LGCIV2043 : Structures en bois - ISSD Interactive …issd.be/PDF/BOIS_Partie 5.pdf · Fonction E remplie si « un tampon de coton ne ... prévention contre l’incendie et l’explosion

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Pierre Latteur – UCL – Belgique – Cours de : Structures en bois

LGCIV2043 : Structures en boisPierre Latteur

Partie 5 : Le bois et le feu

Pierre LatteurCours de : Structures en bois

Chap. 33 :Généralités et réglementation belge

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Liens utiles

Arrêté Royal 12/7/2012 (Exigences en matière d’incendie) – texte original :http://www.cstc.be/homepage/download.cfm?dtype=services&doc=AR_20120921.pdf&lang=fr

Arrêté Royal 12/7/2012 (Exigences en matière d’incendie) – texte mis en page :http://www.vps.fgov.be/document_legislation/reglementering/tekst/01/FED_1994-07-07_AR_Normes_de_base_FR_COOR_2012-07-12.pdf#page=4

Synthèse de l’Arrêté Royal (faite par le CSTC) :http://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=services&sub=standards_regulations&pag=fire&art=news&niv01=in_belgium&niv02=3

Synthèse de l’Arrêté Royal et de quelques normes de classement au feu de différents matériaux (faite par le CTIB) :http://www.ctib-tchn.be/useruploads/files/HN175_23-28f.pdf

Synthèse du cadre législatif en Belgique (faite par le CSTC) :http://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=services&sub=standards_regulations&pag=fire&art=library&niv01=belgian_regulation

Des solutions pour améliorer la tenue au feu des ouvrages en bois :http://www.rei-projects.be/fr/am%C3%A9lioration-de-la-classe-de-feu-du-bois

http://www.cstc.be/homepage/download.cfm?dtype=services&doc=AR_20120921.pdf&lang=fr

http://www.vps.fgov.be/document_legislation/reglementering/tekst/01/FED_1994-07-07_AR_Normes_de_base_FR_COOR_2012-07-12.pdf#page=4

http://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=services&sub=standards_regulations&pag=fire&art=news&niv01=in_belgium&niv02=3

http://www.ctib-tchn.be/useruploads/files/HN175_23-28f.pdf

http://www.cstc.be/homepage/index.cfm?cat=services&sub=standards_regulations&pag=fire&art=library&niv01=belgian_regulation

http://www.rei-projects.be/fr/am%C3%A9lioration-de-la-classe-de-feu-du-bois

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Comportement du bois dans le feu

Le bois soumis au feu s’entoure d’une couche de carbonisation qui a une conductibilité thermique 5x moindre que le bois et qui protège l’intérieur, qui peut encore assurer son rôle porteur. Cette couche de carbonisation progresse à une vitesse de l’ordre de 0,5 à 0,9 mm/minute

Avant essaiT° ambiante

Après 30 minT° 880°C

Après 60 minT° 1000°C

Poutre en BLC de section 16cmx40 cm

Pour qu’une section résiste au feu, il suffit donc de lui prévoir une section plus grande (mais il faut protéger les parties métalliques !)

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Les aspects REI (Résistance et compartimentage)

La résistance au feu treq est la durée d’incendie pendant laquelle l’élément de structure (poutre, colonne, paroi,…) continue à remplir sa ou ses fonctions. Ex : REI60, R30, …

- Fonction portante R- Fonction d’étanchéité aux flammes E- Fonction d’isolation thermique I

3 types de fonctions :

Fonctions «séparatives» ou de « compartimentage» (planchers, cloisons,…)

Fonction I remplie si la paroi non exposée ne dépasse pas 140° en moyenne

Fonction E remplie si « un tampon de coton ne s’enflamme PAS lorsqu’il est placé sur la face non exposée, près d’éventuelles fissures visibles »

I et surtout E doivent être déterminées expérimentalement

Norme NBN EN 13501-2 : décrit les méthodes expérimentales de classement des différents éléments structuraux (ex : parois préfab) selon leur résistance au feu exprimée en minutes, précédée des lettres R et/ou E et/ou I. Ex : REI60

Source : cstc

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Les aspects de REACTION AU FEU(production de fumée et particules)

