CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB AVANT-PROPOS Ce projet a été finané ave le outien de la Commiion Européenne, de fond de reherhe pour le harbon et l aier. Cette publiation reflète le vue de l auteur et la Commiion ne peut être tenue reponable de l utiliation qui peut être faite de information ontenue dan elle-i. La publiation a été produite en réultat aux différent projet de reherhe uivant: - Le projet RFCS FICEB+ - Le projet RFCS COSSFIRE - Le projet Leonardo Da Vini Evaluation de la réitane au feu de planher mixte partiellement protégé (FRACOF - Un projet antérieur finané onjointement par Arelorittal et le CTIC et exéuté par un partenariat entre le CTIC et le SCI. La méthode de alul imple a été initialement développée en réultat à un eai de réitane au feu à grande éhelle réalié ur un bâtiment à oature métallique à pluieur étage au omplexe d eai du Building Reearh Etablihment au Royaume-Uni. Une grande partie de la bae théorique de la méthode de alul exitait depui le année 950, uite à de étude ur le omportement truturel de dalle en béton armé à température ambiante. La première verion de la méthode de alul imple était diponible dan le guide de oneption et de alul du SCI, P88 Dimenionnement au feu éuritaire : Une nouvelle approhe pour le bâtiment multi-étagé à oature métallique, Ed. Bien que l appliation de la méthode pour aluler la réitane au feu oit relativement nouvelle, la bae d ingénierie de la méthode et bien établie. La méthode de alul imple a été implémentée dan un logiiel informatique ompilé par le SCI en 000 et une verion mie à jour et ortie en 006, uite aux amélioration de la méthode de alul imple. De ontribution de grande valeur ont été reçue par: - ary Brettle, The Steel Contrution Intitute - Ian Sim, The Steel Contrution Intitute - Loui Guy Cajot, Arelorittal - Renata Obiala, Arelorittal - ohen Rooefid, CTIC.
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Sommaire INTRODUCTION 4 DOAINE D APPLICATION 5. Type de truture 5. Zone de planher objet de alul 8.3 Combinaion d'ation 8.4 Expoition au feu 9 3 éthode de vérifiation 0 3. Généralité 0 3. Réitane de alul de la dalle mixte de planher 3.3 Réitane de alul de poutre mixte non protégée 5 3.4 Vérifiation de la apaité portante du ytème de planher mixte aier-béton à température élevée 6 3.5 Vérifiation de poutre périphérique de la zone de alul 7 3.6 Performane d'étanhéité et d'iolation thermique du planher 9 4 DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES 0 4. Généralité 0 4. Armature du treilli oudé 0 4.3 Connexion aier-béton de poutre 4.4 Poteaux 3 4.5 Aemblage 4 4.6 Cloion oupe-feu et poutre ituée au-deu 4 5 EXEPLE D APPLICATION 6 5. Donnée d entrée 6 5. Vérifiation de la réitane au feu du planher 30 RÉFÉRENCES 4 3
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB INTRODUCTION La méthode de alul implifiée préentée dan e guide et fondée ur la performane de ytème de planher mixte aier-béton, validée par de eai d'inendie de bâtiment réel (,, 3 et de eai au feu normalié en grandeur réelle (4 réalié dan un laboratoire agréé par le minitère françai. Etant donné que la méthode de alul onerne un inendie de ompartiment généralié, elle peut être appliquée oit pour une expoition elon l'inendie normalié, oit pour d autre type d ation thermique iu d'une approhe d'ingénierie du omportement au feu. Toutefoi, dan e dernier a, le ondition liée au adre réglementaire en vigueur doivent être repetée. L objetif du préent doument onite à dérire en détail toute le étape de alul néeaire à l appliation de ette méthode, aoiée à de dipoition ontrutive, afin de 'aurer que le omportement au feu de ytème de planher mixte aier-béton en a d inendie repete le ritère de réitane au feu REI, tel qu'exigé par la réglementation de la éurité inendie en vigueur. 4
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB DOAINE D APPLICATION. TYPE DE STRUCTURE.. Condition générale Cette méthode de alul 'applique uniquement aux bâtiment à oature métallique ave dalle et poutre mixte aier-béton dan le ondition uivante : oature ontreventée ; oature ave de aemblage artiulé ; dalle de planher mixte aier-béton ontituée de ba aier, d une eule nappe de treilli d'armature et de béton normal ou léger dont la mae volumique et au moin égale à 600 kg/m 3, dimenionnée onformément à la norme NF EN 994-- (5 et on Annexe nationale ; poutre de planher interne et de rive onçue pour ollaborer ave la dalle de planher, dimenionnée elon la norme NF EN 994-- (5 aini que on Annexe nationale et bénéfiiant d'une méthode de alul de réitane au feu elon la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale ; poutre de rive dimenionnée elon la norme NF EN 993-- (7 lorqu elle ont onçue en aier eul, et bénéfiiant d'une méthode de alul de réitane au feu elon la norme NF EN 993-- et on Annexe nationale ; poteaux métallique ou mixte dimenionné elon la norme NF EN 993-- (7 ou la norme NF EN 994-- (5 et leur Annexe nationale orrepondante ; aemblage artiulé dimenionné onformément à la norme NF EN 993--8 (8 et on Annexe nationale. Cette méthode de alul permet de vérifier le ritère de réitane méanique R de ytème de planher mixte aier-béton. La performane au feu du planher relative aux ritère d étanhéité E et d iolation I doit être vérifiée uivant le reommandation de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale... Dalle de planher La méthode de alul et appliable aux planher ave ba aier d'une hauteur maximale de 80 mm pour la nervure et de épaieur de béton au-deu de nervure de 50 à 30 mm. La réitane méanique à haud de ba aier et ignorée mai leur préene et un élément favorable vi-à-vi du rique d'élatement du béton. Ce type de ontrution et illutré ur la Figure -. Figure - : Vue éorhée d'une ontrution de planher mixte typique 5
