Source: https://beratung.bauforumstahl.de/be/fr/securite-incendie/resistance-au-feu-exigee/
Timestamp: 2019-05-20 06:26:39+00:00
Document Index: 281732930

Matched Legal Cases: ['art. 3', 'art. 4', 'art. 5', 'art. 5', 'art. 8', 'art. 4']

I02: Résistance au feu exigée
FAQ au sujet I Résistance au feu exigée
Y a-t-il une limite à la longueur de flambement des colonnes lors du calcul pour le feu ?
Pour l'agrandissement d'un bureau, une conception a été réalisée dans laquelle la construction est placée, entièrement autoportante, au-dessus d'un entrepôt existant. La longueur de flambement des nouvelles colonnes est de 11 m. Les graphiques du rapport CUR-SG-CS 6 ne vont jusqu'à une longueur de flambement de 4,5 m. Pour le programme Brawesta, cependant, il est possible de remplir une longueur de flambement de 11 m. Y a-t-il une limite à la longueur de flambement lors du calcul pour le feu ?
Les rapports Brawesta et CUR-SG-CS 6 sont périmés. Aujourd'hui, la résistance au feu des poteaux tubulaires remplis de béton peut être déterminée avec NEN-EN 1994-1-2. Toutefois, la méthode d'évaluation de cette norme ne s'applique qu'aux colonnes jusqu'à 4,5 m (voir l'annexe H.5 de la norme). Dans le bâtiment en acier 222, une méthode développée en France avec une plus grande surface d'application (longueur de flambement jusqu'à 30 x largeur/hauteur de colonne) a été décrite, pour laquelle la version 3 du logiciel Potfire est disponible. Une justification peut être trouvée dans l'article pour justifier l'invocation de l'équivalence lors de l'utilisation de cette méthode. La résistance au feu des poteaux en acier peut être déterminée avec NEN-EN 1993-1-2. La méthode d'essai de cette norme ne limite pas la longueur de flambement. Les outils de calcul comprennent un fichier Excel de Bâtiment avec Acier, Ozone et ceux des fournisseurs de logiciels.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 238 (avril 2014).
Est-il possible d'appliquer un revêtement moins résistant au feu sur l'acier de nuance S355 au lieu de S235 ?
L'exigence de résistance au feu d'un immeuble de bureaux avec une construction en acier est de 60 minutes. La résistance au feu des poutres en acier est obtenue au moyen d'un revêtement ignifuge. Cependant, l'épaisseur de couche requise est assez importante, ce qui signifie que les coûts du revêtement sont élevés. Nous envisageons maintenant de réaliser la construction métallique en acier de nuance S355 au lieu de S235 afin de réduire l'épaisseur de la couche. Est-ce possible ?
L'épaisseur requise de la couche de revêtement ignifuge dépend du degré de charge (la charge en cas d'incendie divisée par la résistance du profilé à température normale) et du profilé choisi. Si une nuance d'acier supérieure est choisie, le facteur de charge sera plus faible. Par conséquent, la température critique de l'acier (température à laquelle la structure tombe en panne) sera plus élevée, ce qui entraînera une épaisseur de couche plus faible. Si la construction est plus légère grâce à l'application de la nuance d'acier S355 de sorte que le degré de charge reste approximativement le même, l'épaisseur de couche requise restera approximativement la même.
Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (mars 2011) .
La température critique de l'acier doit-elle être supérieure à la courbe d'incendie standard réduite ?
La courbe d'incendie standard réduite (ou tronquée) est utilisée pour calculer une structure en acier à l'air libre. La construction est-elle suffisamment résistante au feu si la température critique de l'acier est supérieure à la courbe d'incendie standard réduite ?
La construction répond aux exigences de résistance au feu si la température réelle de la structure est inférieure à la température critique de l'acier. La température critique de l'acier est la température dans la structure à laquelle la structure tombe en panne. La température réelle de l'acier est déterminée à partir de la courbe d'incendie standard réduite et dépend du facteur de profil. Le facteur de profil indique la massivité du profil (un IPE chauffe plus vite qu'un HEM). Avec une courbe d'incendie standard réduite, le profilé en acier sera moins chaud qu'avec la courbe d'incendie standard. Dans le cas d'un profil plein (facteur de profil bas), la température sera bien en dessous de la courbe d'incendie standard réduite. Si la température critique de l'acier est supérieure à la température réelle de l'acier, la construction est résistante au feu, de sorte que la température critique de l'acier ne doit pas nécessairement être supérieure à la courbe d'incendie standard réduite.
Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2011)
Comment déterminer le facteur de profil d'un poteau tubulaire rempli de béton avec un revêtement ignifuge ?
L'exigence de résistance au feu pour une colonne tubulaire carrée de 300x300x6,3 mm dans un immeuble de bureaux est de 90 minutes. L'architecte veut remplir la colonne de béton et appliquer un revêtement ignifuge. Comment déterminer le facteur de profil pour cette colonne ?
Les colonnes remplies de béton ne peuvent pas être calculées avec des facteurs de profil. Cette méthode suppose que la section transversale chauffe uniformément, ce qui n'est certainement pas le cas à cause du remplissage de béton. Les colonnes remplies de béton doivent donc être calculées selon la norme NEN-EN 1994-1-2, voir aussi l'article de Twilt et Hamerlinck. Le calcul peut être effectué, par exemple, avec le programme Potfire (gratuit via www.brandveiligmetstaal.nl sous'outils').
Incidemment, l'effet du remplissage de béton sur le chauffage peut être estimé avec une règle empirique prudente en supposant qu'environ 40 mm de l'enveloppe extérieure du remplissage de béton est activé thermiquement. La masse thermique du béton (pccc = 2400...) 1000 = 2,40 . 106 J/(m3K)) est environ la moitié de celle de l'acier (paca = 4,68 ....). 106 J/(m3K), de sorte qu'au lieu d'un revêtement de béton de 40 mm, l'épaisseur de la paroi peut être augmentée de 20 mm. Pour un tuyau d'une épaisseur de paroi de 6,3 mm, le facteur de profil diminue à travers le remplissage de béton de Am/V = 1/t = 1/(6,3 . 10-3) = 159 m-1 à Am/V = 1/t = 1/(26,3... 10-3) = 38 m-1. Toutefois, cette règle empirique n'est valable que pour les profilés dont les dimensions sont égales ou supérieures à 200 mm. Dans un contexte européen, des travaux sont en cours sur la norme NEN-EN 13381-6 pour l'essai de poteaux tubulaires en béton enrobés. Cette norme sera disponible sous peu.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 226 (avril 2012).
Comment calculer la température dans les profilés en acier lors d'un incendie au combustible hydrocarboné ?
Les profilés en acier sont également utilisés dans un tunnel de circulation en béton. Le client exige que l'ensemble de la structure soit testé pour une situation de combustible hydrocarboné. Comment calculer la température dans les profilés en acier pour un combustible hydrocarboné ?
Le calcul de la température de l'acier pour un combustible hydrocarboné est identique à celui d'un feu standard. La seule différence est qu'avec un combustible hydrocarboné, la température augmente relativement rapidement jusqu'à la valeur maximale d'environ 1100 C. La courbe de température d'un combustible hydrocarboné est donnée dans la norme NEN-EN 1991-1-2, art. 3.2.3 (voir graphique). Ceci permet de déterminer l'évolution de la température dans le profilé en acier conformément à la norme NEN-EN 1993-1-2, art. 4.2.5.
Il n'est pas possible de déterminer directement la température dans le profilé en acier, car les propriétés du matériau de l'acier et de tout revêtement dépendent de la température. Une méthode de pas de temps est couramment utilisée, où la température est déterminée par pas de 5 secondes au maximum. Au temps 0, les propriétés du matériau sont déterminées à la température de départ, qui est ensuite utilisée pour déterminer une nouvelle température de l'acier. Les propriétés du matériau sont ensuite déterminées à la nouvelle température, ce qui permet d'effectuer un nouveau calcul. Pour calculer la température de l'acier après 30 minutes, il faut au moins 30°(60/5) = 360 calculs. Le calcul n'est pas itératif et peut donc être facilement déterminé à l'aide d'un tableur. Une alternative est d'utiliser le programme gratuit Ozone, qui peut être téléchargé à partir de www.brandveiligmetstaal.nl (recherche sur Ozone).
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 222 (août 2011).
Comment déterminer la résistance au feu des colonnes à l'air libre ?
Un immeuble de bureaux à ossature d'acier a une façade en retrait au rez-de-chaussée. Les colonnes du rez-de-chaussée sont donc en plein air. Comment déterminer la résistance au feu de ces colonnes ?
