composants contre les effets du feu. Dans le cas de composants en acier protégés, la durée de résistance au feu peut être augmentée en raison du comportement thermique amélioré.

Vérification de la résistance au feu dans RFEM 6

Dans RFEM 6, vous avez la possibilité de définir la configuration de résistance au feu pour la vérification de l'acier à l'aide des tableaux illustrés dans la Figure 1 et à l’aide de la situation de projet accidentelle propre à la vérification de la résistance au feu. L’action déterminante de cette situation de projet est ensuite comparée à la vérification de la résistance à la température d'incendie, permettant ainsi d'obtenir un rapport de vérification devant être inférieur à 1 pour que le calcul soit réalisé. La valeur de calcul de la résistance est obtenue en réduisant la limite d'élasticité due à l'augmentation de la température, tandis que le facteur de réduction dépend de la température de l'acier θa à l'issue du temps requis de résistance au feu, celui-ci étant interpolé à partir de [1], Tableau 3.1.

Paramètres de vérification de la résistance au feu dans RFEM 6

Les paramètres de vérification de la résistance au feu dans RFEM 6 peuvent être ajustés dans la fenêtre affichée sur la Figure 2. Si la température finale doit être définie de manière analytique, le temps requis pour la résistance au feu ainsi que l'intervalle de temps propre à l'analyse doivent être définis.

The steel temperature θa at the end of the required time of fire resistance tf,req is obtained by calculating the increase of temperature for the steel Δθa at each time interval of analysis according to Equation (4.25) of [1]. The steel temperature for the next time step is obtained from the sum of the steel temperature of the previous step and the heating Δθa until the point time t, where the governing steel temperature is obtained.

Les paramètres de calcul qui affectent le calcul de la température finale doivent être déterminés dans la configuration de résistance au feu indiquée sur la Figure 2. Hence, the number of cross-section sides that are exposed to fire has to be defined, since it affects the determination of the section factors according to [1], Tables 4.2 and 4.3.

Il est ensuite nécessaire de sélectionner la courbe de température pour déterminer la température du gaz. Trois courbes peuvent être sélectionnées : la courbe standard temps-température (ETK), la courbe de feu externe et la courbe de feu des hydrocarbures (Figure 3 à Figure 5). Le logiciel peut déterminer la température du gaz à partir de ces diagrammes.



The configuration factor, the emissivity of the steel member, and the emissivity of fire as factors for the determination of net flux according to [1] and [2] are preset by the program, but the user can adjust them to specific conditions. L'effet favorable de la galvanisation à chaud des composants structuraux peut également être pris en compte lors de la détermination de la température de l'acier en sélectionnant l'option « Surface galvanisée de la barre en acier au carbone ». En général, l'émissivité surfacique inférieure de la surface galvanisée εm,lim est considérée jusqu'à la température limite. At higher temperatures, on the other hand, the surface emissivity of the carbon steel (εm) is taken into account.

Si les composants en acier sont protégés contre les effets du feu, l'utilisateur doit créer une nouvelle configuration de résistance au feu et l'assigner à ces composants. Les paramètres de protection incendie tels que le type de protection, l'unité de masse, la conductivité thermique, la chaleur spécifique et l'épaisseur de la protection peuvent être facilement définis, comme le montre la Figure 6. De cette manière, différentes configurations de résistance au feu peuvent être définies et assignées à différents composants. Ces configurations peuvent différer non seulement en matière de paramètres de protection, mais également en termes de tous les autres paramètres de vérification de la résistance au feu mentionnés ci-dessus.

Si l'utilisateur préfère définir la température finale manuellement et non analytiquement comme décrit dans le texte précédent, cette opération est possible comme indiqué sur la Figure 7.

Ratios de vérification en matière de résistance au feu

Once the Steel Design is calculated, the design ratio on members in terms of fire resistance is included in the Results table, as shown in Image 8. Les détails de la vérification, ainsi que les références aux équations et tableaux utilisés pour la vérification, peuvent également être affichés (Figure 9).



Auteur

Elle est responsable de la création d'articles techniques et fournit un support technique aux clients de Dlubal Software.

Références
  1. Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-2 : Règles générales – Vérification du comportement au feu , EN 1993-1-2. Berlin : Beth, 1993
  2. EN 1991-1-2 Eurocode 1 : Actions sur les structures - Partie 1‑2: Actions générales - Actions du feu sur les structures. Berlin : Beth, 1993


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