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Cette méthode de alul peut être utiliée ave de treilli poédant de etion identique (iotrope ou différente (orthotrope dan le diretion orthogonale. Il onvient que la nuane d'aier du treilli d'armature oit onforme à la norme NF EN 0080 (9 et au moin de Clae A. Par ailleur, la méthode de alul n et valable que pour une eule nappe d'armature dan la dalle. Le barre d'armature plaée dan le nervure de la dalle mixte (reux d onde ur toute la portée du planher ne ont pa admie. Quel que oit le type du ba aier utilié pour la dalle mixte, il onvient de plaer le plan médian du treilli d armature à une ditane minimum de 5 mm de la partie upérieure du ba aier. Afin de failiter l appliation de ette méthode de alul, une gamme de dimenion de treilli définie par le norme nationale françaie (0 ( et ouramment utiliée ur le marhé de la ontrution en Frane et donnée dan le Tableau -. La méthode de alul permet également l'utiliation de dimenion de treilli oudé définie par l'utiliateur. Référene de treilli Dimenion de maille (mm Poid (kg/m Barre longitudinale Diamètre (mm Setion (mm /m Barre tranverale Diamètre (mm Setion (mm /m ST 0 50 300,487 6 89 7 8 ST 5 50 300 3,00 7 57 7 8 ST 30 00 300 3,6 6 83 7 8 ST 35 00 300 6,6 7 385 7 8 ST 50 00 300 3,05 8 503 8 68 ST 60 00 300 3,73 9 636 9 54 ST 5 C 00 00, 6 4 6 4 ST 5 C 50 50 4,03 7 57 7 57 ST 40 C 00 00 6,04 7 385 7 385 ST 50 C 00 00 7,90 8 503 8 503 ST 60 C 00 00 9,98 9 636 9 636 Tableau - : Treilli oudé ouramment utilié ur le marhé françai..3 Poutre de planher Le poutre de planher à l intérieur de la zone de alul doivent être eentiellement de type mixte. La onnexion de poutre mixte aier-béton du planher entre le profilé métallique et la dalle audeu peut être partielle, ave un degré minimum repetant le ondition de dimenionnement de la norme NF EN 994-- (5 et on Annexe nationale. Le poutre à la périphérie de haque zone de alul peuvent être protégée de manière traditionnelle ou mixte aier-béton, ave profilé en aier ave enrobage de béton dont la réitane au feu doit être vérifiée onformément à la norme NF EN 993-- (6 ou la norme NF EN 994-- (6 aini que leur Annexe nationale orrepondante, elon le ondition de hargement définie à partir de la méthode de alul propoée dan e doument...4 Poteaux d oature Le poteaux aoié peuvent être en aier, dimenionné elon la norme NF EN 993-- (7 ou mixte aier-béton, dimenionné elon la norme NF EN 994-- (5 et on Annexe nationale. Leur réitane au feu doit être vérifiée elon la norme NF EN 993-- ( ou la norme NF EN 994-- (6 aini que leur Annexe nationale orrepondante en fontion de la olution retenue. 6
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB..5 Aemblage Le aemblage doivent être de type artiulé. Il onvient de onevoir de aemblage non-mixte en onidérant que tou le effort de alul ont exluivement pri par le élément en aier au niveau de aemblage. Le aemblage poutre-poteau pouvant être onidéré omme artiulé ont ompoé de élément uivant : Platine d'extrémité flexible (Figure - ou Gouet d âme (Figure -3 ou Double ornière (Figure -4. Figure - : Exemple d'aemblage à platine d'extrémité flexible Figure -3 : Exemple d'aemblage à gouet d âme Figure -4 : Exemple d'aemblage à double ornière Le dimenionnement de aemblage peut être réalié onformément à la norme NF EN 993--8 (8 et on Annexe nationale et à l aide de guide profeionnel donné dan le référene (3-5...6 Sytème de ontreventement Il onvient de ontreventer le bâtiment au moyen de mur pouvant reprendre de effort de iaillement ou d autre ytème de ontreventement indépendant. Quel que oit le ytème de ontreventement retenu, il onvient qu'il repete le exigene de réitane au feu impoée par la réglementation. 7
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB. ZONES DE PLANCHER OBJET DE CALCUL La méthode de alul exige de divier un planher mixte global en un ertain nombre de zone, omme indiqué ur la Figure 3-. Le poutre ituée ur le périmètre de e zone de alul doivent être onçue pour répondre à la réitane au feu exigée pour le planher. Le zone de alul doivent repeter le ritère uivant : Chaque zone doit être retangulaire ; Chaque zone doit être délimitée ur tou e ôté par de poutre ; La plu grande dimenion de haque zone de alul (voir Figure -5 ne doit pa dépaer 8 m ; Il peut y avoir de trémie dan le partie rive d une zone de alul dont la dimenion de haque ôté n exède pa le 50 mm et leur nombre doit être limité à 4 ; Le poutre ituée à l'intérieur d'une zone de alul doivent être orientée dan une eule diretion ; Le poteaux ne doivent pa être itué à l'intérieur d'une zone de alul ; Pour de durée de réitane au feu normalié upérieure à 30 minute, ou dan le a de référene à de énario d'inendie réel, tou le poteaux doivent être aemblé dan haque diretion orthogonale, au moin à une poutre périphérique d une zone de alul. Toute le poutre ituée à l'intérieur de zone de alul peuvent être laiée an protetion, à ondition de démontrer par la méthode de alul que la réitane au feu de haque zone de alul de planher et appropriée. Le dimenion de e poutre aini que leur epaement peuvent être différent. Il onvient d'avoir un ratio L/l de la zone de alul inférieur ou égal à,5 ave L : la plu grande dimenion d une zone de alul et l : la plu petite dimenion d une zone de alul. Un exemple de zone de alul de planher unique et donné dan la Figure -5. L Poutre non protégée Poutre protégée ontre le feu L/l,5 ave : L max(l, L l min(l, L L Figure -5 : Exemple de zone de alul de planher.3 COBINAISON D'ACTIONS Cette méthode de alul onidère une harge uniformément répartie pour haque zone de alul. Pour le vérifiation de réitane au feu, il onvient d'utilier la ombinaion d'ation pour le ituation de alul aidentelle donnée en 6.4.3.3 et dan le Tableau A.3 de la norme NF EN 990 (6 et on Annexe nationale. La ombinaion d'ation à prendre en ompte et la uivante : 8
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB j G k, j + ψ Q, k, + i ψ Q, i k, i ave : G k,j Q k, et Q k,i ψ, ψ,i Ation permanente défavorable Ation variable aoiée, prinipale et autre repetivement Coeffiient pour la valeur fréquente de l'ation variable prinipale Coeffiient pour la valeur quai-permanente de l i ème ation variable. Le valeur utiliée pour le oeffiient ψ e rapportent à la atégorie de l'ation variable à laquelle il 'appliquent. Le valeur reommandée dan l'euroode pour le oeffiient ψ pour le bâtiment ont donnée dan le Tableau A. de la norme NF EN 990 (6 et on Annexe nationale. Le valeur de oeffiient ψ pour le bâtiment en Frane ont réumée dan le Tableau -. Pour le planher permettant une ditribution latérale de harge, le harge uniformément répartie uivante ont donnée pour le loion mobile dan le paragraphe 6.3..(8 de la norme NF EN 99-- (7 et on Annexe nationale : loion mobile d'un poid propre,0 kn/m linéaire : q k 0,5 kn/m loion mobile d'un poid propre,0 kn/m linéaire : q k 0,8 kn/m loion mobile d'un poid propre 3,0 kn/m linéaire : q k, kn/m. Le valeur reommandée de l'euroode et on Annexe nationale françaie pour le urharge variable ur le planher ont donnée dan le Tableau 6. de la norme NF EN 99-- (7 et on Annexe nationale. Le Tableau -3 préente le valeur reommandée de l'euroode aoiée ave l Annexe nationale françaie pour le urharge ur un planher de bureaux. Ation Zone dometique, de bureaux et de irulation où : 30 kn < poid du véhiule 60 kn * hor ation limatique.4 EXPOSITION AU FEU Valeur reommandée de l'euroode et l Annexe nationale françaie ψ ψ 0,5 0,3 Zone de tokage 0,9 0,8 Autre* 0,7 0,6 Tableau - : Valeur de oeffiient ψ Catégorie de urfae hargée Valeur reommandée de l'euroode et l Annexe nationale françaie q k (kn/m Q k (kn Zone de bureaux,5 4,0 Tableau -3 : Charge d'exploitation ur planher de bureaux La méthode 'applique aux bâtiment dan lequel le élément truturaux ont expoé à une durée d'inendie normalié pouvant atteindre 80 minute ou à de ation thermique iue de énario d'inendie réel dan le adre réglementaire défini par l arrêté minitériel du mar 004 modifié. 9