La température critique de l'acier est importante pour la résistance au feu d'un profilé en acier : c'est la température à laquelle la structure tombe en panne. Cette température doit être comparée à la température réelle de l'acier en cas d'incendie. La température critique de l'acier d'un profilé dépend du taux d'utilisation : le rapport de la charge se produisant dans la combinaison de charges exceptionnelles d'incendie à la valeur calculée de la résistance du profilé à température normale. La température critique doit être déterminée par le fabricant. Sur cette base, le fournisseur du revêtement détermine l'épaisseur de couche requise. Si le profilé n'est pas entièrement chargé (faible taux d'utilisation), il peut résister à une température d'incendie plus élevée. La température critique ne dépend pas de la température réelle. La température réelle de la structure d'acier en cas d'incendie est souvent liée à la courbe d'incendie standard (construction interne) ou à une courbe d'incendie réduite (construction externe). Cependant, il dépend de la situation s'il y a une courbe d'incendie réduite. Si, par exemple, les colonnes se trouvent à 0,3 m devant la façade et que, en cas d'incendie, les flammes se propagent autour de la colonne, la charge calorifique peut être de l'ordre de grandeur de la courbe d'incendie standard. S'il y a une plus grande distance entre les colonnes et la façade, par exemple 1,8 m pour une construction de galerie, il n'y a pas de contact direct avec la flamme et la courbe d'incendie standard réduite est un point de départ sûr (conservateur).
Le chauffage de l'acier en cas d'incendie dépend du facteur profilé. Pour les profilés non revêtus, il s'agit du rapport entre la circonférence du profilé en acier et la surface de la section transversale de l'acier. Pour les profilés revêtus, le facteur profilé est le rapport entre la circonférence intérieure de la gaine de protection contre l'incendie et la surface de la section transversale de l'acier.
Le facteur profil est une mesure de la massivité du profil : un IPE chauffe plus vite qu'un HEM par exemple. Si la courbe d'incendie est réduite, l'évolution de la température est moindre. Le profilé en acier se réchauffe moins rapidement et finit par atteindre une température maximale inférieure à celle d'une courbe d'incendie standard.
Si la température critique de l'acier est supérieure à la température réelle de l'acier en cas d'incendie, la colonne est suffisamment résistante au feu. Voir aussi la publication Fire.
Peut-on ajouter la résistance au feu d'un remplissage de béton de 60 minutes à un revêtement ignifuge de 60 minutes ?
Est-il permis d'augmenter la résistance au feu d'un poteau tubulaire en acier rempli de béton (60 minutes) à 120 minutes en appliquant des revêtements ignifuges (60 minutes) autour du poteau ?
Non, il n'est pas possible d'additionner la résistance au feu. La résistance au feu totale n'est pas la somme de 60+60 mais moins. Si, après 60 minutes, le revêtement résistant au feu est " travaillé ", la température dans la colonne sera si élevée qu'il ne sera pas possible d'atteindre une résistance au feu supplémentaire de 60 minutes à la suite du remplissage du béton. Il n'existe pas non plus de méthodes de calcul connues pour déterminer la résistance au feu dans une combinaison de deux méthodes.
Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (juillet 2010).
Existe-t-il un site Web où je peux trouver la température critique de l'acier des poutres en acier ?
En principe, la température critique de l'acier doit découler d'un calcul statique. Ce calcul peut être effectué par un fabricant ou un conseiller en sécurité incendie. Si aucun calcul n'a été effectué, une estimation sûre doit être faite. Le système d'information sur l'incendie (www.brandveiligmetstaal.nl) fournit des valeurs guides pour les colonnes et les poutres et la façon de calculer la température critique de l'acier. Ceci est également expliqué dans le livre Fire.
Le helpdesk de Bouwen met StaalStaal a déjà répondu à cette question (février 2010) .
Les trous dans la colonne peuvent-ils être remplis avec un produit d'étanchéité pour empêcher l'accumulation de pression en cas d'incendie ?
J'ai une question sur les colonnes remplies de béton. Dans un tuyau rempli de béton, des trous sont faits pour empêcher l'accumulation de pression dans la colonne en cas d'incendie. Ces trous peuvent-ils être remplis avec le kit ?
Dans la norme NEN-EN 1994-1-2, art. 5.3.2, il est indiqué qu'un trou d'un diamètre d'au moins 20 mm doit être percé en haut et en bas de chaque colonne tubulaire remplie de béton. De plus, la distance entre les trous ne doit pas dépasser 5 m. Les trous sont destinés à réguler le transport de l'humidité lors d'un incendie de telle sorte qu'aucune pression ne puisse s'accumuler dans la colonne lors d'un incendie. En fermant les trous, la pression peut réapparaître. Les trous ne doivent donc pas être obturés.
Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (novembre 2009).
