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Établissement certifié qualité ISO 9001 : 2000, le CTICM assure un suivi de cha

Établissement certifié qualité ISO 9001 : 2000, le CTICM assure un suivi de chaque étude conformément à ses procédures qualité Références Cticm SRI – 05/78f – CR/NB n° Affaire CA 030166 Département : Incendie et Certification Service : Recherche Incendie Tél : + 33 (0)1 30 85 25 23 Fax : + 33 (0)1 30 85 20 30 E-Mail : crenaud@cticm.com Client demandeur SCMF Références et date de commande Arrêté du 5 août 2002 Guide de vérification des entrepôts en structure métallique en situation d’incendie Date Auteur(s) 7 juin 2006 Christophe RENAUD Indice de révision F Nombre de pages 54 Membre du Comité de Coordination des Centres de Recherche en mécanique / Siret : 775 728 785 00038 Code Naf : 731Z Centre Technique Industriel de la Construction Métallique Domaine de Saint-Paul 102, route de Limours F-78471 Saint-Rémy-lès-Chevreuse Cedex Tél : 33 (0)1 30 85 20 95 Fax : 33 (0)1 30 85 37 28 cticm@cticm.com www.cticm.com SRI – 05/78f – CR/NB 07/06/2006 2/54 SOMMAIRE 1 INTRODUCTION........................................................................................................................................4 2 DOMAINE D’APPLICATION ......................................................................................................................4 2.1 Structure et compartimentage de l’entrepôt .........................................................................................4 2.2 Murs coupe-feu et éléments de façade ................................................................................................6 3 COMPORTEMENT AU FEU DE LA STRUCTURE DES ENTREPÔTS....................................................6 3.1 Description générale.............................................................................................................................6 3.2 Phase de poussée................................................................................................................................8 3.3 Phase de traction..................................................................................................................................8 4 LES MODES DE RUINE À ÉVITER...........................................................................................................9 4.1 Ruine vers l’extérieur............................................................................................................................9 4.2 Ruine en chaîne inter-cellules ........................................................................................................... 10 5 MÉTHODE DE VÉRIFICATION .............................................................................................................. 12 5.1 Généralités ........................................................................................................................................ 12 5.2 Entrepôt en structure métallique de type portique en profilés à âme pleine ..................................... 13 5.2.1 Phase de poussée : déplacement aux extrémités du compartiment........................................ 13 5.2.2 Phase de traction : stabilité de la partie froide et déplacement à l’extrémité du compartiment........................................................................................................................................... 16 5.3 Structure métallique composée des poutres treillis et de poteaux en profilé H ................................ 16 5.3.1 Phase de poussée : déplacement à l’extrémité du compartiment............................................ 17 5.3.2 Phase de traction : stabilité de la partie froide et déplacement à l’extrémité du compartiment........................................................................................................................................... 18 5.4 Principe d'application des méthodes de calcul.................................................................................. 19 6 DÉTAILS CONSTRUCTIFS .................................................................................................................... 24 6.1 Structure métallique de type portique en profilés laminés à chaud................................................... 24 6.1.1 Murs CF perpendiculaires au sens porteur de la structure....................................................... 24 6.1.2 Murs CF parallèles au sens porteur de la structure.................................................................. 