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 3 ETHODE DE VERIFICATION 3. GENERALITES Pour appliquer la méthode de alul, haque planher doit être divié en zone de alul répondant aux ritère donné à la etion. du préent doument. La diviion poible d'un planher en zone de alul et illutrée dan la Figure 3-. Le zone de planher marquée "A" ont onforme aux ondition d appliation de la méthode de alul. La zone marquée "B" n'et pa onforme puiqu elle renferme un poteau et le poutre ituée dan ette zone n'ont pa toute la même orientation. Une zone de planher et illutrée dan la Figure 3- ; elle montre le déignation de portée de poutre utiliée dan la méthode de alul. Un dimenionnement à température normale uppoe que le harge du planher ont reprie par de olive, elle-même appuyée ur de poutre prinipale. La méthode de alul uppoe qu'en ituation d inendie, la réitane de poutre interne non protégée diminue de façon ignifiative, laiant la dalle mixte omme un élément à deux portée en appui imple ur a périphérie. Afin de garantir que la dalle puie développer un effet de membrane, la méthode de alul détermine le olliitation en ituation d inendie de haque poutre périphérique réultant de ation exerée ur la zone de alul du planher. Pour onerver le appui vertiaux en périphérie de la zone de alul, il onvient de dimenionner e poutre de manière à aurer une réitane méanique uffiante tenant ompte de harge appliquée modifiée et de la durée de réitane au feu exigée pour le planher. Comme indiqué dan la Setion.., il exite une retrition dan l'utiliation de ette méthode de alul : pour une réitane au feu de 60 minute ou plu, le limite de zone doivent être alignée ur la trame de poteaux, et le poutre ituée aux limite doivent être protégée ontre le feu. Pour une réitane au feu de 30 minute, ette retrition ne 'applique pa, et le limite de la zone ne doivent pa néeairement être alignée ur la trame de poteaux. Par exemple, dan la Figure 3-, le zone A et A3 ne omprennent de poteaux que dan deux de leur angle, et elle peuvent être onidérée omme de zone de alul pour un planher exigeant une réitane au feu de 30 minute maximum. B A( Ealier Ealier Noyau A(3 A( Légende : A : Zone de alul admiible B : Hor du adre d appliation de la méthode de alul A( Durée de réitane au feu quelonque A( & A(3 uniquement pour 30 minute de réitane au feu normalié Figure 3- : Zone de alul de planher poible 0
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB L Côté A Poutre interne non protégée Côté D Côté B L Poutre périphérique protégée Côté C Figure 3- : Définition de la portée (L et de la portée (L et dipoition de poutre pour une zone de alul de planher néeitant une réitane au feu de 60 minute ou plu 3. RESISTANCE DE CALCUL DE LA DALLE IXTE DE PLANCHER 3.. Calul de température de la dalle de planher Le ditribution de température dan une dalle mixte peuvent être déterminée à l aide d un modèle de alul par différene finie ou élément fini tenant ompte de la forme exate de dalle et en repetant le prinipe et le laue de 4.4. de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale. Comme olution alternative, le ditribution de température dan une dalle mixte non protégée oumie à un inendie normalié peuvent être déterminée à partir de valeur donnée dan le Tableau 3- établi onformément à la norme NF EN 99-- (8 et on Annexe nationale, en fontion de l épaieur effiae de dalle h eff définie elon D.4 de l Annexe D de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale. Ditane x (mm Température dan la dalle béton θ [ C] 30 min 60 min 90 min 0 min 80 min,5 68 837 98 973 048 0 509 68 778 844 933 0 345 59 6 694 796 30 33 395 497 57 677 40 56 300 398 470 577 50 06 8 38 388 49 60 76 7 54 30 40 70 56 30 03 63 359 80 4 0 6 7 307 90 33 80 9 78 6 00 7 64 04 46 4 0 4 5 86 9 0 4 7 0 63 30 35 60 86 40 40 30 50 74 50 0 7 43 64 07 h eff Φ π x θ Fae inférieure de la dalle expoée au feu l l l 3 l l 3 l h artan ( l + l Tableau 3- : Ditribution de température dan une dalle (épaieur maximale h eff 50 mm pour de durée d'expoition au feu normalié de 30 à 80 minute 3 l h h h h
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB A partir de ditribution de température i-deu, peuvent être déterminé le troi paramètre uivant : θ : température de la fae expoée de la dalle ; θ : température de la fae non-expoée de la dalle ; θ : température dan la dalle au niveau où e itue la nappe d armature. Sou feu normalié, il onvient d utilier le valeur de x de la manière uivante pour déterminer le température θ, θ et θ à partir du Tableau 3- : Pour θ, x,5 mm ; Pour θ, x h eff (mm ; Pour θ, x h d + 0Φ (mm (d : ditane entre le plan médian du treilli d'armature et la fae non expoée du béton, voir Figure 3-3 et Φ : paramètre elon le Tableau 3-. 3.. Réitane méanique de la dalle La réitane q Rd,lab de la dalle en ituation d inendie et déterminée en multipliant la apaité portante de bae p fi par le fateur de majoration e : qfi, Rd, lab pfi e (3. La apaité portante de bae p fi, déduite de la théorie de ligne de rupture, et donnée par : Où : 0 p 6 n a l 0 fi (3. et le moment réitant poitif en ituation d inendie de la etion de dalle an ba aier par unité de largeur parallèle à la plu petite dimenion de la zone de alul 0 ( g 3 + 0 y, θ, d (3.3 A f γ 4 n a et le oeffiient définiant le hemin de fiuration n µ a µ a ( 3 + et le ratio de longueur de la zone de alul, pri égal à L/l (3.4 ave : A f y,θ γ, d aire de la etion par unité de largeur de barre d armature longitudinale (uivant la plu grande dimenion de la zone de alul niveau de ontrainte maximal ou limite d élatiité effiae de l aier d armature à la température θ (voir Tableau 3.4 de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale oeffiient partiel pour la réitane de barre d armature en ituation d inendie, pri égal à,0 ditane entre le plan médian du treilli d armature et la fae upérieure de la dalle (voir Figure 3-3
