NF P 92-701 - Regras Fogo

CD-DTU V2 - Edition 150 - Décembre 2007 Document : Règles FB (P92-701) (octobre 1987, décembre 1993, décembre 2000) : Règles de calcul - Méthode de prévision par le calcul du comportement au feu des structures en béton + Amendement A1

P 92-701 Décembre 1993

Règles FB

Règles FB

Méthode de prévision par le calcul du comportement au feu des structures en béton E : Calculation method - Calculation method used for forecasting the fire resistance of concrete structures D : Rechningsregeln - Rechnungsmethode zur Vorplanung des Betonstruckturenbrandverhaltens

Statut Norme expérimentale publiée par l'AFNOR en décembre 1993. Norme reprenant le DTU Règles de calcul FB d'octobre 1987, sans modifications.

Correspondance A la date de publication du présent document, il n'existe pas de norme ou de projet de norme européenne ou internationale sur le sujet.

Analyse Le présent document définit les justificatifs ou vérifications complémentaires à effectuer pour tenir compte de l'action du feu sur les ouvrages en béton armé ou précontraint confectionnés avec des granulats normaux.

Descripteurs structures en béton, béton armé, béton précontraint, sécurité, protection contre l'incendie, résistance au feu, essai de comportement au feu, calcul, vérification, caractéristique.

Modifications Inclut l'amendement A1 de décembre 2000, qui modifie la norme expérimentale P 92-701 en limitant son domaine d'application aux bétons de résistance caractéristique inférieure ou égale à 80 MPa paru dans le Cahier 3306

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 2007 CSTB - Imprimé par :

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Sommaire • Liste des auteurs • Chapitre 1 domaine d'application • Chapitre 2 notations • Chapitre 3 évolution des caractères des matériaux en fonction de la température • 3.1 Caractères du béton • 3.1.1 Résistance à la compression • 3.1.2 Résistance à la traction • 3.1.3 Coefficient de dilatation • 3.1.4 Module de déformation longitudinale • 3.1.5 Conductivité • 3.1.6 Chaleur spécifique • 3.2 Caractères de l'acier • • 3.2.1 Aciers pour béton armé • 3.2.2 Aciers durs pour précontrainte • Chapitre 4 distribution de la température dans le béton • Chapitre 5 principe des justifications et évaluation des sollicitations • • 5.1 Sollicitations de calcul • • 5.1.1 Sollicitation due aux effets de dilatation d'ensemble • 5.2 Vérification des sections sous sollicitations normales • •1 •2 •3 •4 • 5.3 Éclatement • 5.4 Règles simples • Chapitre 6 règles constructives générales • • 6.1 Joints de dilatation • 6.2 Dispositions géométriques • • 6.2.1 Planchers et poutres • 6.2.2 Éléments porteurs • 6.3 Dispositions de ferraillage • 6.4 Tolérances d'exécution • Chapitre 7 règles constructives par catégories d'ouvrages • • 7.1 Poteaux • • 7.1.1 Règles simples • 7.1.2 Température du béton et des aciers • 7.1.3 Autres poteaux • 7.2 Tirants • 7.3 Murs porteurs • • 7.3.1 Règles simples • 7.3.2 Températures dans le béton • 7.3.3 Autres murs • 7.4 Hourdis sur appuis continus • • 7.4.1 Dispositions constructives • 7.4.2 Règles simples concernant les dalles et les prédalles en béton armé • 7.4.3 Températures dans le béton 17/11/2008


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• 7.4.4 Autres justifications des dalles ou prédalles en béton armé - dalles et prédalles en béton précontraint • 7.4.5 Justifications des dalles et prédalles en béton précontraint • 7.5 Poutres et poutrelles en béton armé ou en béton précontraint • • 7.5.1 Règles simples • 7.5.2 Température du béton • 7.5.3 Autres justifications • 7.6 Planchers-dalles • 7.7 Poutres-voiles • • 7.7.1 Règles simples • 7.7.2 Températures • 7.7.3 Autres poutres-voiles • 7.8 Planchers à entrevous céramique ou béton avec dalle coulée en oeuvre • • 7.8.1 Règles simples • 7.8.2 Autres justifications • 7.9 Planchers à entrevous en matière plastique alvéolaire • Chapitre 8 protection complémentaire • Annexe 1 programme de calcul des températures • •1 • • 1.1 Décomposition de l'élément de construction • 1.2 Introduction des données • 1.3 Impressions des résultats • 2 Programme • • 2.1 Dénomination des variables principales du programme • 2.2 Liste des instructions • 2.3 Exemples • Annexe 2 vérification par le calcul - exemples • • 1 Poteaux des constructions courantes • 2 Poutres continues en béton armé à section rectangulaire, armées d'aciers naturels • • A) sections en travée (béton comprimé côté face froide) • B) sections sur appuis (béton comprimé côté face chaude) • Annexe 3 essai au feu des protections rapportées sur les ouvrages en béton • • 1 Généralités • • 1.1 Objet • 1.2 Domaine d'application • 1.3 Définition • 1.4 Laboratoire d'essai • 2 Principe • 3 Appareillage • • 3.1 Four d'essai • 3.2 Thermocouples • 3.3 Charge du plancher • 4 Préparation de l'élément d'essai • • 4.1 Plancher • 4.2 Protection • 4.3 Mise en oeuvre de la protection • 5 Exécution de l'essai • • 5.1 Conduite du four • 5.2 Charge du plancher • 5.3 Flèche du plancher • 5.4 Températures du plancher • 5.5 Observations des chutes de la protection 17/11/2008


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• 6 Critères de qualité • • 6.1 Efficacité de la protection • 6.2 Limite d'efficacité • 6.3 Correction des températures • 6.4 Épaisseurs équivalentes de béton • 7 Procès-verbal d'essai • 8 Annexe • • 8.1 Épaisseurs équivalentes sans correction du palier de vaporisation • 8.2 Extension à des épaisseurs inférieures de protection • 8.3 Protections à essayer sur poteaux • 8.4 Essai complémentaire de tenue au feu d'un produit de protection • Annexe 4 références bibliographiques • • Journal officiel • Normes AFNOR • Annales de l'institut technique du bâtiment et des travaux publics (Paris) • Cahiers du CSTB (Paris) • Ouvrages liste des membres de la commission d'étude de la méthode de prévision par le calcul du comportement au feu des structures en béton Président M. Roger DEVARS du MAYNE, Président du Conseil de l'Investissement et de la Recherche, à la Fédération Nationale du Bâtiment. Animateur M. Michel ADAM, Directeur de la Réglementation à l'Union Technique Interprofessionnelle des Fédérations Nationales du Bâtiment et des Travaux Publics Rapporteur M. André COIN, Directeur technique de la Société Auxiliaire d'Entreprises composition de la commission en 1974 Secrétaire M. André VERZAT, Directeur technique de la Chambre Syndicale des Entreprises de Maçonnerie et de Béton armé de la Région Parisienne. Membres MM. • ARNAULT, représentant le Centre Technique Industriel de la Construction Métallique • CABRET, représentant le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment • BRUNET, représentant l'Européenne d'Entreprises • LOPEZ, représentant la Société Technique pour l'Utilisation de la Précontrainte et l'Office Technique d'Aquitaine • ELICHE, représentant la Société Anonyme de Recherches et d'Etudes Techniques • GAMOT et MARZAUX, représentant l'Entreprise F. BOUYGUES • BOUTIN, LEMOINE et MARTIN, représentant la SOCOTEC • MALAVAL, représentant le Centre d'Assistance Technique et de Documentation (UTIBTP) • SCHMOL, représentant le Syndicat National du Béton Armé et des Techniques Industrialisées Le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment composition de la commission en 1987 Secrétaire M. MALAVAL (†), Chef du service Réglementation du CATED Nouveaux membres ou membres dont la représentativité a été modifiée depuis la dernière édition : MM. • ARNAULT et CAVELIUS, représentant la Station d'Essais au feu UTI/CTICM de Maizières-les-Metz • MATHEZ et LE DUFF, représentant le CSTB • CAZEUNEUVE, représentant la SOCOTEC • GRABER, représentant le bureau VERITAS • CUNIN, représentant le CEP • BRUNET, représentant l'Entreprise SGE-TPI • LE FLOCH, représentant la STUP/Freyssinet • DALIGAND, représentant le SNIP • DARDARE, représentant le CERIB • PERCHAT, représentant l'UTI/Règles de Calcul • LAPOSTOLLE, représentant l'AFAP • VELUT, représentant la DSC (ministère de l'Intérieur) 17/11/2008


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• DESMADRYL, représentant la Direction de la Construction (ministère de l'Environnement et du Cadre de Vie) Les règles de calcul BAEL et BPEL ont été modifiées pour tenir compte de l'expérience acquise depuis plus de dix ans sur le comportement à froid des bétons à haute performance et en banalisent ainsi l'usage jusqu'à 80 MPa. Les règles Feu Béton, quant à elles, ne faisaient aucune référence aux caractéristiques des bétons visés par leur domaine d'application. Cette situation ne devant pas laisser supposer que les dispositions à chaud en vigueur peuvent être étendues à l'identique à tous les domaines des bétons à haute performance, il a donc été proposé, en l'absence de dispositions spécifiques qui pourraient être élaborées à plus ou moins brève échéance, de limiter l'application des règles FB à la justification des ouvrages réalisés avec des bétons de résistance caractéristique inférieure ou égale à 80 MPa. La justification de la résistance au feu des ouvrages réalisés avec des bétons de résistance caractéristique supérieure à 80 MPa peut être obtenue par d'autres moyens prévus par la réglementation en vigueur. Il n'a pas été jugé utile de réactualiser le texte original sur le plan éditorial, aussi la modification proposée ne touche que les parties concernées par l'extension du domaine d'application, sauf pour l'article 3,211 qui a été mis à jour en fonction d'un décision antérieure.

Chapitre 1 domaine d'application Le présent texte définit les justifications ou vérifications complémentaires à effectuer pour tenir compte de l'action du feu sur les ouvrages en béton armé ou précontraint confectionnés avec des granulats normaux, et dont la résistance caractéristique nominale est inférieure ou égale à 80 MPa. Par extension, il est applicable aux ouvrages confectionnés avec des bétons, des granulats légers ou spéciaux, sous réserve que l'évolution des caractères physiques et mécaniques de ces bétons en fonction de la température ait été déterminée et soit connue. Les ouvrages (éléments de construction ou structures) doivent au préalable avoir été dimensionnés et vérifiés suivant les règles de l'art qui traitent de leur comportement en fonction des autres sollicitations. Ce document ne concerne donc pas le calcul des structures aux températures normales de leur utilisation. Les ouvrages sont, par ailleurs, supposés appartenir à des constructions pour lesquelles l'ensemble de règles de sécurité les concernant est respecté alors que le présent texte ne traite que l'un des aspects de ce problème général.

Chapitre 2 notations Les notations usuelles des règles du béton armé ou du béton précontraint en vigueur sont complétées comme suit : 1 L'indice B8 est utilisé pour désigner la valeur prise par un caractère quelconque d'un matériau porté à la température B8. 2 Cet indice n'est utilisé que si la valeur du caractère à la température B8 diffère de sa valeur aux températures normales de service. 3 Il est rappelé que, pour le béton : • la compression et la traction sont distinguées par les indices respectifs c et t ; • l'indice j désigne l'âge auquel sont évalués les caractères mécaniques.

Les notations courantes sont ainsi

:

4 La lettre U est utilisée pour désigner : • dans le cas général, la distance de l'axe d'un acier à une paroi soumise à l'effet de l'incendie ; • dans le cas particulier des règles simples visées au chapitre 7 , la distance à une paroi de l'axe de l'acier qui en est le plus proche . • Figure 1 Distance utile u 17/11/2008


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• •

• • • La distance utile u ne peut être inférieure à celle qui résulte de l'application des prescriptions des règles du béton armé ou du béton précontraint en vigueur concernant l'enrobage minimal des armatures.

5 Les exigences sont définies par deux lettres et un nombre : • les lettres précisent la nature de l'exigence : • CF coupe-feu ; • SF stable au feu ; • PF pare-flammes ; • le nombre précise la durée requise, exprimée en heures.

Par exemple : • CF 1/2 - 2 - 3 ou 4 heures • SF 1/2 - 1 - 2 - 3 ou 4 heures • PF 1/2 heure. Les critères permettant de déterminer le degré de résistance au feu des éléments de construction, les méthodes d'essai et le programme thermique (courbe température-temps normalisée) matérialisant l'action des incendies, sont fixés par l' arrêté du 21 avril 1983 du Ministère de l'Intérieur . Ces critères sont : 1 la résistance mécanique ; 2 l'étanchéité aux flammes et aux gaz chauds ou inflammables ; 3 l'isolation thermique dans le cas d'éléments séparatifs : limitation de l'échauffement de la face non exposée au feu à 140 °C en moyenne ou 180 °C en un point. Les éléments résistants au feu sont classés en trois catégories : • stables au feu (SF) pour lesquels le critère 1 est seul requis ; • pare-flammes (PF) pour lesquels les critères 1 et 2 sont requis ; • coupe-feu (CF) pour lesquels les critères 1, 2 et 3 sont requis. Dans chaque catégorie, le classement s'exprime en « degré » en fonction du temps pendant lequel les éléments ont satisfait aux essais définis dans l'arrêté.

Chapitre 3 évolution des caractères des matériaux en fonction de la température Les résistances des matériaux et les propriétés qui leur sont liées sont définies par leurs valeurs caractéristiques. Il est rappelé qu'une valeur caractéristique est obtenue en retranchant de la valeur moyenne de résultats d'essais une fraction de l'écart quadratique moyen de ces différents résultats. Ces valeurs sont déduites des essais effectués et publiés à ce jour.