Norme NBN EN 13501-1 : décrit les méthodes expérimentales de classement des matériaux selon 7 classes de réaction (A1, A2, B, C, D, E, F) de + en + combustibles (ex: béton/acier en classes A1 ou A2 car incombustibles), avec :

La classe de réaction du bois massif, BLC ou CLT est en général D-s2-d0

(mais une classe B-s2-d0 est possible avec vernis ou peinture ou imprégnation)

- Dégagement de fumée s1 (faible), s2 (moy), s3 (important)

- Production de particules/gouttelettes en feu : d0 (aucune), d1 ou d2

Différentes normes définissant les caractéristiques exigées (dont la classe de réaction au feu) pour les matériaux/produits mis sur le marché : EN14080 (BLC), EN14081 (Bois de structure classé), PREN16351 (CLT), etc.

Exemple, extrait de la

EN14080 (BLC) :

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L’EC5-partie 1-2 :Calcul desstructures en bois au feu (calcul des fonctions aspects REI)

Contenu (82 pages) :Section 1 : GénéralitésSection 2 : Bases de calculSection 3 : Propriétés des matériauxSection 4 : Méthodes de calcul pour la résistance mécaniqueSection 5 : Procédures de calcul pour les murs et planchersSection 6 : AssemblagesSection 7 : Détails structuraux

Remarques : NVN ENV 1995-1-2 : ancienne version incomplète NBN EN 1995-1-2 = EN 1995-1-2 (même contenu)

Annexe A : Exposition à un feu paramétriqueAnnexe B : Méthodes avancéesAnnexe C : Murs et planchers avec isolationAnnexe D : Murs et planchers avec videsAnnexe E : Fonction séparativeAnnexe F : Organigrammes synthétiques

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L’EC5-partie 1-2 / Annexe nationale ANB

Ce document de 4 pages propose quelques variantes mineures au texte de base de l’EC5, uniquement applicables en Belgique

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Un arrêté Royal important (AR 12/7/2012 – 94 pages) lien

Cet Arrêté Royal définit les exigences en fonction de la destination de l’ouvrage (REI, classe de réaction, accessibilité, compartimentage, signalisation, composition, etc.) en matière de prévention contre l’incendie et l’explosion pour les bâtiments nouveaux

Il définit 3 types d’occupants :

- Type 1 : non autonomes (prisons, hôpitaux, homes, crèches,…)

- Type 2 : autonomes et dormants (bâtiments résidentiels)

- Type 3 : autonomes et vigilants (bureaux)

Il contient 6 parties/annexes :

- 1 : Terminologie- 2 : BB, Bâtiments bas (h<10m)- 3 : BM, Bâtiments moyens (10mh 25m)- 4 : BE, Bâtiments élevés (h>25m)- 5 : Réaction au feu- 6 : Bâtiments industriels

Source : cstc

../../../Formation Bois/Doc Alexandre/Arrêté Royal Juillet 2012.pdf

../../../Formation Bois/Doc Alexandre/Arrêté Royal Juillet 2012_Moniteur Mis en page_FED_1994-07-07_AR_Normes_de_base_FR_COOR_2012-07-12.pdf

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Exemples d’exigences de l’Arrêté Royal

Tableau 1/Exigences de réaction au feu relatives aux matériaux utilisés dans les locaux « normaux » :

Tableau 2/Exigences de réaction au feu relatives aux matériaux utilisés dans des locaux « à risque » :

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Exemples d’exigences de l’Arrêté Royal (suite)

Tableaux 3&4 : Exigences de réaction au feu relatives aux matériaux utilisés dans les cages d’escalier et chemins d’évacuation

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Synthèse de l’approche de conception et de calcul au feu d’un élément constructif à base de bois

ASPECTS REI, voir transparent suivant : il faut prouver soit expérimentalement, soit par calcul (EC5, voir chap. 34), qu’un élément de construction satisfait au critère REI60 ou R30 ou R120, etc exigé dans l’Arrêté Royal.

