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15.05.2017

Vérification de la structure au feu selon la norme DIN EN 1993-1-2 (courbes au feu)

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.

Feu

Le feu est une action sur la structure et est donc réglementé par toutes les conditions aux limites de l'EN 1991-1-2. La présente norme inclut également toutes les courbes température-temps nominales et les modèles simples d'incendie naturel pouvant agir sur une structure.

Courbes nominales température-temps

Au fil des ans, de nombreux essais au feu ont été effectués pour évaluer le comportement des composants de la structure en cas d'incendie. Ces essais ont permis de déterminer l'évolution d'un incendie dans le temps et le profil de température en fonction de la charge calorifique et des composants et matériaux de construction. Ces courbes température-temps ne sont applicables que jusqu'à un certain point car elles n'incluent aucune phase de développement du feu ni de phase de refroidissement. Grâce à ces tests et dans un souci d'uniformité d'évaluation, une loi température-temps basée sur des accords internationaux a été codifiée. La DIN EN 1991-1-2 fournit trois concepts de courbe d'incendie qui peuvent être utilisés pour la méthode simplifiée selon la DIN EN 1993-1-2.

Courbe d'étalonnage temps-température (ETK) :
g = 20 + 345 log10 (8 t +1)
c = 25 [W/(m K)]

Courbe de feu externe :
Θg = 660 ∙ (1 - 0,687 e 0,32 t - 0,313 e -3,8 t ) + 20
c = 25 [W/(m K)]

Courbe de feu des hydrocarbures :
Θg = 1,060 ∙ (1 - 0,325 e -0,167 t - 0,675 e -2,5 t ) + 20
c = 50 [W/(m K)]

Il existe également une courbe de protection contre l'incendie paramétrée, qui est toutefois destinée à être utilisée pour la vérification générale de la protection contre l'incendie selon DIN EN 1993-1-2. Dans ce cas, la courbe temps-température standard est la courbe d'incendie la plus couramment utilisée, car la plupart des études expérimentales sur les matériaux de protection contre l'incendie ont été réalisées selon cette courbe. En revanche, la courbe d'incendie externe n'est pas d'une grande importance car la température de cette courbe s'élève jusqu'à 660 °C et par conséquent, elle n'est pas appropriée pour une durée d'exposition au feu plus longue avec le matériau de protection contre l'incendie. La courbe d'incendie des hydrocarbures est similaire à la courbe d'incendie du tunnel car la température de cette courbe s'élève jusqu'à 1350 °C et l'augmentation est encore plus forte que dans le cas de toute autre courbe d'incendie.

résistance paramétrique au feu

Si une résistance paramétrée au feu est utilisée comme un scénario d'incendie, il faut garantir la capacité de résistance du composant concerné. Il ne doit pas y avoir de défaillance du composant pendant toute la phase d'incendie, y compris la phase de refroidissement, ou pendant la période de résistance requise. L'Annexe A de l'EN 1991-1-2 fournit une courbe température-temps paramétrique. Ce scénario d'incendie n'est plus autorisé en Allemagne car l'Annexe nationale contraignante de l'EN 1991-1-2 doit être appliquée. Ce scénario a ainsi été remplacé par une vérification pour différents scénarios d'incendie. Un scénario d'incendie possible peut être complètement décrit à l'aide de cette courbe, à savoir : de la phase de développement à la phase d'incendie du compartiment jusqu'à la phase de désintégration.

Les différentes sections de la courbe sont délimitées par les principaux points, ce qui permet d'obtenir le débit calorifique. Lors de la détermination des valeurs de température, il est nécessaire de faire la distinction entre les feux contrôlés par la ventilation et les feux contrôlés par le combustible. Ce modèle de feu naturel est donc d'une utilité limitée. Il s'applique aux surfaces de base jusqu'à 400 m² et une hauteur maximale de 6 m. Dans le cas des incendies de calcul par ventilation contrôlée, la valeur caractéristique du débit calorifique maximal peut être calculée à l'aide des équations fournies dans l'Annexe A.


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. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke; EN 1991-1-2:2002 + AC:2009
  2. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke; DIN EN 1991-1-2/NA:2015-09
  3. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
  4. Annexe Nationale - Paramètres déterminés au niveau National - Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments ; DIN EN 1993-1-1/NA: 2015-08
  5. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall; EN 1993-1-2:2005 + AC:2009
  6. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall; DIN EN 1993-1-2/NA:2010-12


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