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Cimbéton Murs Coupe Feu Et Écrans Thermiques
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COLLECTION
TECHNIQUE
C I M B T O NB 67
CONCEPTION DES BTIMENTS DACTIVITS EN BTON
Murs sparatifs coupe-feu et faades fonction dcran thermique en bton
CONCEPTION DES BTIMENTS DACTIVITS EN BTON
Murs sparatifs coupe-feu et faades fonction dcran thermique en bton
Les contributions louvrage
Olivier ACETI CIMENTS CALCIA
Laurent TRUCHON VICAT
ric BOURDAIS-MASSENET ACOB
Ccile CASSETTE EIFFAGE CONSTRUCTION
Serge HORVATH CIMBTON
Marcel HUREZ CERIB
Jean-Franois MAZZOLENI Syndicat du Bton Cellulaire
Guy MONTOUX FACE consulting
Thierry MURAT BET-Industrie-Environnement
Yves TRESCARTES AGF
2
Toute protection incendie efficace repose sur la prise en compte du risque,tant au niveau de la conception du btiment (structure, dimensionnement et l-ments de construction, dispositifs de circulation de lair et des fumes, disposi-tions de scurit actives et passives) que des matriaux eux-mmes ; lobjectiftant de stopper ou de retarder le plus longtemps possible la progression du feu ses diffrentes phases dvolution.
Une des rgles fondamentales de la scurit incendie consiste prserver la viehumaine en favorisant lvacuation des personnes et en facilitant laction des sau-veteurs. Mais il convient aussi de prserver durablement lenvironnement ainsique loutil de travail et de production. Pour atteindre ces objectifs et permettre deprserver au maximum louvrage, dans les meilleures conditions, il convientdadopter des dispositions constructives destines maintenir le feu dans seslimites et interdire toute propagation grce la constitution dun compartimen-tage coupe-feu efficace et prenne.
Des dispositions complmentaires permettront de limiter considrablement lapropagation des flammes par rayonnement par des faades possdant une fonc-tion permettant de crer de vritables crans thermiques. Dans lventail des solu-tions les murs coupe-feu en bton apparaissent comme une vidence, car ilsconstituent de vritables barrires infranchissables aux flammes et aux gaz. Lobjetde cet ouvrage et de montrer comment concevoir ces lments, partie intgran-te des btiments industriels, mais aussi de tous les types de btiments et ouvragesde gnie civil devant tre protgs du risque dincendie.
Les murs sparatifs coupe-feu et les murs fonction dcran thermiques sont pr-sents dans ce fascicule, tant au niveau des calculs, de la conception, que de lamise en uvre. Des cas concrets, qui montrent la ncessit de ces ouvrages, sontgalement explicits. Bien videmment lemploi du matriau bton y est dclindans toutes ses composantes.
3
Avant-propos
1 - tat rglementaire des lieux 9
1.1 - Exigence de rsistance au feu 13
1.1.1 - Btiments dhabitation 14
1.1.2 - tablissement recevant du public 14
1.1.3 - Immeubles de grande hauteur 16
1.1.4 - Lieux de travail 16
1.1.5 - Garages et Parcs de Stationnement 17
1.1.6 - Installations classes
pour la protection de lenvironnement (ICPE) 17
1.2 - Classification des matriaux 19
1.2.1 - La raction au feu 19
1.2.2 - La rsistance au feu des matriaux 25
2 - Position des Assureurs 27
2.1 - Les critres dvaluation 28
2.2 - Les rgles APSAD 33
2.2.1 - Dispositifs dimplantation des murs sparatifs coupe-feu 33
2.2.2 - Ouvertures et passages traversant un mur coupe-feu 37
3 - Dimensionnement des murs coupe-feu 41
3.1 - Les rfrences de calcul 42
3.1.1 - Principe de justifications par le calcul 42
3.1.2 - Les rgles simples 46
3.1.3 - Dispositions constructives relatives aux poteaux
de structure en bton 48
3.2 - Logiciel de calcul 49
4
Sommaire
5 4 - Les murs sparatifs coupe-feu en bton 5 1
4.1 - Systme constructif poteaux, poutres et panneaux 53
4.1.1 - Murs constitus de panneaux prfabriqus en bton 53
4.1.2 - Panneaux prfabriqus en bton allg 56
4.1.3 - Systme dpos de panneaux prcontraints Rotuls 59
4.1.4 - Les dalles alvoles prfabriques en bton 63
4.1.5 - Panneaux de bton cellulaire 63
4.1.6 - Utilisation de prmur 68
4.2 - Murs de maonnerie 73
4.2.1 - Les blocs de bton 73
4.2.2 - Les blocs et carreaux de bton cellulaire 77
5 - Les faades fonction cran thermique 81
6 - Annexes 89
Annexe 1 Les produits de jointoiement coupe-feu 90
Annexe 2 Influence des murs coupe-feu
sur les effets de flux thermique dun incendie 92
2.1 Champs de ltude 92
2.2 Lincendie dun entrept 93
2.3 Dtermination des hypothses,
dfinition de scnarios majorants 95
2.4 Mthodologie de calcul 97
2.5 Rsultats de la modlisation 101
2.6 Commentaires 108
Annexe 3 Textes rglementaires et bibliographie 111
7Introduction
Le mur sparatif coupe-feu est destin sparer deux btiments ou deux partiesdune mme construction de telle sorte que tout incendie se dclarant dun ctdu mur sparatif coupe-feu ne puisse pas se propager de lautre ct. Cesouvrages doivent galement sopposer au passage des fumes. La conception dumur sparatif coupe-feu doit tre telle que, mme si lune des parties spare sef-fondre, le mur doit rester en place pour continuer jouer son rle. Mme dans cesconditions, il doit garder une rsistance suffisante pour sopposer aux effets duvent pendant au moins toute la dure de lincendie.
Dans le cas des btiments soumis la rglementation des installations classespour la protection de lenvironnement (ICPE), limplantation de ldifice condi-tionne le degr de rsistance au feu des murs de faade lisolant dun tiers. Lesdistances dloignement des parois extrieures du btiment par rapport aux tiersdoivent au minimum tenir compte des effets thermiques et des effets toxiquesdes fumes en cas dincendie.
En plus des rgles gnrales de calcul des structures en bton nonces dans leBAEL 91, BPEL 91, Eurocode 2 partie 1.2 et la norme P 92-701 (DTU feu bton),les btiments industriels et entrepts sont soumis au respect des dispositions ducode du travail, de la rglementation sur les installations classes (rubrique 1510)et de la rglementation relative aux tablissements recevant du public (ERP) detype M. Des rgles complmentaires propres aux assurances, distinguent les ins-tallations risques spares par des dispositions constructives permettant desopposer au feu et prservant ainsi les biens et loutil conomique.
Un ensemble de rgles de construction (rfrentiel APSAD), dont la rgle R15 quiporte sur les ouvrages sparatifs coupe-feu et la rgle R16 qui concerne les portescoupe-feu prcise, quun mur sparatif coupe-feu doit pouvoir assumer sa fonctionen se suffisant lui-mme. Elles ont t labores au sein des instances de ladirection des assurances de biens et de responsabilits de la FFSA (FdrationFranaise des Socits dAssurances).
9Chapitre1 tat des lieuxrglementaire
1.1 Exigences de rsistance au feu
1.2 Classification des matriaux
La construction des murs sparatifs coupe-feu doit rpondre notamment aux dis-positions de larrt du 5 aot 2002 relatif la prvention des incendies dans lesentrepts couverts soumis autorisation sous la rubrique 1510 (anciennementarrt du 30 juin 1983). Les Article 8 13 relatifs au compartimentage et lam-nagement du stockage concernent tout particulirement leur excution.
Les dispositions prises pour prvenir la propagation dun incendie dune cellule destockage lautre, conformment larticle 8, sont les suivantes : degr CF minimum exig pour un mur sparatif : 2 heures ; les percements doivent tre rebouchs afin dassurer un degr CF quivalent
celui exig pour les parois ; les portes communicantes doivent tre de degr CF 2 heures et munies dun
systme de fermeture automatique ; la surface des cellules est limite 3000 m2 en labsence de systme dextinc-
tion automatique et 6000 m2 en prsence dun systme automatique dex-tinction dincendie ;
le mur sparatif CF doit dpasser dau moins 1 m la couverture au droit du fran-chissement. La toiture doit tre recouverte, sur une largeur minimale de 5 m de part et dautre des parois sparatives, dune bande de protection dis-poses sur les revtements dtanchit afin de prvenir la propagation dunsinistre dune cellule lautre (chape en bton, gravillon stabilis, etc.).
Chapitre tat des lieux rglementaire1
10
Bande de protection sur toiture(par exemple chape bton, gravillon, etc.)
Mur sparatif coupe-feu
5 m 5 m
1mPrincipe de dpassement en toiture
11
Si les murs extrieurs ont un degr CF suprieur ou gal une heure le dispositifconstructif peut tre le suivant :
Si les murs extrieurs nont pas un degr CF une heure, les murs sparatifs seront,soit prolongs latralement sur une largeur de 1 m de part et dautre, soit pro-longs en saillie de la faade sur 0,50 m.
1re solution
2e solution
Btiment en vue de dessus
Mur sparatif coupe-feu
Mur sparatif coupe-feu
Vue de dessus
1 m 1 m
prolongement du mur CF 2h, MO
Extrieur du btimentfaade lgre
0,50 m
0,50 m
Btiment en vue de dessus
Mur sparatif coupe-feu
Il existe dautres rgles de droit priv telles que les rgles APSAD, qui peuventtre appliques. Ce sont des rgles labores sur la base des Recommandations tablies par la Commission Incendie du Comit Europen des Assurances.