En général l’objectif REI est atteignable soit en donnant l’épaisseur suffisante à l’élément, soit en protégeant le bois avec un autre matériau (typiquement plâtre), soit en le traitant (peinture, vernis ou imprégnation)

ASPECTS DE RÉACTION AU FEU, voir transpa. 14 : il faut prouver que le matériau ne va pas produire trop de fumée ni trop de particules (typiquement, bois non traité ou non protégé = D-s2-d0). Chaque fabriquant est tenu de prouver et annoncer la classe de réaction de son produit. Les exigences sont définies dans l’Arrêté Royal et doivent être inférieures à la classe de réaction du matériau annoncée par le fabriquant

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Vérification de l’aspect « REI »

La performance REIxx d’un « élément de construction » doit être prouvée :

- Soit par des essais en laboratoire, effectués conformément à la norme NBN EN 13501–2

- Soit en suivant les recommandations de la NBN EN 1995–1–2 (voir chap. 34). Pour des parois d’ossatures (en général REI 60 pour bât. moyens BM), ses annexes C,D,E fournissentdes recommandations(espacement maximal desfixations, bouchons dans lescavités qui évitent lapropagation du feu, …) enfonction du type de panneauprotecteur. Ex. ci-contre : REI60

Chape sèche ép. 4 cm

OSB 18

mm

Laine de

roche

Plaques plâtre 2x15 mm

Plaques plâtre 2x12,5 mm

OSB

Laine de roche

Source : cstc

A : propagation directeB : propagation via assemblagesC : propagation via percements, câbles,…D : propagation via cavités et parois

Pour le bois massif (poutres colonnes, parois et planchers en CLT,…) le bois peut rester apparent sans protection, pour autant que l’épaisseur soit suffisante(voir chap. 34)

14


Vérification de l’aspect « Réaction au feu » : exemple de démarche à suivre lors de la conception d’un bâtiment

Par exemple, un bâtiment de bureaux de 14 m de hauteur en CLT apparent

Arrêté Royal, tableau 1 : OK pour les locaux «normaux», utilisé au sol, en paroi ou en plafond (zone encadrée en vert sur transpa. 10)

Dans tous les autres cas (locaux à risque, cages d’escalier,…), le bois apparent ne peut être prévu et doit :

- soit subir un traitement (peinture/vernis/imprégnation lui permettant de passer à une classe de réaction supérieure

- Soit être recouvert d’un revêtement comme par exemple un ou plusieurs panneaux de plâtre

14 m bâtiment moyen (BM)Bureaux : occupants de type 3 (autonomes et vigilants)

Texte de l’arrêté Royal

Norme prEN16351 (CLT) : le matériau est de classe de réaction D-s2-d0

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Remarque importante

Les aspects de réaction au feu du bois considérés dans l’Arrêté Royal concernent essentiellement les parois (ossatures, CLT, …) ou d’autreséléments constructifs associant le bois à d’autres matériaux

Annexe 5/1-5 de l’Arrêté Royal :« Un maximum de 10 % de la surface visible de chaque paroi verticale, plafond ou sol n’est pas soumis aux exigences des tableaux I, II, III et IV pour cette paroi verticale, ce plafond ou ce sol »

Source : www.colonne-bois.com

Dès lors, lorsqu’on considère des éléments isolés en bois apparent comme une colonne ou des poutres, on peut considérer que les aspects de réaction au feu ne sont pas à considérer, même si ceci n’est pas explicitement écrit dans l’arrêté Royal, sauf parinterprétation de l’articlesuivant :

Pierre LatteurCours de : Structures en bois

Chap. 34 : Calcul des aspects REIselon l’EC5 (partie 1-2)

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La combustion du bois

Un élément de bois massif s’enflamme spontanément au-delà de 400°C, après évaporation de l’eau liée

- Couche de carbonisation enflammée- Couche de pyrolyse, sans flamme, mais avec une modification chimique- Couche non atteinte par le feu (sa T° ne dépasse pas 100°C lors d’un incendie)

Pour toute section enflammée, on distingue 3 couches :

La perte de capacité portante d’un élément en feu s’explique plus par une perte de section et que par une modification des propriétés du bois

Vitesses de combustion unidimensionnelle (exprimée par le facteur 0 ou n

selon que les coins et fentes sont pris en compte ou pas):

