Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques #2 – Éléments tendus ou axialement comprimés sans risque d’instabilité

La partie 1-2 de l’Eurocode 3 et son annexe nationale française [1, 2], dédiés aux éléments de structure métallique, fournit différentes formules permettant de calculer la résistance au feu des éléments de structure métallique, tels que tirants, poutres et poteaux. Ce texte est consacré au calcul de la résistance au feu des éléments tendus et des éléments axialement comprimés de classe 1, 2 ou 3 sans risque d’instabilité.

Cet article est le premier d’une série de 7 consacrés à la résistance de calcul au feu :

1. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Introduction
2. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Éléments tendus ou axialement comprimés sans risque d’instabilité
3. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Poutres simplement fléchies de classe 1, 2 ou 3 sans déversement
4. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Poutres simplement fléchies de classe 1,2, 3 sujettes au déversement
5. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Éléments comprimés axialement de classe 1, 2 et 3 sujets au flambement
6. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Éléments comprimés et fléchis de classe 1, 2 ou 3
7. Résistance de calcul à température élevée des éléments métalliques – Assemblages

Résistance de calcul pour une température uniforme en section

Dans le cas d’un élément tendu ou d’un élément axialement comprimé de classe 1, 2 ou 3 sans risque d’instabilité dont la température θ  est uniforme, la résistance de calcul N_fi,θ,Rd peut être déterminée à partir des formules suivantes :

Pour les éléments tendus :

Pour les éléments axialement comprimés de classe 1, 2 ou 3 sans risque d’instabilité :

Où

N_t,Rd est la résistance de calcul à la traction de la section pour le calcul à température normale selon le EN 1993-1-1 [3] ;

N_c,Rd est la résistance de calcul à la compression de la section pour le calcul à température normale selon le EN 1993-1-1 [3] ;

K_y,θ est le facteur de réduction de la limite d’élasticité de l’acier à la température θ ;

f_y est la valeur nominale de la limite d’élasticité de l’acier à température normale ;

γ_M,0 est le coefficient partiel pour la résistance des sections transversales à température normale ;

γ_M,fi est le coefficient partiel pour l’acier en situation d’incendie. Pour rappel, sa valeur est fixée à 1,0 dans l’annexe nationale française de l’EN 1993-1-2.

Conformément à l’annexe D de l’EN 1993-1-2, dans le cas où une partie de la section de l’élément est diminuée par des trous de fixation, la ruine en section nette au niveau de ces trous peut être ignorée à condition qu’ils soient tous remplis par des organes de fixations. Dans le cas contraire, il convient de prendre la section nette A_net dans le calcul des résistances N_t,Rd  et N_c,Rd . L’aire nette de la section doit être déterminée à partir de l’aire brute de la section diminuée des déductions appropriées pour tous les trous, conformément à l’EN 1993-1-1.

Références

[1] NF EN 1993-1-2 – Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-2 : Règles générales – Calcul du comportement au feu, avril 2005.

[2] NF EN 1993-1-2/NA – Eurocode 3 « Calcul des structures en acier » – Partie 1-2 : Règles générales – Calcul du comportement au feu, annexe nationale à la NF EN 1993-1-2, octobre 2007.

[3] NF EN 1993-1-1 – Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments, octobre 2005.

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Christophe Renaud – directeur de projet de recherche – CTICM