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB d Figure 3-3 : Définition de la ditane d L l plu grande dimenion de la zone de alul plu petite dimenion de la zone de alul µ oeffiient d orthotropie de la dalle relatif au moment réitant uivant le deux diretion orthogonale (égal à pour un treilli d armature iotrope K ( g0 ( g 0 3 + µ K (3.5 3 + rapport de la réitane en tration de barre d armature par unité de largeur de la plu petite dimenion ur la réitane en tration de barre d armature par unité de largeur de la plu grande dimenion de la zone de alul (g 0, (g 0 paramètre définiant le hauteur utile de zone omprimée de la dalle en flexion imple (voir Figure 3-4 ( g 0 ( g 0 KA f 0,85f y, θ,, (3.6 A f 0,85f y, θ γ γ, d, (3.7 γ γ d f réitane de alul à la ompreion du béton de la dalle à température normale γ, oeffiient partiel pour la réitane du béton en ituation d inendie, pri égal à,0. C C d d/ (g 0 d/ z d d/ (g 0 d/ z d/ d/ KA f y,θ A f y,θ a Setion parallèle à la plu petite dimenion de la zone de alul b Setion parallèle à la plu grande dimenion de la zone de alul Figure 3-4 : Calul du moment réitant en flexion par unité de largeur Le fateur de majoration e et déterminé à partir de l expreion uivante : e e e e + µ a e e + e, avei, (3.8 i ib im (3.9 3
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Le fateur, e b et e b, relatif à la modifiation de moment réitant de ligne de rupture due aux effort membranaire ont déterminé elon le relation uivante : Où : ave : ( k k + + ( n( αb β k βb b 3 e b n + αb (3.0 αbk + k 3 βb K ( k ( k e b + ( g0 i, ( g0 i ( g0 i, ( g0 i ( n i avei, 3 + (3. α (3. i avei, 3 + β (3.3 4na 4n a k (3.4 + 8K b min kka f + l ( A + B + C D y, θ γ, f f y, θ K + 0,85 0,45d A γ, γ, (3.5 A k B l n + 3 ( + k 8n n ( + k nl ( ( ( ( nl + ( l + k 3+ k l C k 6n ( k ( nl + ( l D L 8 ( n Le fateur, e m et e m, relatif à la ontribution de l effet de membrane ont déterminé à partir de expreion uivante : ave 4b w ( 3 + g0 d e 4bK w + 3k k m 3 + g d 6 + k 3 ( ( + 3k k n + n e m (3.6 ( 0 3 ( ( ( + k 3 (3.7 w flèhe utiliée pour le alul de fateur e m et e m. 4
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Il onvient de aluler la valeur de flèhe «w» pour la prie en ompte de l effet de membrane de la dalle à partir de l expreion uivante : Où : f y E a α w min 9,h ( θ θ l + min 0,5f Eaγ, 3L, 8 l, 30 L + 30 y l eff et la limite élatique du treilli d'armature à température normale et le module d'élatiité de l'aier à température normale α et le oeffiient de dilatation thermique du béton pri égal à :, 0-5 C - pour béton de mae volumique ourante 0,8 0-5 C - pour béton léger. (3.8 3.3 RESISTANCE DE CALCUL DES POUTRES IXTES NON PROTEGEES Le température atteinte ou feu normalié par une etion en aier non protégée peuvent être déterminée onformément à la etion 4.3.4.. de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale. Afin de failiter l utiliation de la méthode de alul, le température ont donnée dan le Tableau 3- pour de etion en aier non-protégée, en fontion du fateur de maiveté réultant (pri égal à la multipliation du fateur de maiveté par le fateur de orretion pour l effet d ombre du profilé en aier non-protégé et de la durée d expoition au feu normalié. Fateur de maiveté réultant k [m - ] h A i Vi Température de la etion en aier θ a [ C] 30 min 60 min 90 min 0 min 80 min 0 43 736 94 030 0 30 555 835 987 039 04 40 637 90 995 04 06 50 69 93 997 043 06 60 7 93 999 044 07 70 734 934 000 045 07 80 74 936 00 046 08 90 754 937 00 046 08 00 768 938 00 046 08 0 78 939 00 047 08 0 793 939 003 047 08 30 80 940 003 047 09 40 80 940 003 047 09 50 85 94 003 047 09 00 89 94 004 048 09 500 838 944 005 048 09 Tableau 3- : Température d une etion en aier non protégée ou feu normalié A partir de l éhauffement de la etion en aier et de la dalle mixte, la apaité portante du planher de la zone de alul q Rd,ub due à la ontribution de la réitane de poutre mixte non protégée et définie de manière générale à partir de l expreion uivante : 5
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 8 q Rd, ub min L j, nub bj Rd, j (3.9 Où : n ub Rd,j b j et le nombre total de poutre mixte non protégée dan la zone de alul et le moment réitant poitif de la poutre mixte non protégée j, alulé onformément à la etion E. de l Annexe E de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale et la largeur de hargement de la dalle pour la poutre mixte non protégée (voir Figure 3-5, déterminée par l expreion uivante : b j + j j (3.0 Ave : j portée de la dalle de part et d autre de la poutre j (voir Figure 3-5 L Poutre 0 b L b Poutre Figure 3-5 : Dipoition générale d un planher mixte (n ub Lorque le n ub poutre mixte interne non protégée ont identique et que e poutre et le deux poutre périphérique qui y ont parallèle ont régulièrement epaée, la apaité portante du planher de la zone de alul q Rd,ub due à la ontribution de e poutre et définie par : q Rd, ub 8 + nub (3. L L Rd Où : Rd et le moment réitant poitif d une de poutre mixte non protégée, alulé onformément à la etion E. de l Annexe E de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale. 3.4 VERIFICATION DE LA CAPACITE PORTANTE DU SYSTEE DE PLANCHER IXTE ACIER-BETON A TEPERATURE ELEVEE La apaité portante totale du planher en ituation d inendie q Rd, égale à la omme de la apaité portante de la dalle mixte elon la Setion 3.. et de elle due à la ontribution de poutre mixte interne non protégée elon la Setion 3.3, doit être upérieure ou égale aux harge appliquée de planher en ituation d inendie q Sd, déterminée elon la norme NF EN 990 (6 et la norme NF EN 99-- (7 aini que leur Annexe nationale orrepondante (voir Setion.3 du préent doument pour plu d information, à avoir : 6
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB q Sd q Rd q Rd, lab + q Rd, ub (3. 3.5 VERIFICATION DES POUTRES PERIPHERIQUES DE LA ZONE DE CALCUL Le poutre ituée ur le périmètre de la zone de alul de planher, marquée A à D dan la Figure 3-, doivent au moin poéder le même degré de réitane au feu que elui exigé pour le planher afin d'offrir l'appui vertial néeaire en périphérie de la zone de alul de planher. Il onvient de vérifier la réitane à la flexion et à l effort tranhant de e poutre périphérique à haque zone de alul, ompte tenu de la ondition de olliitation péifique préiée i-aprè. Il onvient de déterminer le olliitation appliquée en ituation d inendie ur le olive et le poutre prinipale dan le périmètre de haque zone de alul en onidérant : - la onfiguration de la zone de alul, liée au nombre de poutre (olive de rive ; - le aratère mixte ou non de haque poutre (olive, qui définit a largeur partiipante. 3.5. Solive Le moment appliqué en ituation d inendie ur haune de deux olive périphérique Sd,b, et déterminé à partir de l expreion uivante : Sd, b, q Sd L L 8 0 L n ub b eff, ub, j eff,, i j i j b + n ub Rd, j (3.3 Où : q Sd et la harge appliquée en ituation d inendie elon la Setion.3 b eff,,i b eff,ub,j n ub et la largeur partiipante de la olive périphérique i, déterminée onformément à la etion 5.4.. de la norme NF EN 994-- (5 et on Annexe nationale, et de valeur nulle pour une olive en aier eul. et la largeur partiipante de la olive mixte non protégée j et le nombre total de poutre mixte non protégée dan la zone de alul Rd,j et le moment réitant de la olive mixte non protégée j, défini en Setion 3.3. et un oeffiient lié au nombre de olive( périphérique( de rive 6, lorque le deux olive périphérique parallèle d une zone de alul font partie de olive de rive de planher, inon,. Lorque le n ub poutre mixte interne non protégée ont identique et que e poutre et le deux poutre périphérique qui y ont parallèle ont régulièrement epaée, le moment appliqué en ituation d inendie ur haune de deux olive périphérique Sd,b, et déterminé à partir de l expreion uivante : Où : Sd, b, q Sd L L 8 0 L n ub eff, ub b i b eff,, i + n ub Rd (3.4 7