- Bois massif et BLC de résineux et hêtre : = 0,7 à 0,8 mm/min- Bois massif et BLC de feuillus : = 0,5 à 0,7 mm/min- Panneaux de bois massif (CLT) ou de particules : = 0,9 mm/min

La couche non atteinte par le feu ne dépasse pas 100°C en périphérie. À 100°, les caractéristiques mécaniques diminuent :

ft,0,k fc,0,k fm,k E0,moy

90% 55% 75% 85%

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Principe de la vérification de la résistance au feu (R)d’un bois non protégéChoix de la « classe de résistance » de l’ouvrage (Arrêté Royal), de laquelle découle

une imposition sur la durée treq de résistance au feu requise(par exemple, R60 : treq=60 minutes de résistance au feu)

Estimation de la section résiduelle de bois sain au terme de la duréede résistance au feu voulue, par calcul de l’épaisseur de carbonisation « efficace » :

Epaisseur de carbonisation efficace : def = (dchar,n=n treq) +7 [mm](7 mm = ne pas considérer l’enveloppe de la section résiduelle qui peut atteindre 100°C)

2

,,21,1,1, 0i

ikikd

j

jk QQAG

Calcul des combinaisons fréquentes (accidentelles) de charges(dans lesquelles Ad=0 puisque le feu n’est pas une charge, contrairement au séisme ou à l’explosion)

kfid XkS

Pour chaque combi., vérification des critères de résistanceavec kmod=m=1 pour la section résiduelle :

(kfi permet de transformer les valeurs caractéristiques à 5% en valeurs à 20%)

kfi = 1,25 pour le bois massifkfi = 1,15 pour le BLC et panneaux

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Impositions de l’arrêté Royal concernant les durées de tenue au feu treq

Source : Yves Martin, cstc

R60/REI60 couvre la grande majorité des cas dans les bâtiments bas et moyens

Pas d’exigences de l’AR concernant les maisons unifamiliales, sauf concernant la paroi mitoyenne qui doit être R60 même en cas d’effondrement de la maison incendiée

20


Exemple des combinaisons à considérer pour les immeubles de bureaux ou résidentiels :

2

,,21,1,1, 0i

ikikd

j

jk QQAG

NeigeVentpermCharges 02,0En toiture :

expld'ChargesVentpermCharges 3,02,0

Eléments participant au contreventement :

Ventexpld'ChargespermCharges 05,0

Autres (poutres, planchers, colonnes,…) :

(Voir tableau récapitulatif des valeurs de 1 et 2 sur le transpa. suivant)

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Rappel : détail des valeurs de 0, 1 et 2 selon l’EC0, applicables en Belgique

Avertissement : les transparents suivants tentent de traduire et résumer les propos de l’EC5-partie1-2

FEU de la manière la plus exhaustive possible, bien que certains paragraphes jugés moins utiles ou

moins pertinents n’ont pas été commentés.Il est recommandé au lecteur de consulter ces

transparents en parallèle avec le texte de base de l’Eurocode, notamment pour faciliter la

compréhension des différents symboles utilisés

Remarque : l’EC5-partie1-2 fait régulièrement référence à des plaques de plâtre de type A, H ou F servant de protection du bois contre le feu. En voici une définition :

Type A : comportent une face sur laquelle des enduits au plâtre ou une décoration peuvent être appliqués

Type H : comportent des additifs pour réduire le taux d’absorption d’eau (typiquement : « gyproc vert »)

Type F : comportent des additifs pour améliorer la tenue aux hautes températures

24


A retenir de EC5-1-2/Section 2 - Bases du calcul

On distingue 2 types de feux :

2.1. Exigences

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 2

- Le feu nominal ou feu conventionnel ou feu standard, qui correspond à une courbe standard T°/Temps définie dans la norme ISO834, provenant d’essais en laboratoire. Tous les développements des sections 1 à 7 sont basés sur ce feu nominal (§3.4.1(6+NOTE)).

- Le feu paramétrique, qui correspond à des courbes T°/Temps définies dans l’EC1-1-2 pour des incendies « réels » (ou « naturels »), en tenant compte des caractéristiques de l’ouvrage et d’une série de paramètres qui lui sont propres (nombre de fenêtres, surface de plancher, etc.)