L'évolution de ces résistances et propriétés en fonction de la température est conventionnellement définie par des lignes brisées dont les points anguleux sont donnés dans les tableaux ci-après. Il est loisible de substituer à ces données les résultats expérimentaux obtenus dans les laboratoires agréés à cet effet sur les matériaux effectivement mis en oeuvre mais il est alors nécessaire de solliciter et d'obtenir l'accord de la Commission d'étude sur les nouvelles valeurs proposées. L'exploitation à venir par la Commission d'étude de résultats d'essais nouveaux conduira à la publication de feuilles additives contenant les nouvelles courbes venant se substituer aux anciennes ou les compléter.

3.1 Caractères du béton 17/11/2008


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3.1.1 Résistance à la compression Figure 2 Résultats d'essais

Le graphique et le tableau ci-avant ne sont valables que pour les bétons dont la résistance caractéristique est inférieure ou égale à 60 MPa. Pour les bétons dont la résistance caractéristique est supérieure à 60 MPa et inférieure ou égale à 80 MPa, et en attente de justifications expérimentales complémentaires, le coefficient Φb est donné comme indiqué dans le tableau suivant . Valeurs de Φb pour 60 MPa < fcj ≤ 80 MPa

On rappelle que les bétons visés par ce présent texte ont des résistances caractéristiques nominales fc28 au plus égales à 80 MPa. Il est toutefois admis que la résistance caractéristique réellement obtenue puisse dépasser cette valeur pour autant que sa valeur, augmentée de l'écart-type, n'excède pas 88 MPa.

3.1.2 Résistance à la traction Figure 3 Résultats d'essais

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3.1.3 Coefficient de dilatation Le coefficient de dilatation garde la valeur constante Figure 4 Résultats d'essais

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3.1.4 Module de déformation longitudinale Figure 5 Résultats d'essais

3.1.5 Conductivité

3.1.6 Chaleur spécifique C(kcal/kg.°C) = 0,22 quel que soit B8.

3.2 Caractères de l'acier 3.2.1 Aciers pour béton armé 3.2.1.1 Coefficient d'affaiblissement ϕs Le coefficient d'affaiblissement des caractères mécaniques de l'acier en fonction de la température, pris en compte dans les justifications par le calcul (art. 5.2.2) , est défini par le tableau ci-après :

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Le fait que les valeurs à la température B8 possèdent les mêmes indices que celles à froid n'implique pas une garantie des caractères mécaniques à la température B8. Sur la base des normes aciers en vigueur, le tableau suivant donne l'équivalence entre les types d'aciers et les catégories d'aciers définies par ces normes. Les normes actuelles (1987) ont abandonné la classification des aciers pour béton armé en « types ». La correspondance est la suivante : Les diagrammes de traction correspondants sont donnés page 12 . Les valeurs choisies pour ϕs dans le tableau ci-avant sont justifiées par la concordance des résultats des calculs et de ceux des essais connus à ce jour.

Figure 6 Résultats d'essais

Ces courbes résultent d'une exploitation des publications connues de longue date, confirmées par des essais récents pour les types 1, 2 et 3.

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3.2.1.2 Allongement de rupture L'allongement de rupture est supposé indépendant de la température. 3.2.1.3 Coefficient de dilatation Le coefficient de dilatation garde la valeur constante :

Figure 7 Résultats d'essais

3.2.2 Aciers durs pour précontrainte 3.2.2.1 Coefficient d'affaiblissement ϕs Le coefficient ϕs d'affaiblissement des caractères mécaniques des aciers de précontrainte en fonction de la température, pris en compte dans les justifications par le calcul (art. 5.2.2) , est défini par le tableau ci-après : • Les valeurs du tableau concernent des aciers tréfilés agréés par la Commission interministérielle d'agrément des aciers de précontrainte et élaborés par ailleurs suivant un procédé identique à ceux acceptés en 1978 par cette Commission. • Il est admis, à défaut de justifications particulières, de retenir les valeurs du tableau précédent pour les aciers laminés pour lesquels aucun résultat d'essai n'a été présenté depuis 1972 à la Commission d'études.

Figure 8 Ensemble fils et torons (résultats d'essais effectués en 1977 et 1978 portant sur l'affaiblissement de la résistance à la 17/11/2008


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traction

3.2.2.2 Allongement sous charge maximale L'allongement sous charge maximale est supposé indépendant de la température. 3.2.2.3 Coefficient de dilatation Le coefficient de dilatation garde la valeur constante :

Chapitre 4 distribution de la température dans le béton La distribution de la température dans le béton résulte directement ou par interpolation des résultats expérimentaux d'essais effectués dans les laboratoires agréés. La température du béton d'un ouvrage est connue directement lorsqu'on dispose de résultats expérimentaux d'essais effectués sur des dispositions géométriques identiques. Les températures à prendre en compte dans les calculs sont détruites de celles mesurées au cours des essais par suppression des paliers de vaporisation de l'eau, ce qui revient à effectuer une translation d'axe horizontal de la loi température/temps . Figure 9

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La température du béton d'un ouvrage est connue par interpolation lorsqu'elle est déterminée analytiquement suivant les lois de transmission de la chaleur, pour autant que l'application de cette méthode redonne, pour les formes géométriques les plus voisines de celles projetées pour lesquelles on disposerait de résultats expérimentaux connus et acceptés par la Commission d'étude, des valeurs sensiblement égales à celles obtenues au cours des essais. A titre d'exemple, la figure 10 donne les températures du béton à différentes profondeurs (u = 0 - 1,5 cm - 3 cm - 4,5 cm - 7,5 cm) mesurées au cours d'essai portant sur des dalles de différentes épaisseurs, confectionnées avec des bétons de compositions différentes. Les zones hachurées représentent les domaines de résultats quand l'épaisseur totale de la dalle, la nature des granulats et les teneurs en eau du béton sont variables.

Figure 10 Température dans une dalle pleine (essais effectués au CSTB, à l'initiative de la Commission d'études, entre 1976 et 1978)

On procède alors de la façon suivante : La courbe de montée en température du côté de la face exposée au feu suit la courbe standard :

avec : • B8 température au temps t exprimé en minutes • B8o température au temps initial. 17/11/2008


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La température du côté de la face non exposée est supposée maintenue à la valeur B8o . Un élément de structure placé dans cet état thermique a l'évolution de ses températures en tout point régie par les lois de la chaleur, dites lois de Fourier Figure 11 Courbe standard de montée en température

Commentaire La face exposée au feu est : • pour les planchers : la sous-face ; • pour les poteaux : toute la surface ; • pour les murs ou les poteaux incorporés dans les murs : la ou les deux faces vues suivant que le mur est ou n'est pas une cloison de compartiments. Dans le cas d'un problème bidimensionnel, la température τ au point de coordonnées x et y est donnée par l'équation :

Cette équation peut être étudiée par la méthode des différences finies, en procédant à un découpage de la section en carrés de côtés ∆x = ∆y et à un partage du temps en intervalles :

de sorte qu'il vient :

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Les échanges thermiques entre la structure et les ambiances chaudes et froides sont déterminés à partir des coefficients d'échanges du four normalisé pour les faces correspondantes. La température τo au centre d'un carré de côté ∆x placé dans l'ambiance et en contact avec la surface de séparation du solide le long du carré du côté ∆x portant le numéro i, j, est donnée par la relation : avec B8 température de l'ambiance, h coefficient global d'échange du four. Du côté exposé au feu, ce coefficient est pris égal à :

avec : αc coefficient de convection : 6 kcal/m² . h . °C αr coefficient de rayonnement B8 température donnée par la courbe standard TPC température de la paroi exposée au feu. TPC est donc la valeur moyenne des différentes valeurs Tm température des maçonneries du four. Cette température, étant difficilement estimable, est prise égale à :

le long de cette paroi

La fonction β est ajustée pour retrouver les résultats déjà obtenus pour des structures semblables. La valeur β = 0,85 est actuellement considérée comme convenablement adaptée aux résultats des dalles, murs et poutres, et elle a été adoptée dans l'établissement des résultats donnés plus loin pour ces ouvrages. C'est en modifiant, en particulier, cette valeur de β que l'on peut déterminer par interpolation les températures. Du côté non exposé au feu, restant à la température B8o , le coefficient h est donné par la plus grande des deux valeurs : 0,1 TPF représentant la valeur moyenne de la température de la paroi non exposée, donc de : Un programme exposé en annexe et établi en tenant compte des considérations précédentes permet l'étude, par cette méthode, des profils courants. Des programmes plus évolués, tenant compte de la chaleur de vaporisation de l'eau contenue dans le béton, peuvent, éventuellement, être envisagés.

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Chapitre 5 principe des justifications et évaluation des sollicitations La stabilité d'un ouvrage doit être assurée pendant la durée déterminée par le critère d'exigence. Les justifications produites doivent montrer qu'en toute section droite d'une pièce prismatique les contraintes restent, passé ce délai, au moins égales aux contraintes dues aux efforts qui lui sont appliqués (compte tenu de l'amoindrissement des caractères mécaniques des matériaux dû à l'action du feu). Il s'agit donc de méthodes de calculs ou de vérifications à l'état limite ultime de résistance visant à la recherche d'un schéma de stabilité statiquement admissible compte tenu des possibilités d'adaptation de la structure. Ce schéma de stabilité doit donc respecter l'équilibre de toutes les sous-structures (travées) ainsi que la continuité des sollicitations au droit des raccordements des sous-structures (égalité des moments sur un même appui). Pour chaque catégorie d'ouvrage, l'utilisation de la méthode a permis de déduire les règles simples qui sont données au chapitre 7.

Les éléments de réduction dans toute section droite sont calculés suivant les règles habituelles appropriées aux ouvrages en tenant compte des possibilités d'adaptation.

5.1 Sollicitations de calcul Dans ce qui suit, on désigne par : (G) l'ensemble des actions permanentes (Q) l'ensemble des charges d'exploitation (majoration éventuelle pour effet dynamique non comprise) (W) l'action du vent (Sn) l'action de la neige (T1 ) les effets de dilatation d'ensemble, en tenant compte des indications et dérogations données à l' article 5.1.1 (Y) les effets à prendre en compte dans les phénomènes d'instabilité (effets dus, par exemple, à l'introduction de flèches fictives pour le calcul des poteaux). La notation W désigne ici le vent normal défini par les Règles NV 65 , majoré de 20 %. L'action Sn de la neige est éventuellement à réduire dans les conditions fixées par ces mêmes Règles, lorsqu'elle est prise en compte simultanément avec W.

La sollicitation totale à considérer est définie symboliquement par la combinaison suivante :

Les effets hyperstatiques dus au gradient thermique n'ont pas en général à être pris en compte, en raison des phénomènes d'adaptation. La différence de température entre la face exposée et la face non exposée d'un élément d'ossature conduit, pour ce dernier, à une variation de courbure qui est, la plupart du temps contrariée par les liaisons hyperstatiques de cet élément. Il en résulte des efforts internes qui peuvent être calculés mais, à l'état-limite ultime, les rotations des sections plastifiées ont pour effet de faire disparaître ces efforts. Ces rotations, qui sont importantes, pourraient entraîner, dans certains cas, la rupture des aciers traversant les sections plastifiées, ce qui explique les limites données actuellement pour la prise en compte des continuités dans les dalles et les hourdis (voir art. 7.4) .

5.1.1 Sollicitation due aux effets de dilatation d'ensemble 1 La variation de longueur de chaque élément de la structure est en général contrariée par les éléments environnants et il en résulte des efforts qui peuvent être calculés. -5 2 La dilatation d'un élément est calculée à partir du coefficient de dilatation linéaire de 10 et de la température moyenne atteinte par cet élément après une durée d'exposition au feu fixée par le critère d'exigence requis. Le phénomène de fluage thermique transitoire des bétons induit des raccourcissements sous charge, variables avec la température, qui peuvent être plus importants en valeur absolue que les dilatations. Il est possible d'en tenir compte dans les justifications. On pourra par exemple utiliser les éléments donnés dans les textes cités en référence à l'annexe 4 "références bibliographiques" 17/11/2008


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A défaut de calculs plus précis de cette température, les valeurs suivantes peuvent être admises

:

La longueur sur laquelle doit être appliquée la dilatation est habituellement : • pour les éléments verticaux : la hauteur d'un étage, • pour les éléments horizontaux : une longueur qui dépend de l'étendue du feu à un instant donné, elle-même fonction de la charge calorifique des locaux et de leur cloisonnement ou compartimentage par des matériaux incombustibles, tels que des maçonneries. Le cloisonnement crée un obstacle à l'extension du feu et la combustion de la charge calorifique au cours de la montée en température suivant la courbe standard conduit à une durée maximale du feu en un endroit déterminé. Si cette durée correspond au critère d'exigence demandé, on peut supposer que l'incendie existe partout simultanément dans un compartiment. Dans le cas contraire, cela revient à dire, soit que le foyer de l'incendie se déplace dans la zone sinistrée en affectant à chaque instant une partie seulement de cette dernière, soit que l'incendie ne pourra durer pendant tout le temps du critère d'exigence, s'il existe partout à la fois, donc que la température moyenne sera celle à la fin du temps réel d'incendie seulement. A défaut de calcul plus précis, on peut distinguer : • les bâtiments courants à densité normale de cloisons et à faible charge calorifique, tels les bâtiments d'habitation, pour lesquels une longueur de 10 m environ (soit une longueur courante de logement) peut être admise : • les bâtiments ou les locaux peu cloisonnés et à forte charge calorifique, tels les entrepôts, pour lesquels la longueur sera la plus petite de celles qui séparent les joints de dilatation prévus et de celles qui séparent les cloisonnements des compartiments, à moins que des dispositions particulières de compartimentage du feu autres que les cloisonnements (exutoires de fumée, ...) ne permettent de réduire cette longueur ; • les immeubles de bureaux, groupes scolaires, hôpitaux, entrepôts à faibles charges calorifiques, parkings, etc. pour lesquels la longueur sera comprise entre les limites précédentes suivant leurs potentiels calorifiques, leurs dispositions de cloisonnement et leurs compartimentages au feu. Il peut, par exemple, être admis, dans les cas courants, de ne prendre que 50 % de la plus petite des deux longueurs entre joints ou entre cloisons de compartiment. Cette valeur peut être abaissée sans toutefois descendre au-dessous de 25 %, la longueur retenue devant toujours être au moins égale à 10 m dans le cas de compartiments recoupés par des cloisons maçonnées ou branchées traversant les faux-plafonds. Il y a donc tout intérêt à multiplier les joints de dilatation et à leur donner une largeur suffisante, calculée en fonction de la dilatation d'ensemble probable. Cependant, les impératifs résultant de la protection au feu ne doivent pas conduire à projeter des structures dont la conception serait médiocre vis-à-vis des sollicitations courantes. Il est donc parfois plus constructif de ne pas prévoir trop de joints, quitte à prendre en compte les effets de dilatation d'ensemble dans la structure et leurs conséquences dans les maçonneries telles que les murs formant coupe-feu (par exemple en les armant pour résister aux conséquences de cette dilatation ou en les entourant par des joints spécialement traités de façon à les mettre à l'abri des efforts correspondants). Il paraît, par contre, toujours possible de donner aux joints de dilatation la largeur requise.

