Valeurs précalculées de la température critique des éléments comprimés axialement sujets au flambement #9

Une démarche simple et pratique pour vérifier la résistance au feu des éléments de structures métalliques est celle basée sur des températures. Selon l’EN 1993-1-2 (novembre 2005) et son annexe nationale française (octobre 2007), la résistance au feu d’un élément de structure métallique peut être jugée satisfaite si l’échauffement θ_a de cet élément après la durée d’exposition au feu requise reste inférieure à sa température critique θ_a,cr.

Calcul de la température critique d’un élément comprimé

La température critique θ_a,cr des éléments de classe 1, 2 ou 3, comprimés axialement sujets au flambement peut être déterminée à partir des valeurs reportées dans les tableaux 1 à 5, en fonction de la nuance d’acier, de l’élancement réduit   et du taux d’utilisation plastique µ_Rd de l’élément.

Calcul du taux d’utilisation plastique

Le taux d’utilisation plastique est donné par :

Où :

A             est l’aire de la section transversale de l’élément ;

f_y             est la valeur nominale de la limite d’élasticité de l’acier à froid.

N_fi,Ed        est l’effort de compression de calcul pour la situation d’incendie, déterminé conformément à la partie feu de l’EN 1991-1-2 (juillet 2003) et son annexe nationale française (février 2007).

Calcul de l’élancement réduit

L’élancement réduit , d’un élément de classe 1, 2 ou 3 peut être calculé à partir de la relation suivante :

où :

i              est le rayon de giration par rapport à l’axe de flexion approprié ;

l_fi          est la longueur du flambement en situation d’incendie correspondante.

Pour les poteaux, la longueur de flambement en situation d’incendie peut être différente de celle utilisée pour le dimensionnement à froid. Dans une ossature stabilisée par des contreventements ou des parois rigides, la longueur de flambement l_fi d’un poteau d’étage peut être déterminée habituellement en le considérant comme encastré à ses extrémités, à condition que le degré de résistance au feu des éléments de construction qui séparent ces étages soit au moins égal à celui du poteau.

À partir de ce principe, dans le cas d’une ossature contreventée, selon l’EN1993-1-2 la longueur de flambement l_fi  est égale à 0,5×L pour un étage intermédiaire et à 0,7×L au dernier étage, L étant la longueur d’épure de l’étage considéré (voir Figure 1). Pour le premier étage, la longueur de flambement est 0,5×L si le pied de poteau est encastré à sa base par des dispositions constructives, sinon elle est égale à 0,7×L.

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Christophe Renaud , directeur de projet de recherche – CTICM