Courbe ISO834

Une courbe paramétrique selon EC1-1-2(Annexe A)

Le feu paramétrique menant à des analyses plus complexes (bien que plus précises), il n’est utilisé que si vraiment nécessaire. L’annexe A explicite une méthode de calcul de et dchar en fonction du temps pour des feux paramétriques.

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A retenir de EC5-1-2/Section 2 - Bases du calcul

En cas d’incendie, il ne faut pas calculer les déformations de la structure, sauf si elles ont un impact sur les fonctions E et I (exemple : paroi qui n’assume plus son rôle séparateur à cause d’une poutre porteuse qui se déforme trop)

Le critère I est satisfait si, sur la face non exposée, T°moy<140°et T°max<180°

Ici, pas de texte concernant le respect de l’exigence E (le E de REI), mais l’annexe E (§E.1(2)) précise que l’exigence E est supposée satisfaite dès que l’exigence I l’est.

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 2

26


En alternative au calcul, la conception au feu peut être basée sur des résultats d’essais

Les combinaisons à considérer sont les accidentelles. Une méthode simplificatrice (mais l’est-elle vraiment ?) est donnée au §2.4.2(2,3,4), la valeur de Ed restant toutefois ambiguë

2.4. Méthodes de vérification

2.3. Propriétés mécaniques

Critères de résistance :kmod,fi=1 sauf pour murs et

planchers (cf annexe C)

m,fi=1kfi = 1,15…1,25 (tableau 2.1)

kfi

fim

kfi

fid fkfk

kS ,

mod,

Module de Young : kfififid EkkE mod,,

Notons que le §2.3(2 et 3) s’applique non à du bois mais à des éléments comme des tirefonds – voir Section 6, §6.4)

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 2

2.2. Actions

L’action «Température», qui crée éventuellement des efforts internes (surtout dans les structures hyperstatiques) doit être prise en compte

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A retenir de EC5-1-2/Section 3 - Matériaux

Les valeurs données dans cette section sont des valeurs caractéristiques

3.1. Généralités

Profondeur de carbonisation pour feu standard sur 1 face (ex : CLT) : dchar,0=0t

3.4.2 Profondeur de carbonisation/sections non protégées

Profondeur de carbonisation si feu sur plusieurs faces (poutres, colonnes) : dchar,n=nt(n=vitesse de combustion fictive tenant compte des coins)

Les valeurs de 0 et n sont données au tableau 3.1 pour les résineux, feuillus, LVL et panneaux (y compris CLT). Le §3.4.2(9) complète le tableau pour des panneaux minces ou légers.

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 3

Cette section traite essentiellement de la manière dont il faut calculer la profondeur de carbonisation dchar

28


CAS 1 :la combustion

démarre APRÈSrupture de la

protection au temps tf

3.4.3 Profondeur de carbonisation/sections protégées

CAS 1.1 : Si le point d’intersection I entre les 2

droites est tel que dchar<25 mm

CAS 1.2 : Sinon

dchar

t

Rupture de la protection au temps tf

tf taTemps pour lequel dchar=t

25 mm

Pente k3 > du tab. 3.1Équ. y=k3(t-tf)

Pente= du tab. 3.1

I

dchar

t


tf taTemps pour lequel dchar=25mm

25 mm

Pente k3 > du tab. 3.1Équ. y=k3(t-tf)

Pente= du tab. 3.1

I

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 3

A déterminer :tf, ta et k3

(voir + loin)

29


CAS 2.1 : (pas prévu explicitement par EC5) : Si le point d’intersection I entre

les 2 droites est tel que dchar<25 mm

CAS 2.2 : Sinon

dchar

t


tf taTemps pour lequel dchar=t

25 mm

Pente k3 > du tab. 3.1

Pente= du tab. 3.1

I

tch

Pente k2 < du tab. 3.1

dchar

t


tf taTemps pour lequel dchar=25mm

25 mm

Pente k3 > du tab. 3.1

Pente= du tab. 3.1

I

tch

Pente k2 < du tab. 3.1

CAS 2 :la combustion du bois démarre au temps tch,

AVANT rupture de la protection au temps tf

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 3

A déterminer :tf, ta et k3

tch et k2

(voir + loin)

