Dimensionnement des tunnels sous incendie et modélisation numérique. Bérénice Moreau* (CETU), Pierre Peyrac (DIOA)

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1 Dimensionnement des tunnels sous incendie et modélisation numérique Bérénice Moreau* (CETU), Pierre Peyrac (DIOA)

2 La réglementation : Introduction Exigences de résistance au feu, principes généraux Règles de calculs IT 2000, Directive Européenne 2004/54/CE Eurocodes, DTU, guides

3 Principes du dimensionnement au feu Définition de l incendie Courbes T(t) CN, HCM Analyse thermique Températures dans la structure Analyse structurelle Prop mécanique (T,t) Contraintes Résistance

4 Principes du dimensionnement au feu Définition de l incendie Courbes T(t) CN, HCM Analyse thermique Températures dans la structure Analyse structurelle Prop mécanique (T,t) Contraintes Résistance

5 Effets des sollicitations thermiques Cas isostatique Cas hyperstatique

6 Méthodes de calculs Eurocode 2 partie 1-2 Analyse par élément Analyse par partie de structure Analyse globale de la structure Valeurs tabulées Modèles de calculs simplifiés Modèles de calculs avancés Modèles de calculs simplifiés Modèles de calculs avancés Modèles de calculs avancés

7 Valeurs tabulées Méthodes de l EC2

8 Valeurs tabulées Calculs simplifiés Méthodes de l EC2 Méthode de l isotherme 500 C Méthode par zones Annexes de l EC2

9 Méthodes de l EC2 Valeurs tabulées Calculs simplifiés Analyse par élément sous CN Dimensionnement d éléments secondaires (dalle de ventilation ) Structures poteaux-poutres Vérification des sections À la main CIMfeu

10 Cas d une tranchée couverte Comparaison des efforts : Avant incendie 58,83 58, ,48 Pendant incendie 161,89 161,89 108,59 108,59 46,57 à t=0 min à t=120 min Analyse par partie de structure

11 Prise en compte des effets hyperstatiques Degré G1 : modèle linéaire Degré G2 : modèle linéaire dans globalité, mais non linéaire localement Degré G3 : modèle non linéaire

12 Analyse de degré G1 Modèle linéaire (calcul simplifié) Principe : Calcul des rigidités chauffées à vide ES, EI Calcul des déformations thermiques isostatiques Calcul des efforts Vérification des sections Tableur Logiciel de structure à barres : Robot, Effel

13 13 1 Cas d une tranchée couverte 40 cm² 30 cm² 30 cm² 40 cm² 30 cm² 40 cm² Ferraillage de principe 35 cm² 30 cm² 30 cm² 35 cm² 0,8 0,8 Modèle de calcul

14 14 1 Cas d une tranchée couverte 40 cm² 30 cm² 30 cm² 40 cm² 30 cm² 40 cm² Ferraillage de principe 35 cm² 30 cm² 30 cm² 35 cm² 0,8 0,8 Diagramme des efforts

15 Analyse de degré G2 Modèle linéaire globalement mais non linéaire localement (calcul simplifié) Même principe qu une analyse G1 Fissuration du béton : Introduction de rotules plastiques

16 16 Cas d une tranchée couverte Courbe des moments à un instant t M plastique de la section située aux encastrements M plastique de la section située en travée

17 17 Cas d une tranchée couverte 1er cas de figure : plastification des sections sur appuis M plastique de la section située aux encastrements M plastique de la section située en travée

18 18 Cas d une tranchée couverte 2e cas de figure : plastification des sections où l on a recouvrement des aciers supérieurs M plastique de la section située aux encastrements M plastique de la section située en travée

19 19 Cas d une tranchée couverte 3e cas de figure : (plus rare) plastification des sections sur appuis M plastique de la section située aux encastrements M plastique de la section située en travée

20 20 Cas d une tranchée couverte 4e cas de figure : (incendie localisé) plastification de la section à mi-travée Moment de plastification (fibre inférieure)

21 Analyse de degré G3 Modèle non linéaire (calcul avancé) Reconstitution de la loi Moment-Courbure Prise en compte des auto-contraintes Logiciel de structure à barres + programmation St1 (CETU, DIOA, SETRA)

22 Méthode Eléments Finis Logiciels généralistes : ABAQUS ANSYS ASTER CESAR CASTEM Logiciels spécialisés : Safir Vulcan

23 Conclusion Différentes analyses et méthodes de calculs à développer Importance des effets hyperstatiques Des outils numériques adaptés

24 MERCI de votre attention

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