Dans les justifications relatives aux bâtiments courants, lorsque les distances entre joints n'excèdent pas les valeurs fixées par les règles en vigueur, il est admis de ne pas tenir compte des effets de dilatation d'ensemble. Le comportement constaté au cours d'incendies réels de bâtiments courants permet d'admettre pour ces derniers que, lorsque les prescriptions des Règles de béton armé concernant la fréquence des joints de dilatation sont satisfaites, il n'y a pas lieu de tenir compte, dans le calcul des structures et dans les dispositions constructives, des effets de dilatation d'ensemble au cours d'un incendie.

Les joints de dilatation des superstructures doivent cependant avoir une largeur minimale. Par exemple, 2 cm pour 2 heures d'exigence au feu avec règle proportionnelle sur la température moyenne pour les critères d'exigence de durée différente.

5.2 Vérification des sections sous sollicitations normales Les vérifications complémentaires vis-à-vis des effets des incendies concernent l'état-limite ultime de résistance.

1 Pour le béton, le diagramme contraintes-déformations est le diagramme parabole-rectangle ; l'ordonnée maximale de ce 17/11/2008


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diagramme est prise égale à :

avec : b coefficient défini à l' article 3.1.1 , la température à prendre en compte étant la température caractéristique de la zone comprimée : • dans le cas d'un poteau ou d'un voile, cette température est la température moyenne ; • dans le cas d'une poutre, le moment résistant sur appuis peut être évalué en remplaçant la largeur réelle de la zone comprimée par une largeur fictive, obtenue en affectant à chaque surface de béton élémentaire le coefficient b qui lui revient. Le calcul peut alors être effectué avec b = 1 pour ce nouveau coffrage Commentaire Pour certaines poutres, il est nécessaire de procéder en outre à des vérifications à l'effort tranchant (voir art. 7.5.3) . Il est possible de substituer au diagramme parabole-rectangle un diagramme rectangulaire (de largeur ) dans les conditions définies par les Règles en vigueur pour le béton armé et pour le béton précontraint

Figure 12 Déformations contraintes

fcj résistance caractéristique du béton à la compression, au jour j de l'incendie (conformément à l'usage, on admet j 90 jours). = 1,3

b

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Etant donné le caractère instantané de l'incendie, le coefficient 0,85 n'a pas à être pris en compte dans la vérification. Prendre pour b la valeur 1,3, au lieu de 1,15 pris en compte par les Règles BAEL pour les situations accidentelles, est justifié par la dispersion résultant de la courbe de l'article 3.1.1

Figure 13

2 Pour les aciers de béton armé ou de précontrainte, les diagrammes contraintes-déformations se déduisent des diagrammes conventionnels (ou, éventuellement, des diagrammes réels) utilisés pour les calculs à la température ambiante par une affinité parallèle à l'axe Os et de rapport s , la valeur de ce rapport étant définie : • pour les aciers de béton armé, à l' article 3.2.1.2 , • pour les aciers de précontrainte, à l' article 3.2.2.1 . Le coefficient partiel de sécurité s est pris égal à 1. Les diagrammes de calcul sont ainsi rapportés à une limite d'élasticité réduite :

Le diagramme de calcul des aciers est conventionnellement défini par la figure 14 . D'autres diagrammes peuvent être utilisés dans les conditions prévues par l' article A 2.2.2 des Règles BAEL .

Figure 14

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3 La sollicitation résistante correspond à un diagramme des déformations de la section passant au moins par l'un des pivots A, B ou C définis par la figure 15 . Figure 15

Les diagrammes conventionnels des aciers de précontrainte à la température ambiante sont définis dans les Règles BPEL . A défaut de renseignements précis, le raccourcissement de 3,5 a été supposé non affecté par la température.

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4 Lorsque la justification des critères d'exigence est entreprise par le calcul, on peut admettre qu'elle est satisfaite si les résultats obtenus ne s'écartent pas de plus de 5 % de ceux exigés.

5.3 Éclatement Les matériaux servant à la confection du béton, leurs dosages respectifs et les procédés de mise en oeuvre doivent être choisis de manière à éviter que les éclatements prématurés du béton n'aient des conséquences préjudiciables à la tenue des ouvrages. Le phénomène d'éclatement étant encore mal connu, certaines précautions complémentaires sont nécessaires pour des ouvrages particuliers ou spéciaux. L'éclatement peut avoir pour conséquence de faire disparaître une partie de béton dont l'existence est nécessaire à la stabilité. Il a aussi pour effet d'accélérer les phénomènes de transmission thermique.

Le respect des règles de l'art concernant la confection du béton permet d'atteindre l'objectif précédent pour tous les ouvrages respectant les règles simples précisées plus loin par nature d'ouvrage. La justification de dispositions de coffrage et de ferraillage différentes de celles résultant de l'application des règles simples est à effectuer pour les poutrelles et poutres, en admettant que l'éclatement peut localement mettre un acier à nu, dans une seule section droite. A ce sujet, il est rappelé qu'un grillage de protection est nécessaire dès que u ; 7 cm, indépendamment des armatures de peau que l'on peut être amené à prévoir dans les justifications à la température ambiante.

Les vérifications effectuées conformément aux articles 5.1 et 5.2 doivent alors être complétées par une vérification effectuée comme suit : • la sollicitation agissante de calcul est prise égale à : • • •

• • • • • • • • avec : • (G1 ) ensemble des charges permanentes • (G2 ) poids propre du plancher concerné lorsque l'élément vérifié est un élément fléchi. • Les autres notations sont celles de l' article 5.1 : • La valeur G1 - 0,05G2 correspond en fait à (G1 - G2 ) + 0,95G2 , car on diminue le poids propre du plancher concerné de 5 % pour tenir compte de sa perte d'eau. • • • la résistance d'une section droite est justifiée en supprimant l'acier de plus grande capacité parmi ceux placés au voisinage du contour. • Cette vérification n'a pas à être faite : • pour les poutres comportant plus de huit barres à mi-travée, • pour les dalles, • Il a été constaté que les conséquences du phénomène d'éclatement ne sont dommageables que pour les poutres comportant un nombre de barres inférieur à 8, ces barres étant toutes de même diamètre et de même nature. • • • ainsi que pour tout élément dans lequel : • le bon comportement vis-à-vis de l'éclatement a été vérifié expérimentalement. • Cette justification vise plus particulièrement les produits industrialisés de préfabrication ouverte. • • • il a été justifié que les règles de confection du béton en vue de limiter le risque d'éclatement étaient respectées. • Ces règles seront publiées ultérieurement. • • • une protection complémentaire des parois exposées a été faite, 17/11/2008


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• un grillage de protection ou un maillage réduit (voir art. 6.3) des armatures longitudinales et transversales ont été prévus dans les zones particulièrement sensibles de l'ouvrage. Pour le maillage réduit, se reporter à l' article 6.3 . Dans le cas des poutrelles, les zones sensibles sont : • le voisinage des aciers inférieurs en travée ; • la zone de béton comprimé sur appui.

5.4 Règles simples Les règles simples permettent au projeteur de se dispenser de tout calcul à chaud, en définissant les hypothèses de calcul et les dispositions constructives qui doivent être respectées pour cela lors du calcul à froid de l'ouvrage.

Chapitre 6 règles constructives générales Les règles de ce chapitre, communes à tous les types d'ouvrages, permettent d'orienter le choix des structures de façon à satisfaire plus facilement les critères d'exigence de durée de résistance au feu.

6.1 Joints de dilatation Se reporter à l' article 5.1.1 où ces dispositions ont déjà été examinées. Les joints de dilatation séparant en deux un élément pare-flammes ou coupe-feu doivent être étudiés en tenant compte des variations dimensionnelles à attendre. Il faut en effet s'opposer au passage des flammes et à l'émission de gaz inflammables à travers de tels joints. On pourra s'inspirer des solutions suivantes : • soufflet métallique ancré dans l'ossature de part et d'autre du joint ; • appui feuillure entre deux éléments raidis, avec interposition d'une mousse.

Figure 16

6.2 Dispositions géométriques 6.2.1 Planchers et poutres Les planchers et poutres ne doivent pas présenter, une fois construits, de sections susceptibles de constituer un point faible. Les trois causes principales d'affaiblissement sont : 1 les clavetages de principe entre éléments lorsque ces clavetages ne reconstituent pas l'épaisseur des pièces assemblées ni le monolithisme de l'ensemble par des aciers (spécialement pour le critère coupe-feu) ; en l'absence d'essais, ces clavetages peuvent être classés comme indiqué sur la figure 17 . 2 l'isostatisme des pièces, car la continuité sur appui intervient dans la transmission des efforts à l'aide des aciers supérieurs qui sont moins affectés au cours d'un incendie : 3 les talons trop grêles et les parois trop minces ; l'examen des courbes de température dans une section droite montre en effet que les parties les plus chaudes sont les angles saillants, et que la température affecte d'autant plus un élément qu'il est plus élancé . Les structures peuvent cependant comporter des clavetages de principe sous réserve que ceux-ci soient traités de façon appropriée pour répondre à la notion de coupe-feu. Il est possible aussi de concevoir des structures isostatiques, sous réserve que la notion de coupe-feu soit satisfaite aux appuis et que la stabilité au feu soit obtenue par l'enrobage des aciers ou par une protection extérieure. Par contre, lorsque les phénomènes de dilatation d'ensemble sont prépondérants, l'aptitude à la déformation des structures paraît être un élément favorable. 17/11/2008


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Lorsqu'il est indispensable de réaliser des appuis feuillure dans une zone pouvant être exposée au feu, il faudra, à défaut de protection complémentaire, maintenir par un ferraillage de principe les arêtes de béton dont l'épaufrure ou l'éclatement pourrait conduire à la ruine de l'ouvrage, les aciers principaux étant placés avec les enrobages nécessaires .

Figure 17

Figure 18 Plancher

Figure 19 17/11/2008


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Figure 20

6.2.2 Éléments porteurs Les sections des éléments porteurs doivent être conçues de manière à s'adapter le mieux possible aux effets de dilatation d'ensemble. Il y a donc intérêt à placer la plus grande dimension de la pièce parallèlement à la plus petite dimension d'un bloc entre joints ou à celle d'un compartiment coupe-feu.

Figure 21 Vue en plan d'un bâtiment

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De même, il est souhaitable de concentrer les éléments de contreventement longitudinaux au centre des blocs entre joints de dilatation.

6.3 Dispositions de ferraillage L'augmentation de l'enrobage des aciers est favorable pour la stabilité au feu. Les températures étant toujours plus élevées au voisinage des parois chaudes et dans les angles saillants, il y a intérêt à en éloigner les aciers calculés pour équilibrer les efforts (flexion et effort tranchant)

Figure 22

Il est nécessaire, lorsque la distance utile des premiers aciers porteurs dépasse 7 cm, de prévoir un treillage de protection, enrobé de 1,5 cm de béton, dont la maille soit telle qu'on ne dépasse pas 10 cm dans un sens, le diamètre n'étant pas significatif. Au-delà d'une certaine épaisseur d'enrobage, il a toujours été constaté, au cours d'incendies réels, des éclatements prématurés du béton venant compromettre rapidement l'effet recherché par l'enrobage. Il est rappelé qu'une distance utile trop importante peut n'être pas conseillée pour le bon comportement de l'ouvrage sous ses sollicitations quotidiennes.

Les dalles et poutres ne doivent pas être dépourvues d'armatures sur leur face exposée au feu. Il paraît souhaitable, même lorsqu'ils ne sont pas justifiés par le calcul, de prévoir systématiquement, en sous-face des poutres ou dalles, des aciers venant s'ancrer dans les appuis .

Figure 23 17/11/2008


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Les aciers dont la prise en compte n'est pas nécessaire dans les justifications de stabilité au feu doivent être placés au voisinage des parois exposées. Ce motif conduit à maintenir près des parois les aciers placés dans les éléments pour des raisons de pourcentage (poteaux, voiles) et non déterminés pour équilibrer des efforts calculés. Il faut ajouter qu'une telle règle présente, en outre, l'avantage que l'ouvrage reste convenablement ferraillé pour ses sollicitations courantes .

Figure 24

6.4 Tolérances d'exécution Lorsque la stabilité au feu dépend principalement de la valeur des enrobages choisis et que ces derniers sont plus importants que ceux qui sont prévus par les règles sous sollicitations courantes, il est nécessaire : • d'une part, de préciser sur les plans d'exécution, par des détails appropriés, la valeur de ces enrobages ; • d'autre part, de veiller plus spécialement au bon respect de ces valeurs à l'exécution avec une tolérance de 10 %. La position du ferraillage est primordiale et il est nécessaire de procéder à un calage efficace de celui-ci.