Comment calculer la résistance au feu des colonnes en fonte ?
Dans un bâtiment datant de 1890 en cours de rénovation, il y a de belles colonnes en fonte. La construction est soumise à une exigence de résistance au feu de 90 minutes. L'architecte souhaite réaliser cette résistance au feu avec les colonnes en vue. Comme le facteur de charge des colonnes est très faible (environ 10% de la capacité), nous voulons calculer la résistance au feu des colonnes non protégées. Si la colonne non protégée n'atteint pas 90 minutes, nous voulons obtenir le reste avec un revêtement ignifuge. Le calcul de la résistance au feu d'un poteau en acier est connu, mais comment calculer la résistance au feu des poteaux en fonte ?
La conductivité thermique de la fonte est similaire à celle de l'acier ordinaire. Cela signifie que l'hypothèse habituelle pour l'acier selon laquelle, en cas d'incendie, on peut supposer une répartition uniforme de la température dans un élément de construction s'applique également à la fonte. Cependant, la capacité calorifique de la fonte, bien qu'à température ambiante, elle soit presque identique à celle de l'acier, n'augmente pas aussi rapidement avec l'augmentation des températures que pour l'acier. Dans des circonstances similaires, il faut donc supposer qu'un profilé en fonte se réchauffe un peu plus vite qu'un profilé en acier. La température à laquelle les constructions en fonte échouent dans des conditions d'incendie n'est pas très différente de celle des constructions en acier. Dans la pratique, une colonne non protégée sera résistante au feu pendant 30 minutes. Une résistance au feu de 60 minutes peut être obtenue lorsque la colonne est relativement peu chargée. Une solution pratique est l'application d'un revêtement ignifuge. Il convient toutefois de noter que les différents systèmes de résistance au feu (par exemple, la résistance au feu non revêtue et le revêtement de résistance au feu) ne peuvent pas être additionnés. Un revêtement ignifuge doit être déterminé en fonction du degré de résistance au feu requis.
Dans l'article de Käpplein et Frey, un calcul technique de la relation entre la température et la capacité de charge a été effectué.
Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (février 2009).
Est-il vrai que les boulons et écrous n'ont pas besoin d'être ignifugés ?
La structure portante principale d'un bâtiment commercial est constituée de fermes avec des connexions momentanées. Pour obtenir une résistance au feu de 60 minutes, les fermes sont traitées avec un revêtement ignifuge. Les boulons et écrous ne sont pas traités avec un revêtement ignifuge. Selon le fournisseur, cela n'est pas nécessaire car, en cas d'incendie, les fixations sont encapsulées par la mousse du revêtement, qui protège le joint contre l'incendie. Est-il vrai que les boulons et écrous n'ont pas besoin d'être recouverts d'un revêtement ignifuge ?
Les joints d'une construction en acier ont souvent une plus grande capacité en cas d'incendie que les pièces de structure. Ceci est principalement dû au fait qu'il y a souvent plus de matériel présent dans une connexion. Par conséquent, une connexion est souvent résistante au feu jusqu'à 30 minutes. Ceci peut être démontré par l'Eurocode, NEN-EN 1993-1-2.
Notre expérience n'est pas que les têtes de boulons seront complètement encapsulées lors d'un incendie. Les têtes de boulons seront partiellement protégées en cas d'incendie, mais pas complètement. Les boulons de la classe de résistance 8.8 ou plus sont faits d'acier formé à froid qui, à haute température, perd sa résistance plus tôt. Les têtes de boulons et les écrous doivent donc en principe être protégés contre l'incendie, sauf s'il peut être démontré (avec l'appendice D.1 de l'Eurocode NEN-EN 1993-1-2) qu'ils atteignent la résistance au feu requise.
Le helpdesk de Bouwen met Staal a déjà répondu à cette question (janvier 2009).
Qui doit calculer la température critique de l'acier et l'épaisseur du revêtement de protection contre l'incendie ?
Sur les plans de spécifications d'un immeuble de bureaux, le bureau d'ingénierie indique, pour chaque composante de la structure de soutien, quelle est la résistance au feu requise. Il appartient ensuite à l'entrepreneur ou au fournisseur des matériaux résistants au feu de déterminer la température critique de l'acier et de calculer l'épaisseur du revêtement résistant au feu (bardage ou revêtement). Est-ce la bonne façon de procéder ?
