Analyse de la réponse au feu des structures métalliques dans un environnement d’incendie naturel

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Ce travail s’article sur deux objectifs dont le premier porte essentiellement sur la revue etanalyse détaillée du modèle paramétrique du calcul au feu naturel tel que proposé parl’Eurocode 1-2 et sur son implémentation dans le code de calcul PASAT.FOR en tenantcompte des recommandations de l’Eurocode 3 sur le comportement de l’acier deconstruction sous l’action du feu naturel. Le second objectif aussi important que le premier,consiste de mettre en évidence, à travers une analyse paramétrique appropriée, l’effet decertains paramètres clés sur la résistance au feu comme le scénario de feu et le type de laprotection thermique du substrat métallique.Le code PASAT.FOR dans sa version 2015 (Programme d’Analyse des Structures enAcier sous l’action des gradients Thermiques) est un programme essentiellement non linéaire,par éléments finis, écrit en langage d’ordinateur FORTRAN, capable d’analyser lecomportement au feu des structures métalliques, pouvant être éventuellement protégées parpeintures intumescentes ou par protection matérielle de type projetée ou caisson qui enrobecomplètement le profilé en acier. La modélisation de l’incendie est basée soit sur le scénariode feu conventionnelle de la courbe température-temps normalisée de type ISO Standard 834ou à hydrocarbure soit sur la relation température-temps décrivant le feu naturel qui sedistingue par la présence d’une phase de refroidissement, phase dans laquelle les températuresdécroissent jusqu’à l’extinction complète de l’incendie.Le calcul de la répartition des températures dans les éléments incendiées est effectué sur labase que ces derniers sont munis ou non d’une protection thermique. La formulation del’équation de la variation de la température utilise le principe de transfert de chaleur parconvection et par rayonnement en admettant d’une manière fondamentale que la températuredu profil soumis à l’action du feu, est uniforme sur la section droite de l’élément, hypothèsejustifiée par suite de la conductivité thermique élevée de l’acier.Les équations d’équilibre incrémentales de la structure sont dérivées en exploitant leprincipe des travaux virtuels et la formulation lagrangienne corotationnelle dont le principeconsiste à suivre le comportement de la structure et de ses éléments à n’importe quel instantde l’exposition au feu. Elles sont applicables pour un élément de poutre-colonne supposéformer d’une section prismatique dans lequel s’exercent un effort normal et un momentfléchissant. Dans la discrétisation par éléments finis, on a utilisé un élément rectiligne à uneseule dimension, liant deux noeuds disposés à ses extrémités et ayant trois degrés de libertépar noeud. Nous avons adopté pour le champ axial (ou leurs incréments) des fonctionslinéaires de type Lagrange (de degré 1 et continuité C0) et pour le champ de déplacementtransversal, des fonctions cubiques de type Hermite (de degré 3 et continuité C1).

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French

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Analyse de la réponse au feu des structures métalliques dans un environnement d’incendie naturel

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