Chapitre 7 règles constructives par catégories d'ouvrages 7.1 Poteaux 7.1.1 Règles simples Ces règles simples concernent les poteaux soumis à une compression simple dont l'élancement est au plus égal à 35 et pour lesquels les aciers n'ont pas été pris en compte pour l'estimation de la charge portante ultime dans le calcul à froid. Le tableau suivant donne, pour les durées F - exprimées en heures - des critères d'exigence coupe-feu ou stabilité au feu, la dimension minimale a (cm) du côté du poteau pour : • un poteau carré, • un poteau rectangulaire b = 5a,

Pour les valeurs du rapport b/a comprises entre 1 et 5, la section de béton minimale admissible en fonction de la durée de résistance au feu recherchée est déterminée par interpolation linéaire. La règle d'interpolation est à effectuer sur l'aire de la section du poteau en fonction du rapport b/a . 17/11/2008


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Par exemple, pour un degré de résistance au feu de 2 heures : • section carrée a = 30 cm • A1 = 900 cm ; • section rectangulaire allongée b = 5a • a = 16 cm • b = 80 cm • A2 = 1 280 cm.

Figure 25

Pour les poteaux situés de part et d'autre d'un joint de dilatation de moins de 20 mm de valeur nominale et susceptibles d'être cernés par le feu, les sections minimales sont définies comme si le joint n'existait pas . Figure 26

Les poteaux ronds peuvent être traités suivant les règles applicables aux poteaux carrés de même surface.

7.1.2 Température du béton et des aciers La température est estimée suivant les prescriptions du chapitre 4 . L'application de cette méthode à quelques cas courants a donné les valeurs suivantes : Le premier chiffre est donné pour une épaisseur de béton de 18 cm, le second pour une épaisseur de béton de 50 cm. Pour une épaisseur de béton comprise entre ces deux valeurs, la température moyenne, à distance u fixée, est définie par une interpolation linéaire. Pour des distances utiles intermédiaires entre les valeurs du tableau, les températures sont également définies par une interpolation linéaire. Enfin, la distribution de la température n'est pas uniforme le long du contour. Une variation d'allure parabolique, donnant un coefficient de pondération de 1,2 pour la température aux angles et de 0,9 sur les axes de symétrie d'une face sur la valeur de la température du tableau, peut être admise comme l'indique la figure 27 .

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Tableau des températures moyennes du béton (et des aciers) de poteaux pour des distances u à la paroi libre en fonction de la durée d'exposition au feu

Figure 27

Il peut être utile de connaître la température au centre d'un poteau. Le tableau suivant en donne quelques valeurs pour certaines sections de poteaux .

Température au centre des poteaux

Figure 28 Température moyenne dans les poteaux cernés par le feu

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7.1.3 Autres poteaux A défaut d'appliquer les règles 7.1.1 , on calcule les poteaux suivant les indications du chapitre 5 utilisant les tableaux de températures calculées suivant le paragraphe 7.1.2 . Pour le flambement, les méthodes utilisées pour le calcul à la température ambiante demeurent applicables. Certaines de ces méthodes reviennent à introduire des coefficients minorateurs sur les contraintes. D'autres introduisent des excentricités additionnelles. D'autres, enfin, font un calcul à l'état limite ultime avec prise en compte des effets du second ordre.

7.2 Tirants (cf. § 5.4) Les tirants sont des pièces sollicitées à la traction ou en flexion composée avec traction dans lesquelles l'axe neutre est situé à l'extérieur des deux lits d'acier. Les durées - exprimées en heures - des critères d'exigence (coupe-feu ou stabilité au feu) sont réputées obtenues lorsque les valeurs minimales indiquées dans le tableau ci-après sont respectées .

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La stabilité peut également être justifiée par les méthodes exposées au chapitre 5 , en utilisant les distributions de températures données pour les poteaux à l' article 7.1.2 . Toutefois, dans le cas de tirants en béton armé qui comporteraient des recouvrements dans la zone exposée au feu, les valeurs de distances utiles du tableau ci-dessus sont à maintenir. Cette restriction concernant le respect de distance utile minimale provient de l'incertitude que l'on a sur la conservation de l'adhérence. Il est logique d'admettre que les frettages renforcés permettent d'assouplir cette condition.

7.3 Murs porteurs Cet article s'applique aux éléments porteurs dont la grande dimension excède de plus de 5 fois la petite (b ; 5a)

7.3.1 Règles simples (cf. § 5.4) Les règles ci-après concernent les murs porteurs d'élancement au plus égal à 50 et sont valables pour un feu d'un ou des deux côtés du mur. Les durées F - exprimées en heures - des critères d'exigence (coupe-feu et stabilité au feu) sont réputées obtenues lorsque les valeurs minimales de a et u données dans le tableau ci-dessous sont respectées.

Dans le cas de parois de gaines et de murs non porteurs, on se réfère aux épaisseurs prévues pour les dalles à l' article 7.4.2 .

7.3.2 Températures dans le béton La température est estimée suivant les prescriptions du chapitre 4 . L'application de cette méthode à quelques cas courants a donné les valeurs suivantes : température à la distance utile u En fonction des durées d'exposition au feu, les températures atteintes par le béton à la distance u du parement (exposé au feu) sont celles du tableau suivant : Pour des valeurs intermédiaires (durée et distance utile), les températures sont obtenues par interpolation linéaire. température moyenne du béton Le tableau ci-après donne les températures moyennes du béton des voiles, calculées par la méthode générale, pour quelques dimensions de section et durées d'exposition au feu.

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7.3.3 Autres murs A défaut d'appliquer les règles 7.3.1 , on calcule les murs suivant les indications du chapitre 5 en utilisant les tableaux de températures calculées suivant le paragraphe 7.3.2 . Les murs dont les sections d'armatures ont été déterminées par des méthodes appliquées en général aux poteaux sont vérifiés comme tels. Les autres murs, non armés ou comportant un pourcentage d'armatures non pris en compte dans la section homogénéisée, sont vérifiés en tenant compte des phénomènes de susceptibilité au flambement et de défaut d'exécution, comme il est usuel de le faire pour les vérifications de statistique. Certaines méthodes prennent en compte ces phénomènes sous forme de coefficients minorateurs de la contrainte nominale. Ceuxci sont conservés pour les vérifications au feu. D'autres méthodes prennent en compte ces phénomènes sous forme d'excentricités additionnelles qui sont à maintenir pour les vérifications au feu.

Ces murs ont cependant une épaisseur supérieure à 8 cm et, lorsqu'ils doivent être coupe-feu, leurs épaisseurs sont au moins égales à celles données à l' article 7.3.1 .

7.4 Hourdis sur appuis continus Cet article concerne les dalles pleines ou les dalles réalisées à partir de prédalles, portant sur 2, 3 ou 4 côtés, avec armatures courantes de béton armé ou précontraint. Les dalles réalisées en 2 phases à partir de prédalles sont appelées prédalles » dans la suite du présent article.

7.4.1 Dispositions constructives En dehors des dispositions déjà décrites ci-dessus, il faut constituer à la sous-face de la dalle exposée au feu un quadrillage continu d'armatures à l'aide des aciers inférieurs dont une partie doit être ancrée sur les appuis. Cette règle est considérée comme satisfaite si, dans le cas de treillis soudé, il existe systématiquement une soudure sur appuis et si, dans le cas de barres à haute adhérence, une section de l'ordre de 1/6 de la section en travée en partie basse est prolongée et ancrée au-delà du nu de l'appui, c'est-à-dire : • soit toutes les barres à ls /6, • soit 1/6 des barres à ls (ls étant la longueur d'ancrage).

7.4.2 Règles simples concernant les dalles et les prédalles en béton armé (cf. § 5.4) Il est rappelé que les règles simples sont globales et qu'en cas de doute sur l'interprétation des possibilités d'interpolation, il y a lieu de recourir au calcul. 17/11/2008


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Ces règles simples ne s'appliquent qu'aux locaux pour lesquels la norme NF P 06-001 définit les charges d'exploitation ou donne des indications permettant de les définir. La méthode forfaitaire des Règles de calcul du béton armé s'applique, mais sans envisager le cas de travée totalement déchargée.

7.4.2.1 Dalles isostatiques Les durées - exprimées en heures - des critères d'exigence (coupe-feu et stabilité au feu) sont réputées obtenues pour les dalles lorsque les dispositions minimales prévues dans le tableau ci-après sont observées.

Les notations utilisées sont : •h épaisseur de la dalle en cm •e épaisseur de la chape et de son revêtement en cm • Mo , moment isostatique sous les charges permanentes et les charges variables suivant les indications du chapitre 5 • Mw et Me , moments de flexion équilibrés par les aciers sur appuis de longueur libre à l'intérieur de la travée considérée lsw et lse . A défaut de prescriptions différentes dans les Documents Particuliers du Marché, ces moments sont plafonnés à la valeur du moment provoqué par les seules charges permanentes, dans le cas où il s'agit de moments de continuité isostatique (console). Figure 29

On opère par interpolation linéaire pour u et 17/11/2008


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fonction de la valeur de

Ces règles simples ne s'appliquent pas aux dalles dont les armatures en travée sont du type 3 ou 4 lorsque la durée de résistance au feu demandée est supérieure à une heure. 7.4.2.2 Dalles hyperstatiques Les règles précédentes sont appliquées : • soit en tenant compte des moments de continuité hyperstatiques quand les aciers sur appui sont des ronds lisses de classe Fe E 215 ou Fe E 235 ne comportant aucune barre de répartition soudée sur eux sauf au voisinage immédiat de leurs extrémités ; • soit en ne tenant pas compte de ces moments de continuité hyperstatique dans les autres cas. Par application du paragraphe 5.4 , le fait d'utiliser la ligne sans aciers sur appuis » du tableau suppose que les aciers en travée ont été calculés à froid à partir du moment Mo , ce qui ne dispense pas, malgré cela, du calcul des aciers de continuité nécessaires au bon comportement de l'ouvrage à froid. Dans le calcul de Mw et Me , on peut prendre en compte des chapeaux de principe mis par construction sur les appuis à faible continuité pour tenir compte des moments non calculés. Il est rappelé qu'un moment de continuité isostatique résulte de l'application des seules règles de la statique traduisant l'équilibre du solide étudié, alors qu'un moment de continuité hyperstatique résulte de la compatibilité des rotations des sections droites d'une poutre de part et d'autre de l'appui envisagé. Exemple :

I isostatique/H hyperstatique

Dans le cas de dalles portant dans un seul sens, les règles précédentes ne concernent que les aciers porteurs. Dans le cas de dalles portant sur trois ou quatre côtés, la même vérification doit être faite pour deux lits porteurs. Il est rappelé que les aciers placés soit pour respecter un pourcentage minimal ou une condition de non fragilité, soit pour répartition ne sont pas soumis aux règles précédentes.

Prise en compte des charges d'exploitation : • Si les charges de l'élément vérifié relèvent des cas définis dans la norme NF P 06-001 , on considère que l'ensemble des travées est chargé, sauf indications différentes dans les Documents Particuliers du Marché, • Si les charges de l'élément vérifié relèvent de cas où la norme NF P 06-001 , ne donne que des indications permettant de les définir, les Documents Particuliers du Marché doivent préciser ces charges dans l'hypothèse de l'incendie. A défaut, on admet 17/11/2008


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conventionnellement que : • les travées les moins chargées ne reçoivent que 80 % de leur charge maximale, • les travées les plus chargées reçoivent la totalité de leur charge.

Ces observations sont notamment à prendre en compte pour la détermination de la longueur des chapeaux et du moment maximal en travée.

7.4.2.3 Prédalles en béton armé Dans le cas de dalles béton armé réalisées en deux phases et dont la partie inférieure n'a pas fait l'objet de la procédure d'Avis Technique avec autocontrôle surveillé, les prescriptions suivantes doivent être appliquées, à défaut d'armatures transversales reprenant la totalité du glissement : • le béton de la prédalle doit présenter un rapport E/C aussi faible que possible, compatible avec sa mise en oeuvre sous vibration. Un excès d'eau en surface est à proscrire ; • cet E/C doit permettre d'obtenir, immédiatement après bétonnage, un état de surface rugueux, soit par ratissage soigné ne désorganisant par le béton en profondeur, soit par un crantage mécanique assurant la reproductibilité désirée. Le béton des prédalles aura un dosage en ciment au moins égal à 350 kg/m. Dans le cas de dalles en béton armé réalisées en deux phases, et dont la partie inférieure a fait l'objet de la procédure d'Avis Technique avec autocontrôle surveillé, les mêmes prescriptions particulières doivent être respectées, ainsi que les prescriptions particulières de l'Avis Technique. Ces dispositions résultent de l'état actuel des connaissances en matière de comportement des planchers bicouches. Ces conditions conduisent habituellement à : • une résistance fC28 de l'ordre de 30 MPa ou plus, • un affaissement du cône de l'ordre de 6 cm. • Les principes retenus pour apprécier la rugosité sont les suivants : • la rugosité de la surface doit être obtenue sans nuire à la compacité du béton de la prédalle, mais en marquant nettement le relief supérieur ; • dans la pratique, la compacité convenable du béton d'une prédalle ne peut être obtenue que par une vibration soit par le moule, soit par règle ou aiguille vibrante. Ces procédés créent une surface lisse se formant par remontée d'une légère croûte de laitance. • Cette surface doit être rendue rugueuse sur toute son étendue par un procédé qui ne désorganise pas le béton en profondeur. Un rouleau en tôle découpée et étirée (type Métal Déployé) avec surface à reliefs, par exemple, est, à ce titre, préférable au simple ratissage.

Le risque d'éclatement entre dalle et prédalle provient de l'impossibilité qu'a l'eau de s'échapper à travers le béton de deuxième phase. Ce risque est d'autant plus diminué que ce béton de deuxième phase est plus poreux ».

Des aciers complémentaires assurant la résistance au feu et placés au-dessus des aciers principaux peuvent être incorporés dans la prédalle ou placés ultérieurement sur celle-ci. Pour respecter la règle de l' article 7.4.1 , les aciers de la prédalle doivent être ancrés sur appuis ; la section ainsi ancrée doit représenter le 1/6 de la section totale, aciers complémentaires compris.

7.4.3 Températures dans le béton Les températures sont calculées par application de la méthode générale exposée au chapitre 4 . L'application de cette méthode à quelques cas courants a donné : Pour des valeurs intermédiaires de u, les températures sont obtenues par interpolation linéaire. La figure 31 donne quelques valeurs de température moyenne du béton en fonction de la durée, en heures, d'exposition au feu des hourdis en béton.