Les murs coupe-feu sont principalement concerns par : le document R15 Rgles de construction
des Ouvrages sparatifs coupe-feu ; le document R16 Les portes coupe-feu.
Les dispositifs dcrits dans ces rgles sont pour la plupart plus svres que lar-rt. Cest notamment le cas pour le degr coupe-feu exig par le document R15,pour un mur sparatif coupe-feu, qui est de 4 heures.
Le chapitre DISPOSITIFS DIMPLANTATION DES MURS SPARATIFS COUPE-FEU de ce document, reprend lensemble des dispositifs retenus par le rfrentielAPSAD.
Chapitre tat des lieux rglementaire1
12
1.1 - Exigences de rsistance au feu
La rsistance au feu exige pour les lments de structure vise uniquement assu-rer la protection et lvacuation des personnes en cas dincendie, elle ne prtendpas assurer la sauvegarde du btiment aprs cette vacuation.(Voir textes rglementaires en annexe)
Les mesures concernant la protection et lvacuation des occupants sont adaptesen fonction du type dtablissement dans le classement suivant : btiments dhabitation neufs et rhabilitation ; tablissements recevant du public (ERP) ; immeubles de grande hauteur (IGH) ; tablissements industriels et commerciaux ; garages et parcs de stationnement ; installations classes.
13
0 1/2 h 1 h 1h1/2 2 h 3 et 4 h
RDCh seul ERP ERP(5e catgorie) (5e catgorie)
bureauxavec locaux
industries rservs ausommeil audessus du RDC
H < 8 m Bureaux ERPindustries (2e, 3e, 4e 1re catgorie
catgories)Habitation(2e famille)
8 < H < 28 m ERP ERP(2e, 3e, 4e et 5e 1re catgorie
catgories)Habitation(3e famille)Bureaux
Industries
28 < H < 50 m Habitation IGH Isolement entre:(4e famille) Classes IGH et ERP
W, O, R, U, Z IGH et parcde stationnement
H > 50 m IGH Isolement Classes A ERP, IGH
et parcde stationnement
Tableau N 1 : rcapitulatif, stabilit au feu exige pour la structure en fonction du type dtablissement et de sa hauteur (hors ICPE)
H = Hauteur sur plancher bas du niveau le plus haut.
1.1.1 - Btiments dhabitation
1re famille : habitations individuelles isoles ou jumeles R + 1 ; habitations individuelles en bande rez-de-chausse ; habitations individuelles en bande R + 1 lorsque les structures
sont indpendantes. 2e famille :
habitations individuelles isoles ou jumeles de plus dun tage sur rez-de-chausse ;
btiments collectifs R + 3 maximum. 3e famille
3e famille A : de R + 4 R + 7 maximum; moins de 7 m depuis la porte palire dun logement
jusqu lescalier le plus proche ; les accs aux escaliers sont atteints par la voie chelles.3e famille B : de R + 4 R + 7 ne rpondant pas aux rgles ci-dessus. suprieure R + 7 mais infrieure 28 m.Pour mmoire : B est dclasse A si tous les appartements sont accessibles aux chelles ariennes dehauteur suffisante et sur dcision du Maire.
4e famille : habitations dont le plancher bas du logement le plus haut est situ plus de 28 m et 50 m au plus au-dessus du niveau du sol utilementaccessible aux engins des services de secours et de lutte contre lincendie.
1.1.2 - tablissement recevant du public (ERP)
Les tablissements sont classs par type en fonction de lactivit (voir Lencadrci-contre).
Ils sont ensuite classs en catgories selon leffectif du public et du personnel.Suivant le cas, leffectif du public est dtermin soit par : le nombre de places assises ; la surface rserve au public ; la dclaration du chef dtablissement ; lensemble de ces indications.
Chapitre tat des lieux rglementaire1
14
Les catgories sont les suivantes : 1re catgorie : au-dessus de 1500 personnes ; 2e catgorie : de 701 1500 personnes ; 3e catgorie : de 301 700 personnes ; 4e catgorie : de 300 moins de 300 personnes, lexception des tablisse-
ments compris dans la 5e catgorie ; 5e catgorie : tablissements faisant lobjet de larticle R. 123-14 dans lesquels
leffectif natteint pas le chiffre fix par le rglement de scurit pour chaquetype dexploitation.
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ERP, classement par type
A - tablissements installs dans un btimentJ structures daccueil pour personnes ges et personnes handicapes ;L salles dauditions, de confrences, de runions, de spectacles ou usage
multiple ;M magasins de vente, centres commerciaux ;N restaurants et dbits de boissons ;O htels et pensions de famille ;P salles de danse et salles de jeux ;R tablissements dveil, denseignements, de formation,
centres de vacances, centres de loisirs sans hbergement ;S bibliothques, centres de documentation et de consultation darchives ;T salles dexpositions ;U tablissements de soins ;V tablissements de culte ;W administrations, banques, bureaux ;X tablissements sportifs couverts ;Y muses.
B - tablissements spciauxPA tablissements de plein air ;CTS chapiteaux, tentes et structures itinrants ou implantation prolonge
ou fixe ;SG parcs de stationnement couverts ;OA htels-restaurants daltitude ;GA gares accessibles au public ;EF tablissements flottants ou bateaux stationnaires et bateaux en station-
nement;REF refuges de montagne
1.1.3 - Immeubles de grande hauteur (IGH)
Est considr comme IGH tout btiment dont le plancher du dernier niveau estsitu par rapport au niveau du sol utilisable par les engins des services publics delutte contre lincendie : plus de 50 m pour les immeubles dhabitation ; plus de 28 m pour les autres immeubles.
Classement des immeubles : GHA immeuble usage dhabitation ; GHO immeuble usage dhtel ; GHR immeuble usage denseignement ; GHS immeuble usage darchives ; GHU immeuble usage sanitaire ; GHW1 immeuble usage de bureaux
28 m < plancher bas du dernier niveau < 50 m; GHW2 immeuble usage de bureaux, plancher bas du dernier niveau > 50 m; GHZ immeuble usage mixte ou incluant un ERP.
1.1.4 - Lieux de travail
Code du travail Article R 235-4
Les btiments et les locaux doivent tre conus et raliss de manire permettreen cas de sinistre : lvacuation rapide de la totalit des occupants dans des conditions de scurit
maximale ; laccs de lextrieur et lintervention des services de secours et de lutte contre
lincendie ; la limitation de la propagation de lincendie lintrieur et lextrieur des
btiments.
Chapitre tat des lieux rglementaire1
16
1.1.5 - Garages et parcs de stationnement
Plusieurs textes spcifiques rglementent, la conception, en fonction du type debtiment auquel le parc est annex : annexes de btiments dhabitation ; annexes dtablissements recevant du public (ERP) ; annexes dimmeubles de grande hauteur (IGH) ; annexes dimmeubles de bureaux ; installations classes pour la protection de lenvironnement.
Parcs capacit suprieure mille vhiculesCes parcs relvent de larrt type 331 bis, rubrique 29035, des installations clas-ses pour la protection de lenvironnement. Leur autorisation douverture est duressort de la seule autorit prfectorale.
Parcs capacit infrieure mille vhiculesCes parcs sont considrs comme tablissement risque courant (type PS) durglement contre lincendie.
NotaUn arrt du ministre de lIntrieur devrait simplifier la rglementation dece type douvrage en harmonisant et regroupant tous les textes spcifiques(parution en 2006).
1.1.6 - Installations classes pour la protection de lenvironnement (ICPE)
La lgislation des installations classes rgit la plupartdes industries dangereuses ou polluantes. Elle reposeactuellement sur la loi du 19 juillet 1976 et son dcretdapplication du 21 septembre 1977. Cette lgislationvise prvenir lensemble des risques et nuisances pro-venant dune installation.
Champ dapplication : les usines, dpts, carrires et ins-tallations qui peuvent prsenter des dangers pour lascurit, la salubrit, soit pour la commodit du voisi-nage, soit pour la protection de la nature et de lenviron-nement (cimenteries et carrires sont soumises).
Les activits polluantes ou dangereuses sont dfiniesdans une nomenclature , qui soumet les installations
17
Chapitre tat des lieux rglementaire1
un rgime de dclaration ou dautorisation. Cette nomenclature comporte envi-ron 200 rubriques. Les autorisations sont dlivres par le prfet, au terme duneprocdure denqute publique.
Le dossier dautorisation comporte une tude dimpact et une tude de dangers.Dans cette procdure, la direction rgionale de lindustrie de la recherche et delenvironnement, joue un rle central (DRIRE).
Les installations soumises dclaration font lobjet dune simple dclaration auprfet accompagne de renseignements techniques et de protection en cas desinistres.
Le bureau prfectoral des installations classes gre les activits soumises dcla-ration.
Des arrts types fixent les prescriptions gnrales des installations soumises dclaration. (exemples: rubrique 1510 entrepts couverts soumis autorisation ,rubrique 2662 plasturgie ).
Socits relevant des ICPE : 60000 soumises dclaration ; 6000 soumises autorisations ; 600 de type SEVESO soumises SUP (servitude dutilit publique).
18
1.2 - Classification des matriaux
Les articles R.121-1 R.121-13 du code de la construction et de lhabitation (pro-tection contre lincendie, classification des matriaux) dfinissent la classificationen diffrentes catgories les matriaux et lments de construction en fonction deleur comportement en cas dincendie. Ils fixent les conditions auxquelles doiventrpondre ces matriaux et lments de construction pour tre classs dans ces dif-frentes catgories.