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Rd b eff,ub et le moment réitant poitif d une de poutre mixte non protégée, alulé onformément à la etion E. de l Annexe E de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale et la largeur partiipante de olive mixte non protégée. La olliitation relative à l effort tranhant en ituation d inendie de olive V Sd,b, et déduite de l expreion (3.3 omme uit : V 4 Sd, b, fi, Sd, b, (3.5 L 3.5. Poutre prinipale Le moment appliqué en ituation d inendie ur haune de deux poutre prinipale Sd,b, et déterminé à partir de l expreion uivante : Où : Sd, b, q Sd LL 8µ 0 L i b eff,, i (3.6 b eff,,i et la largeur partiipante de la poutre prinipale i, déterminée onformément à la etion 5.4.. de la norme NF EN 994-- (8 et on Annexe nationale, et de valeur nulle pour une poutre en aier eul et un oeffiient lié au nombre de poutre( périphérique( de rive 6, lorque le deux poutre prinipale périphérique et parallèle d une zone de alul font partie de poutre prinipale de rive de planher, inon,. La olliitation relative à l effort tranhant requie en ituation d inendie V Sd,b, et déduite de expreion (3.6 omme uit : V 4 Sd, b, fi, Sd, b, (3.7 L La largeur partiipante de la dalle de poutre de rive mixte doit être réduite de b,m, orrepondant à la partie de la dalle mobiliée pour équilibrer l effort de tration du treilli oudé développé ou l effet de membrane. Cette largeur b,m et déterminée omme uit : - poutre protégée parallèle à L : b, m A l f 0,75f γ y, θ, - poutre protégée parallèle à l : b, m bka γ, h ( nl + ( l nl 0,75f γ + k k 3, ( + k h γ f y, θ, (3.8 (3.9 où h et l épaieur de la partie pleine de la dalle mixte (voir Tableau 3-. 8
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 3.5.3 Vérifiation de la réitane au feu de poutre périphérique d une zone de alul Le moment appliqué et le olliitation relative à l effort tranhant de poutre et de olive périphérique de haque zone de alul doivent également tenir ompte, i néeaire, de olliitation additionnelle due à d autre harge que elle appliquée ur le planher de la zone de alul (par exemple, la harge de façade pour le poutre de rive d un bâtiment. Pour le poutre périphérique omportant de zone de alul ur leur deux ôté, il onvient d'utilier le plu grande valeur de olliitation iue du alul de deux zone adjaente pour le dimenionnement de la poutre périphérique onernée. Il faut vérifier que le réitane méanique en ituation d inendie de haque poutre périphérique ont upérieure ou égale aux olliitation donnée par le alul elon le etion 3.5. et 3.5.. Le méthode de alul pour la réitane au feu de poutre périphérique doivent, elon la olution ontrutive retenue, être onforme à la norme NF EN 993-- ( et la norme NF EN 994-- (6 aini que leur Annexe nationale. De manière plu préie, il faut vérifier que : V Sd, b, i Sd, b, i V Rd, b, i Rd, b, i avei, (3.30 3.6 PERFORANCE D'ETANCHEITE ET D'ISOLATION THERIQUE DU PLANCHER L épaieur effiae h eff de la dalle mixte, alulée onformément à l Annexe D de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale, peut être utiliée pour vérifier la performane ou feu normalié du planher en terme d iolation thermique (ritère I, en aoiation ave le Tableau D.6 de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale. En e qui onerne le ritère d étanhéité (ritère E, il et onidéré omme repeté en raion de la préene du ba aier et du repet d'un reouvrement adéquat du treilli d'armature, onformément aux exigene de la Setion 4.. 9
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 4 DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES 4. GENERALITES Afin d aurer le fontionnement adéquat en ituation d inendie de ytème de planher mixte aier-béton alulé à partir de reommandation donnée dan la préente méthode de alul, il et néeaire de mettre en œuvre le dipoition ontrutive uivante. 4. ARATURE DU TREILLIS SOUDE Il onvient que la limite élatique et la dutilité de l'aier d'armature du treilli oudé oient onforme aux exigene de la norme NF EN 0080 (9. En ituation d inendie, la poition du treilli influe ur la température de l'armature et le bra de levier dan le alul de la réitane à la flexion. En général, une performane au feu appropriée et obtenue en poitionnant le treilli à une ditane omprie entre 5 mm et 45 mm ou la fae upérieure du béton. Le nappe de treilli oudé d'armature doivent e reouvrir pour aurer la ontinuité de l'armature dan le deux diretion au ein de haque zone de alul. La valeur reommandée de longueur de reouvrement et donnée dan la etion 8.7.5 de la norme NF EN 99-- (9 et on Annexe nationale ou peut être prie dan le Tableau 4- i-aprè. Il onvient d'employer de treilli "à bord libre", omme illutré dan la Figure 4- a, pour éviter l'aumulation de barre au niveau de reouvrement (voir Figure 4- b. Bord libre a Treilli oudé à bord libre 0
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Barre d armature inférieure du panneau de treilli oudé Barre d armature upérieure du panneau de treilli oudé B A A Coupe B-B B Coupe A-A b Reouvrement de panneaux de treilli oudé Figure 4- Panneaux de treilli oudé et leur reouvrement Type d'armature Barre en nuane 500 de diamètre d Type de fil/barre LC 5/8 NC 5/30 Qualité de béton LC 8/3 NC 8/35 LC 3/35 NC 3/40 Toradé 50d 40d 47d 38d 44d 35d fil de 6 mm Toradé 300 50 300 50 75 50 fil de 7 mm Toradé 350 300 350 75 35 50 fil de 8 mm Toradé 400 35 400 35 350 300 fil de 0 mm Toradé 500 400 475 400 450 350 Tableau 4- : Longueur d'anrage et reouvrement en tration reommandé pour le treilli oudé Note : Lorqu'un reouvrement urvient au-deu d'un profilé et que l'enrobage minimum et inférieur à deux foi le diamètre de l'armature reouverte, il onvient d'augmenter la longueur de reouvrement d'un fateur,4. Le barre/fil toradé ont défini dan la norme NF EN 0080 (9. La longueur minimale d'anrage/reouvrement pour le barre et treilli doit normalement être de 300 mm et 50 mm repetivement pour béton léger et béton de mae volumique ourante. 4.3 CONNEXION ACIER-BETON DES POUTRES La onnexion aier-béton de poutre mixte pour l appliation de ette méthode de alul doit être aurée par de goujon oudé à tête elon la norme NF EN 994-- (5 et on Annexe nationale.
