résistance au feu de construction et systèmes porteurs en béton et en acier

Rsistance au feu de systmes porteurs en bton et acier - Cours pour experts cantonaux en protection incendie2007 / 2008

Cours pour experts cantonaux en protection incendie 2007 / 2008Module B

Renzo BianchiBianchi Conseils S..r.l.Berthoud

Rsistance au feu de construction et systmes porteurs en bton et en acier


Table des matires

Systmes porteurs en bton arm Systmes porteurs mtalliques Systmes porteurs mixtes Murs et compartiments coupe-feu Faades double-peau Peintures ignifuges R 30 (inc) et R 60 (inc) Exemple


Quels sont les critres pour la rsistanceau feu des systmes porteurs

Type de construction, situation, mise en danger du voisinage, affectation et tendue du btiment

Nombre de niveaux Taux doccupation de personnes Charge thermique et comportement des matriaux et

danger denfumage Danger dignition Possibilit des sapeurs-pompiers de lutter contre un

feu


SystmesSystmes porteursporteurs enenbtonbton armarm


Systmes porteurs en bton arm

Les dimensions minimales des colonnes, poutres, parois demeurent inchanges (cf.Parties de construction gnralement admises dans le Rpertoire de la protection incendie).

Lenrobage minimal de larmature en cas de sollicitation maximale est galement inchang:- R 60 (icb) 20 mm- R 90 (icb) 30 mm- R 180 (icb) 50 mm plus armature

complmentaire


Comportement du bton en cas dincendie

Enrobage

dilatation du bton


Systmes porteurs dlments en btonprfabriqu

Les recouvrements en bton ne ragissent pas


SystmesSystmes porteursporteursmtalliquesmtalliques


Comportement de lacier en cas dincendie

Dilatation due la chaleur:Env. 1 mm par 1000 K par mtreExemple: (4500/100) x 12 m = 54 mm

Rsistance la traction et dformations 3000 C Commencement de la dformation 4500 C La rsistance la traction se rduit 50% 6000 C La rsistance la traction se rduit 16%> 600> 60000 CC DformationDformation totaletotale


Systmes porteurs mtalliques

La rsistance au feu requise pour les colonnes, poutres et lments de parois estfonction de calculs statiques:utilisation de la section du profil valeurs U/A (pourtour intrieur / section du

profil)

et du type de protection: plaques de recouvrement peintures ou crpis ignifuges


Utilisation de lacier

Dimensionnement suffisant Rsistance au feu selon calculs

statiques usuels

icb possible R 30 (icb) R 60 (icb) R 90 180 (icb)

pas possible



Surdimensionnement Rsistance au feu en fonction dun

incendie ventuel

R 30 (icb) possible

R 60 (icb) R 90 180 (icb)

pas possible



Crpis anti-feu: Capacit portante selon essais au

feu / calculs statiques. Selontableaux du Rpertoire de la protection incendie (237)

R 30 (icb) R 60 (icb) R 90 180 (icb)

selon leproduit



Peintures ignifuges: Capacit portante selon essais au feu

/ calculs statiques. Selon tableaux du Rpertoire de la protection incendie(238).

R 30 (icb) R 60 (icb)

R 90 180 (icb) pas possible

Utilisation subordonne lapprobation de lautorit de protectionincendie comptente



Revtements anti-feu Rsistance au feu selon les calculs

statiques, avec des revtementsanti-feu admis sans examen(indpendamment des valeurs U/A):

R 30 (icb) R 60 (icb) possible R 90 (icb)



Revtements anti-feu Rsistance au feu en fonction dun

incendie ventuel, avec unrevtement inscrit dans le Rpertoire de la protection incendie(232). En tenant compte du facteurde profil U/A!

R 30 (icb) R 60 (icb) possible R 90 180 (icb)



Profils avec revtement en bois

R 30 (inc) R 60 (inc)

30 ou60 mm



Profils avec revtement en bois

R 30 (inc) R 60 (inc)

30 ou60 mmLe Le

bois

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toris

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toris

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! !


