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Leçon 10 : Résistance au feu CONCEPTION DE CONSTRUCTIONS EN BETON PREFABRIQUE Leçon 10 Résistance au feu.

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1 Leçon 10 : Résistance au feu CONCEPTION DE CONSTRUCTIONS EN BETON PREFABRIQUE Leçon 10 Résistance au feu

2 Leçon 10 : Résistance au feu Exigences de base La résistance au feu dune construction est déterminée sur base des critères suivants: Stabilité R: fonction portante Isolation thermique I: augmentation de la température moyenne sur la totalité de la surface non-exposée < 140 °K et augmentation maximale de la température en tout point de la surface non-exposée < 180 °K Etanchéité aux flammes E: pas de passage de feu au travers des parois, planchers, joints, etc..

3 Leçon 10 : Résistance au feu Actions du feu Actions thermiques et mécaniques Réduction propriétés des matériaux en fonction de la température Effets indirects par dilatation thermique

4 Leçon 10 : Résistance au feu Réduction propriétés des matériaux Béton Diminution de la résistance caractéristique à la compression 1. Granulats siliceux 2. Granulats calcaires

5 Leçon 10 : Résistance au feu Réduction propriétés des matériaux Acier darmature Diminution de la résistance caractéristique à la traction 1. Armatures tendues (laminé à chaud) pour des déformations ε s,fi 2% 2. Armatures tendues (acier formé à froid) pour des déformations ε s,fi 2% 3. Armatures comprimées ou tendues pour des déformations ε s,fi 2%

6 Leçon 10 : Résistance au feu Réduction propriétés des matériaux Acier de précontrainte Diminution de la résistance à la traction caractéristique (0,9 f pk ) 1. Acier de précontrainte formé à froid (torons et fils) 2. Acier de précontrainte trempé et revenu (barres)

7 Leçon 10 : Résistance au feu Actions du feu Dilatation thermique Plus grande flèche pour des dalles du fait de lexposition au feu dun côté Plus grande dilatation longitudinale de planchers nervurés à cause de lexposition sur 3 faces Les planchers se dilatent longitudinalement et transversalement

8 Leçon 10 : Résistance au feu Dilatation thermique Comportement constructif Dilatation thermique bridée par la construction avoisinante Bridage très important dans des constructions plus larges Bridage peu important dans des petites constructions

9 Leçon 10 : Résistance au feu De grandes dilatations thermiques peuvent donner lieu à des incompatibilités structurelles dans les liaisons Laccumulation de dilatations thermiques de travées consécutives dans une même direction peut être très importante Dilatation thermique à 120 °C ± 100 mm

10 Leçon 10 : Résistance au feu Conséquences possibles des dilatations thermiques Incendie dans une bibliothèque à Linköping, Suède La construction coulée sur place sest écroulée après 30 minutes de feu à cause de lincompatibilité des liaisons entre colonnes et planchers avec la grande dilatation thermique dun plancher de 52 m de long, exposé au feu des deux côtés cave

11 Leçon 10 : Résistance au feu Actions thermiques indirectes Déformation transversale de la section de béton Contraintes de traction et de compression dans la section transversale du béton à cause de lincompatibilité entre le gradient thermique non-linéaire, et la déformation linéaire de la section Compression Traction Déformation linéaire de la section transversale Gradient de température Température

12 Leçon 10 : Résistance au feu Actions thermiques indirectes Augmentation des moments sur appui dans des structures hyperstatiques La déformation verticale à cause des contraintes thermiques augmente le moment sur appui dans des structures continues Flèche thermique dans des planchers isostatiques

13 Leçon 10 : Résistance au feu Recommendations pour la conception Les dilatations thermiques doivent être possibles Il est recommandé dimplanter les noyaux de stabilité le plus possible au centre de la construction et dy liaisonner les autres composantes de la structure par articulations Les constructions en béton préfabriqué permettent généralement de plus grandes dilatations que les constructions monolithes coulées en place Liaison articulée Noyau central Liaisons articulées

14 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification de la résistance au feu Selon lEurocode 2 - partie 1-2, la résistance au feu peut être vérifiée au moyen de: Tableaux Calculs simples Essais au feu

15 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification de la résistance au feu 1.Tableaux Rédigés sur base de données empiriques et de calculs Donnent des dimensions minimales pour la section de béton et la distance axe - parement de larmature principale Le taux de référence de la charge fi = 0,7 Rédigés pour un béton normal avec granulats siliceux. (Granulats calcaires moyennant certaines réductions) Pas besoin de vérification de la résistance à leffort tranchant et à la torsion

16 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification au moyen de tableaux Poutres exposées sur 3 faces Définition des dimensions utilisées pour les différents types de poutres d eff d d 2

17 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification au moyen de tableaux Poutres Poutres sur appuis simples sans moment sur appuis

18 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification par tableaux Colonnes Colonnes de section rectangulaire ou circulaire en béton armé Méthode A pour colonnes 300/300, 300/400 et 400/400 Degré de charge μfi = 0,2; 0,5; 0,7 Couverture de béton 40 mm 4 armatures longitudinales 8 armatures longitudinales

19 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification par tableaux Voiles Voiles porteurs en béton armé

20 Leçon 10 : Résistance au feu Résistance au feu: dalles alvéolées Tableaux Epaisseur et distance minimales à laxe des armatures à la sous-face pour des dalles alvéolées sur appuis simples

21 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification de la résistance au feu 2. Méthode de calcul simplifiée Gradients de température pour différents types déléments préfabriqués Poutres I Poutres rectangulaires Planchers nervurés

22 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification par calcul Section droite réduite Le béton à une température > 500°C est négligé dans le calcul de la capacité portante, alors que le béton à une température < 500 °C est supposé conserver sa résistance totale Calcul selon la méthode des états limites Gradient de température de 500 °C Béton Armature

23 Leçon 10 : Résistance au feu Résistance au feu: dalles alvéolées Analyse par calcul Distribution des température (°C) Calcul de la résistance au feu selon la méthode des états limites Armature de chaînage ø 12 mm Il est nécessaire dappliquer une couche de protection au feu sur la semelle inférieure La liaison de la dalle avec la structure dappui est indispensable pour atteindre une bonne résistance au feu

24 Leçon 10 : Résistance au feu Vérification de la résistance au feu 3. Essais au feu Courbe ISO temps - température Charge normale Eléments simplement appuyés Elément TT après 150 minutes de feu ISO Température Temps - heures

25 Leçon 10 : Résistance au feu Essai au feu sur un hall préfabriqué Détails du bâtiment et de la charge au feu Croquis intérieur sans plancher intermédiaire 125 kg de bois par m² Vue extérieure du bâtiment Vue intérieure avec plancher intermédiaire

26 Leçon 10 : Résistance au feu Essai au feu sur hall préfabriqué Résultats de lessai A la fin de lincendie Pendant lincendie Déformation poutre de toiture Evolution température pendant lincendie

27 Leçon 10 : Résistance au feu Résistance au feu: assemblages Même principe que pour les éléments de structure: Dimensions minimales à respecter Distance minimale de laxe des armatures à la paroi du béton Protection des détails métalliques exposés au feu Laisser la possibilité de grandes déformations Les liaisons par goujon ne demandent normalement pas de précautions particulières contre le feu Les liaisons métalliques doivent être protégées contre le feu


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