Malheureusement, la méthode décrite est souvent utilisée dans la pratique néerlandaise. Le bureau d'études ne considère alors pas qu'il lui incombe de prendre en compte la sécurité structurelle en cas d'incendie. Souvent, cette partie est même exclue contractuellement. Le fabricant laisse ensuite à d'autres parties le soin de déterminer la température critique de l'acier. Cependant, pour le faire correctement, il est nécessaire de disposer d'informations spécifiques sur la répartition des forces dans la structure, par exemple pour calculer la capacité de charge des composants de la structure. Lorsque la température critique n'est pas spécifiée par le bureau d'études, le fournisseur fait généralement une hypothèse sûre, en appliquant dans la plupart des cas un revêtement trop coûteux. Par conséquent, le client finit par payer trop cher pour son bâtiment. Cependant, la température critique est parfois trop élevée. Cela peut conduire à une cotation plus précise, mais aussi à une solution insuffisamment sûre.
Habituellement, le bureau d'ingénierie fournit les informations sous la forme du calcul principal. Avec le TGB 1990, il était encore relativement facile de déterminer le taux d'imposition pour chaque élément sur la base du contrôle unitaire et avec un facteur de sécurité moyen. Cependant, avec l'Eurocode, cette approche ne fonctionne que pour les éléments chargés en traction et en flexion sans poulet. Il est donc tout à fait logique que le fabricant détermine la température critique de l'acier. Après tout, il connaît bien les charges et la répartition des forces dans la construction. On peut s'attendre à ce qu'un fournisseur de matériaux résistants au feu ne soit pas en mesure de calculer la construction.
Dans le Système d'information sur l'incendie de Bouwen met Staal, voir www.brandveiligmetstaal.nl, il existe un certain nombre de feuilles de calcul sous la rubrique bureaux/structures de soutien, qui peuvent être utilisées pour calculer facilement la température critique de l'acier pour les poutres et les colonnes conformément à l'Eurocode.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 214 (avril 2010).
Est-il nécessaire de vérifier le raccordement d'une colonne tubulaire remplie de béton et d'une poutre en cas d'incendie ?
La construction d'un bâtiment scolaire de quatre étages se compose de plaques de canal sur des poutres intégrées, soutenues par des colonnes en tube d'acier. Pour la résistance au feu, les poutres sont revêtues en bas et les colonnes sont remplies de béton armé. Dans quelle mesure est-il nécessaire de vérifier le raccordement de la colonne et de la poutre en cas d'incendie ? Le poteau d'acier devient très chaud (le béton prend le relais de la capacité de charge) et transfère sa chaleur à la poutre reposant sur le poteau.
Il est vrai que la capacité de charge du poteau acier-béton est plus ou moins prise en charge par le béton à des températures plus élevées. Mais le béton se réchauffe aussi, de sorte que la température de l'acier est plus basse que sans béton (800-850 °C avec béton et 950 °C sans béton). Le béton a donc un effet retardateur sur l'évolution de la température de l'acier. Le béton ralentit également la poutre intégrée. Cependant, l'effet de la conduction à travers le tube d'acier sur la température de la poutre couverte est limité. Il est donc peu probable que la colonne acier-béton chauffe beaucoup la poutre d'acier. La section critique de la poutre se situe généralement dans le champ (température critique de l'ordre de 650 °C) où l'impact d'un éventuel échauffement supplémentaire par l'imposition sera négligeable.
Un autre point d'attention est la connexion. Dans la pratique, il s'avère que les connexions ne sont généralement pas normatives en cas d'incendie. La norme NEN-EN 1993-1-2 précise donc que les joints acier-béton n'ont pas besoin d'être vérifiés en cas d'incendie. La condition préalable est que la protection de l'assemblage soit la même que celle des profilés assemblés et que le degré de contrainte des assemblages soit inférieur ou égal à celui des profilés assemblés. Habituellement, le revêtement de la poutre intégrée est également présent sur le joint et la connexion n'a pas besoin d'être vérifiée. Pour l'introduction de la force dans la poutre à la colonne (généralement seulement une force transversale de la poutre et pas de moments de flexion), les règles de détail NEN-EN 1994-1-2, art. 5.4 doivent être suivies.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 211 (octobre 2009).
Pour les colonnes dans les murs de briques silico-calcaires, les brides doivent-elles être revêtues à 30 minutes de résistance au feu ?
Pour une façade (dense) d'un immeuble de bureaux, l'exigence de résistance au feu de l'intérieur vers l'extérieur est de 30 minutes afin de satisfaire à l'exigence wbdbo (résistance à la pénétration du feu et à la propagation du feu) entre les étages. Les colonnes de façade sont des profilés HE, qui sont tous intégrés dans un mur creux intérieur en briques silico-calcaires. Seules les brides de colonne sont encore visibles à l'intérieur. Ces brides de colonne doivent-elles être recouvertes d'un revêtement ignifuge ?