27 6.1.3 Dispositions additionnelles pour les portiques à simple nef isolée........................................... 29 6.2 Structure métallique composée de poutres treillis et de poteaux en H............................................. 30 6.2.1 Murs CF perpendiculaires au sens porteur de la structure....................................................... 30 6.2.2 Murs CF parallèles au sens porteur de la structure.................................................................. 30 7 RÉFÉRENCES........................................................................................................................................ 32 ANNEXE A : ENTREPÔT EN STRUCTURE MÉTALLIQUE DE TYPE PORTIQUE EN PROFILÉS LAMINÉS À CHAUD PROCÉDURE DE CALCUL SIMPLIFIÉE POUR LA PHASE DE POUSSÉE............. 33 ANNEXE B : STRUCTURE MÉTALLIQUE COMPOSÉE DES POUTRES TREILLIS ET DE POTEAUX EN PROFILÉ DE TYPE H MÉTHODE DE CALCUL POUR LA PHASE DE POUSSÉE.............................. 36 B.1 Incendie dans un compartiment au milieu de l’entrepôt................................................................ 39 B.1.1 Cas d’une seule travée échauffée (figure B-3) ......................................................................... 39 B.1.2 Cas de plusieurs travées échauffées........................................................................................ 45 B.2 Incendie dans un compartiment à l’extrémité de l’entrepôt........................................................... 46 ANNEXE C : PROCÉDURE DE CALCUL DES RIGIDITÉS LATÉRALES DES PARTIES DE STRUCTURE RESTÉES FROIDES............................................................................................................... 47 ANNEXE D : COEFFICIENT DE RÉDUCTION DES PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DE L’ACIER DE CONSTRUCTION (EC3-1-2).......................................................................................................................... 48 SRI – 05/78f – CR/NB 07/06/2006 3/54 ANNEXE E : QUELQUES RECOMMANDATIONS RELATIVES AU SYSTEME STATIQUE. ...................... 49 E.1 Effet thermique sur les éléments de constructions exposés au feu.............................................. 49 E.1.1 Effets réels de la dilatation........................................................................................................ 49 E.1.2 Effets du gradient thermique..................................................................................................... 49 E.2 Recommandations relatives au système statique......................................................................... 51 E.2.1 Généralités................................................................................................................................ 51 E.2.2 Systèmes statiques à éviter...................................................................................................... 51 E.2.3 Influence de la protection incendie des seuls poteaux............................................................. 51 E.2.4 Incidence de la protection incendie des seules fermes............................................................ 51 E.2.5 Fermes métalliques reposant sur des voiles ou des murs porteurs ......................................... 51 E.2.6 Poteaux adossés ou incorporés dans les parois extérieures ................................................... 52 ANNEXE F : CALCUL DE L’EPAISSEUR DE PROTECTION D’UN POTEAU MÉTALLIQUE AU VOISINAGE D’UN MUR COUPE-FEU........................................................................................................... 53 SRI – 05/78f – CR/NB 07/06/2006 4/54 1 INTRODUCTION Les deux critères relatifs au comportement structurel de l’entrepôt (structure porteuse, façades, toiture et murs coupe-feu séparatifs) qui doivent être vérifiés pour satisfaire les objectifs de sécurité pour les personnes (occupants et personnels d’intervention) en termes de comportement structurel, définis dans l’article 6 de l’arrêté du 5 août 2002, sont : • En cas d’incendie se déclarant dans une des cellules de l’entrepôt, sa structure ne doit pas s’effondrer vers l’extérieur. C’est le critère dit de non-effondrement vers l’extérieur. • En cas d’incendie se déclarant dans une des cellules de l’entrepôt, la ruine de celle-ci ne doit pas entraîner la ruine des structures des cellules adjacentes. C’est le critère dit de non-effondrement en chaîne La satisfaction de ces critères sous-entend que les déplacements de la structure porteuse de l’entrepôt n’entraînent pas la ruine des éléments séparatifs. L’objectif du présent document est de fournir aux bureaux d’études des règles de calcul simplifiées et des méthodes de calcul associées à des détails constructifs permettant de vérifier que le comportement au feu de la structure d’un entrepôt en charpente métallique, en cas d’incendie dans une des cellules, respecte les critères permettant de satisfaire les objectifs de sécurité pour les personnes (occupants et personnels d’intervention) en termes de comportement structurel, défini dans l’article 6 de l’arrêté du 5 août 2002. 