Figure 30

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Figure 31

Dans le cas de joints entre prédalles (à l'exclusion de ceux de plus de 20 mm de largeur), les températures sont déterminées en supposant que les joints n'existent pas .

7.4.4 Autres justifications des dalles ou prédalles en béton armé - dalles et prédalles en béton précontraint Ces éléments peuvent être calculés suivant les indications du chapitre 5 à l'aide des températures estimées suivant l' article 7.4.3 . Les prescriptions de l' article 7.4.2.3 restent applicables. Pour les prédalles, les règles de dérogation aux coutures (issues des Règles BAEL ou des Avis Techniques) sont applicables.

Les cas de charges à envisager pour les structures hyperstatiques sont précisés à l' article 7.4.2.2 . L'épaisseur minimale pour satisfaire le critère 2 du coupe-feu est la même que celle à l' article 7.4.2 . La vérification consiste à s'assurer que la demi-somme des moments ultimes sur appui ajoutée au moment ultime en travée équilibre bien le moment provoqué par les charges appliquées et que la longueur des barres correspond bien à la courbe de 17/11/2008


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moments qui en résulte. Lorsque les efforts normaux provoqués par les effets de dilatation sont à prendre en compte, des justifications en flexion composée sont nécessaires.

Aucune justification à l'effort tranchant n'est requise. La prise en compte des moments d'appuis hyperstatiques suppose l'adaptation plastique sur ces appuis, caractérisée par la rotation maximale r de la rotule plastique qui s'y produit. Cette rotation r dépend des valeurs de l'allongement hors striction des aciers, de leur adhérence, de leur ancrage dans le béton, de l'équarrissage des sections d'appuis et du pourcentage d'aciers prévu. Elle est donc donnée à la suite d'essais effectués dans les laboratoires agréés et doit, pour être utilisée, être soumise à l'approbation de la Commission d'Etudes chargée du présent texte. Dans l'état des connaissances à fin 1978, on pouvait admettre, à défaut d'essais, pour des épaisseurs de dalle comprises entre 5 et 25 cm : L'appellation treillis soudés TS' vise les treillis soudés spéciaux utilisés comme armatures supérieures sur appuis et dans lesquels les fils transversaux se réduisent à un ou plusieurs fils soudés au voisinage immédiat des extrémités des fils constituant les chapeaux ; dans les treillis TS', le rôle joué par les soudures se ramène donc à celui d'ancrages d'extrémité.

Aucune restriction n'est apportée à la prise en compte d'un moment hyperstatique sur l'appui d'une dalle d'épaisseur h, si elle présente une épaisseur suffisante dans les travées adjacentes à cet appui. Dans le cas contraire, on peut justifier de la stabilité en supposant que le moment de continuité hyperstatique est nul. A défaut de justification plus précises, la règle est réputée respectée si l'épaisseur h vérifie l'inégalité suivante (extraite de l'article des Annales de l'ITBTP TMC 215 de mars 1978 ) :

avec L demi-somme des portées réduites de Caquot de part et d'autre de l'appui, en mètres ; ao bo et ho sont donnés par le tableau suivant en fonction du critère d'exigence :

Une autre méthode consiste à justifier de la stabilité travée par travée de la dalle continue, en admettant sur les appuis hyperstatiques l'existence de rotules du type rigide-plastique, caractérisées par r , et en prenant obligatoirement en considération le phénomène de gradient résultant de la distribution des températures dans la dalle, contrairement à la simplification admise à l' article 5.1 . 17/11/2008


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On utilisera à cet effet toute méthode de calcul en plasticité, par exemple celle donnée dans les Annales de l'ITBTP mars 1978 .

TMC 215 de

Les planchers allégés par incorporation d'isolants noyés dans le béton et les planchers mixtes avec bacs métalliques collaborants ne sont pas prévus dans le présent DTU.

7.4.5 Justifications des dalles et prédalles en béton précontraint Les règles simples de l' article 7.4.2 ne sont pas applicables. On procède comme indiqué en 7.4.4 .

7.5 Poutres et poutrelles en béton armé ou en béton précontraint 7.5.1 Règles simples (cf. § 5.4) Il est rappelé que les règles simples sont globales et qu'en cas de doute sur l'interprétation des possibilités d'interpolation, il y a lieu de recourir au calcul.

Les degrés F - exprimés en heures - des critères d'exigence (coupe-feu et stabilité au feu) sont réputés obtenus pour les poutres et poutrelles, lorsque les dispositions minimales des tableaux ci-après sont observées.

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Les notations utilisées sont : •e épaisseur de la chape et de son revêtement en cm •d hauteur utile moment isostatique sous les charges permanentes et les charges variables suivant les indications du chapitre 5 • Mo • Mw et Me moments de flexion équilibrés par les aciers sur appuis de longueur libre à l'intérieur de la travée considérée lsw et lse •V effort tranchant une fois déduite la transmission directe • contrainte tangente conventionnelle correspondante • • • • • •

Il s'agit de la contrainte tangente conventionnelle, telle qu'elle est définie par les Règles BAEL .

Figure 32

Les poutres à talon que l'on rencontre généralement sont de dimensions très variables et il est difficile de définir des règles simples couvrant tous les cas. On constate en particulier qu'il est intéressant de justifier par le calcul les poutres pour des degrés supérieurs à 1 h 30. Les dimensions des talons, hauteur et largeur, peuvent varier, l'épaisseur de l'âme étant souvent le critère fondamental. La répartition des armatures peut également être différente, quant au nombre de lits et au nombre de barres par lit. Il faut alors procéder aux justifications par le calcul.

Ces règles simples ne s'appliquent qu'aux locaux pour lesquels la norme NF P 06-001 définit les charges d'exploitation, ou donne des indications permettant de les définir. La méthode forfaitaire des règles de calcul de béton armé s'applique, sans envisager le cas de travée totalement déchargée.

Une interpolation linéaire est utilisée pour définir les valeurs des quantités : b, u, en fonction des valeurs intermédiaires du rapport 17/11/2008


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de même pour calculer u en fonction d'une largeur du talon b intermédiaire entre les valeurs minimale (1,00 m) ou maximale (1,5 h1 ). Lorsque deux conditions sont requises pour la même dimension, la plus défavorable doit être respectée. En particulier, la condition de largeur de l'âme bo doit être compatible avec la condition de distance utile u lorsque les aciers de flexion se trouvent placés dans l'âme. Dans le calcul de Mw et de Me , on peut prendre en compte des chapeaux de principe mis par construction sur les appuis à faible continuité pour tenir compte des moments non calculés.

Lorsque le ferraillage comporte deux barres par lit, celles-ci doivent être rapprochées au maximum du centre, en ne laissant entre elles que la distance nécessaire à un bon enrobage (3 cm par exemple pour les aciers béton armé et 3 à 5 cm pour les monofils). Il est recommandé de : • concentrer les aciers vers le centre de la poutre en évitant de placer les aciers de gros diamètre dans les angles, • augmenter le nombre de lits d'acier, • équilibrer une partie de l'effort tranchant par des épingles ou étriers et de ne pas utiliser uniquement des cadres voisins de la surface du béton, • prolonger sur l'appui une partie du ferraillage inférieur.

Dans le cas de joints entre poutrelles ou entre bacs, ceux (de dilatation) de plus de 20 mm de valeur nominale étant toutefois exclus, les règles simples peuvent être appliquées à partir des sections obtenues en supposant que le joint n'existe pas Figure 33

Pour un joint de dilatation, il est nécessaire de se préoccuper de ses variations dimensionnelles prévisibles et d'en tenir compte dans les justifications de stabilité au feu.

7.5.2 Température du béton La température du béton est calculée par application de la méthode générale donnée au chapitre 4 . L'application de la méthode générale à quelques cas particuliers a donné les résultats suivants. Températures dans le talon des poutres en fonction de leur largeur et de la durée d'exposition au feu. Ces valeurs ont été représentées uniquement en fonction de la largeur du talon car les autres caractéristiques géométriques : trame, épaisseurs de la dalle, hauteur h, interviennent peu. Les températures indiquées sont données dans l'axe de carreaux de 3 3 cm, en lesquels a été pratiqué le découpage de la section .

Figure 34 17/11/2008


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La température du béton peut être déduite en tout point par interpolation linéaire avec les valeurs des températures indiquées dans le tableau pour les points voisins. Ces températures ont été calculées pour la zone courante des poutres et poutrelles. Près des appuis des poutrelles sur poutres ou murs et des poutres sur murs ou trumeaux, les températures sont différentes car la diffusion thermique n'est pas la même qu'en zone courante. A défaut de justifications plus précises, on peut admettre une diminution des températures indiquées pour les parties courantes sur une distance à l'appui de 2 h1 , le coefficient de minoration étant au maximum de 0,9, comme l'indique la figure . température moyenne du béton Une valeur approchée par excès de la température moyenne du béton est obtenue en calculant la moyenne pondérée par rapport aux surfaces des sections d'une dalle et d'un poteau . Pour calculer [Tbar]1 et [Tbar]2 , les résultats donnés pour les dalles et poteaux dans les chapitres antérieurs sont utilisés.

Figure 35

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Figure 36

7.5.3 Autres justifications A défaut d'appliquer les règles précédentes, on peut calculer les poutres et poutrelles suivant les indications du chapitre 5 en utilisant les valeurs de température estimées suivant le paragraphe 7.5.2 . Les cas des charges à envisager pour les structures hyperstatiques sont précisés à l' article 7.4.2.2 . La vérification consiste à s'assurer que la demi-somme des moments ultimes sur appuis ajoutée au moment ultime en travée équilibre bien le moment provoqué par les charges appliquées. Lorsque les efforts normaux provoqués par les effets de dilatation sont à prendre en compte, une vérification en flexion composée est nécessaire.

La longueur des barres est vérifiée d'après la courbe de moment correspondant au schéma de rupture. Le diagramme d'effort tranchant en est déduit et donne VB8 sur appui une fois déduite la transmission directe. Pour l'effort tranchant, si la largeur d'âme du profil est supérieure ou égale à celle du tableau donné à l' article 7.5.1 , il n'est pas nécessaire de procéder à d'autres vérifications que celles demandées dans ce même article pour la cote u1 du tableau. Si la largeur d'âme du profil est inférieure à celle du tableau donné à l' article 7.5.1 , les deux vérifications suivantes doivent être effectuées : 1 La contrainte tangente conventionnelle B8 doit satisfaire la condition : 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 fcjB8 correspondant à la température B8 mesurée au point caractérisé par les distances bo /4 et h1 /2 définies sur la figure ci-dessous . 13 Figure 37 14 15

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16 17 18 19 Dans le cas de la précontrainte, l'effort tranchant à prendre en compte est l'effort tranchant réduit. 20 Les armatures d'effort tranchant doivent vérifier la formule suivante : 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 dans laquelle : • At = section d'un brin d'une file d'armatures transversales (cadres, étriers, ou épingles), ces armatures étant perpendiculaires à la ligne moyenne • ϕs = coefficient d'affaiblissement des caractères mécaniques du brin envisagé, compte tenu de sa température à la hauteur h1 /2 • st = écartement entre les files d'armatures transversales successives.

7.6 Planchers-dalles Du point de vue de leur résistance au feu, les planchers-dalles sont traités comme les hourdis sur appuis continus (art. 7.4) .

7.7 Poutres-voiles 7.7.1 Règles simples Les degrés F - exprimés en heures - des critères d'exigence (coupe-feu et stabilité au feu) sont réputés obtenus pour les poutresvoiles lorsque les dispositions suivantes sont respectées :

7.7.2 Températures Suivant les cas, et notamment selon les parties de la construction exposées au feu, les considérations relatives aux poutres ou aux murs exposées ci-avant doivent être appliquées.

7.7.3 Autres poutres-voiles A défaut d'appliquer les règles précédentes, les poutres-voiles sont calculées suivant les indications du présent chapitre en utilisant la valeur des températures estimées d'après les articles 7.3 et 7.5 . Ces poutres-voiles doivent cependant avoir une épaisseur supérieure à 8 cm et lorsqu'elles doivent être coupe-feu, leur épaisseur est au moins égale à celle donnée en 7.7.1 . La difficulté de définir des règles précises provient, d'une part, des diverses possibilités d'application du feu qui peut, suivant les cas, ne concerner que le tirant, la partie intermédiaire de la poutre-voile, la partie supérieure de cette poutre ou la totalité. Elle provient, d'autre part, des incertitudes que l'on a habituellement sur la répartition exacte des efforts. On peut par exemple imaginer : • des voûtes de décharge en justifiant les contraintes de compression du béton et de traction de l'acier, compte tenu de la température ; • un report de charge n'utilisant pas une partie du voile exposé au feu, dans le cas de poutres-voiles sur plusieurs niveaux. 17/11/2008


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De même, l'action du vent peut ne pas être prise en compte dans un linteau d'un mur à ouvertures superposées pour la justification au feu, pour autant que les linteaux des étages supérieurs et inférieurs puissent équilibrer cet effort négligé.

7.8 Planchers à entrevous céramique ou béton avec dalle coulée en oeuvre Ce paragraphe ne traite donc pas des planchers à entrevous dits porteurs » au sens du CPT Planchers ».

7.8.1 Règles simples Les critères d'existence de résistance au feu sont obtenus par adjonction d'une épaisseur d'enduit de protection qui est fonction de la durée à satisfaire et des conditions de mise en oeuvre. Pour des entrevous en béton, ou en céramique à sous-face crantée : re • l'adhérence de la 1 couche de plâtre est considérée comme satisfaisante pour les enduits ordinaires et pour les durées re jusqu'à 1 h 1/2. La vérification est faite en ne considérant que la 1 couche ; • pour les enduits projetés monocouches, l'épaisseur totale est prise en compte. Dans le cas d'un enduit plâtre ordinaire, mis en oeuvre conformément au DTU n° 25.1 , et pour des planchers dont l'épaisseur totale est supérieure à 14 cm et l'entraxe des poutrelles inférieur ou voisin de 0,60 m, les résultats des essais permettent de fixer les valeurs suivantes de l'épaisseur de l'enduit : Ces chiffres peuvent être appliqués aux planchers comportant un hourdis d'au moins 4 cm coulé sur les entrevous. Pour des durées supérieures à 1 h 1/2, le plâtre projeté ou les plâtres spéciaux de protection incendie sont conseillés car ils donnent des résultats plus homogènes, notamment en ce qui concerne l'adhérence. En outre, dans le cas 1/2 h », le fait de ne pas mettre d'enduit (épaisseur = 0) est conditionné pour le respect des dispositions suivantes : • moment sur appui ; 15 % du moment isostatique (Mo ) dans le cas de poutrelles en béton armé à entrevous céramique ou béton, • 3 fils au moins par poutrelle dans le cas de poutrelles en béton précontraint à entrevous céramique.