Non. Des essais d'incendie en Angleterre (voir Wainman et Kirby) ont montré qu'une colonne de maçonnerie en forme de I a une résistance au feu d'au moins 30 minutes à un degré de charge de 0,5. Même si la carrosserie est exposée au feu, les parties " froides " de la section transversale ont encore une capacité de charge suffisante. La condition est un raccordement soigneux du mur de briques au poteau afin d'éviter que les parties blindées de la section transversale ne s'échauffent à nouveau par des espaces entre le mur et le profilé en acier. Veuillez noter que le profilé en acier a un gradient de température considérable à un temps de combustion de 30 minutes, ce qui provoquera une certaine courbure de la colonne. Le mur attenant doit pouvoir suivre cette courbure sans fissures ou le poteau doit pouvoir se déformer librement sans créer de fissures entre le poteau et le mur.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 200 (février 2008).
L'armature d'accouplement est-elle également nécessaire pour les planchers sous pression sur des dalles de béton préfabriqué ?
Dans une construction de plancher d'unités préfabriquées avec poutres intégrées devant un immeuble de bureaux, les unités préfabriquées doivent être interconnectées pour assurer la cohésion structurelle. Cela se fait généralement avec des tiges courbes (dans les fentes de la tête) qui passent au-dessus de la poutre intégrée. Cependant, le sol est soumis à une couche de pression armée en raison de la finition de disque souhaitée. Est-il encore nécessaire d'appliquer le renforcement de couple courbe ?
Cela dépend de l'exigence de résistance au feu, voir aussi CUR/BmS Recommandation 104. Pour une résistance au feu de 30, 60 et 90 minutes, un renforcement du couple n'est pas nécessaire lorsqu'il y a une couche de pression armée d'au moins 50 mm d'épaisseur et avec un filet transversal d'au moins 5-200 mm de diamètre. Pour une résistance au feu de 120 minutes, une couche de pression armée et un renforcement du couple sont nécessaires (deux tiges de 10 mm de diamètre par plaque de canal avec une longueur d'ancrage minimale de 600 mm).
Pour une résistance au feu de 90 ou 120 minutes, la poutre doit être protégée contre le feu. Grâce à l'ancrage de l'armature de précontrainte dans la dalle de béton préfabriqué, cette protection est dimensionnée à une température de l'acier allant jusqu'à 650 °C.
Pour une résistance au feu de 60 minutes, c'est à la situation spécifique de savoir si la poutre doit être protégée, voir aussi Bâtiment en acier 169 (2002). Dans ce cas, aucune protection de la poutre n'est requise pour la résistance au feu des éléments préfabriqués. Une condition est bien sûr que les dalles de canal (et donc les fentes de tête) doivent être alignées les unes par rapport aux autres. Cela nécessite une mise en œuvre précise.
Les poutres remplies de béton ont-elles la même réaction au feu que les colonnes remplies de béton ?
Dans une construction en acier, les profilés tubulaires sont utilisés comme poutres, remplis de béton non armé. Le comportement de ces poutres en cas d'incendie correspond-il au comportement des mêmes profilés (y compris le remplissage de béton), mais utilisés comme colonnes ?
Non. Il y a une différence claire entre la réaction au feu d'une poutre et d'une colonne. L'effet favorable du remplissage en béton non armé est dû à deux facteurs dans les colonnes à charge centrale, qui sont constituées de tubes d'acier ou de profilés tubulaires remplis de béton non armé :
La capacité d'absorption de chaleur du béton signifie que le tube d'acier chauffe moins rapidement ;
Comme la température du tube d'acier est plus élevée que celle du béton, la rigidité du tube d'acier diminue plus rapidement que celle du remplissage de béton. En conséquence, les forces sont redistribuées et la force de compression dans l'acier diminue, tandis que la force de compression dans le béton augmente.
Ces deux effets ont pour conséquence que la résistance au feu d'un poteau tubulaire chargé centralement avec un remplissage de béton non armé à épaisseur de paroi et niveau de charge constants est nettement plus élevée que celle d'un poteau tubulaire non rempli. La norme britannique BS 5950 fournit un modèle pour la prise en compte de cet effet (voir la littérature).