2 DOMAINE D’APPLICATION 2.1 Structure et compartimentage de l’entrepôt Le présent document s’applique aux entrepôts respectant les conditions suivantes : • Entrepôts en structure métallique, soit de type portique en profilés standard laminés à chaud ou équivalent (de type PRS), soit composée de poutres treillis et de poteaux métalliques de type H laminés à chaud ou équivalents (de type PRS). • Entrepôts compartimentés en une ou plusieurs cellules séparées par des murs coupe-feu, ces murs étant soit perpendiculaires au sens porteur de la structure, soit parallèles à cette direction (voir figure 2-1). La figure suivante montre des exemples de portiques et la localisation du foyer d’incendie dans la cellule sinistrée. L’incendie est considéré se généraliser à l’ensemble de la cellule sinistrée. SRI – 05/78f – CR/NB 07/06/2006 5/54 Mur CF Mur CF Murs CF perpendiculaires au sens porteur de la structure Mur CF Mur CF Murs CF parallèles au sens porteur de la structure Figure 2-1 : Différents cas des murs CF SRI – 05/78f – CR/NB 07/06/2006 6/54 2.2 Murs coupe-feu et éléments de façade La méthode de dimensionnement donnée ci-après s’applique à tout type de mur coupe-feu, qu’il soit en béton cellulaire, en béton armé, en parpaing, en bardage métallique avec isolant, en plaque de plâtre, en briques, ou construit avec tout autre matériau. Cependant, le mur doit être suffisamment souple ou être attaché de manière appropriée pour rester compatible par rapport aux déplacements engendrés par la structure principale de l’entrepôt, aussi bien en phase de poussée qu'en phase de traction de la cellule sinistrée. L’utilisation des éléments de façade pour les entrepôts en structure métallique n’est pas limitée. Cependant, quel que soit le type de façade adopté, son intégrité, sa compatibilité et son maintien par rapport au mouvement de la structure principale de l’entrepôt doivent être assurés pour que l’effondrement de ces éléments, s’il y a lieu, se produise vers l’intérieur de l’entrepôt. Les façades autostables sont à proscrire dans la mesure où elles présentent toujours dans cette configuration une tendance à la ruine vers l'extérieur par effet bilame. On ne les admettra que si leur comportement a été évalué par modèle de calcul avancé permettant la prise en compte des effets de second ordre, ou si leur structure porteuse est placée à l'extérieur, et donc suffisamment protégée d'un échauffement. 3 COMPORTEMENT AU FEU DE LA STRUCTURE DES ENTREPÔTS 3.1 Description générale Lorsqu’une structure porteuse d’un entrepôt est soumise à l’incendie, son comportement mécanique peut être schématisé en deux phases distinctes (voir figure 3-1) : • Au début de l’incendie, l’échauffement de la structure demeure relativement faible et les caractéristiques mécaniques de l’acier ne s’affaiblissent pas ou très légèrement. Dans ce cas, la dilatation thermique de la structure de toiture induite par l’augmentation de température se traduit, malgré un effet d’empêchement partiel de dilatation généré par les parties froides de la structure, par un déplacement vers l’extérieur de la cellule exposée au feu. Ce phénomène se poursuit jusqu’à ce que les éléments de toiture concernés soient soumis à des phénomènes d’instabilité ou de plastification importante. • Les éléments de toiture ont en général une inertie transversale très faible par rapport à l'inertie dans le plan vertical porteur. Ils sont en effet dimensionnés pour résister en flexion dans le plan vertical. En pratique, l'instabilité provoquée par un effort de compression lié à un bridage longitudinal se manifeste rapidement. • Une fois l’apparition des premiers phénomènes d’instabilité ou de plastifications importantes, la déformation de la structure de toiture sera amplifiée de manière importante par rapport à un comportement élastique. Par ailleurs, la montée en température de la structure continue d’affaiblir les caractéristiques mécaniques de l’acier, ce qui fait progresser la plastification jusqu’à la ruine. • Les efforts transmis à uploads/Ingenierie_Lourd/ guide-de-verification-des-entrepots-en-structure-metallique-en-situation.pdf