Échauffement des éléments acier

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La vérification de la résistance au feu normalisé des éléments de structure métallique nécessite de calculer leur échauffement pour la durée d’exposition au feu demandée (15 min, 30 min, 60 min, etc.).

L’échauffement des profilés métalliques non protégé couramment utilisés en charpente métallique peut être facilement déterminer à l’aide de la formule analytique simplifiée donnée dans l’EN  1993-1-2 (novembre 2005), selon laquelle l’évolution de la température ne dépend plus que de la sollicitation thermique et du facteur de massiveté enveloppe de l’élément [Am / V]b.

Le facteur de massiveté enveloppe d’un profilé métallique [Am / V]b est définie comme le rapport entre la surface exposée d’une enveloppe théorique entourant le profilé [m²], telle qu’un rectangle théorique entourant un profilé en I, et le volume d’acier [m3]. La valeur du facteur de massiveté enveloppe de différents types d’éléments métalliques peut être calculée à partir des relations regroupées dans le Tableau 1.

Tableau 1: Facteur de massiveté enveloppe pour différents types d’éléments métalliques

Des valeurs pré-tabulées de la température atteinte par des profilés métalliques en acier carbone, non protégés, après 15, 30 et 60 minutes d’incendie normalisé sont données dans le tableau 2 en fonction du facteur de massiveté enveloppe [Am / V]b, des profilés.

Il convient de souligner que pour les profils en I, la température peut être déterminée à partir d’un facteur de massivité enveloppe pris égal à 0,9×[Am / V]b, afin de prendre en compte le coefficient 0,9 utilisé dans l’expression du facteur de correction pour l’effet d’ombre ksh des profilés en I (cf. relation 4.26a de l’EN1993-1-2 (Novembre 2005)).

Tableau 2 : Température (°c) atteinte après 15 minutes, 30 minutes et 60 minutes d’incendie normalisé pour différentes valeurs du facteur de massiveté enveloppe [Am / V]b des profilés métalliques

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Christophe Renaud – directeur de projet de recherche – CTICM