30


Valeurs de k2 (zone tch-tf)

- Plaques de plâtre de type F d’épaisseur hp : k2=1-0,018hp

Ne pas prendre en compte l’épaisseur cumulée si plusieurs plaques (§3.4.3.2(1))

- Le §3.4.3.2(2) donne k2 pour la laine de roche (traduit par « fibre de roche ») : k2=0,6…1

- Pas d’information sur le k2 d’autres matériaux de protection

L’EC5 fait référence au type de plaque de plâtre, défini par la EN520 (A, H, F, E, D, R, I,…en fct des prop. Therm. et méca.). Type A : plaque de

plâtre basique, type F : plaque de plâtre à cohésion améliorée à haute température

Valeurs de k3 (zone tf -ta) : toujours égal à 2

Valeurs de ta [min] (qui se retrouvent facilement à partir des graphes précédents)

- Cas 1.1: ta=2tf

- Cas 1.2 : ta=12,5/+tf

- Cas 2.1 : ta=2tf-k2(tf-tch)- Cas 2.2 : ta=(25-k2(tf-tch))/(2)+tf

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 3

31


Valeurs de tch (en [min]) : données au §3.4.3.3 sans ambiguïté pour des panneaux de bois, une ou plusieurs couches de plâtre et de la laine de roche

Valeurs de tf (en [min]) : supposés connues (fiche technique du matériau). Il est toutefois précisé (§3.4.3.4) que pour les panneaux de bois et de plâtre de type A et H, on se trouve dans les cas 1.1 ou 1.2 avec tf=tch, les formules de tch étant données.Rem : Les valeur de tf pour des panneaux de type F ne sont pas données (mais elles sont meilleures que les autres), de même que pour la laine de roche

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 3

Règle empirique approximative pour les panneaux de plâtre (pas dans EC5, source : gyproc.be) : tf (min)=2,8épaisseur (mm)

32


A retenir de EC5-1-2/Section 4 - Méthodes de calcul

La « Méthode de la section réduite » est recommandée (y compris par l’ANB), plutôt que la « méthode des propriétés réduites »

4.2. Propriétés de section

Avec k0=1 Remarque : k0<1 si on considère des temps d’exposition au feu<20 minutes (voir §4.2.2(2) à (4)), ce qui est peu pertinent puisqu’en général on exige R60 ou plus.

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 4

Surface initiale

Limite section résiduelle

Limite section efficace

Dchar,n

7k0 [mm]

def

Section efficace de bois :def=dchar + 7k0 [mm]

kmod,fi=1 pour les calculs de résistance et de rigidité

La compression et le cisaillement peuvent être négligés

4.3. Règles simplifiées pour éléments structuraux

Voir quelques commentaires en §4.3.4 pour assemblages à tiges

33


A retenir de EC5-1-2/Section 5 - Planchers et murs

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 5

Cette section de moins d’une page renvoie aux annexes C, D et E

34


A retenir de EC5-1-2/Section 6 - Assemblages

Cette section se limite à des résistances au feu 60 min. Aucune info n’est fournie concernant des résistances supérieures

6.1. Généralités

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 6

Cette section traite essentiellement de la manière dont il faut calculer quelques types d’assemblages comportant des tiges et/ou plaques métalliques (! Il est supposé que les espacements et distances minimales prescrites par l’EC5-1-1/Section 8 sont respectées)

§6.2.1.1 : Assemblages bois1-bois2-bois1 non protégés

6.2. Titre traduit : Assemblages symétriques en double cisaillement bois1-bois2-bois1 ou bois1-acier-bois1

- Le tableau 6.1 donne des temps de résistance au feu en fonction du type de tige (tous inférieurs à 20 min!)