7.8.2 Autres justifications Les planchers comportant ou non un enduit de protection complémentaire peuvent être calculés suivant les méthodes exposées au chapitre 5 , les températures étant déterminées suivant le chapitre 4 . En l'absence d'enduits protecteurs, la pose de entrevous doit être faite de façon à réduire la largeur des joints entre entrevous ou entre entrevous et poutrelles. Sauf accident local, une dimension de 1,5 cm doit être considérée comme un maximum.

7.8.2.1 Cas de planchers à entrevous en béton sans protection rapportée avec entraxe des poutrelles inférieur à 70 cm • L'étanchéité aux flammes est réputée satisfaisante si un treillis soudé est placé dans le béton coulé en oeuvre et si la stabilité au feu est vérifiée. • La vérification de l'isolation thermique vis-à-vis du critère CF est faite en prenant en compte l'épaisseur totale du béton restant en place au temps considéré. Les règles simples peuvent être utilisées. • Stabilité au feu : • pour le degré 1/4 heure, on assimile le plancher à une dalle pleine ; • pour les degrés 1/2 heure et 1 heure, le calcul des températures dans la partie inférieure de la poutrelle (armature) se fait en 2 temps, et en différenciant les entrevous par leur hauteur : a entrevous de hauteur 16 cm b La paroi inférieure reste en place 15 min. Calcul de 0 à 15 min par assimilation à une dalle pleine et à partir de 15 min, en utilisant le contour résiduel conservant les parois d'entrevous au contact du béton coulé en oeuvre (fig. 38) . c Figure 38 d e 17/11/2008


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f g h i entrevous de hauteur ; 16 cm j La paroi inférieure reste en place, 30 min. Calcul de 0 à 30 min par assimilation à une dalle évidée et à partir de 30 min, en utilisant le contour résiduel (fig. 38) . Dans le cas des entrevous en céramique, le calcul s'effectue en utilisant le seul contour résiduel (fig. 38) depuis le début. Ces dispositions résultent d'essais effectués en 1985 au CSTB.

Les planchers à entrevous comportant à leur sous-face un enduit protecteur d'épaisseur suffisante es sont à considérer comme une dalle pleine d'épaisseur égale à la hauteur totale du plancher (en conservant le poids réel pour le calcul des efforts), y compris l'épaisseur de l'enduit (avec ses caractéristiques thermiques) ou l'épaisseur équivalente de béton définie au chapitre 8 (fig. 39) . Dans ce cas, l' article 5.3 ne s'applique pas.

Figure 39

L'assimilation des planchers à entrevous à une dalle pleine peut être faite sans tenir compte de la restriction apportée à la prise en compte des moments de continuité hyperstatique provenant de la nature des rotules plastiques, et, en particulier, des nuances d'acier utilisées. Pour le plâtre ordinaire, une épaisseur es de 1,0 cm peut être considérée comme suffisante, 1,5 cm pour un enduit de mortier. Les règles simples des poutres et poutrelles ou dalles peuvent être appliquées à ce coffrage associé. La stabilité de ces planchers peut également être justifiée par le calcul et suivant les méthodes du chapitre 5 . Par dérogation aux règles des poutres et poutrelles, aucune justification n'est à fournir pour l'effort tranchant.

7.9 Planchers à entrevous en matière plastique alvéolaire Dans le cas des planchers à entrevous en matière plastique alvéolaire (telle que le polystyrène) laissé apparent (sans protection en sous-face), on ne tient pas compte de la présence de l'entrevous dans l'évaluation de leur résistance au feu. 17/11/2008


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Chapitre 8 protection complémentaire Les degrés de résistance au feu souhaités peuvent être obtenus par adjonction de matériaux protecteurs adaptés et convenablement liés à la structure qu'ils protègent. Les dispositions de liaison ou des possibilités d'adhérence doivent faire l'objet d'essais concluants. Ces matériaux sont caractérisés par leurs épaisseurs équivalentes de béton. Celles-ci sont déterminées par l'essai au feu défini en annexe 3 . A défaut de ces essais, on peut admettre les équivalences suivantes : • 1 cm de mortier : 0,67 cm de béton ; • 1 cm de vermiculite : 2,5 cm de béton ; • 1 cm de fibres de roches : 2,5 cm de béton ; • 1 cm de plâtre ordinaire : 2,5 cm de béton. Mais, dans ce cas, si l'on envisage de mettre en oeuvre une protection complémentaire d'épaisseur e, on doit faire la preuve de l'existence d'un compte rendu d'essais sur une structure du même type (dalle pour dalle, poutre pour poutre, etc.) dans un four agréé (CSTB ou CTICM). Ces essais doivent montrer que, pour le délai requis, le même matériau, avec la même mise en oeuvre en épaisseur au moins égale à e et la même catégorie d'état de surface du gros oeuvre servant de support (ou plus défavorable à la tenue de la protection), il y a bon comportement des dispositifs de liaison ou des propriétés d'adhérence, ainsi qu'une bonne conservation de l'épaisseur du matériau.

La stabilité au feu est justifiée selon la procédure définie au chapitre 5 , les températures étant calculées suivant les indications du chapitre 4 . Le calcul des températures s'effectue sur le coffrage d'origine augmenté de l'épaisseur équivalente du béton déterminée par l'essai susvisé. A défaut, le calcul des températures peut être effectué directement en tenant compte des caractères physico-chimiques du béton et du matériau de protection rapportée, et en négligeant l'eau libre contenue dans ce matériau. Le recours à ce type de calcul ne dispense pas des justifications demandées au premier paragraphe de ce chapitre.

L'épaisseur eo de la protection est la plus petite des deux valeurs suivantes : épaisseur moyenne et épaisseur minimale de la protection, augmentée de 2 mm. Si un faux-plafond a fait l'objet d'essais dans un laboratoire agréé, sa prise en compte est admise. Si ce faux-plafond à mettre en oeuvre est conforme dans sa disposition et son mode de fixation aux conditions de ces essais, on le fait intervenir pour une part dans la durée de résistance au feu de l'ensemble, pour autant que les éléments qui peuvent lui être incorporés (gaines, luminaires, etc.) représentent les mêmes caractères de stabilité et d'isolement. La prise en compte d'un faux-plafond reste cependant soumise à l'accord du maître d'ouvrage qui s'engage ainsi à en assurer la maintenance.

Annexe 1 programme de calcul des températures Les articles ci-après exposent l'un des programmes qui peuvent être utilisés.

1 1.1 Décomposition de l'élément de construction L'élément de construction considéré est encadré dans un tableau rectangulaire de plus petites dimensions possibles en tenant compte des conditions suivantes : • l'élément considéré a la partie chaude en bas et la partie froide en haut ; • les températures des carreaux environnant l'élément sont des températures de parois (chaude ou froide) ; elles sont calculées par le programme ; • les carreaux doivent avoir les valeurs suivantes : • 2 pour ceux de la partie froide, • 1 pour ceux de la partie chaude, • 0 pour ceux de l'élément considéré et pour ceux environnant cet élément. Il en résulte que : 1 le nombre de lignes N est toujours égal à N1 + 4 avec N1 : 2 nombre de carreaux sur la hauteur de l'élément ; 3 le nombre de colonnes M est égal à : • 3 pour le cas des dalles, • M1 + 4 pour les poteaux, • M1 + 2 pour les poutres, 17/11/2008


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avec M1 : plus grand nombre de carreaux se trouvant sur la largeur de l'élément de construction. D'autre part, la présence des deux axes de symétrie verticaux fait que les températures de la première colonne sont égales à celles de la deuxième colonne et les températures de la dernière colonne à celles de l'avant-dernière. Il n'y a donc jamais à les indiquer dans l'entrée des données. Dans le cas d'étude de poteaux et poutres, les axes des poteaux et fonds de poutre doivent être positionnés sur l'axe de symétrie de droite . Figure 40 a Cas de dalle

Figure 40 b Cas du poteau (cerné par le feu)

Figure 40 c Cas de la poutrelle

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Figure 40 d Cas de la poutrelle à talon et allège

1.2 Introduction des données re

• 1 ligne , c, , x, : • avec : • (DAO) conductivité thermique du béton à 0 °C : 1, 4 kcal/h en °C • c(C) chaleur spécifique du béton : 0,22 kcal/kg . °C • (Ro ) masse volumique du béton : 2 400 kg/m • x(DELX) côté la maille en cm (valeur entière ou non) • (BETA) coefficient intervenant dans le coefficient global d'échange du four. e

• 2 ligne L, M, N, ICOD : • avec : • L nombre d'intervalles de temps pour lesquels on désire faire imprimer les résultats • M nombre de colonnes du tableau • N nombre de lignes du tableau • ICOD = 0 si l'on ne veut pas sortir les résultats exacts des températures dans l'élément mais leurs valeurs approchées • = 1 si l'on veut sortir les températures calculées au centre de chaque maille dans une zone particulière 17/11/2008


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e

er

• 3 ligne : 1 temps demandé e e • 4 ligne : 2 temps demandé e e • L + 2 ligne : L temps demandé. • Remarque : le temps demandé est indiqué à l'ordinateur en fraction décimale d'heures (15 min = 0,25 ; 30 min = 0,5 ; 1 h = 1 ; 1 h 30 min = 1,5 etc.). ligne suivante : Deux cas sont à distinguer : 1 si ICOD = 0, on ne désire pas faire imprimer les températures exactes et l'on passe à la ligne suivante ; 2 si ICOD = 1, écrire N1 , N2 , M1 , M2 avec • N1 • N2 • M1 • M2

re

numéros de la 1 et de la dernière ligne du tableau de résultats à imprimer re numéros de la 1 et de la dernière colonne du tableau de résultats imprimés.

lignes suivantes : N lignes comportant chacune (ou N1 + 4) IN, JD, JF avec IN numéro de la ligne (1 à N1 + 4). JD et JF : numéros entre les deux axes de symétrie de la première et de la dernière maille de la ligne IN où elles prennent des valeurs nulles. S'il n'y a pas de zéro dans la ligne IN, écrire IN, 0, 0. lignes suivantes : M - 2 lignes correspondant aux colonnes situées entre les deux axes de symétrie JN, IA • JN numéro de la colonne de 2 à M - 1 • IA numéro de la dernière maille de cette colonne JN où les carreaux prennent la valeur - 2.

1.3 Impressions des résultats Pour chaque série de résultats : • température du béton après t (DELT) minutes de feu ; • AK2 = ; AKK2 = ; DELT = ; • AKK2 = coefficient global d'échange théorique admissible dans le calcul compte tenu de la dimension des mailles • • • • • • AK2 = coefficient global d'échange du four pris en compte dans le calcul. • Si AK2 est à AKK2 ; le programme calcule alors avec la valeur AKK2 et une légère erreur peut se glisser • TMB température moyenne du béton ; • TPF température moyenne de la paroi froide ; • TPC température moyenne de la paroi chaude ; • éventuellement, sortie des résultats complémentaires demandés : températures au centre de chaque maille ; • sortie des températures de l'élément considéré avec la convention donnée dans le tableau ci-dessous ; • • • • • • quand la température TPF dépasse 140 °C, la machine imprime le temps correspondant ; de même quand TPFM dépasse 180 °C.

2 Programme 2.1 Dénomination des variables principales du programme 17/11/2008


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• DELX x côté de la maille en cm (généralement 1, 2 ou 3 cm) • TPF température moyenne de la paroi froide • TPC température moyenne de la paroi chaude • DAO o conductivité de matériau à 0 °C • DA conductivité du matériau à t °C • DELT t : écart de temps • C c chaleur spécifique • RO masse volumique • BETA coefficient (Tm = . Tc) • TC 345 log10 (8t + 1) température du four • AK1 coefficient global d'échange du four au côté froid • AK3 coefficient global du four calculé • AK2 plus petit nombre entre AK3 et • AKK2 • TPFM température maximale de la paroi froide • TMB température moyenne du béton (moyenne arithmétique). 1

2.2 Liste des instructions 1 Les listings sont disponibles sur le document imprimé

2.3 Exemples 2.3.1 Dalle Remarque : les exemples donnés ne correspondent pas à des dimensions vraisemblables pour des ouvrages en béton armé. Ils 1 ont pour but de faire comprendre l'utilisation du programme .

2.3.2 Poteau 2.3.3 Poutrelle

1

1

Annexe 2 vérification par le calcul - exemples La présente annexe donne, à titre d'exemple, pour des éléments en béton armé, la manière dont peuvent être conduites les vérifications complémentaires de résistance à l'incendie d'éléments dont le dimensionnement a été fait au préalable par les Règles BAEL pour les températures normales d'utilisation.

1 Poteaux des constructions courantes L'effort normal résistant est défini par :

expression dans laquelle :

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• coefficient des règles BAEL • Br section réduite du poteau obtenue en déduisant de sa section réelle un centimètre d'épaisseur sur toute sa périphérie • b coefficient déterminé selon l' article 3.1.1 pour la température moyenne du béton • ϕsi coefficient déterminé selon l' article 3.2.1.2 pour la température B8si d'un acier quelconque Aj . L'effort normal agissant Nu est déterminé pour les sollicitations définies à l' article 5.1 . Il faut NB8 Nu .