SystmesSystmes porteursporteurs mixtesmixtes


Systmes porteurs mixtes

Action combine de lensemble du systme:lacier assume leffort de traction et le bton

arm leffort de compression.R 30 (icb) R 180 (icb)

mesures statiques selon le SZS



Tubes dacier remplis de bton Rsistance au feu selon calculs

statiques usuels, sans tenir comptedu bton

R 30 (icb) possible

R 60 (icb) R 90 180 (icb)

pas possible



Tubes dacier remplis dune armatureet de bton Capacit portante selon

dimensionnement froid, en tenant compte de larmature

[R 30 (icb)] R 60 (icb) possible R 90 180 (icb) Respecter les dimensions minimales

des piliers (voir constructions en btonarm)



Profils dacier enrobs de btonet dune armature Capacit portante selon calculs en

fonction dun incendie ventuel

R 30 (icb) R 60 (icb) R 90 180 (icb)

divers systmessur le march


Armature colle (en acier, fibres de carbone)

Armature colle sur la surface du bton: est en principe un systme porteur mixte

Augmentation de la charge utile ou amlioration de la rsistance sismique dun btiment de dalles ouparois

Problme: la lame est soumise directement au feuSolution: voir expos de Saint-Gall.


Armature colle


inc R 30 R 60 R 90 R > 90 180

Suffisamment dimensionn xx x

Crpi de protection incendie selon produits x x x x 237Peinture intumescente* x x 238

x x xTableaux des

rsistances au feu admis sans examen

x x x x 232

* Utilisable seulement avec l'autorisation de la police du feu

Revtement indpendant du facteur U/A

Revtement de protection incendie dpendant du facteur U/A

Avec revtement

Protection incendie pour lments en acier

Surdimensionn

Rpertoire de protection incendie

AEAI, Groupe de produits

Types de revtements d'lments en acier

Sans revtement

Rsistance au feu

neuf

Rsum


PeinturesPeintures ignifugesignifuges((intumescentesintumescentes))R 30 (R 30 (incinc) ) ouou R 60 (R 60 (incinc))

NP

I

1

1

3

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Classeur BRpertoire 13


Comment fonctionne la peinture ignifuge?

Composants: Dissolvants

(eau) Liant Pigments Agents de

masse Additifs

Acide phosphoriqueGnrateur de carboneSubstances gnratrices de gaz


Effets de la peinture ignifuge

A partir de 1200 C l'apprt mousse (dclenchement par l'acide phosphorique)

Mousse compacte et solide comme isolant Protection de l'acier contre la rupture

environ 5000 C Perte de la rigidit qu'aprs 30 ou 60 minutes


Peintures ignifuges R 30 (inc) ou R 60 (inc)

Les peintures intumescentes peuvent treutilises lorsque il ny a pas de risque de dommages

mcaniques elles sont soumises un contrle

priodique par la police du feu la maintenance est garantie (rparation et

renouvellement priodiques de la peinturepar lentreprise responsable, conformmentaux indications du fournisseur)


Procdure dautorisation (1) Matre douvrage ou son reprsentant: choisit

un systme et adresse une demande au moyendu formulaire spcifique du SZS

Autorit de protection incendie: examine la demande et donne lautorisation

Matre douvrage ou son reprsentant: mandatelapplicateur

Applicateur: excute le mandat, effectue les mesures et note les conditions climatiques

Peintures ignifuges R 30 (inc) ou R 60 (inc)


Procdure dautorisation (2) Dtenteur de lhomologation ou service neutre:

mesure et note les paisseurs de la couchesche avant lapplication du vernis de couverture

Applicateur et dtenteur de lhomologation :signent le procs-verbal et le transmettent lautorit de protection incendie

Autorit de protection incendie: vrifie les rsultats des mesures, intervient en cas de rsultats insuffisants

Peintures ignifues R 30(inc) ou R 60 (inc)


Attention auxproblmes suivants

Angle faade poutrelle, appuis,poutrelle le long dune paroi,suspension de faux plafonds


Systme porteur protg parmur extrieur REI 60 (icb) fermSystme porteur protg par revtement latral dpassant le profil des deux ctsREI 30 (inc) d = env. 5 cmREI 60 (inc) d = env. 10 cmREI 90 d = env. 15 cmSystme porteur protggrce une distance de scuritsuffisante intrieur extrieur

env. 1 m

d

mur REI 60 (icb)

vitrage


FaadesFaades doubledouble--peaupeau


Faades double-peau

Construction de la faade double-peau en matriaux incombustibles

Pas de substitution par Sprinkler oudtection-incendie


Faades double-peau


Faades double-peau (dtails)

DP

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1

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ad chiffre 3.3.1 Particularit des murs coupe-feu