Deux critres sont ainsi apprcis.
1.2.1 - La raction au feu
Elle caractrise laptitude des matriaux alimenter lincendie.
Pour classer les matriaux en fonction de leur raction au feu, la rglementationconsidre deux caractristiques essentielles : la quantit de chaleur dgage au cours de la combustion ; la prsence ou labsence de gaz inflammable.
19
Tableau n 2 : correspondance* entre classement franais et europen
* Correspondance donne titre indicatif
Classement franais caractre Critre dapprciationClassement europenquivalent
M0 IncombustiblePouvoir calorifique A1< 2 3 MJ/kg
M1 IninflammablePas de production
A2, Bde chaleur notable
M2 Difficilement inflammable
Production
C
de chaleur croissanteM3 Moyennement inflammable+ gouttes
D
M4 Facilement inflammable D, E
NC Non class F
partir de ces critres, il est dtermin un classement de raction au feu desmatriaux conformment larrt du 30 juin 1983 du Ministre de lintrieur. Cetarrt a t modifi par larrt du 13 aot 2003, afin de sharmoniser avec lesprescriptions de la directive europenne 86/106/CEE relative aux produits de laconstruction et notamment lexigence essentielle scurit en cas dincendie .
Chapitre tat des lieux rglementaire1
20
M1
Essais de combustibilit et dinflammabilit
Condition requise pour M1
Mesure du PCS
(Pouvoir Calorifique Suprieur)
PCS
< 2,5 MJ/Kg
PCS
> 2,5 MJ/Kg
M0 M1 M2 M3 M4Non
Class
Tableau n 3 : synthse de la mthode de classification des matriaux : raction au feu
Dans toutes les normes et dans toutes les fiches techniques concernant les mat-riaux de construction figure le classement de raction au feu du matriau.
Larrt relatif la classification des produits de construction du 13 aot 2003(JO du 5 septembre 2003) remplace larrt du 30 juin 1983.
Les produits son examins en fonction de leur application finale et sont classs enfonction de leurs caractristiques de raction au feu, suivant le systme de classi-fication ci-dessous.
21
Tableau n 5 : dfinition des symboles
SYMBOLE DFINITION
T lvation de temprature
m Perte de masse
Tf Dure de linflammation
PCS Pouvoir calorifique suprieur
FIGRA Acclration de la production nergtique
THR600S Dgagement thermique total
LFS Propagation de la flamme latrale
SMOGRA Acclration de la production de fume
TSP600S mission de fume totale
FS Propagation de la flamme
INCOMBUSTIBLE M0
COMBUSTIBLE M1 Non inflammable
M2 Difficilement inflammable
M3 Moyennement inflammable
M4 Facilement inflammable
NC Non class
Tableau n 4 : classement de raction au feu
Chapitre tat des lieux rglementaire1
22
MATRIAUX REMARQUES
Argile expanse
Perlite expanse
Vermiculite expanse
Laine minrale
Verre cellulaire
Bton Comprend le bton prt lemploi et les produits prfabriqus en bton armet en bton prcontraint.
Bton de granulats Peut contenir des adjuvants et des additifs (comme les cendres volantes), des(granulats minraux lgers et de faible pigments et autres matriaux. Comprend les lments prfabriqus.
densit, sauf isolation thermique intgrale)
lments en bton cellulaire autoclav lments contenant des liants hydrauliques, tels du ciment et/ou de la chauxmlange des matriaux fins (matriaux siliceux, cendres volantes, laitier dehaut-fourneau), et un ajout gnrant des inclusions gazeuses. Comprend leslments prfabriqus.
Fibre-ciment
Ciment
Chaux
Laitier de haut-fourneau/cendres volantes
Granulats minraux
Fer, acier et acier inoxydable Sauf sous forme trs divise.
Cuivre et alliages de cuivre Sauf sous forme trs divise.
Tableau n 6 : classement conventionnel pour les produits de construction
Classements conventionnels pour les produits de construction
Pour tre considrs comme appartenant aux classes A1 et A1FL (matriaux deconstruction pour les sols), sans essai pralable, les produits ne doivent treconstruits qu partir dun ou de plusieurs des matriaux du tableau ci-aprs.
Les produits rsultant du collage dun ou plusieurs de ces matriaux seront consi-drs A1, A1FL, sans essai pralable si leur teneur en colle ne dpasse pas 0.1 %en poids ou en volume (selon la valeur la plus basse).
23
MATRIAUX REMARQUES
Gypse, pltre base de gypse Peuvent comprendre des additifs (retardateurs, fillers, fibres, pigments, chauxhydrate, adjuvants et plastifiants, rtenteurs dair et deau), des granulats defaible densit (sable naturel ou broy) ou des granulats lgers (perlite ou vermi-culite, par exemple).
Mortier contenant Mortiers enduire et lisser les sols contenant ou plusieurs liants minraux:des liants minraux ciments chaux, ciments de faonnerie, gypse, par exemple.
lments en argile lment en argile ou en autres matires argileuses, contenant un ou non dusable, un driv dun produit combustible ou autre. Comprend les briques, lesdalles et les lments en argile rfractaire (revtements intrieurs de chemine,par exemple).
lments en silicate de calcium lments fabriqus partir dun mlange de chaux et de matriaux naturelle-ment siliceux (sables, graviers, roches ou mlange de ces matriaux). Peuventcomprendre des pigments colorants.
Produits en pierre naturelle, tuile lments en ardoise ou en pierres naturelles travailles ou non (roches magma-tiques, sdimentaires ou mtamorphiques).
lments en gypse Comprend les dalles et autres lments base de sulfate de calcium et deaucontenant ventuellement des fibres, des fillers, des granulats et autres additifs,et colors le cas chant par des pigments.
Terrazo Comprend les dalles de terrazo en bton prfabriqu et les revtements poss in situ.
Verre Comprend le verre tremp, le verre tremp chimique, le verre feuillet et le verre arm.
Verre cramique Verre cramique contenant du verre cristallin et du verre rsiduel.
Cramique Comprend les produits en poudre dargile presse et les produits extruds, vitrifis ou non
Tableau n 6 (suite) : classement conventionnel pour les produits de construction
Classification des caractristiques de raction au feu des produits deconstruction lexception des sols : le tableau page 22 indique les essais effec-tuer, ainsi que les critres retenus, pour le classement des produits de construc-tion lexception des sols.
Chapitre tat des lieux rglementaire1
24
Classe Mthode dessai Critre de classification Classification supplmentaire
NF EN ISO 1182 T 30 C etet M 50 % et
Tf = 0 (pas dinflammation prolonge)A1
NF EN ISO 1716 PCS 2 MJ x Kg -1
PCS 1,4 MJ x m -2
et PCS 2 MJ x Kg -1
NF EN ISO 1182 T 50 C etou m 50 % et
tf 20 s
NF EN ISO 1716 PCS 3 MJ x Kg -1 etet PCS 4 MJ x m -2
A2PCS 4 MJ x m -2
PCS 3 MJ x Kg -1
NF EN 13823 (SBI) FIGRA 120 W x s -1 et Production de fume etLFS < bord de lprouvette et Gouttelettes/particules enflammesTHR600s 7,5 MJ
NF EN 13823 (SBI) FIGRA 120 W x s -1 et Production de fume etet LFS < bord de lprouvette et Gouttelettes/particules enflammes
BTHR600s 7,5 MJ
NF EN ISO 11925-2 FS 150 mm en 60 sExposition = 30 s
NF EN 13823 (SBI) FIGRA 250 W x s -1 et Production de fume etet LFS < bord de lprouvette et Gouttelettes/particules enflammes
C THR600s 15 MJ
NF EN ISO 11925-2Exposition = 30 s FS 150 mm en 60 s
NF EN 13823 (SBI) FIGRA 750 W x s-1 Production de fume etet Gouttelettes/particules enflammes
DNF EN ISO 11925-2 FS 150 mm en 60 sExposition = 30 s
ENF EN ISO 11925-2 FS 150 mm en 20 s Gouttelettes/particules enflammesExposition = 15 s
F Aucune performance dtermine
Tableau n 7 : classement de ractions au feu des matriaux de construction
25
1.2.2 - La rsistance au feu des matriaux
Selon le nouvel arrt du 22 mars 2004 relatif la rsistance au feu des produits,des lments de construction et douvrages, les critres de performance utilisspour lvaluation de la rsistance au feu sont les suivants : la rsistance mcanique, qui concerne la stabilit de la construction ou de
llment ; ltanchit aux flammes et aux gaz chauds, qui concerne les lments
sparatifs ; lisolation thermique, qui concerne la limitation des chauffements admissibles
sur le ct non expos au feu des lments sparatifs ; le maintien de la fonction pour dautres produits ou lments de construction
et douvrages tels que les ventilateurs et les exutoires.
Les trois premiers critres conduisent, selon la fonction ou le rle quest appel jouer un produit, un lment de construction ou douvrage (au cours dun incen-die) aux trois catgories de performances en rsistance au feu suivantes : stabilit au feu (SF), pour laquelle le critre de rsistance mcanique est seul
requis ; pare-flamme (PF), pour laquelle sont requis les critres dtanchit aux
flammes et aux gaz chauds ; coupe-feu (CF), pour laquelle sont requis les critres dtanchit aux flammes
et aux gaz chauds et disolation thermique. Ce critre exige que lchauffementde la face non expos au feu natteigne pas la temprature dinflammation spon-tane des matriaux (140 C en moyenne, 180 C sur un point de mesure).