Dans le cas de poutres conçues sous forme de profilés tubulaires ou tubulaires avec un remplissage de béton non armé, l'effet d'absorption de chaleur se produit, mais la redistribution des forces ne peut pas se produire. Sans armature, le béton ne peut pas prendre en charge les contraintes de traction en flexion du tube chauffé. Avec des colonnes à charge centrale, le béton peut reprendre les forces de compression de l'acier. Par conséquent, le modèle de la norme britannique ne s'applique pas aux poutres tubulaires en béton non armé. Cependant, il est probable que le remplissage de béton aura un effet positif sur la résistance au feu de la poutre en raison de l'accumulation de chaleur. Toutefois, en raison de l'absence de modèles de calcul utiles dans ce domaine, il n'est pas possible de se prononcer sur l'effet réel.
Les poutres de tête, qui assurent la stabilité au basculement des poutres, doivent-elles être résistantes au feu ?
Dans une construction de toit, les poutres de toit en acier sont soutenues contre le poulet par un certain nombre de poutres de liaison. Ces poutres de toiture doivent avoir une résistance au feu de 60 minutes. Les poutres de tête doivent-elles être résistantes au feu pendant 60 minutes ?
En principe, c'est le cas, mais ce n'est pas toujours nécessaire. Si les poutres de tête ne sont pas recouvertes d'un revêtement ignifuge, l'effet de soutien est supprimé dès le début de l'incendie et les poutres de toit sont plus susceptibles de s'effondrer. Toutefois, il est permis d'inclure l'effet des supports de basculement manquants (en cas d'incendie) dans le calcul de l'incendie. Dans ce dernier cas, le facteur de charge doit être basé sur la charge calorifique et sur la charge maximale de basculement absorbable de la poutre non supportée à température ambiante (20 éC). Cette considération conduit à une capacité de charge plus élevée de la poutre de toit et donc à une température critique de l'acier plus basse. Par conséquent, une plus grande épaisseur de revêtement des poutres de toiture sera nécessaire. Cependant, ces coûts supplémentaires pour un revêtement plus coûteux sont susceptibles d'être bien inférieurs aux coûts de couverture des poutres de tête.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 166 (juin 2002).
Pourquoi les plaques de plâtre renforcées de fibres de verre sont-elles incluses dans Brawesta et pourquoi pas les plaques simples ?
Dans une construction en acier, je veux recouvrir un certain nombre de poutres et de colonnes avec des panneaux de placoplâtre ordinaires pour la résistance au feu. Je voulais calculer l'épaisseur requise de ces plaques avec Brawesta. Cependant, ce programme informatique ne connaît pas la plaque de plâtre, mais il connaît la plaque de plâtre renforcée de fibres de verre. Quelle en est la raison ?
Une structure en acier peut être protégée contre le feu par l'application d'un revêtement ignifuge. Le but de ce revêtement est de ralentir le chauffage de la structure d'acier derrière afin d'obtenir, par exemple, une résistance au feu de 60 minutes. Pour remplir cette fonction, le matériau de couverture doit répondre à un certain nombre d'exigences. Entre autres choses, le matériau de revêtement doit être incombustible et rester intact pendant l'incendie. Une autre exigence est que le matériau de revêtement doit pouvoir suivre la déformation de la structure en acier lors d'un incendie. Ce critère de déflexion empêche le matériau de couverture de se déchirer prématurément ou de se libérer. Cette propriété doit être évaluée dans le cadre d'un essai au feu.
Les plaques de plâtre ordinaires ne répondent pas à toutes les exigences fixées pour le matériau de revêtement. En particulier, la non-combustibilité et l'intégrité ne sont pas respectées. Pour cette raison, la plaque de plâtre n'est pas incluse dans Brawesta, alors que la plaque de plâtre renforcée de fibres de verre l'est.
Pour les éléments non porteurs, tels que les cloisons en métal-stud, la plaque de plâtre standard peut être utilisée pour la résistance au feu. Dans ces situations, le critère de la fonction de séparation (fumée, chaleur) est particulièrement important. Pour cette application, l'art. 8.5.2 de la norme NEN 6073 contient une formule simple pour déterminer le temps de combustion des plaques de plâtre. Les fabricants peuvent également fournir ces informations.
Cependant, si un mur à montants métalliques doit protéger une structure porteuse en acier contre le feu, ce mur doit toujours rester intact et une autre plaque de plâtre renforcée de fibres de verre doit être utilisée.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 181 (décembre 2004).
Faut-il considérer qu'une poutre de toit non revêtue est chauffée sur quatre côtés ?