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB La méthode de alul au feu préentée dan e doument uppoe que le planher mixte et ontruit onformément à de reommandation de bonne pratique pour le dimenionnement et la ontrution de dalle de planher mixte en vue de atifaire le exigene pour le alul à température normale. Il onvient de fermer le bord de la dalle de planher mixte au moyen de "ouvre-joint de rive" en bande d'aier galvanié mine fixée ur la poutre de la même façon que le ba, omme illutré dan la Figure 4-. Le ouvre-joint doit être dipoé d'aprè l axe de la poutre (non de la trame C L Poutre Ba aier Figure 4- : Dipoition du ouvre-joint de rive Dan le a où la poutre de rive et onçue pour ollaborer ave la dalle en béton, il et néeaire d'utilier de barre d'armature en U afin d'empêher une fiuration longitudinale de la dalle en béton. Lorque le nervure du ba aier ont dipoée perpendiulairement à la poutre de rive et e trouvent en onole ur une ourte ditane, le ouvre-joint de rive doit être fixé de la façon propoée dan la Figure 4-3 a. Lorque le nervure de ba ont dipoée parallèlement à la poutre de rive, et lorque la dalle et en onole ur une ourte ditane ( 00 mm, de telle orte que la rive longitudinale du ba n'et pa appuyée, il onvient d utilier le dipoition ontrutive indiquée dan la Figure 4-3 b. Sinon, le ouvre-joint doit normalement être dipoé entre le tronçon de poutre fixé ur la poutre de rive, omme illutré dan la Figure 4-3. Ce tronçon de poutre ont epaé de moin de 3 m, et il doivent être dimenionné en tant que partie intégrante de la truture métallique.
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Treilli d'armature Etrier à entraxe de 600 mm environ inimum 4 mm Etrier up pl. néeaire pour éviter fiure longitudinale ( pour goujon 9 mm 75mm Conole max. 600 mm (o u /4 portée adj. i inf. a Conole d'extrémité typique (profil perpendiulaire à la poutre Etrier néeaire pour éviter fiure longitudinale Fixation ur ouvre- joint Etrier up pl. néeaire pour éviter fiure longitudinale Etrier à entraxe de 600 mm environ Fixation Etrier à entraxe de 600 mm environ ax. 00 mm Tronçon en onole péifié par le onepteur Tôle déoupée ur ite elon détail de rive > 00 mm b Détail de rive typique (profil parallèle à la poutre Conole de rive ave tronçon de poutre (profil parallèle à la poutre Figure 4-3 : Détail typique de rive de planher Lorque le poutre de rive ont de poutre non mixte, il onvient que la dalle de planher oit onvenablement anrée ur le poutre de rive. Il et aini reommandé d'utilier de onneteur de iaillement à entraxe de 300 mm maximum et de étrier d'armature poitionné autour de onneteur, omme pour le poutre mixte. 4.4 POTEAUX Il onvient que toute appliation de protetion ontre le feu de poteaux métallique 'étende ur la hauteur totale du poteau, y ompri la zone d'aemblage (voir Figure 4-4. 3
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Figure 4-4 : Etendue de la protetion ontre le feu de poteaux Lorque de poteaux mixte aier-béton ont utilié, une protetion et néeaire pour de poutre aemblée à e poteaux qui ne eraient pa elle-même de poutre mixte. La protetion appliquée ur le poutre doit ontinuer ur la zone d aemblage au niveau de poteaux, ur une hauteur au moin égale à la omme de la hauteur maximale de poutre aemblée et de l épaieur maximale de protetion. 4.5 ASSEBLAGES Lorqu une poutre mixte, non-protégée, de la zone de alul et aemblée à une poutre périphérique néeitant l'appliation d'une protetion ontre le feu, il onvient d appliquer une protetion ur la poutre mixte non-protégée ur une longueur de 50 mm à partir de l'aemblage. 4.6 CLOISONS COUPE-FEU ET POUTRES SITUEES AU-DESSUS Lorqu une loion de éparation oupe-feu (EI ou REI e itue jute en deou de poutre périphérique de zone de alul (voir Figure 4-5, il et préonié de prévoir un jeu uffiant bourré par un matériau de alfeutrement flexible. «Jeu» de flèhe normale Protetion de poutre (projetion ou aion ur de ompartiment Figure 4-5 : Poutre ituée au-deu et dan l'alignement de mur Si une loion n'et pa poitionnée à l'emplaement de poutre périphérique de zone de alul, il onvient de mettre en œuvre de dipoition imilaire, omme illutré dan la Figure 4-6 entre la loion de éparation et le planher. 4
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB L Calfeutrement déformable Cloion oupe-feu x Figure 4-6 : Déformation de poutre dipoée tranveralement aux mur Lorque de loion oupe-feu ont ituée hor de la trame de poteaux, il et préonié de prévoir un jeu uffiant pour le poutre non protégée. En notant x la ditane entre la loion et l un de appui d extrémité de la poutre non protégée de portée L (voir Figure 4-6, où x L /, e jeu doit être au moin égal à x/5. Tou le vide itué au-deu de poutre mixte et traverée d'équipement tehnique doivent être alfeutré ontre le feu et il onvient également de mettre en œuvre un moyen de protetion approprié au niveau de e poutre pour aurer le degré étanhéité et le degré iolation thermique exigé. 5
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 5 EXEPLE D APPLICATION 5. DONNEES D ENTREE Afin d'illutrer l'appliation de la méthode de alul, e hapitre propoe un exemple pratique baé ur un planher mixte réalite. Le a étudié et un bâtiment de bureaux à oature métallique de 4 niveaux. Ce bâtiment doit jutifier d une réitane au feu normalié de REI 60 (SF/CF h. Le planher de haque étage et ompoé d'une dalle mixte ontruite au moyen d un ba aier de type trapézoïdal (voir Figure 5-, de béton normal et d'une nappe de treilli d'armature. La dalle et poée ur de olive d'une longueur de 9 m, ollaborant ave ette dalle de planher. Ce olive ont appuyée ur de poutre prinipale de deux portée différente, à avoir 9 m et m. Le olive et le poutre de rive du bâtiment ne ont pa mixte. La oneption du planher et illutrée aux Figure 5- à Figure 5-4. La Figure 5- montre la dipoition générale de la truture en aier au niveau du planher ur la totalité de la largeur du bâtiment, et ur deux travée de a longueur. Cette dipoition générale et répétée dan le travée adjaente ur la longueur du bâtiment. Le poteaux ont de HD 30 58, onçu omme poteaux non mixte onformément à la norme NF EN 993-- (7 et on Annexe nationale. Le harge ur planher prie