Valeurs tabulées #11 – Poteaux mixtes en profil creux en acier rempli de béton: exemple

Cet article est le 11^e (et dernier) d’une série dédiée au calcul au feu des éléments de structure mixtes acier-béton par valeurs tabulées. Il complète le texte consacré aux poteaux mixtes en profil creux en acier rempli de béton.

• Valeurs tabulées #1 – Introduction
• Valeurs tabulées #2 – Dalles mixtes
• Valeurs tabulées #3 – Béton isolation thermique
• Valeurs tabulées #4 – Poutres enrobage partiel
• Valeurs tabulées #5 – Poutre enrobage partiel : exemple
• Valeurs tabulées #6 – Poteaux enrobage partiel
• Valeurs tabulées #7 – Poteaux enrobage partiel: exemple
• Valeurs tabulées #8 – Poteaux enrobage total
• Valeurs tabulées #9 – Poteaux enrobage total: exemple
• Valeurs tabulées #10 – Poteaux mixtes en profil creux en acier rempli de béton

Dans cet exemple, on doit vérifier la résistance au feu d’un poteau situé dans un bâtiment de bureaux, dont la structure possède un système de contreventement indépendant. Le poteau est déjà dimensionné à froid avec la section transversale indiquée sur la Figure 1. Les autres données sont les suivantes :

Evidemment, il s’agit d’un poteau soumis non seulement à un effort normal mais aussi à des moments de flexion. Il faut donc suivre les étapes qui suivent pour la vérification de sa résistance au feu.

Calcul de la capacité portante R_d

On doit tout d’abord déterminer la résistance au flambement N_Rd. Conformément à la norme NF EN 1994-1-2, une limite d’élasticité de 235 MPa est utilisée pour le tube, et la longueur de flambement du poteau l_cr  est prise égale à 4 m conformément à la Figure 1.

De plus, l’épaisseur du tube est prise en compte jusqu’à concurrence du maximum de h/25 et b/25. La section étant carrée, les rapports h/e et b/e sont tous deux égaux à 300/12 = 25. L’épaisseur du tube est donc totalement prise en compte.

Par ailleurs, la contribution des barres longitudinales n’est prise en compte que pour la part du pourcentage A_s / (A_c + A_s) inférieure ou égale à 3 %. Or, le pourcentage d’armatures avec 4ϕ28 est :

De ce fait, le diamètre des armatures est réduit pour obtenir un pourcentage de 3 %.

En suivant la méthode de calcul donnée dans la norme NF EN 1994-1-1, on obtient :

La courbe d’interaction entre les moments et l’effort normal correspondante est donnée à la Figure 2.

• μ_dz = 1,043.

Calcul du niveau de chargement η_fi,t

Le niveau de chargement est calculé de la manière suivante, en tenant compte des effets du second ordre et d’une imperfection géométrique de L/300, conformément à la norme NF EN 1994-1-1 :

On obtient ainsi le niveau de chargement maximum de 0,448 ≤ 0,66, valeur maximale pour appliquer la méthode des valeurs tabulées à ce type de poteau.

Vérification de la section transversale

Selon le Tableau 1 de l’article précédent, pour un niveau de chargement η_fi,t compris entre 0,28 et 0,47, la dimension minimale de la section doit être d’au moins 260 mm. Cette condition est remplie.

En ce qui concerne les armatures longitudinales, conformément au Tableau 1, le pourcentage minimum pour ce poteau est de 3 %. Or le pourcentage d’armatures réel est de 3,23 % (voir ci-dessus). Cette deuxième condition est donc également satisfaite.

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Gisèle Bihina, chef de projet recherche – CTICM