- Le §6.2.1.1(2) autorise, si les tiges ont des têtes non dépassantes, des temps légèrement supérieurs (mais inférieurs à 30 min) moyennant une augmentation des sections de bois au niveau de l’assemblage. On suppose que cette augmentation doit être cumulée avec celle de la résistance en section

35


Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 6 §6.2.1.2 : Assemblages bois1-bois2-bois1 protégés

- §(1,2) Protection des têtes par panneau de bois ou de plâtre (A sur figure)

AB

Des formules de vérification simples sont données dans les cas suivants :

- §(3) Protection des têtes par bouchons en bois collés (B sur figure)

- §(5) Protection des têtes de boulons (C sur figure)

C

- §(4) La fixation des panneaux doit rester en place au-delà de tch et de treq

Autres exigences importantes :

- §(7) Longueur de pénétration suffisante des organes de fixation des panneaux de protection

La protection consiste en des panneaux de bois, ou de plâtres, ou des bouchons en bois collés, et peut permettre d’atteindre du R60 au maximum

36


Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 6 §6.2.1.3 : Règles additionnelles pour les

assemblages bois1-(acier>2mm)-bois 1

- §(1) et tableau 6.2 donnent la largeur bst min des plaques pour R30 et R60

A B C D

- §(2) donne quelques règles simples pour les cas B, C et D ci-dessus

- Le titre de ce paragraphe signifie que les règles du §6.2.1.1et §6.2.2.2 sont applicables dans le cas d’une plaque métallique centrale à la place de bois, avec les quelques compléments ci-dessous

En variante au §6.2.1. (Règles simplifiées), on trouve au §6.2.2. (Méthode de la charge réduite) une méthode de calcul de l’assemblage qui consiste à appliquer un coefficient réducteur sur la valeur Fv,Rk de l’assemblage. Prudence dans l’utilisation de cette formule car :

- Erreur dans l’EC5, formule (6.6) : remplacer t par td,fi

- Ambiguïté ou erreur car le facteur k disparaît dans la formule (6.6) quand t est remplacé par td,fi (formule 6.7 formule 6.6)

37


Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 6

Assemblages non protégés : voir EC3!!... en considérant que les surfaces métalliques en contact avec le bois ne sont pas exposées au feu. Remarque : très faibles résistances au feu (…20 min..)…en fait l’acier doit toujours, sauf exception, être protégé.

6.3. Assemblages avec plaques métalliques externes

Assemblages protégés :

- Protection par du bois ou des panneaux de bois : l’acier est protégé s’il est complètement recouvert y compris sur ses rives avec une épaisseur minimale de protection valant : afi=1,5n(treq-5) [mm].Ex. pour R60 avec protection en résineux : afi=1,50,8 (60-5)=66 [mm]

- Autres types de protections : voir EC3!

A lire conjointement avec les §2.3(2 et 3) de la section 2. Il donne une méthode simple de calcul. Notons ici une légère ambiguïté car td,fi est considéré comme étant le temps exigé de résistance au feu (donc treq)

6.4. Règles simplifiées pour les tirefonds chargés axialement

38


A retenir de EC5-1-2/Section 7 - Détails structuraux

Déc

od

age

Euro

cod

ese

ctio

n 7

Cette courte section donne quelques règles constructives, essentiellement pour les murs et planchers (espacement des solives et montants, épaisseur des panneaux, …)

39


EC5-1-2/ANNEXE A - Feu paramétrique

Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exes

A&

B

Cette section détaille une méthode de calcul de et dchar en fonction du temps pour des feux paramétriques. Sur cette base elle donne aussi une méthode de calcul des poutres fléchies.

Remarque : cette annexe n’est utile que dans les cas très particuliers (et rares) où les méthodes décrites dans les sections 1 à 7 et basées sur le feu nominal ne sont pas satisfaisantes.

EC5-1-2/ANNEXE B – Méthodes de calcul avancées

Cette section donne quelques compléments d’informations sur les propriétés thermiques et mécaniques du bois.