en ompte ont : Charge d exploitation : 4,0 kn/m Charge d exploitation due aux loion légère :,0 kn/m Charge permanente due aux plafond et équipement : 0,7 kn/m Poid propre de poutre : 0,5 kn/m. Une harge de revêtement de façade upplémentaire de,0 kn/m et prie en ompte dan le dimenionnement de olive et de poutre de rive. Le dimenion de poutre néeaire pour atifaire le vérifiation à température normale pour le harge appliquée ont indiquée dan la Figure 5-. Le poutre interne ont mixte et le degré de onnexion pour haque poutre et indiqué dan le Tableau 5-. La Figure 5- montre une etion tranverale de la dalle mixte. La dalle et en béton normal C5/30 d'une épaieur hor-tout de 30 mm. Cette dalle et renforée par un treilli d'armature ST 5C poédant une limite élatique de 500 Pa. Ce treilli atifait le exigene du dimenionnement à température normale. Le aemblage entre le prinipaux élément aier de l 'oature ont tou onçu en platine d'about flexible et ont dimenionné omme nominalement artiulé, onformément à la norme NF EN 993--8 (8 et on Annexe nationale. La Figure 5-3 a montre l'aemblage utilié entre le poutre prinipale et le poteaux. Le aemblage poutre-poteau pour le olive ont tel qu'illutré dan la Figure 5-3 b. La Figure 5-4 montre l'aemblage à platine d'about entre le olive et le poutre prinipale. 6
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 3 9 000 9 000 A 3 000 IPE 500 IPE 500 9 000 IPE 500 IPE 500 IPE 500 B 000 IPE 600 IPE 750 37 IPE 750 37 C 9 000 IPE 500 IPE 500 IPE 500 D IPE 500 IPE 500 Figure 5- : Dipoition générale de la truture en aier au niveau du planher Profil de poutre (S355 Emplaement de la poutre Type de ontrution Degré de onnexion (% Nombre de goujon par groupe et epaement Solive interne ixte 5 / 07mm IPE 500 Solive de rive Non mixte San objet IPE 500 IPE 500 IPE 750 37 IPE 600 Poutre interne prinipale Poutre de rive prinipale Poutre interne prinipale Poutre de rive prinipale ixte 7 / 00mm Non mixte San objet ixte 7 / 00 mm Non mixte San objet Tableau 5- : Détail de poutre 7
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Treilli ST 5C Béton normal Ba aier 30 mm 0 mm l 06 mm l 3 h 30 mm 6 mm 58 mm l Figure 5- : Contrution de la dalle de planher 30 mm Ba aier ST 5C 30 mm 58 mm Cordon de oudure 6 mm 50 mm 40 mm 5 70 mm Platine d'about 430 00 0 ép. 40 mm 40 mm a Aemblage de poutre prinipale ur poteau 30 mm Ba aier ST 5C 30 mm 58 mm Cordon de oudure 6 mm 50 mm 40 mm 3 60 mm 90 mm 40 mm b Aemblage de olive ur poteau Figure 5-3 : Aemblage poutre-poteau 8
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 30 mm 30 mm ST 5C Ba aier 58 mm Cordon de oudure 6 mm 50 mm 40 mm 3 60 mm 60 50 8 ép 40 mm 90 mm Figure 5-4 : Aemblage de olive ur poutre prinipale La Figure 5-5 montre le planher global divié en pluieur zone de alul elon le règle d appliation de la méthode de alul. Ave ette onfiguration de diviion, le zone A et B ont le plu repréentative pour la vérifiation de la réitane au feu du planher. Aini, nou n étudieron, dan et exemple d appliation, que le dimenionnement de e deux zone. 3 9 000 9 000 A 3 000 IPE 500 IPE 500 9 000 IPE 500 A IPE 500 D IPE 500 B 000 IPE 600 B IPE 750 37 E IPE 750 37 C 9 000 IPE 500 C IPE 500 F IPE 500 D IPE 500 IPE 500 Périmètre de zone de alul Figure 5-5 : Zone de alul de planher (A F 9
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB 5. VERIFICATION DE LA RESISTANCE AU FEU DU PLANCHER Le vérifiation uivante effetuée ur le zone de alul de planher ont baée ur le dimenion de planher déterminée à partir du dimenionnement à température normale. Si le dimenion 'avèrent inadéquate en ituation d inendie, la dimenion du treilli et/ou l'épaieur du planher eront alor augmentée pour améliorer la réitane au feu. Etant donné que la zone de alul B emble plu ritique que la zone A en raion de a portée upérieure, nou ommeneron par le dimenionnement de la zone de alul B. 5.. Zone de alul de planher B Le Tableau 5- montre le donnée utiliée pour la zone de alul B, dont le dimenion ont de 9 m par m ave de treilli ST 5C. Cette zone omprend 3 poutre mixte non protégée. L (mm l (mm f (Pa A (mm²/m f y (Pa Solive nonprotégée Ba aier Epaieur totale de la dalle (mm d : ditane treilli à la fae nonexpoée (mm 000 9 000 5 4 500 Trapézoïdal 30 30 Tableau 5- : Donnée utiliée pour la zone de alul B L appliation de la méthode de alul et réaliée en pluieur étape omme uit : Etape : Calul de la harge appliquée de planher en ituation d inendie : La harge appliquée en ituation d inendie du planher ave un poid propre de,65 kn/m² pour la dalle et : q fi Sd (,65+ 0,7 + 0,5 + 0,5 ( 4,0 +,0 6,35, G + 0,5Q kn/m Etape : Calul de l éhauffement de la dalle mixte ave ba aier Cofraplu60 : A partir de la relation D.5a de l Annexe D de la norme NF EN 994-- (6 et on Annexe nationale, l épaieur effiae de la dalle (voir Figure 5- et : h eff l + l 0+ 6 h + 0,5h 7 + 0,5 58 95mm l + l3 0 + 06 Cette épaieur effiae permet de vérifier que le planher remplit le ritère EI60 qui demande une épaieur effiae an hape de 80 mm minimum. Par ailleur, ette épaieur effiae onduit aux valeur uivante de température θ, θ et θ (voir Tableau 3- pour une durée d expoition au feu normalié de 60 minute : θ 7 C ; θ 837 C et θ 55 C. Selon le Tableau 3-4 de la norme NF EN 994-- et on Annexe nationale, il n y a pa de rédution pour la limite d élatiité effiae du treilli oudé, don nou avon : fy θ, 500 Pa γ,,0 Par ailleur, il y a également : γ,,0 30
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Etape 3 : Calul du moment réitant de la etion de dalle 0 par unité de largeur : Pour ette zone de alul, on a : L 9 000 mm (portée de olive L 000 mm (portée de poutre prinipale Aini, L max(l, L 000 mm et l min(l, L 9 000 mm. A partir de expreion 3.6 et 3.7, on obtient : KA f γ 4,0 000 0,85 5,0 30 500,0 y, θ, ( g 0, 777 0 0,85f γ, d A f γ 4,0 000 0,85 5,0 30 500,0 y, θ, ( g 0, 777 0 0,85f γ, d Il faut noter ii que le paramètre K et égal à,0 puique le treilli oudé et iotrope (de même dimenion dan le deux diretion. Aini, le moment réitant poitif de la etion de dalle par unité de largeur et (voir relation (3.3 : ( g 3+ 0 0 A fy, θ γ, d 4 4 3+ 0,777 500,0 30 000 4 0,4Nmm/mm En parallèle, le autre paramètre néeaire (voir relation (3.5 et (3.4 ont : µ ( g0 ( g 3 + 3 + 0777, K 0, 0, 3 + 3 + 0777, 0 L 000 a 333, 9000 l ( 3µ a + ( 3 0, 333, + 047 n µ a 0, 333,, Etape 4 : Détermination de la apaité portante de bae de la dalle : A partir de l expreion (3., on peut déterminer la apaité portante de bae de la dalle : p fi 0 6 n a l 0,4 6 0,46 0-3 N/mm² 0,46 kn/m² 0,47,333 9000 Etape 5 : Détermination de la flèhe de la dalle pour l effet de membrane : La flèhe de la dalle en ituation d inendie pour tenir ompte de l effet de membrane et obtenue à partir de l expreion (3.8 omme uit : α θ w min 9,h min ( θ, 0 min eff 5 l + min ( 837 7 9, 95 0,5f Eaγ 9000, 3L 8 { 408, + min[ 53,5; 300, ] 700} 66,8mm y, l, 30 L + l 30 0,5 500 3 000 + min 0 000,0 8 9000 000 + 9000,, 30 30 3