DP

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u

ad chiffre 3.3.3 Stabilit avec profils en acierHomogne

mur coupe-feu REI 90 (icb) REI 180 (icb)avec revtement EI 60 (icb) EI 90 (icb)

avec peinture intumescente EI 60 (icb) non admis

DP

I

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ad chiffre 3.3.3 StabilitA double paroi

mur coupe-feu pour les btiments, ouvrages et installations deux ou REI 90 (icb) REI 180 (icb)plusieurs niveaux = 2 x REI 60 (icb) = 2 x REI 90 (icb)

avec revtement EI 60 (icb) EI 90 (icb)

avec peinture intumescente EI 60 (icb) non admis


Quelques cas particuliers


Littrature

Brochures du SZS Rpertoire de protection incendie AEAI Prescriptions suisses de protection incendie

AEAI


Liens Internet

www.szs.ch Informations Sujets Protection incendie Peinture intumescente Formulaires Demandes concernant lutilisation de peinture

intumescente sur des lments de constructionmtalliques

Assurance qualit pour systme de peintureintumescente sur acier

Systmes de peinture intumescente - Pratique de lapplication


Exemple 1

locaux techniques 100 m2;entrept 1800 m2*; garage 800 m2

atelier: 2700 m2; 1100 MJ/m2

bureaux 1000 m2

appartements

appartements attique

2e tage

1er tage

rez-de-chause

sous-sol

Systme porteur: SS: bton armRez et tages: constr. mtalliqueNombre de niveaux: ....

Btiment avec artisanat, appartements et garage

* La grandeur des compartiments coupe-feu doit trefixe avec lautorit de protectionincendie.


Solution de lexemple 1

conc. constr. conc. sprinklers conc. constr. conc. sprinklersSS R 60 (icb) / R 90 R 60 (icb) REI/EI 60 (icb) (R) EI 60 (icb)rez sans superstruct. icb icb EI 30 (icb) EI 30 (icb)rez avec superstruct. R 90 (icb) R 60 (icb) REI/EI 90 (icb) REI/EI 60 (icb)1er tage R 60 (icb) R 30 (icb) REI/EI 60 (icb) (R) EI 30 (icb)2me tage R 60 (icb) R 30 (icb) REI/EI 60 (icb) (R) EI 30 (icb)attique icb icb EI 30 (icb) EI 30 (icb)cage d'escaliers icb icb REI 60 (icb) REI 60 (icb)

niveaux systme porteur compartiments coupe-feu


peinture revtementpiliers HEB 320 valeurs U/A 110 m-1 77 m-1

poutres HEB 320 valeurs U/A 91 m-1 58 m-1

profils au rez-de-chausse avec superstructure:

lments porteurs rsist. au feu PROMATECT H plaques carton-pltreHENSOTHERM

4 KS

piliers R 60 (icb) 15 mm 2 x 15 mmG-S 0.05 mm

BS-S 2.00 mm D-S 0.06 mm

piliers R 90 (icb) 20 mm 3 x 15 mm non autoris

poutres R 60 (icb) 10 mm 2 x 15 mmG-S 0.05 mm

BS-S 2.00 mm D-S 0.06 mm

Solution de lexemple 1


Exemple 2Quelle rsistance au feudonnez-vous cetteconstruction ?

Quelles mesures sont prendre pour recevoirune rsistance au feu R 60 ?


Solution de lexemple 2Quelle rsistance au feudonnez-vous cetteconstruction ?R 0

Quelles mesures sont prendrepour recevoir une rsistance au feu R 60 ? Peinture intumes-cente et chappe en btonsur la poutraison en bois, relie avec des goujons.


Exemple 3Home mdicalis avec sous-sol, rez-de-chausse et deux tages. Dtection incendie comme mesure technique.Quelle est la rsistance au feu requise au:sous-sol? __________rez-de-chause? __________premier tage? __________deuxime tage? __________

En faade au sous-sol, il est prvu de monter un pilier en acier nu avec un profil type tube diamtre 100 mm. Est-ce correct? Si non, comment faut-il construire?


Exemple 3

Piliers en acier nu


Solution de lexemple 3Home mdicalis avec sous-sol, rez-de-chausse et deux tages. Dtection incendie comme mesure technique.Quelle est la rsistance au feu requise au:sous-sol? REI 60 (inc)rez-de-chause? REI 60 (inc)premier tage? REI 60 (inc)deuxime tage? libre

En faade au sous-sol, il est prvu de monter un pilier en acier nu avec un profil type tube diamtre 100 mm. Est-ce correct? Si non, comment faut-il construire?Non. R 60 (inc) En acier avec peinture intumescenteou en bton avec dimensions 200/200 mm.

MerciMerci de de votrevotre attentionattention!!

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