Il apparat clairement que la catgorie pare-flamme (PF) ne peut tre respecteque si le critre de la catgorie stabilit au feu (SF) lest. Il en est de mme pourla catgorie coupe-feu qui ne peut tre respect que si les critres des catgoriesstables au feu (SF) et pare-flamme (PF) le sont aussi (voir tableau n 8).
CRITRESRsistance tanchit
Isolation thermiqueCATGORIES mcanique ou stabilit
aux flammes et aux gaz
Stable au feu (SF) *
Pare-flamme (PF) * *
Coupe-feu (CF) * * *
Tableau N 8 : critres de rsistance au feu
Chapitre tat des lieux rglementaire1
26
Spcification Rglementation Franaise Normalisation europenne
Stable au feu Stabilit au feu sous son poids propre Stabilit au feu sous son poidsou sous un chargement donn : propre: pas dindice de classement
SF Stabilit au feu sousun chargement donn :
R
Pare flamme PF E
Isolation thermique Pas dindice de classement I
Exemple :lment non porteur CF 1h30 EI 90CF 1h30
Exemple :lment porteur CF 1h30 REI 90CF 1h30
Tableau n 9 : relation entre classement franais et europen
SF : stable au feu(rsistance mcanique
ou stabilit).
PF: pare-flammessi SF + tanchite aux flammes+ abscence dmission de gaz
(face non expose).
CF : coupe feuSi PF + isolation thermique.
SF PF CFcharge charge (si porteur)
180
140
La faade cran thermique dfini dans larrt type, 1510 Entreptscouverts soumis autorisation doit tre stable au feu et doit res-pecter les critres disolation thermique (limitation du flux radiatifselon deux zones, Z1 et Z2) (voir annexe 2).
coup
e-fe
u (C
F)
27
Chapitre2 La positiondes assureurs
2.1 - Les critres dvaluation
2.2 - Les rgles APSAD
2.1 - Les critres dvaluation
Le montant dune prime dassurance est bas sur la valeur des capitaux assurer,cest--dire sur les dommages directs maximums que lassureur est susceptibledindemniser et ventuellement, les pertes indirectes, pertes dexploitation etrisque des tiers.
Lassureur se rfre au trait des risques dentreprise (FFSA) dont les dispositionsnont aucun caractre contraignant.
Afin dvaluer les risques encourus, et calculer le montant de la prime dassurance,lassureur se base sur diffrents critres.
Lactivit de lentrepriseCest lactivit de lentreprise qui reprsente le critre principal, car, parexemple, une activit de travail du plastique ne reprsentera pas le mmerisque dincendie quun travail des mtaux. Le travail des mtaux pouvantreprsenter lui-mme un risque important de pollution sil y a un traitementdes mtaux. Les activits sont donc codifies selon les statistiques et lesretours dexprience des assureurs.
Lisolement par rapport aux tiers Lisolement par rapport aux tiers doit tre pris en charge par lassureur de len-treprise.
La nature des constructionsLors dun incendie, la stabilit des structures et la combustibilit des lmentsde construction seront dterminants dans lvolution de lincendie et ltenduedes dgts subis par les btiments.
Lassureur est donc amen tudier chaque partie de la construction et pour esti-mer les risques, les assureurs europens ont dvelopp une mthode de classifi-cation des btiments.
Lexamen de chaque partie de btiment permet de dfinir pour chaque btimentun code construction prsent sous la forme de chiffres et de lettres. Ce codeconstruction reprend les diffrents classements en fonction de la nature des mat-riaux et se prsente sous la formeci-aprs. Cest ce code qui permettra lentre
28
Chapitre La position des assureurs2
29
Nature des matriaux constitutifs Catgorie
Maonnerie 01
Acier protgOssature en bois lamell-coll ou bois massif 02
Acier non protg 03
Bois04
Panneaux sandwichs autoporteurs
Tableau n 10 : classement de lossature (O)
Nature des matriaux constitutifs Catgorie
MaonnerieMaonnerie + isolant + Maonnerie
Me1
Acier, aluminium, fibre-ciment, pltre, verreAvec isolat minral
Me2
Avec isolant du type mousse matire plastiqueBois, matires plastiques Me3
Tableau n 11 : classement des murs extrieurs (Me)
dans un tableau fournissant les majorations ou rabais construction applicablesau btiment. Les majorations ou les rabais du taux de prime proposs varient de 25 % + 50 %.
Pour traduire sur le plan tarifaire linfluence que la construction dun btiment peutavoir sur les dommages dincendie, il convient en premier lieu didentifier les l-ments de construction suivants (tableau n 10) : ossature ; murs extrieurs ; planchers et nombre de niveaux ; couverture ; amnagement.
Il y a lieu ensuite deffectuer diffrentes oprations et notamment : dterminer le classement de chacun des lments de construction ; classer le btiment selon le nombre de niveaux ; composer le code construction ; dterminer partir du code construction, la majoration ou le rabais appliquer.
30
Chapitre La position des assureurs2
Nombre de niveaux Catgorie
1 seul niveau A
2 5 niveauxet plancher bas moins de 28 m
B
plus de 5 niveauxou plancher bas plus de 28 m
C
Tableau n 13 : classement suivant le nombre de niveaux
Tableau n 12 : classement des planchers (P)
Nature des matriaux constitutifs du plancherCatgorie
plancher maonnerie ; plancher bois ou acier protg ;
plancher acier non protg ;
P0 P4 plancher tous type.
P0 un seul niveau ;Protection des communications P1 P4 plusieurs niveaux.
communications directes ; communications encages.
Nombre de niveaux Catgorie
Acier, aluminium, zinc, fibre-cimentAvec isolant minral
Bton + isolant minral Co1
Ardoises, tuiles, vitrages
Bton + isolant plastiquesCouverture isolante en acier
Co2
Acier + isolant minral + tanchitAcier + isolant plastique
Revtement souple sur boisCo3
Ardoises et tuiles sur support combustible
Acier + isolant plastique + tanchittanchit sur bois Co4Matires plastiques
Tableau n 14 : classement de la couverture (Co)
La codification du 1er exemple est 110A11 ce qui implique une minoration deprime de 20 % suivant le tableau n 17.
La codification du 2e exemple est 330A11 ce qui implique une majoration deprime de 10 % suivant le tableau n 17.
31
Nature des matriaux constitutifs Catgorie
Btiments sans amnagementPanneaux de fibres minrales, mousse de verre, A1
avec parement incombustible, pltre, staff, tles, vitrage
Panneaux de fibre avec parement combustiblebois, lin, matires plastiques
A2
Tableau n 15 : classement des amnagements et des revtements extrieurs (A)
2e groupe A11 A31 A12 A321er groupe A21 A41 A22 A42
110 -20 % 0 + 10 % + 20 %
120-210-220 -10 % + 10 % + 20 % + 20 %
310-320 0 + 10 % + 20 % + 30 %
130-230 +10 % + 20 % + 30 % + 30 %
330 +10 % + 20 % + 30 % + 40 %
410-420 +20 % + 30 % + 30 % + 40 %
430 +30 % + 30 % + 40 % + 50 %
Tableau N 17 : exemple des majorations ou rabais (btiment un seul niveau)
Amnagement Murs Nombre
lment de construction Ossature extrieurs Plancher de niveaux Couverture Amnagement
(O) (Me) (P) (A, B, C) (Co) (A)
Codification
Exemple N 1 1 1 0 A 1 1
Exemple N 2 3 3 0 A 1 1
Tableau n 16 : code construction
Applications pratiques du code de constructionExemple N 1 : btiment sur un seul niveau sans amnagements avec lments
en bton (ossature, murs extrieurs, etc.).
Exemple N 2 : btiment sur un seul niveau sans amnagements avec ossature enacier, bardages extrieurs en acier et couverture en acier, plancheren bton.
Lassureur qui a une approche globale du risque prend en compte galement lescritres suivants.
Le chauffage des btimentsPar exemple un chauffage flamme nue, o surface incandescente, repr-sentera plus de risque quun chauffage lectrique ou quun chauffage centralavec une chaufferie conforme.
LnergieLa qualit des installations lectriques est lorigine de nombreux incendies.Les installations lectriques doivent donc tre en bon tat et vrifies rguli-rement par un organisme agr.
La prventionLa prvention a pour but de rduire les probabilits de dclaration de sinistregrce aux lments suivants : la surveillance (dtection automatique, ronde de surveillance) ; linterdiction de fumer ; la bonne tenue des locaux ; la gestion des dchets ; la gestion des liquides et des gaz inflammables ; la maintenance des installations techniques ; la lutte contre la malveillance.
La protectionCertaines dispositions vont permettre de limiter les consquences dun sinistrelorsque les mesures de prvention nauront pas empch le dclenchementdun incendie. Ces protections peuvent tre : les moyens manuels dintervention [extincteurs, RIA (Rseau Incendie Arm),
poteaux dincendie, ressources en eau] ; la formation incendie du personnel de lentreprise ; les installations automatiques dextinction de type sprinkler ; les installations automatiques ponctuelles dextinction ( poudre, gaz, eau) ; les moyens de dsenfumage pour faciliter lintervention des secours ; le compartimentage qui permet de limiter lextension rapide de lincendie.
Chapitre La position des assureurs2
32
On peut donc estimer que la diffrence de cot de la prime dassurance, entreun btiment dun seul niveau dont lossature et la couverture sont en btonet un btiment tel que celui cit dans lexemple, est de lordre de 30 % enfaveur du bton. Le diffrentiel serait plus important dans le cas dun bti-ment comportant plusieurs niveaux.
Lassureur examine galement la sparation existante entre les btiments qui doittre de plus de 10 m. Dans le cas contraire la qualit des matriaux et la protec-tion des ouvertures sont prises en considration.