Un bâtiment se compose de poutres de toiture en acier avec des plaques de toiture en acier profilé. Pour calculer la résistance au feu des poutres de toiture non revêtues, les pompiers exigent que les poutres soient considérées comme chauffées sur quatre côtés. Cette demande est-elle justifiée ?
Oui, sans caractéristiques spéciales, un profilé chauffant à quatre faces doit être pris en compte. Ce n'est que si la cannelure des plaques de toiture en acier au-dessus des poutres est scellée avec de la laine minérale sur au moins la largeur de la bride supérieure qu'un profilé triangulaire chauffant peut être supposé. La laine minérale assure une résistance à la chaleur entre le feu et le haut des poutres de toiture. Par conséquent, la contribution au chauffage du profilé par le haut de la bride supérieure est négligeable par rapport au chauffage par les autres parties du profilé.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 187 (décembre 2005).
Comment puis-je démontrer la résistance au feu d'un joint à lèvres ?
Une hotte d'atrium se compose de colonnes HEA avec des lèvres soudées et des poutres HEA. La structure métallique elle-même (poutres et poteaux) a une résistance au feu de 30 minutes, déterminée conformément à la norme NEN-EN 1993-1-2. La surveillance des bâtiments et des logements exige désormais la preuve de la résistance au feu des joints à lèvres. Comment cela fonctionne-t-il ?
Les joints d'une structure en acier ne sont généralement pas normatifs en cas d'incendie. Un joint contient généralement une quantité relativement importante de matériau, par exemple sous forme de cloisons.
Le facteur de profil du joint est alors inférieur à celui de la poutre. Cela signifie qu'il faut plus de temps pour que le matériau se réchauffe en cas d'incendie. De plus, le contrôle d'unité d'une connexion est généralement inférieur à celui de la poutre adjacente. Cela signifie que la température critique de l'acier, c'est-à-dire la température à laquelle la structure s'effondre, est plus élevée.
Cependant, dans le cas des articulations des lèvres, il n'y a pas beaucoup de matière dans l'articulation. La température dans une articulation de la lèvre peut alors être un peu plus élevée que dans d'autres types d'articulations.
La température critique de l'acier du joint peut être déterminée de manière analogue au calcul d'une poutre selon NEN-EN 1993-1-2, art. 4.2.4. La température réelle de raccordement est indiquée à l'annexe D.3 de la même norme. Si la température réelle est inférieure à la température critique, le raccordement est satisfaisant. Une vérification supplémentaire est nécessaire pour les boulons qui relient la poutre aux lèvres.
Les boulons peuvent être normatifs, même si la température dans les boulons reste inférieure à celle de la poutre. Les boulons de qualité 8.8 ou plus sont faits d'acier formé à froid, qui perd sa résistance à haute température. L'annexe D.1 de la norme NEN-EN 1993-1-2 peut être utilisée pour l'essai des boulons.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 201 (avril 2008).
Une colonne tubulaire peut-elle être remplie de sable au lieu de béton ?
La structure porteuse principale d'un immeuble de bureaux doit être résistante au feu pendant 60 minutes. Une solution possible est de remplir les colonnes tubulaires en acier avec du béton non armé. Puis-je utiliser du sable argenté sec comme remblai au lieu du béton non armé ?
Non. La capacité de charge des colonnes en béton est très probablement supérieure à celle des colonnes remplies de sable. La capacité de pression des tuyaux remplis de béton est due à deux facteurs :
Grâce à la capacité d'absorption de chaleur du béton, le profilé en acier ne se réchauffe pas aussi rapidement ;
Comme la température du tube d'acier est plus élevée que celle du béton, la rigidité du tube d'acier diminue plus rapidement que celle du remplissage de béton. Il en résulte une redistribution des forces : la force de compression dans l'acier diminue, tandis que la force de compression dans le béton augmente.
Dans le cas de tubes remplis de sable, la capacité d'accumulation de chaleur sera la même que celle d'un tube rempli de béton. Cependant, une colonne de sable sec n'est pas capable d'absorber une force de compression elle-même. Si le sable dans le tube d'acier est complètement enfermé, un état de tension à trois axes sera créé dans le sable, mais, pour autant qu'on le sache, aucun essai de charge n'a été effectué avec des colonnes tubulaires remplies de sable. Il est donc impossible d'estimer la résistance au feu d'une colonne tubulaire remplie de sable. Il est très probable qu'une résistance au feu de 60 minutes n'est pas possible.
Cette question a déjà été publiée dans la section Questions & Answers de Bouwen met Staal 199 (décembre 2007).