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Etape 6 : Calul de paramètre pour déterminer l effet de membrane : La détermination de fateur de majoration pour tenir ompte de l effet de membrane néeite de aluler en amont le paramètre α, α, β, β, A, B, C, D, k et b à partir de expreion (3. à (3.5 et le valeur aini obtenue ont réumée dan le Tableau 5-3. A Expreion α 3+ ( g0 ( g 0 ( g0 ( g 0 Valeur obtenue 0,4 β 0,059 3 + ( n 4na k +,94 4n a + l ( + ( nl + ( l ( + k 8n n 3 ( + k Expreion α 3 + ( g0 ( g 0 ( g0 ( g 0 Valeur obtenue 0,4 β 0,059 3+ l, 8K( A + B + C D b min γ, f f y, θ K + 0,85 0,45d A kkafy, θ γ, γ, ( 0,909 n 978 359 k nl k mm ( ( ( B nl + ( l 7 4 376 + k 3+ k mm l 305 60 L C ( k ( 388 465 6n mm D n 8 mm Tableau 5-3 : Paramètre utiliée pour l effet de membrane de la zone de alul B Etape 7 : Calul de fateur de majoration du à l effet de membrane : Enuite, il et poible de déterminer le fateur de majoration e b, e b, e m et e m omme uit (voir relation (3.0, (3., (3.6 et (3.7 : Expreion ( k k + ( n( αb β e b n + αb Valeur du fateur de majoration k βb b 3 + 0,95 4b w ( ( e m 3+ g0 d 3+ k 5,55 e e b + e m 6,504 3 ( ( + 3k k n + n αbk + k,06 e 4 m 3 + g d 6 k,85 βb K ( k ( k 3 3 bk w ( + 3k k e b + ( 0 e eb + em ( 3,868 Tableau 5-4 : Fateur de majoration du à l effet de membrane de la zone de alul B Aini, à partir de l expreion (3.8, le fateur de majoration global e et : e e e e + µ a 6,504 3,868 6,504 +,0,333 5,96 3
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Etape 8 : Capaité portante totale de la dalle en ituation d inendie : L expreion (3. nou permet d obtenir la apaité portante totale de la dalle ou l effet de membrane : q Rd, lab e pfi 5,96 0,46,79kN/m Etape 9 : Capaité portante du planher par la ontribution de poutre mixte aier-béton non-protégée en ituation d inendie : A partir de la etion 4.3.4.. de la norme NF EN 994-- et on Annexe Nationale, il et poible de déterminer l éhauffement de poutre mixte interne non-protégée. Premièrement, il y a lieu de aluler le fateur de maiveté de l aini que le fateur de orretion pour l effet d ombre orrepondant. Le valeur de alul obtenue ont illutrée dan le Tableau 5-5. A partir du Tableau 3-, le température de la etion en aier de poutre mixte interne nonprotégée de la zone de alul B ont le uivante : Température de emelle : 938,6 C ; Température d âme : 94,6 C elon le Tableau 3- mai prie égale à 938,6 C puique la hauteur de la etion en aier ne dépae pa 500 mm ; Température de goujon (voir 4.3.4..5 de la norme NF EN 994-- et on Annexe Nationale : 938,6 0,8 75 C. Elément de la etion en aier Semelle inférieure k h H + 0,5B 0,9 H +,5B t w i Vi A ( m ( B + t Bt f f 59 h A i Vi k ( m 06 Ame 0,667 33 Semelle upérieure t w ( B + t Bt f f 59 Ave : H : hauteur de la etion en aier : B : largeur de la etion en aier ; t f : épaieur de emelle de la etion en aier ; t w : épaieur de l âme de la etion en aier. Tableau 5-5 : Fateur de maiveté de poutre mixte non-protégée de la zone de alul B Le température de la etion en aier et de goujon de onnexion permettent de déterminer le moment réitant de poutre mixte interne non-protégée. Le valeur de alul onernée ont réumée dan le Tableau 5-6. 55 06 33
CTIC / SRI /09 BZ-GB-JK/NB Paramètre Valeur de alul Largeur effiae de la dalle b min ( 9000/ 4; 3000 50mm Aire de la etion en aier A i A i 8446 mm² Fateur de rédution pour la réitane de l aier k y, θ 0, 053 Fateur de rédution pour la réitane de goujon de onnexion Epaieur de la dalle en ompreion en ituation d inendie h u eff, eff k u, θ 0,7 Ai fyky, θ/ γ, a 8446 355 0,053 h u,787mm b f / γ 50 5 Degré de onnexion de la poutre à 0 C n 0, 5 Degré de onnexion en ituation d inendie de la poutre oment réitant poitif de la poutre mixte Rd n, θ n k Aifyk γ, a,0 C y, θ k γ γ u, θ, ν y, θ, ν H + h hu fi, Rd n, 0 C 0,5 0,7,5, θ,09 >,0 0,053,0 don en onnexion omplète 8446 355 0,053 400,787 30,0 5,5 0 6 Nmm 5,5 knm ave h : épaieur totale de la dalle ; γ,a, γ,v et γ,v oeffiient partiel repetivement pour l aier du profilé métallique, le onneteur à température normale et élevée Tableau 5-6 : oment réitant de poutre mixte non-protégée de la zone de alul B Aini, la apaité portante du planher par la ontribution de poutre mixte interne non-protégée et obtenue à partir de l expreion (3. : q Rd,ub 8 L Rd + n L ub 8 5,5 9 ( + 3,70 kn/m² Etape 0 : Capaité portante totale du planher en ituation d inendie et vérifiation de la réitane au feu du planher : La apaité portante totale du planher et : q Rd q Rd, lab + q Rd, ub,73+,70 4,43 kn/m² En omparant à la harge appliquée en ituation d inendie ur le planher, on a : q fi, Sd 6,35 kn/m² > q Rd 4,43 kn/m² Il en réulte que le planher ave e dimenion atuelle ne permet pa d aurer la fontion porteue R60 pour ette zone de alul (Zone de alul B. Il faut don modifier la dipoition ontrutive. La olution préoniée onite à augmenter la dimenion du treilli d armature afin d apporter plu de réitane au planher. Par onéquent, la taille du treilli d armature pae de ST 5C (4 mm²/m à ST 5C (57 mm²/m. Il faut don revérifier la réitane au feu du planher à partir de nouvelle donnée. Par ontre, il n et néeaire de aluler que la apaité portante de la dalle puique le poutre mixte interne non-protégée demeurent inhangée, à avoir le étape 3 à 8. Etape a : Calul de l éhauffement de la dalle mixte ave ba aier Cofraplu60 : Le réultat ont identique à eux de l étape ompte tenu du fait que le dimenion de la dalle mixte n ont pa été modifiée. 34