2.2 - Les rgles APSADCes rgles ont t labores au sein des instances de la direction des assurancesde biens et de responsabilits de la FFSA (Fdration Franaise des SocitsdAssurances).
2.2.1 - Dispositifs dimplantationdes murs sparatifs coupe-feu
Les assureurs prennent en compte deux types de mur sparatifs : le mur sparatif ordinaire (MSO) : coupe-feu 2 h, ce mur doit permettre une
ligne de dfense favorisant lattaque de lincendie par les services de secours ; le mur sparatif coupe-feu (MSCF) : coupe-feu 4 h, ce mur doit rester stable,
mme lors de leffondrement du compartiment expos au feu et constituer ainsiun obstacle infranchissable.
La rgle APSAD R 15 dfinit les dispositifs suivants.
Dpassement en partie haute (en toiture) sa partie haute, le mur sparatif coupe-feu doit dpasser dau moins 0,70 m lepoint le plus haut des couvertures situes dans une zone de 7 m de part et dautredu mur sparatif coupe-feu (voir la figure ci-aprs).
33
Une conception densemble prenant en compte ces principes permet lassurde rduire sensiblement le montant de sa prime dassurance incendie, maisaussi de limiter les consquences humaines et conomiques de ce type desinistre. Il est donc recommand de contacter son assureur ds la conceptionde travaux pour un btiment neuf, une extension ou un amnagement.
Dans le cas de btiments de hauteurs diffrentes, le dpassement de 0,70 m doittre mesur partir du niveau de couverture du btiment le plus haut (voir lafigure ci-dessous).
Ce dpassement a pour objet dune part, dviter que sous laction directe desflammes et/ou de leur rayonnement, le feu ne franchisse le mur, dautre partde crer un cran derrire lequel les services de secours peuvent sabriter pourarroser efficacement la partie sinistre.
Toutefois, lorsque la diffrence des hauteurs des btiments nexcde pas 15 m, il estadmis que le dpassement soit compt partir du nu extrieur de la couverturedu btiment le plus bas, sous rserve que le mur sparatif coupe-feu soit implant plus de 7 m de toute faade du btiment le plus haut (voir la figure ci-dessous).
34
Chapitre La position des assureurs2
Mur sparatifcoupe-feu 0,70 m
0,70 m
7 m
Mur sparatif coupe-feu
h
H
H - h 15 m
0,70 m
7 m 7 m
Mur sparatif coupe-feu 4h
35
Dpassement sur les cts du btiment
Sur les cts du btiment, le mur sparatif coupe-feu doit dborder de 0,50 m parrapport au nu extrieur de la faade (voir la figure ci-dessous).
Cas particuliers de la rgle R15
Des exceptions sont possibles si, sur toute la hauteur du btiment, on observe lesparticularits suivantes.
Il existe de part et dautre du mur, une bande de faade dau moins 2 m delarge en matriaux classs M0, coupe-feu 2 h et ne comportant aucune ouverture(voir la figure ci-dessous).
Mur sparatif coupe-feu
Vue de dessus
2 m 2 m
Faades CF 2 H, M0, aveugles
Extrieur du btiment
0,50 m
0,50 m
Btiment en vue de dessus
Mur sparatif coupe-feu
Chapitre La position des assureurs2
Soit le mur sparatifcoupe-feu comporte sur unelongueur totalise de 4 m, unou deux retours ne com-portant aucune ouverture etprsentant les mmes carac-tristiques que le mur spara-tif coupe-feu.
Dans le cas de btiments faisant un angle de 90 et lorsque lextrmit du murpasse par larte ou moins de 4 m de larte forme par la jonction des faades,le mur doit tre prolong dau moins 4 m, soit dun ct ou de lautre de cettearte, soit des deux cts de telle sorte que la distance entre les extrmits desdeux prolongements soit au minimum de 4 m (voir croquis ci-dessous). Pour unangle diffrent, une expertise technique de lassureur doit tre tablie.
la demande de lassureur, cette distance minimum de 4 m peut tre augmen-te en fonction de lactivit pratique dans le btiment.
4 m 4 m4 m
Mur sparatif coupe-feu
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Mur sparatif coupe-feu
4 m
Faade en bton CF 2 h (pas dobligation de dpassement du MSCF).
2.2.2 - Ouvertures et passages traversant un mur coupe-feu
On entend parOuverture: une baie libre permettant le passage de personnes, de vhicules et/oudengins de manutention.Passage : une traverse de cbles lectriques, de tuyauteries, de conduits de ven-tilation, de convoyeurs et de bandes transporteuses.
En thorie aucune ouverture et aucun passage ne devraient tre pratiqus au tra-vers dun mur sparatif coupe-feu.
Si pour des contraintes techniques et dexploitation, le percement du mur devientobligatoire, le nombre de ces ouvertures ou passages pratiqus doit tre limit austrict minimum.
Leur quipement doit tre conu de faon ce que soient prserves toutes lesqualits de comportement au feu du mur sparatif coupe-feu.
Les ouvertures
Les dimensions des ouvertures ne doivent pas dpasser 3,80 m pour la largeur et4,40 m pour la hauteur.
Les ouvertures doivent tre quipes de portes doubles coupe-feu 1h30 et pare-flamme 2 h, fermeture automatique. La conception et la pose de ces portes doi-vent rpondre aux prescriptions dfinies dans le document APSAD R 16 (voir lecroquis ci-dessous).
Lorsquune pollution des matriels, matriaux, marchandises, est juge possiblepar les fumes dgages lors dun incendie, il est recommand dasservir la fer-meture des portes une installation de dtection ou des dtecteurs autonomes.
37
Coupe horizontale :
Mur CF
Porte CF ouverte
Porte CF ferme
Le support des portes doit tre suffisamment rsistant, pour supporter le poidsdes portes et absorber les chocs dus aux manuvres rptes. Lorsque le murest constitu dun matriau insuffisamment rsistant, il devra tre ralis un por-tique bton arm pour recevoir la fixation des portes coupe-feu (voir le croquisci-dessous).
Portique en bton arm, stable au feu(Calcul suivant DTU feu, bton logiciel CIM'feu)
Toutes les prescriptions de conception et de pose des portes coupe-feu sont dfi-nies dans la rgle APSAD R 16.
Chapitre La position des assureurs2
Portique en bton arm, stable au feu(calcul suivant DTU feu, bton -logiciel Cimfeu)(Voir principe de calcul dans le paragraphe Notes de calcul chanage et poteaux )
Mur sparatif coupe-feu Rail pour porte CF
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Porte coupe-feu et sas de communication.
Passage
Cbles lectriquesLe passage des cbles lectriques se fera de prfrence dans un caniveau garnide sable passant sous le mur sparatif coupe-feu.
Lorsque le cble traverse le mur sparatif coupe-feu, la rservation doit trealors, parfaitement obture laide de matriaux prsentant une rsistance aufeu au moins gale celle du mur.
Les matriaux de bourrage, autres que le pltre et le mortier de ciment appli-qus sur lpaisseur du mur, devront faire lobjet dun essai permettant de vri-fier la rsistance au feu du matriau mis en place.
CanalisationsLes canalisations ne doivent pas traverser les murs coupe-feu. Seul le passagedans un caniveau rempli de sable est tolr.
Conduits de ventilation et de climatisationLe passage des conduits de ventilation et de climatisation nest pas admis autravers dun mur coupe-feu.
Convoyeurs et bandes transporteusesLa rgle APSAD R 16 dfinit les exigences pour le passage des convoyeurs etdes bandes transporteuses au travers des murs coupe-feu.
Dispositif de passage en caniveau (rempli de sable) sous mur CF
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cble lectrique
Caniveau rempli de sable
Mur sparatif coupe-feu
40
Chapitre La position des assureurs2
Mur sparatif coupe feu et son systme de porte coupe-feu.
41
Chapitre3 Dimensionnementdes murscoupe-feu
3.1 - Les rfrences de calcul
3.2 - Logiciel de calcul
3.1 - Les rfrences de calculLa mthode de prvision par le calcul du comportement au feu des ouvrages enbton est actuellement rgie en France par un document qui dfinit les justificatifsou vrifications complmentaires effectuer pour tenir compte de laction du feusur ces ouvrages (ces ouvrages sont en bton arm ou prcontraint confectionnsavec des granulats normaux).
Ce document est la norme franaise P 92-701 appel plus communmentDTU Feu-Bton.
Cette norme, pour la dtermination des tempratures dans le bton, propose troisapproches possibles : une approche de type analytique, consistant appliquer les lois de la chaleur
(propagation de la chaleur en milieu continu) dite loi de Fourier (chapitre 4 de lanorme) ;
une approche de type simplifie, appele rgles simples dans la norme,consistant saffranchir de tout calcul de temprature, moyennant ladoption dedispositifs constructifs prciss pour chaque type dlment (chapitre 7 de lanorme) ;
une approche type numrique, faisant appel un programme de calcul(annexe 1 de la norme).
Un logiciel de calcul CIMfeu, dit par Cimbton permet de dimensionner au feules dalles, les poutres et les poteaux.
NotaLa norme franaise va rapidement tre remplace par lEurocode 2 parties 1et 2 (calcul du comportement au feu)
3.1.1 - Principe de justifications par le calcul
Les principes de justifications et valuation des sollicitations, sont dfinis au cha-pitre 5 de la norme. Selon larticle 5.1, la sollicitation totale considrer dans lecalcul gnral est dfinie par une relation du type E.L.U. accidentel.
