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001918

Cisca Tjoa, PE

19.11.2024

Vérification au feu pour les barres en bois dans RFEM 6

La vérification de la résistance au feu selon le chapitre 16 de la NDS [1] pour les barres et les surfaces en bois est disponible dans le module complémentaire Vérification du bois. This article shows how the charring of wood and reduced cross-sectional dimensions can be accounted for in the fire design with an example from AWC Technical Report No. 10 [2].

Exemple

L'exemple 1 du rapport technique AWC n°10 « Calcul de la résistance au feu des barres et assemblages en bois » [2] est présenté pour vérifier les résultats du modèle RFEM. A Douglas fir glulam beam is designed for a 1-hour fire exposure. Timber decking nailed to the compression edge (top) of the beam provides lateral bracing (beam stability factor, C_L = 1.0). The loads, dimensions, and material properties are shown in Image 01.

01 - Poutre en lamellé-collé

In the Fire Resistance Configurations, the fire exposure time and the exposed sides of the beam can be defined. Select 1-hour and deselect Top (+z) since the timber decking is assumed to provide cover to the top side of the beam.
Additionally, the default values for the charring rate and adjustment factors can be revised as needed under the Standard Parameters tab (Image 02).

02 - Configurations de Résistance au Feu

For design situation DS2, the limit state type is set to Fire Limit State to perform the fire design. After running the Timber Design calculation, the results for strength design and fire resistance are presented (Image 03).

03 - État Limite Incendie

Select design check FR 4100 to view the fire resistance bending check in detail (Image 04). For a bending member during fire exposure, failure occurs when the maximum bending capacity is exceeded due to the reduction in section modulus S [2].
The reduced section modulus S_y of a beam exposed on three sides is calculated as:

S_{y} = \frac{(b - 2 \cdot a_{eff}) \cdot {(d - a_{eff})}^{2}}{6}

S_{y} = \frac{(6.75 in - 2 \cdot 1.8 in) \cdot {(13.5 in - 1.8 in)}^{2}}{6}

S_{y} = \frac{3.15 in \cdot {(11.7 in)}^{2}}{6}

S_{y} = 71.9 {in}^{3}

S_y	Modules de section
b	Largeur
d	Hauteur
a_eff	Hauteur utile de carbonisation = 1,2a_carbon = 1,2β_t t^0,813 = 1,21,5*1^0,813

Module de section réduit

04 - Vérification de la résistance au feu pour le dimensionnement de flexion

Next, select design check FR 3100 to view the fire resistance shear check in detail (Image 05). The beam is also subjected to induced shear parallel-to-grain where failure occurs when the maximum shear capacity is exceeded due to the reduction in cross-sectional area A.

05 - Vérification de la résistance au feu pour le calcul des efforts tranchants

As shown above, the results from the Timber Design add-on in RFEM 6 align with the results in AWC Technical Report No. 10.

Refer to the links below for fire design of 2D surfaces including cross-laminated timber (CLT). The Fire Design in CSA O86 webinar starts at 34:35.

Base de connaissance

Base de connaissance 001918 | Vérification au feu pour les barres en bois dans RFEM 6

Auteur

Cisca est responsable du support technique client et du développement des logiciels Dlubal pour le marché nord-américain.

Liens

Références

NDS 2024. Spécification nationale de calcul pour la construction en bois. Commission américaine du bois (2024).
Rapport technique AWC n°10 Calcul de la résistance au feu des barres et des assemblages en bois (2021).

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