Remarque : utile uniquement lors de l’utilisation de calculs très particuliers

40


A retenir de EC5-1-2/Annexe C

Cette annexe permet de calculer la section réduite (fonction R) des solivesde plancher et montants de parois avec des cavités totalement remplies d’isolation de type laine de roche ou laine de verre, pour une exposition au feu sur 1 ou 2 faces, 60 minutes (Typiquement: ossatures bois)

Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exe

C

Calcul du temps de rupture tf des panneaux (§C.2.3) :

- Panneaux de bois (§C.2.3(1)) : tf=hp/0-4

- Panneaux de plâtre type A et H (§C.2.3(2)) : tf=2,8hp-14

- Pour les panneaux de plâtre type F, c’est moins simple, voir §C.2.3(3, 4 et 5))

- Les §C.2.3(6 et 7) concernent le cas particulier des panneaux fixés à des gouttières métalliques

41


Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exe

C

Calcul du temps de démarrage tch de la carbonisation des solives ou montants (§C.2.2)

- Panneaux de bois (§C.2.2(1)) : tch=tf

- Panneaux de plâtre type A, H, F (§C.2.2(2)) : tch=2,8hp-14 (ou tch=2,8hp-23)

Calcul de la vitesse de combustion n (§C.2.1) conforme aux principes de la section 3 mais avec des valeurs adaptées de n :

fs

fchs

nttpourkk

tttpourkk

03

02

5,1

5,1

dchar

t


tf ta

25 mm

Pente 1,5ksk30

Pente= du tab. 3.1

I

tch

Pente 1,5ksk20

(25 mm)

avec :

ks=1,4 ou 1,3 ou 1,1 selon la largeur b de la solive/montant (resp. 38, 45, 60 ,mm)

k2= 1,05-0,0073*épaiss. tot. panneauk3= 0,036*tf+1

42


Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exe

C

Le kmod doit être adapté (§C.3) :

- Calculs de résistance (a0 et a1 donnés dans les tableaux C.2 et C.3) :

h

daak

nchar

fmfi

,

10,mod,

- Calculs du module d’élasticité (b0 et b1 donnés dans les tableaux C.4) :

h

daak

nchar

fiE

,

10,mod,

Et le module E est alors à calculer selon l’équation 2.3 de la section 2 (kfi donné au tableau 2.1):

1

*mod,,

m

kfi

fifid

EkkE

43


A retenir de EC5-1-2/Annexe D

Cette annexe permet de calculer la section réduite (fonction R) des solivesde plancher et montants de parois avec des cavités vides, pour une exposition au feu sur 1 face uniquement (Typiquement: ossatures bois)

Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exe

D

Calcul du temps de rupture tf des panneaux (§D.4) :

- Panneaux de bois (§D.4(1)) : tf=hp/0-4

- Panneaux de plâtre type A et H (§D.4(2)) : tf=2,8hp-(11ou12) (voir autres détails)

- Pas de commentaire au sujet des panneaux de plâtre de type F

44


Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exe

D

Calcul de la vitesse de combustion n (§D.2) conforme aux principes de la section 3, qui reste d’application :

dchar

t


tf ta

25 mm

Pente k3n du tabl. 3.1

Pente= du tabl. 3.1

I

tch

Pente k2n du tabl. 3.1

(25 mm)

Calcul du temps de démarrage tch de la carbonisation des solives ou montants (§D.3)

- Panneaux de bois (§D.3(1)) : tch=tf

- Panneaux de plâtre (type non précisé) (§D.3(2)) : tch=tf sur la grande face et tch=2,8hp-14 sur la petite face en contact avec le panneau

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A retenir de EC5-1-2/Annexe E

Cette annexe permet de vérifier la fonction séparative EI des parois ou planchers pour une exposition d’une face au feu à 60 minutes, avec des panneaux de bois ou de plâtre (Typiquement: ossatures bois)

Déc

od

age

Euro

cod

eA

nn

exe

E

La fonction EI est assurée si :

req

icouche

jposiinsins tkktk ,0,

Par exemple 60 min

Coef. d’assemblage=1 si panneaux fixés sur volige/montant, sinon voir tableaux E6 et E7

Coef. de position qui distingue les panneaux du côté exposé ou non exposé. Valeurs données aux tableaux E3, E4 et E5

Isolation de base de la couche « i » [min], dont les valeurs sont données en fct de

l’épaisseur de la couche au §E.2.2

Le terme « couche » désigne soit un panneau (bois, plâtre,…), soit une isolation (laine de roche, de verre,…), soit du vide

Documents

LGCIV2043 : Structures en bois - ISSD Interactive …issd.be/PDF/BOIS_Partie 5.pdf · Fonction E remplie si « un tampon de coton ne ... prévention contre l’incendie et l’explosion