42
Chapitre Dimensionnement des murs coupe-feu3
Dans ce qui suit, on dsigne par : (G) lensemble des actions permanentes ; (Q) lensemble des charges dexploitation (majoration ventuelle pour effet
dynamique non comprise) ; (W) laction du vent ; (Sn) laction de la neige ; (T1) les effets de dilatation densemble dus lchauffement durant lincendie ; () les effets prendre en compte dans les phnomnes dinstabilit (par
exemple lintroduction dune flche fictive pour le calcul des poteaux).
La sollicitation totale considrer est dfinie symboliquement par la combi-naison suivante :
(G) + (Q) + 0,8 [(W) et/ou (Sn)] + (T1) + ()Les matriaux servant la confection du bton, leurs dosages respectifs et les pro-cds de mise en uvre doivent tre choisis de manire viter les clatementsprmaturs du bton, afin quils naient pas de consquences prjudiciables latenue des ouvrages.
Cest pourquoi la norme prend en compte ce phnomne dclatement, sauf pourle cas de poutres comportant plus de huit barres mi-trave et dans celui desdalles. La rsistance dune section droite est justifie en supprimant lacier de plusgrande capacit parmi ceux placs au voisinage du contour.
La sollicitation agissante de calcul considrer est la suivante :(G1) 0,05(G2) + 0,8(Q) + (T1) + 0,8[(W) et/ou (Sn)] + ()
avec : (G1) ensemble des charges permanentes ; (G2) poids propre du plancher concern lorsque llment vrifi est un lment
flchi.Les autres notations sont les mmes que celles dfinies ci-dessus.
Rsistances des matriaux bton et acier
La norme considre, dans les calculs, pour le bton, la rsistance caractristiquefcj obtenue long terme soit, fcj = 1,1 fC28avec fC28 = Rsistance caractristique du bton la compression 28 jours.
Les coefficients de scurit (DTU feu bton) affects au bton et lacier sont : bton : m = 1,3 acier : m = 1,0
43
Affaiblissement des caractristiques chaud
La rsistance la compression du bton dcrot lorsque la temprature augmente.Dans le calcul, il faut donc considrer les lments suivants : les variations des paramtres thermophysiques ; les affaiblissements de rsistance suivant les valeurs du coefficient daffaiblisse-
ment b donnes ci-dessous.
44
Chapitre Dimensionnement des murs coupe-feu3
Bton
Temprature (en C)
0 60 100 250 314 400 600 900 1000
b (DTU feu bton) 1 1 1 1 0.9 0.75 0.45 0.1 0
b (EC2) 1 1 1 0.9 0.86 0.8 0.5 0 0
b pour BHP* 1 1 0.9 0.9 0.9 0.75 0.45 0.1 0
*BHP = Bton Haute Performance
Tableau n 18 : affaiblissements de rsistance suivant les valeurs du coefficient daffaiblissement b pour le bton
45
Types 1 et 2 : armature HA obtenue par laminage chaud dun acier naturellement dur. Types 3 et 4 : armature HA obtenue par laminage chaud suivi dun crouissage par trfilage
et/ou laminage froid entranant une forte rduction de section.
Temprature (en C)
Type dacier 0 20 100 175 200 300 400 500 580 600 700 750 800 900 1000 11001200
Acier types 1 et 2 1 1 1 1 1 0.85 0.69 0.54 0.42 0.37 0.12 0 0 0 0 0 0
Acier types 3 et 4 1 1 1 1 1 1 1 0.53 0.15 0.13 0.04 0 0 0 0 0 0
Acier de1 1 1 1 0.94 0.73 0.52 0.3 0.20 0.18 0.06 0 0 0 0 0 0prcontrainte
Tableau n 19 : affaiblissements de rsistance suivant les valeurs du coefficient daffaiblissement s pour lacier
Pour lacier, les coefficients sont donns en fonction du type dacier utilis. Lesvaleurs du coefficient daffaiblissement s sont donnes dans le tableau ci-dessous.
3.1.2 - Les rgles simples
Les rgles simples permettent au projeteur de se dispenser de tout calcul chaud,en dfinissant les hypothses de calcul et les dispositions constructives qui doi-vent tre respectes pour cela lors du calcul froid de louvrage.
Outre les dispositifs constructifs (joints de dilatation, liaisons plancher/poutres,etc.) dfinis dans le chapitre Murs sparatifs coupe-feu et faades cran thermique,des dimensionnements minimaux sont donns dans les tableaux ci-dessous.
Rgles simples pour les poteaux
Ces rgles simples concernent les poteaux soumis une compression simple dontllancement mcanique ( = (12) x Lf /a) est au plus gal 35 et pour lesquelsles aciers nont pas t pris en compte pour la charge ultime dans le calcul froid.
avec Lf longueur de flambement et a lpaisseur du mur.
Les dimensions minimales a (en cm), du ct du poteau, sont donnes dans letableau ci-dessous.
46
Chapitre Dimensionnement des murs coupe-feu3
L0
2.L0 L0Lf = L0 L0 / 2 L0 / 2
Dure en heures 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h
Poteau carr 15 20 24 30 36 45
a (en cm) Poteau carrexpos 1 face
10 12 14 16 20 26
ab Poteau b = 5a 10 12 14 16 20 26
Pour les valeurs du rapport b/a comprises entre 1 et 5, la section de bton minimale admissible, en fonction dela dure de rsistance au feu recherche, est dtermine par interpolation linaire.
Tableau n 20
Rgles simples pour les murs porteurs
Ces rgles simples ne sappliquent quaux locaux pour lesquels la norme NF P 06-001 dfinit les charges dexploitation ou donne des indications permet-tant de les dfinir. Cela concerne les lments porteurs dont la grande dimensionexcde de plus de cinq fois la petite dimension (b 5a) (voir dfinition relativeaux poteaux).
Les rgles ci-aprs concernent les murs porteurs dlancement au plus gal 50et sont valables pour un feu dun ou des deux cts du mur. Les valeurs mini-males de a et u donnes dans le tableau ci-dessous doivent tre respectes.
Rgles simples pour les murs non porteurs
Ces rgles simples ne sappliquent quaux locaux pour lesquels la norme NF P 06-001 dfinit les charges dexploitation ou donne des indications permet-tant de les dfinir.
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a
U ( l'axe des aciers)
Feu
Tableau n 22
Dure de rsistance au feu 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h
paisseur minimale e (en cm) 6 7 9 11 15 17,5
U (en cm) 1 2 3 4 6 8
Dure en heures 1/2 h 1 h 1 h 1/2 2 h 3 h 4 h
a (en cm) 10 11 13 15 20 25
U (en cm) 1 2 3 4 6 7
U (en cm) = position du centre de gravit des aciers par rapport la face extrieure du mur.
Tableau n 21
3.1.3 - Dispositions constructives relatives aux poteauxde structure en bton
Lutilisation de poteaux en bton arm ou prcontraint dans les murs coupe-feuprsente les avantages suivants : la possibilit de centrer les torons dans le poteau afin de rduire linfluence de
lexposition au feu pour les grandes dures (enrobage important des torons) ; un moment intressant amen par la prcontrainte axiale de la prcontrainte ; une plus grande rigidit de la structure vis--vis des efforts horizontaux ; une fissuration quasi inexistante.
Pour bnficier pleinementdes avantages de la prcon-trainte, il est recommandde sceller les poteaux dansdes fts avec une longueurdencastrement suprieure la longueur de scellementdes torons.
Liaison par systme armatube
Dans le cas contraire lepoteau fonctionne suivantun mcanisme de typebton arm dans la sectiondencastrement et sur lazone dtablissement de laprcontrainte (cest le casdes liaisons par systmearmatube).
48
Chapitre Dimensionnement des murs coupe-feu3
Poteau
Ft
reglage
Remplissage mortier antiretrait
Liaison dans un ft
remplisssage mortier anti-retrait
Fondation
Armature soude sur tube Tube pais sans soudure
3.2 - Logiciel de calculRalis par le CSTB, le logiciel de prvision par le calcul de la rsistance au feu desstructures en bton, CIMfeu, permet un calcul facile et rapide.
Le traitement propos met en uvre : pour le calcul des tempratures, lapproche analytique dfinie au chapitre
4 du DTU feu-bton ; pour le calcul mcanique, les principes dfinis au chapitre 5 du DTU (exception
faite des rgles simples) ; le recours la mthode de calcul propose dans lEC2 1 et 2 (DAN)
CIMfeu version 1.0.6.
Les justificatifs peuvent tre conduits, au choix de lutilisateur, selon le DTU FeuBton ou selon lEurocode 2 parties 1 et 2. Les structures considres sont sup-poses avoir t pralablement dimensionnes et vrifies froid.
CIMfeu vise les lments de structure suivants : les dalles appuyes sur deux ou quatre cts, simples ou continues, charges
uniformment ; les poutres simples et continues, section rectangulaire ou en T, charges uni-
formment ; les poteaux section rectangulaire, sollicit en compression centre ou en
flexion compose ; poutres en I (CIMfeu version 2).
49
CIMfeu version 1.0.6 CIMfeu version 2.0.0
51
Chapitre4 Les murs sparatifscoupe-feu en bton
4.1 - Systme constructif poteaux,
poutres et panneaux
4.2 - Murs de maonnerie
Les murs sparatifs coupe-feu peuvent tre raliss suivant trois systmesconstructifs.
4.1 - Systme constructif poteaux, poutres et panneaux4.1.1 - Murs constitus de panneaux prfabriqus en bton4.1.2 - Panneaux prfabriqus en bton allg4.1.3 - Systme de panneaux prcontraints rotuls4.1.4 - Dalles alvoles en bton4.1.5 - Panneaux de bton cellulaire4.1.6 - Utilisation du prmur
4.2 - Murs de maonnerie4.2.1 - Blocs de bton (diffrents types)4.2.2 - Blocs de bton cellulaire
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
52
MSCF 2 h du hall dassemblagedu A 380 Toulouse (260 m par35 m de hauteur).