2 Poutres continues en béton armé à section rectangulaire, armées d'aciers naturels A) sections en travée (béton comprimé côté face froide) • Effort de traction dans les aciers inférieurs : • • • • • • • • • • • ϕsi correspondant à la température B8si de l'acier Ai . • Effort de compression dans le béton (diagramme rectangulaire) : • • • • • • • • • • y est tiré de la relation Nbc = NsB8 , d'où z = d - 0,4y avec d hauteur utile. Le moment résistant en travée est défini par :Mt, B8 = NsB8 . z B) sections sur appuis (béton comprimé côté face chaude) La température moyenne du béton comprimé étant inconnue a priori impose en général d'opérer comme suit : • Moment à équilibrer sur appui :Ma, B8 = Mo, u - Mt, B8 • Mo, u étant le moment isostatique sous les sollicitations définies à l' article 5.1 . • Effort de traction dans les aciers supérieurs ( ϕsi = 1) : • • • • • • • • • • • d'où • • • • 17/11/2008


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• • • • • • ety = 2,5 (d - z) La valeur de fcB8 est tirée de la relation

et le coefficient b prend donc la valeur

A b correspond une température du béton résultant de la figure 2 . La température moyenne de la zone comprimée (à la distance 0,4y de la fibre la plus comprimée) correspondant au critère d'exigence requis doit être inférieure à la valeur ainsi trouvée.

Annexe 3 essai au feu des protections rapportées sur les ouvrages en béton 1 Généralités 1.1 Objet Observer la tenue au feu d'une protection rapportée d'épaisseur eo sur un ouvrage en béton armé quand il est soumis à l'échauffement normalisé d'incendie, et déterminer les épaisseurs équivalentes e' de béton pour cette protection rapportée. Ces épaisseurs équivalentes e' sont utilisées pour le calcul des températures dans les différentes parties des constructions en béton. Pour chaque épaisseur, eo , de protection, les épaisseurs équivalentes e' sont déterminées par un essai ou par interpolation si des résultats d'essais encadrent cette valeur. 1.2 Domaine d'application Les résultats obtenus par cet essai, pour une épaisseur eo de la protection, sont applicables aux différents types d'ouvrages, planchers, poutres, poteaux et voiles, sauf réserve faite au paragraphe 8.3 , selon les valeurs données sous forme de tableaux pour différentes situations géométriques et différentes durées de résistance au feu. Les valeurs données dans les tableaux pour le fond de poutre sont utilisables pour les poteaux. 1.3 Définition épaisseur équivalente de béton Epaisseur e' de béton qui assure, à un temps d'échauffement donné, la même isolation thermique que l'épaisseur de protection eo . 1.4 Laboratoire d'essai L'essai doit être réalisé par un laboratoire agréé par le Ministère de l'Intérieur.

2 Principe Comparaison des températures dans un élément typifié en béton muni de sa protection avec celles calculées dans le même ouvrage muni d'une épaisseur équivalente de béton ajoutée aux cotes de coffrage. L'ouvrage typifié est un plancher nervuré en béton armé. Sa forme, plancher et poutres, permet d'observer la bonne tenue mécanique dans différents cas de configuration et les résultats 17/11/2008


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doivent être transposables aux différentes parties d'ouvrages similaires. L'essai apporte la preuve de la bonne tenue mécanique de la protection, c'est-à-dire adhérence, accrochage, système de montage, etc. et de son bon comportement au feu. Il précise les températures atteintes à la surface du béton et à 2 cm de profondeur dans le béton. Ces températures permettront de déterminer des épaisseurs de béton e' équivalentes à l'épaisseur de protection eo pour la distribution des températures dans l'ouvrage à différents temps normalisés de résistance au feu.

3 Appareillage 3.1 Four d'essai L'essai est réalisé sur un four horizontal pouvant recevoir le plancher tel qu'il est défini au paragraphe 4.1 , et s'accordant aux conditions générales d'essai définies par l' arrêté du 5 janvier 1959 du Ministère de l'Intérieur . 3.2 Thermocouples Les thermocouples sont du type nickel-chrome/nickel allié : • pour les températures du four, leur diamètre est compris entre 0,75 et 1,5 mm ; • pour les températures du plancher, leur diamètre est inférieur ou égal à 0,7 mm. Des thermocouples sous gaine peuvent être utilisés à condition que leur sensibilité ne soit pas plus faible et que leur constante de temps ne soit pas plus élevée que celles des thermocouples à fils nus. 3.3 Charge du plancher Le dispositif de charge est constitué par un ensemble de vérins à commande automatique ou manuelle dont le fonctionnement assure une charge constante quand le plancher fléchit progressivement jusqu'à la flèche maximale indiquée au paragraphe 5.2 .

4 Préparation de l'élément d'essai 4.1 Plancher Il est constitué d'une dalle pleine et de deux nervures de section trapézodale et parallèles à la grande dimension de la dalle. • longueur du plancher • Libre, mais en accord avec la longueur minimale des nervures. (Pour être en accord avec la norme ISO R 834 , il est souhaitable que la longueur totale du plancher soit supérieure ou égale à 4 m). • largeur du plancher • Supérieure ou égale à 2,95 m. • épaisseur du plancher • Dans la partie médiane entre les nervures : 140 mm. • Dans les parties latérales, à l'extérieur des nervures : 100 mm. • section des nervures • Par rapport à la partie médiane : hauteur 300 mm, largeur à la base 140 mm. • entraxe des nervures • 1,45 m. • longueur des nervures • Supérieure ou égale à 3,20 m (elle doit permettre l'appui de la dalle au-delà des nervures). • extrémités des nervures et de la dalle • Non encastrée. Pour permettre à chacun des laboratoires d'adapter cet ouvrage à la géométrie de son four d'essai, seules certaines dimensions et formes sont imposées, les autres étant laissées au gré des laboratoires. Dans le cas de matériaux utilisés exclusivement sous des dalles planes, la dalle nervurée d'essai peut être remplacée par une dalle pleine et sans nervure, ayant pour dimensions : • longueur : supérieure ou égale à 4 m ; • largeur : supérieure ou égale à 2,95 m ; • épaisseur : 140 mm. Les autres conditions de réalisation restent celles définies ci-après. L'exclusivité d'utilisation du matériau sur les dalles planes sera indiquée dans le procès-verbal de l'essai.

Le coffrage est réalisé en tôle d'acier. Avant la coulée du béton, il est enduit de différents produits de démoulage, comme indiqué ci-dessous. Le coffrage est divisé en trois zones sur sa longueur (longueur de la zone centrale : 1,20 m) sur chacune desquelles est appliqué un produit de décoffrage des trois familles suivantes : • huile soluble, • émulsion, 17/11/2008


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• cire. Ceci permet d'observer l'influence éventuelle des produits de décoffrage sur la tenue au feu de la protection. Lorsque le demandeur d'essai a un doute quant à cette influence, il peut effectuer au préalable des essais de vérification de tenue au feu de la protection sur dallettes ( cf. § 8.4 en annexe sur les caractéristiques de l'essai) avec les trois produits de décoffrage, dans le même laboratoire. Une chute importante de la protection dans la zone centrale conduirait à une impossibilité d'exploitation de l'essai (cf. § 5.5, 6 et 8.4) .

La famille du produit de décoffrage appliqué dans la zone centrale est choisie par le demandeur de l'essai et il est précisé dans le procès-verbal d'essai. Tout autre état de surface peut être demandé, notamment l'application d'un seul produit de décoffrage ou l'utilisation d'une autre nature de coffrage, mais les résultats ne sont évidemment applicables qu'à ce cas, qui doit être précisé dans le procès-verbal d'essai. Le plancher est confectionné avec un béton traditionnel de granulats silico-calcaires et un dosage en ciment CPA 55 de 350 kg/m. Le dosage en eau doit être ajusté pour obtenir une plasticité du béton frais mesurée au cône de 6 à 8 cm. Les qualités du béton sont mesurées par des essais à 7 - 28 et 90 jours. Le plancher doit être conservé pendant au moins 60 jours dans le hall à l'abri des intempéries avant la mise en place de la protection. La teneur en eau du béton est mesurée au moment de l'application de la protection et au moment de l'essai à l'aide d'échantillons témoins. Les armatures sont positionnées pour que le plancher ait une stabilité propre d'environ 1 heure. Voir les croquis du plancher ainsi défini sur la figure 42 . 4.2 Protection Elle est appliquée en sous-face du plancher ; les matériaux de protection destinés à être utilisés en coffrage perdu peuvent être utilisés comme panneaux de coffrage. Si la protection est mise en oeuvre par humidification, des échantillons témoins sont mis en oeuvre dans les mêmes conditions d'application et serviront à contrôler le séchage. L'essai ne doit pas être fait avant que la dalle ait atteint l'âge de 90 jours et/ou avant que les échantillons témoins aient atteint un poids constant, c'est-à-dire des variations inférieures au 1/1 000 entre deux pesées successives avec un intervalle de 24 ou 48 heures suivant la facilité de séchage du matériau. Toutefois, l'essai ne doit pas être fait à plus de 120 jours d'âge du béton, donc à plus de 60 jours d'âge de la protection, sauf avis contraire du demandeur de l'essai . L'épaisseur eo de la protection est l'épaisseur moyenne déterminée par cinquante points de mesure. Ces points sont situés sur cinq sections transversales espacées de 400 mm, la troisième étant la section médiane du plancher. Chaque section comporte dix points de mesure se référant à la position des thermocouples : • 2 sous la dalle de 140 mm ; • 2 sous la dalle de 100 mm ; • 2 sous les nervures ; • 4 sur les joues des nervures.

4.3 Mise en oeuvre de la protection La mise en oeuvre de la protection est assurée par le demandeur de l'essai. Figure 42 Plancher réalisé sur coffrage métallique

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Figure 43

5 Exécution de l'essai 5.1 Conduite du four La puissance thermique du four doit être régulée pour que la courbe normalisée d'incendie [T - To = 345 log10 (8t + 1)] soit suivie conformément aux conditions de l' arrêté du 5 janvier 1959 . Les températures sont mesurées dans le four, à proximité de la dalle et des nervures, à 100 mm de la surface de protection, avec des cannes pyrométriques qui traversent le plancher 12 points de mesure (voir leur position sur la fig. 43 ). 5.2 Charge du plancher La charge appliquée par les vérins est de 0,250 t par m de plancher. Elle doit être appliquée à l'aplomb des nervures et au 1/4 et aux 3/4 de la portée du plancher. Deux oreilles de retenue sont prévues sur le plancher pour son maintien après qu'il ait atteint la flèche au 1/30. Pendant l'essai, le plancher fléchit progressivement jusqu'à une flèche maximale du 1/30 de la portée. Quand cette flèche est 17/11/2008


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atteinte, l'alimentation hydraulique est coupée et les vérins restent à leur cote. Ce chargement a pour but de fléchir le plancher pour observer le comportement de la protection. Ensuite l'essai est poursuivi jusqu'à des températures très élevées à l'interface béton-protection (environ 1 000 °C) si la protecti on reste en place. La durée de l'essai ne peut pas dépasser 6 heures. 5.3 Flèche du plancher Elle est mesurée à mi-portée du plancher et enregistrée durant l'essai. 5.4 Températures du plancher Elles sont mesurées à l'interface béton-protection sur la dalle de 140 mm, sur la dalle de 100 mm et sur les nervures (16 points de mesure). Elles sont mesurées dans le béton, à 2 cm de l'interface et à mi-épaisseur, dans les dalles et dans les nervures (32 points de mesure). Les températures sont mesurées sur le dessus de la dalle plane et au droit des nervures (12 points de mesure). Des mesures en d'autres points peuvent être faites au gré du demandeur de l'essai. Toutes les températures mesurées sont enregistrées durant l'essai. Pour les positions des points de mesure, voir la figure 43 . Des thermocouples supplémentaires peuvent être placés en interface, au gré des laboratoires, dans le but de déceler des décollements de la protection.

5.5 Observations des chutes de la protection Ces observations sont faites pour disposer d'un maximum de renseignements sur la tenue de la protection.

Si des chutes de matériau se produisent, elles doivent être indiquées avec leurs dimensions. Lorsque le déroulement normal de l'essai est perturbé par la chute de la protection dans l'une des trois zones de produits de décoffrage, il faut faire figurer l'incompatibilité dans le procès-verbal d'essai (cf. § 4.1) . Il est loisible de rectifier les lois d'équivalence d'épaisseur qui ont pu être perturbées par cette anomalie en pratiquant un essai complémentaire simplifié par simple réchauffement (cf. § 8.4) .

6 Critères de qualité 6.1 Efficacité de la protection L'effet de protection du matériau ne doit plus être pris en considération dès lors que la surface démunie de sa protection excède : a localement une surface de 0,25 m sur dalle ou une surface de 0,01 m sur poutre ; b globalement, une surface égale à 10 % de la surface totale développée de la protection. L'influence d'un feuilletage généralisé possible de la protection est prise en compte par les indications des thermocouples. Le feuilletage accidentel ou local doit être pris en compte comme une absence de protection (a) . 6.2 Limite d'efficacité La limite d'efficacité de la protection est exprimée en fonction de la température d'interface au moment où sa chute ou son décollement excède les valeurs précisées ci-dessus. 6.3 Correction des températures Les températures mesurées à différentes profondeurs dans le béton doivent être corrigées pour faire disparaître l'influence des paliers de vaporisation dus à l'eau contenue dans les matériaux, conformément aux indications du chapitre 4 du DTU Feu-Béton . Voir la figure 44 (§ 6.4) ci-contre . Il est néanmoins possible de tenir compte de : 1 la chaleur latente de transformation chimique de certains matériaux ; 2 l'eau de constitution pouvant être libérée dans de telles transformations. Ces deux facteurs ont pour effet de maintenir l'existence d'un palier de température qui pourra être déduit d'un palier comprenant également l'intervention de l'eau libre. Le laboratoire d'essai peut utiliser les facteurs précédents pour déterminer les épaisseurs équivalentes. 6.4 Épaisseurs équivalentes de béton L'épaisseur équivalente e' est déterminée par la concidence de la courbe de réchauffement (à 2 cm de profondeur) obtenue à l'essai avec la protection d'épaisseur eo et corrigée de son palier de vaporisation avec la courbe de réchauffement au même point, calculée avec une épaisseur équivalente de béton e', à un temps normalisé t1 , suivant le schéma ci-dessous . Figure 44 Schéma de principe de détermination des épaisseurs équivalentes

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Les valeurs ei sont arrondies au 1/2 cm inférieur. Ces déterminations sont faites par le laboratoire d'essai et données sous la forme de tableau du type suivant : Épaisseurs équivalentes ei pour une protection d'épaisseur eo

7 Procès-verbal d'essai Le compte rendu doit contenir les indications suivantes : a le nom du laboratoire d'essais ; b le nom du responsable de l'essai ; c la date de l'essai ; d le nom du demandeur de l'essai et les marques de fabrique des matériaux constituant la protection ; e tous les renseignements utiles concernant la protection et sa mise en oeuvre (description précise) ; f les modalités de l'essai ; g les observations relevées pendant l'essai, les enregistrements de température (moyennes) et l'enregistrement du fléchissement et les décollements de la protection ; h si, à l'issue de l'essai, aucune défaillance de la protection n'est apparue, ce fait doit être indiqué ; i les critères de qualité (§ 6) , c'est-à-dire la limite d'efficacité et les tableaux d'épaisseurs équivalentes.