Poteaux de 5 m par 3 m,voile bton de 25 cm.
4.1 - Systme constructifpoteaux, poutres et panneaux
4.1.1 - Murs constitus de panneaux prfabriqus en bton
Les panneaux prfabriqus sont associs ou non des lments de structure enbton (poteaux et poutres). Les lments de structure, sils existent, assurent lastabilit du mur ainsi constitu. Cest le cas par exemple des plaques pleines ounervures prfabriqus, insres entre poteaux bton prfabriqus (section en H).Les poteaux assurent alors la stabilit du mur sous laction des forces extrieures(vent, dilatations, etc.) (voir le croquis ci-dessous).
Attention : la longueur (e) dembotement du panneau dans la feuillure du poteaudoit tre dimensionne en fonction des actions thermiques.
Les caractristiques et la mise en uvre des lments de murs sont dfinies dansle DTU 22.1 et les prescriptions techniques des procds de murs ou gros uvre(Avis Techniques du GS1). Lemploi de ces lments est galement prcis dansle guide Cimbton : Architecture : construire en bton prfabriqu.
Pour la tenue au feu des lments prfabriqus, le degr coupe-feu des murs typeplaques pleines peut se dduire des rgles simplifies issues du DTU Feu (Rgles FB,voir le paragraphe 3.2.2).
53
Plaques pleines prfabriquese
Poteaux en H, prfabriqusencastrs en pied
La tenue au feu des murs sandwichs peut galement tre dtermine partirdune tude thermique particulire permettant de dterminer la rpartition destempratures au sein de llment. Cette tude peut senvisager laide dun logi-ciel de calcul par lments finis (logiciels CASTEM 2000, Cosmos, etc.) ou parexprimentation.
La vrification de la tenue mcanique dun mur en bton arm fait intervenir deuxcalculs : un dimensionnement froid de la section sous sollicitations ultimes et de service; un dimensionnement chaud sous sollicitations accidentelles pour vrifier la
stabilit au feu de la structure.
Ces calculs peuvent tre raliss laide du logiciel CIMfeu (voir Rfrences decalcul).
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
54
Exemples de systmes constructifs
Assemblage avec panneaux de grande Longueur
Stabilit au feu : de 1/2 h 4 h.
Caractristiques dimensionnelles du panneau : paisseur du panneau : 16 cm; longueur maxi : 12,50 m; largeur standard : 2,50 m; liaison des panneaux : tenon mortaise ; suppression des longrines (panneaux poss sur fts).
2,50 m
2,50 m
2,50 m
12 m
Panneau CF
55
4.1.2 - Panneaux prfabriqus en bton allg
Nature du produit :Panneaux prfabriqus en bton dargile expanse.
Concept :Mur sparatif coupe-feu anti-effraction, rsistant aux chocs, mont en compl-ment dune charpente bton.Le moulage vertical assure deux faces lisses brutes de coffrage.
Caractristiques dimensionnelles du panneau : hauteur : 2,40 m; longueur maximum : 8,00 m; paisseur : 14 cm pour un degr coupe-feu jusqu 4 h.
Coupe-feu 2 4 h avec une paisseur unique de 14 cm
Lemploi du bton lors de la construc-tion de btiments industriels est idalcompte tenu de ses performancesmcaniques et sa rsistance au feu.
Ces panneaux sont conus pour undegr coupe-feu de 2 4 h avec unepaisseur unique de 14 cm.
Un systme dembotage et de jointoie-ment entre panneaux et poteaux per-met dobtenir la continuit du degrcoupe-feu.
Trame de 8 mtres pour un allgement optimum de la structure.
De par sa robustesse, le systme permetde raliser des trames conomiques de8 m de porte entre poteaux.
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
56
Mortier
Douilles de rglage
Dtail joint entre panneaux
Dtail joint sur poteau
Poteau bton
vis de rglagePanneau
joint coupe feu
Intgration des sorties en toiture
La robustesse des panneaux permet dintgrer les sorties en toiture. Sur un murcoupe-feu parallle aux pannes, la sortie en toiture est ralise par le panneau.Dans le cas de murs perpendiculaires, des corbeaux latraux sur les panneaux per-mettent dappuyer les pannes.
2,40 m
8 m
Mur CF non porteur
panne
poteauCorbeau bton
Panne
Poteau
Mur CF porteur de pannes
57
Intgration des chevtres de portes sectionnelles
Porte simple ou porte sectionnelle coulissante, ce systme permet limplantationde portes coupe-feu.
Les panneaux intgrent les linteaux sur la largeur de la porte en position ouverteet ferme, sur une face ou deux selon le degr coupe-feu du mur.
De plus, une forme de potelet permet ltanchit au feu en position ferme surune ou deux faces, selon la rglementation en vigueur.
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
58
linteaux etpoteletincorpors
linteaux etpotelet
pincorporp s
Porte sectionnelle sur une trave
Porte sectionnelle sur deux traves
Porte simple
vue en coupe
Joints coupe feu
Coupe feu 2 HCoupe feu 4 H Poteau
4.1.3 - Systme dpos de panneaux prcontraints rotuls
Nature du produitPanneaux et poutres en bton lourd prcontraint.
ConceptLe systme est constitu de trois composants : un panneau prcontraint vertical ; une longrine de rotule ; deux files de poutres prcontraintes.
Caractristiques dimensionnelles des panneaux : largeur : Ce panneau plein en bton prcontraint, est disponible en 2,00 m et
2,40 m; les hauteurs standard sont 6,00 m, 9,00 m et 13,50 m; les paisseurs 11 cm pour un degr coupe-feu de 2 h
17,5 cm pour 4 h.
Descriptif
Le pied du panneau est dot dune rotule mle qui se conjugue avec une longrinefemelle.
Le panneau assure le dpassement en toiture avec une dcoupe droite.
Le panneau vertical est dispos entre deux files de poutres en bton qui prennentappui sur les corbeaux des poteaux bton, ce qui assure la stabilit froid.
Les liaisons poteau/panneau et panneau/panneau sont assures par une conjugai-son mle/femelle verticale.
Trois types douvertures sont disponibles : passage pitons ; chariot lvateur ; poids lourd.
59
60
Incendie
Principe de fonctionnement :
froid chaud
Rotule sur longrine
guidage entre poutre
2 pannesprcontraintesprcontraintes
pannes
Panneaux en bton prcontraints
Longrines
Semelle intermdiaires
Poteau baonnette
Les murs sparatifs coupe-feu en btonChapitre4
61
Joint lastomres
Joint coupe feu
Type Sikaflex sur fond de joint
2
Porte 1 2unit de passage
passage chariot lvateur
passage poids lourds ou double chariots lvateur
LinteauPoteau
joint vertical entre panneaux
Panneau plein en bton prcontrain
cables de prcontrainte
armatures passives
hauteu
r variab
le
2,00 X 6,00
2,00 X 9,00
2,00 X 13,50
2,00 X 6,00
2,00 X 9,00
2,00 X 13,50
paisseur : 12/15 cm
L x
ht
paisseur : 18/20 cm
Dtail de jonction Poteau / Panneaux
Gamme de hauteur et de largeur
50
50
cales Teflon
lments de structureR 120 240
62
Chapitre4 Les murs sparatifs coupe-feu en bton
4.1.4 - Les dalles alvoles prfabriques en bton
Les panneaux en dalles alvoles prcontraintes peuvent permettre de raliserdes murs sparatifs coupe-feu.
Il faut pour cela adapter lpaisseur denrobage des torons en fonction du degrcoupe-feu requis.
Les panneaux sont habituellement poss verticalement sur une ossature porteuse
4.1.5 - Panneaux de bton cellulaire
63
paisseur cm 15 17.5 20 25 30
Longueur standard cm 600 600 600 600 600
Longueur maxi cm 630 670 670 750 750
Largeur cm Standard 60 et 62,5 sur commande 75
Masse volumique kg/m3 450 600
Rsistance la compression MPa 3,5 5,4
Armatures FeE 500
Poids propre de calcul kg/m2 90 105 120 150 180
Tableau n 26 : caractristiques techniquesdes panneaux de bton cellulaire
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
64
Les panneaux de bton cellulaire sont des lments autoporteurs arms utiliss enfaades, en murs intrieurs ou en murs coupe-feu.
La pose aussi bien lhorizontale quen vertical, se ralise sur une structure por-teuse.
La pose des panneaux est faite par embotement conformment un cahier descharges. Lappui minimum des panneaux sur lossature est de 4 cm. Les panneauxreposent en pied sur une longrine en bton arm.
En pose verticale, laccrochage en pied se fera laide de clous spciaux enfoncs mi-paisseur du panneau et dont les ttes sont scelles dans une engravure dela longrine. En tte et en partie intermdiaire, laccrochage se fait laide de fixa-tions mtalliques (protges dans le cas de murs coupe-feu).
Le traitement des joints verticaux se fait laide dun mastic plastique label SNJF(dans le cas de mur CF le joint est ralis avec un joint en fibres minrales, voirfigure 1).
Encadrement btonou mtallique protg
Longrine bton
La pose des anneaux doit tre coformeau cahier des charges Socotec FX 3039.
Lisse oupannede rivede riv
Figure 1 : pose verticale
En pose horizontale, les dalles peuvent tre poses devant poteaux ou entrepoteaux (cest la solution la plus frquente pour les murs sparatifs CF, les poteauxen bton ont une section en H).