8 Annexe 8.1 Épaisseurs équivalentes sans correction du palier de vaporisation A titre indicatif, un tableau d'épaisseurs équivalentes peut être établi avec les courbes de réchauffement sans correction palier de vaporisation. Ces valeurs doivent permettre de comparer les résultats avec et sans correction, mais ne doivent pas être utilisées pour l'application du DTU.

du

8.2 Extension à des épaisseurs inférieures de protection 8.2.1 Première solution De simples essais de réchauffement sur une dalle partielle peuvent être faits pour des épaisseurs e inférieures à l'épaisseur eo de la protection essayée sur la dalle type (4 3 m). L'essai peut être fait sur le même four ou sur un four plus petit. Il est poursuivi jusqu'à l'obtention d'une flèche égale au trentième (1/30) de la dalle. 17/11/2008


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La dalle partielle est obtenue à partir du coffrage de la dalle type. Elle peut comporter une nervure, une dalle de 140 et une dalle de 100 mm. Elle doit avoir pour dimensions minimales 1.60 2 m environ. Une protection d'épaisseur eo sera également essayée pour établir une correspondance entre les essais sur dalle type, chargée et fléchie. Les durées d'efficacité restent celles déterminées par les essais chargés. A ces nouvelles valeurs correspondent des épaisseurs équivalentes e' et les valeurs intermédiaires peuvent être interpolées. 8.2.2 Deuxième solution Dans l'essai de base (cf. § 4) , on prévoit, sous les parties en console, une épaisseur de protection moindre que celle prévue sous les poutres et la partie centrale du plancher. On peut ainsi déterminer, par un seul essai, deux épaisseurs équivalentes de béton (cf. § 6.4) et deux températures limites (cf. § 6.2) . 8.3 Protections à essayer sur poteaux Pour les matériaux en plaques ou les protections dont le principe de mise en oeuvre peut présenter un risque particulier en cas de raccourcissement de l'ouvrage protégé, ou en cas d'empêchement de dilatation par butées aux extrémités, leur application à la protection de poteaux doit faire l'objet d'un essai spécifique en complément à l'essai sur dalle nervurée. Ces risques particuliers peuvent apparaître avec l'utilisation de fixations spéciales, d'ossature intermédiaire, etc.

Les laboratoires d'essais doivent indiquer dans les conclusions de l'essai sur dalle nervurée si le système de protection est applicable aux poteaux, ou s'il nécessite un essai spécifique. Dans ce dernier cas, sans justification par des résultats d'essais, les valeurs d'épaisseurs équivalentes obtenues sur une dalle nervurée ne sont pas transposables à un poteau ou réciproquement. L'essai du poteau peut être fait indépendamment de l'essai sur dalle nervurée. En cas de doute sur la nécessité de l'essai sur poteau, le groupe de travail DTU Feu-Béton pourra être consulté. L'essai de protection rapporté sur poteau en béton sera défini dans un texte complémentaire.

8.4 Essai complémentaire de tenue au feu d'un produit de protection Lorsqu'on veut justifier de la bonne tenue au feu de la protection, autres états de surface, autres familles de produits de décoffrage (§ 4.1) , rattrapage d'un essai perturbé par la chute prématurée de la protection (§ 5.5) , etc., on peut effectuer un essai complémentaire sur une dallette d'au moins 1,20 m 1,20 m d'une épaisseur de 6 cm, comportant une isolation thermique rapportée sur la face non exposée et chargée à 250 daN/m. La flexion de la dallette est arrêtée à une flèche égale au 1/20 de la portée. Cet essai permet de compléter ou de rectifier le procès-verbal d'essai initial.

Annexe 4 références bibliographiques Journal officiel Brochure n° 1540 (tome I) du Journal officiel : arrêté du 21 avril 1983.

Détermination du degré de résistance au feu des éléments de construction »,

Normes AFNOR NF A 35-016

Armatures pour béton armé - Barres et fils machine à haute adhérence pour béton armé (décembre 1986). NF A 35-019

Armatures pour béton armé - Fils à haute adhérence (juillet 1986). NF A 35-022

Armatures pour béton armé - Treillis soudé et éléments constitutifs (septembre 1985). NF P 06-001

Bases du calcul des constructions - Charges d'exploitation des bâtiments (juin 1986).

Annales de l'institut technique du bâtiment et des travaux publics (Paris) BRICE L.-P., et CHEFDEVILLE J. Résistance au feu d'une construction en béton armé, 6 observations après incendie et réfection », décembre 1959. Onzième session d'études de l'association scientifique de la précontrainte, 27 au 29 mars 1969, février 1970. MARECHAL J. Contribution à l'étude des propriétés thermiques et mécaniques du béton en fonction de la température », octobre 1970. Journées d'information de l'Association Française du Béton des 18 et 19 novembre 1971 Sécurité et résistance au feu des structures en béton », juin 1972. Journées d'études ITBTP des 28 et 29 octobre 1975 Prévision par le calcul du comportement au feu des structures et techniques 17/11/2008


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actuelles de protection : re • 1 partie : réglementation (juillet-août 1976) e • 2 partie : structures métalliques (septembre 1976) e • 3 partie : structures en béton armé (octobre 1976) ». COIN A., Calcul élastique d'une poutre en béton dans un champ de température », juillet-août 1974. COIN A., Température dans un solide hétérogène au cours d'un incendie », mai 1976. COIN A., Rotules plastiques des dalles soumises au feu », mars 1978. MALAVAL B., Synthèses des essais de comportement à chaud des aciers pour béton armé et béton précontraint », juillet-août 1981.

Cahiers du CSTB (Paris) Compte rendu de l'activité du CSTB en : 1970 : Effets du feu et prévention du feu dans les constructions », Cahier n° 1030 , mai 1971. 1971 : Effets du feu et prévention du feu dans les constructions », Cahier n° 1100 , mai 1972. 1972 : Chapitre 8 : Feu », Cahier n° 1180 , mai 1973. 1973 : LE DUFF A., chapitre : Comportement au feu des éléments de constructions » Cahier n° 1284 , juin 1974. 1974 : LE DUFF A., chapitre : Mesures et essais nécessaires au développement de méthodes de calculs de la résistance au feu », Cahier n° 1308 , avril 1975. Les bases de la Sécurité Incendie par un groupe de réflexion du CSTB », Cahier n° 1325 , juillet-août 1975. 1975 : LE DUFF A., Isochrones et isothermes dans les dalles et poteaux en béton armé », Cahier n° 1383 , juin 1976. 1976 : LE DUFF A., L'éclatement des bétons soumis au feu », Cahier n° 1442 , mai 1977. 1977 : LE DUFF A., Comportement des structures. L'éclatement des bétons soumis au feu », Cahier n° 1496 , avril 1978. 1978 : LE DUFF A., Comportement des structures. L'éclatement des bétons. La perméabilité des bétons », Cahier n° 1563 , avril 1979. 1985 : LE DUFF A., Comportement au feu des planchers à entrevous ». Rapport d'étude pour la Direction de la Sécurité Civile.

Ouvrages GUYON Y., Le béton précontraint » (tome I), Editions Eyrolles, Paris 1958. GUYON Y., Constructions en béton précontraint » (1 - Etude de la section), Editions Eyrolles, Paris 1966. BARTHELEMY B., KRUPPA J., Résistance au feu des structures », Editions Eyrolles, Paris 1978. Collège International des sciences de la Construction (CIS-CO), La sécurité de la construction face à l'incendie », Editions Eyrolles, Paris 1977. BOUTIN J.-P., Pratique du calcul de la résistance au feu des structures en béton », Editions Eyrolles, Paris 1983. En outre, on pourra se référer à d'autres ouvrages et publications citées dans : • la bibliographie sélectionnée des Annales de l'ITBTP n° 17, Résistance au feu et protection des cons tructions », décembre 1970, mise à jour, avril 1979 ; re • les références bibliographiques de la 1 édition du DTU, Cahier du CSTB , octobre 1974. • Strain of concrete during first heating to 600 °C under load », GA. Khoury, BN.Grainger and PJE. Sullivan. Magazine of Concrete Research : Vol 37, No 133, Dec.1985. pp 195-215. • A constitutive law for concrete at transient high temperature conditions ». Y. Andeberg and S. Thelandersson. Douglas Mac Henry, International Symposium on concrete and concrete structures. ACI. Detroit 1979. Publication SP55, pp 187-205.

Liste des documents référencés #1 - Règles BAEL 91 révisées 99 (DTU P18-702) (mars 1992) : Règles techniques de conception et de calcul des ouvrages et constructions en béton armé suivant la méthode des états limites (Fascicule 62, titre 1 du CCTG Travaux section 1 : béton armé) + Amendement A1 (CSTB février 2000 ISBN 2-86891-281-8) #2 - Règles BPEL 91 (DTU P18-703) (avril 1992) : Règles techniques de conception et de calcul des ouvrages et constructions en béton précontraint selon les méthodes des états limites (Fascicule 62, titre 1 du CCTG Travaux section 2 : béton précontraint) + Amendement A1 (Cahiers CSTB 2578 et 3193, février 2000) #3 - NF P71-201-1 (DTU 25.1) (mai 1993) : Enduits intérieurs en plâtre - Partie 1 : Cahier des charges (Indice de classement : P71-201-1) Liste des figures Figure 1 Distance utile u Figure 2 Résultats d'essais Figure 3 Résultats d'essais Figure 4 Résultats d'essais Figure 5 Résultats d'essais Figure 6 Résultats d'essais Figure 7 Résultats d'essais Figure 8 Ensemble fils et torons (résultats d'essais effectués en 1977 et 1978 portant sur l'affaiblissement de la résistance à la traction Figure 9 Figure 10 Température dans une dalle pleine (essais effectués au CSTB, à l'initiative de la Commission d'études, entre 1976 et 17/11/2008


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1978) Figure 11 Courbe standard de montée en température Figure 12 Déformations contraintes Figure 13 Figure 14 Figure 15 Figure 16 Figure 17 Figure 18 Plancher Figure 19 Figure 20 Figure 21 Vue en plan d'un bâtiment Figure 22 Figure 23 Figure 24 Figure 25 Figure 26 Figure 27 Figure 28 Température moyenne dans les poteaux cernés par le feu Figure de l'article : 7.2 Tirants Figure de l'article : 7.3 Murs porteurs Figure 29 I isostatique/H hyperstatique Figure 30 Figure 31 Figure de l'article : 7.4.3 Températures dans le béton Figure 32 Figure 33 Figure 34 Figure 35 Figure 36 Figure 37 Figure 38 Figure 39 Figure 40 a Cas de dalle Figure 40 b Cas du poteau (cerné par le feu) Figure 40 c Cas de la poutrelle Figure 40 d Cas de la poutrelle à talon et allège Figure 42 Plancher réalisé sur coffrage métallique Figure 43 Figure 44 Schéma de principe de détermination des épaisseurs équivalentes Liste des tableaux Tableau de l'article : Chapitre 2 notations Valeurs de b pour 60 MPa fcj 80 MPa Tableau de l'article : 3.1.5 Conductivité Tableau de l'article : 3.2.1.1 Coefficient d'affaiblissement [phi]s Tableau de l'article : 3.2.1.1 Coefficient d'affaiblissement [phi]s Tableau de l'article : 3.2.1.1 Coefficient d'affaiblissement [phi]s Tableau de l'article : 3.2.2.1 Coefficient d'affaiblissement [phi]s Tableau de l'article : Chapitre 4 distribution de la température dans le béton Tableau de l'article : 5.1.1 Sollicitation due aux effets de dilatation d'ensemble Tableau de l'article : 7.1.1 Règles simples Tableau des températures moyennes du béton (et des aciers) de poteaux pour des distances u à la paroi libre en fonction de la durée d'exposition au feu Température au centre des poteaux Tableau de l'article : 7.2 Tirants Tableau de l'article : 7.3.1 Règles simples Tableau de l'article : 7.3.2 Températures dans le béton Tableau de l'article : 7.3.2 Températures dans le béton Tableau de l'article : 7.4.2.1 Dalles isostatiques Tableau de l'article : 7.4.3 Températures dans le béton Tableau de l'article : 7.4.4 Autres justifications des dalles ou prédalles en béton armé - dalles et prédalles en béton précontraint Tableau de l'article : 7.4.4 Autres justifications des dalles ou prédalles en béton armé - dalles et prédalles en béton précontraint Tableau de l'article : 7.5.1 Règles simples Tableau de l'article : 7.5.2 Température du béton Tableau de l'article : 7.7.1 Règles simples Tableau de l'article : 7.8.1 Règles simples 17/11/2008


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Tableau de l'article : 1.3 Impressions des résultats Épaisseurs équivalentes ei pour une protection d'épaisseur eo

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NF P 92-701 - Regras Fogo

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