Le joint horizontal entre dalles est ralis avec un joint mastic ou avec un cordonde mousse ignifuge dans le cas des murs CF (voir figure 2).
65
Longrine en bton
Encadrement bton ou mtallique protg
variantevarianteenntre poteaux bton arm
E aade
Joint feuentre chaque panneaux
Ossaturebton
75 c
Pose devant poteaux bton
Figure 2 : pose horizontale
Mastic label SNJF( pour un mur extrieur)
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
66
Dtails de liaisons avec les poteaux
Entre poteaux
Joint feu
Panneaux de mur avec rainureet languette
Mortier de ciment
Panneaux de fibres minrales
Construction en bton arm stable au feu 4 H
Sur poteaux
67
Fixation pour rail
Panneaux de mur avec rainure et languette
Clou douille
joint feu
Cordon coupe-feu
Rail dencrage 28/15 ou 38/17
Mastic label SNJF
Construction en bton arm
La tenue au feu est dtermine exprimentalement suivant des essais raliss enlaboratoires agrs qui dlivrent des PV.
4.1.6 - Utilisation de prmur
Nature du produitCe systme est constitu de deux parois de 5 7 cm espacs et relis par des rai-disseurs. Il cumule les avantages de la prfabrication et des mthodes tradition-nelles en prservant un noyau coul en place permettant de simplifier etdoptimiser les clavetages.
Caractristiques dimensionnelles : L x H ou H x L : jusqu 3,70 m x 12,40 m; paisseur de 18 40 cm; poids de lordre de 280 300 kg/m2 ; CF de 2 h 4 h en standard.
Principe de dimensionnementLe systme est considr comme un mur coffrage intgr, de ce fait, il se cal-cule froid et chaud suivant les rglements usuels de calcul et suivant sa sec-tion complte.
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
68
Produit Type de montage Degr coupe-feu N du PV
POSE HORIZONTALE6 h
MUR EN PANNEAUX DE 15 cmEntre et devant poteaux
Hauteur du mur PV N RS 00-20424 mtres
POSE VERTICALE3 6 h
MUR EN PANNEAUX DE 15 cmDevant ossature
Suivant joint entre PV N 97-U-040panneaux et extension
Pose en dalle de plancher2 4 h
PANNEAUX DE TOITUREou de toiture
Suivant enrobage PV N RS 01-166des aciers
Tableau n 27
69
Descriptif
La ralisation de murs coupe-feu laide de prmur peut se concevoir suivant troistypes de structures :Type 1 prmurs horizontaux associs une structure porteuse type
poteaux/poutres bton qui assure la stabilit globale de louvrage. Ce pro-cd est essentiellement utilis pour des constructions neuves ;
Type 2 prmurs verticaux rotuls en pied sur une fondation filante et rotul en ttepar des goujons fusibles fixs sur un chanage intgr aux prmurs. Ce pro-cd est plus couramment utilis sur des extensions de btiment existant ;
Type 3 prmurs verticaux en console encastrs en pied et indpendant des struc-tures avoisinantes.
Illustration des diffrents types de structures
Type 1 Trame de 12 m
paisseur courante de 20 cm pour CF 2 h
Caractristiques : parement lisse 2 faces ; suppression de la longrine ; intgrations compltes des renforts lis aux points spcifiques (portes, linteaux,
etc.) ; suppression des traitements de joints entre prmurs grce la prsence du
noyau coul en place.
Trame de 12 m
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
70
Incorporationdes armatures
71
Type 2paisseur courante de 20 cm pour CF 2 h.
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
72
Type 3paisseur courante de 25 36 cm pour CF 2 h en fonction de la hauteur du voile
Caractristique : systme particuli-rement adapt pour les extensionsavec un mur coupe-feu devant trecompltement indpendant desstructures voisines.
73
4.2 - Murs de maonnerie
4.2.1- Les blocs de bton
Les blocs (pour mur et cloison), gnralement paralllpipdiques, sont produitsindustriellement en bton homogne, non arm, pour tre monts sur chantier laide de joints de mortier.
Les blocs les plus couramment utiliss sont estampills dune marque NF. Ils sontdits de granulats courants lorsque la masse volumique relle du bton est sup-rieure 1700 kg/m3, de granulats lgers autrement.
On distingue trois catgories de blocs, selon limportance de la surface dalvoles: blocs pleins (sans alvoles) ; blocs perfors (section nette > 80 % section brute) ; blocs creux (section nette > 60 % section brute).
Classification des blocs suivant leur rsistance minimale garantie R, rapporte lasection brute suivant le tableau ci-dessous.
Rfrences normatives des blocs traditionnels
NF P 14-100 : blocs en bton pour murs et cloisons : dfinitions ; NF P 14-1-402 : blocs en bton pour murs et cloisons : dimensions ; NF P 14-301 : blocs en bton de granulats courants ; NF P 14-304 : blocs en bton de granulats lgers ; NF P 14-102 : blocs en bton destins rester apparents.
Caractristiques Blocs Blocs pleinsmcaniques creux et perfors
GranulatsClasse B40 B60 B80 B80 B120 B160
CourantsR (MPa) 4 6 8 8 12 16
GranulatsClasse L25 L40 - L35 L45 70
lgersR (MPa) 2.5 4 - 3.5 4.5 7
Tableau n 28 : classification des blocs suivant leur rsistance minimale garantie R
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
74
Les dimensions sont dfinies par la norme NF P 14-402. Cette norme fixe pourlensemble des blocs en bton monts joints pais de mortier ou joints mincesen mortier colle et destins tre enduits.1. Les dimensions de coordination modulaire (en application des normes NF P 01-
001 et NF P 01-101).2. Les dimensions de fabrication qui diffrent des prcdentes de lpaisseur des
joints et des enduits.3. Les dimensions effectives (qui tiennent compte des tolrances de fabrication).
Dimensionnement et stabilit mcanique
Lpaisseur et la classe des blocs utiliser dpendent de deux facteurs : le type de maonnerie et ses dimensions ; les sollicitations mcaniques (descente de charges).
Ces caractristiques tant dtermines, on peut calculer les contraintes en partiecourante pour les comparer aux contraintes admissibles ou la portance de laparoi.
La stabilit mcanique dpend de deux facteurs. Llancement (rapport de la hauteur libre entre plancher (H) sur lpaisseur
brute du mur porteur (e) suivant tableau ci-dessous) limit 20 pour les mursporteurs (limit 30 dans le cas de mur de remplissage, avec une hauteur maxi-mum de 4,5 m entre raidisseurs. Pour les hauteurs > 4,50 m une vrification auvent doit tre faite).
La nature du cas de charge : centr (murs de refend intrieurs, etc.) ; excentr (murs de faade, etc.).
La contrainte admissible C, suppose uniforme en partie courante pour une paroiporteuse, vaut : C = R/N
lancement l paisseur e des blocs (cm)H/e
15 17.5 20 22.5 25 27.5 30
15 2.25 2.63 3.00 3.38 3.75 4.13 4.50
16 2.40 2.80 3.20 3.60 4.00 4.40 4.80
17 2.55 2.98 3.40 3.83 4.25 4.68 5.20
18 2.70 3.15 3.60 4.05 4.50 4.95 5.40
19 2.85 3.33 3.80 4.28 4.75 5.23 5.70
20 2.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00
Tableau n 29 : hauteur maximale libre du mur H (m) en fonction de llancement ()
75
avec :R: rsistance nominale lcrasement du matriau constitutifN coefficient de scurit (diffrent selon le type de maonnerie)
La tenue au feu des maonneries est gnralement dtermine exprimentalement.Les essais suivant, dont le CERIB est dtenteur des procs verbaux, ont t ralisspar le CSTB selon les dispositions de larrt du 03/08/1999. ils donnent pour lesmaonneries non enduites, les diffrents degrs de rsistance au feu utilisables.
Tableau n 30 : Contraintes normales admissibles
Coefficient de scurit L35 B40pour charges Granulats lgers Granulats normaux
lancement = H/e Valeurs admissibles
Centres excentres MPa KN/m MPa KN/m
e = 15 e =20
156.0 0.58 87.5 0.67 133.3
8.0 0.44 65.6 0.50 100.0
166.4 0.55 81.8 0.62 124.6
8.6 0.41 61.3 0.47 93.5
176.8 0.52 77.4 0.59 118.0
9.0 0.39 58.1 0.44 88.5
187.2 0.49 72.9 0.56 111.1
9.6 0.36 54.7 0.42 83.3
197.6 0.46 68.9 0.52 105.0
10.2 0.34 51.7 0.39 78.7
208.0 0.44 65.8 0.50 100.3
10.6 0.32 49.3 0.38 75.2
dimensions type classe degr CF degr PF degr SF
n du PVdes blocs de bloc de rsistance dessai
10 x 20 x 50 creux B 40 0h30 1 h - CSTB RS 99.050
10 x 20 x 50 plein B 80 1h30 6 h - CSTB 92.33345
creux
20 x 20 x 50 2 ranges B 40 1h30 4 h - CSTB RS 01.095
dalvoles
Creux20 x 20 x 40
apparent(1)P 60 2 h 6 h - CSTB RS 01.096
Creux
15 x 20 x 50 1 range B 40 1h30 3 h 4 h CSTB 85.22776
dalvoles
creux
15 x 20 x 50 2 ranges B 40 2 h 6 h 6 h CSTB 85.22030
dalvoles
creux
20 x 20 x 50 2 ranges B 40 2 h 4 h 4 h CSTB 2002dalvoles
(parois paisses)
creux 20 x 25 x 50
embotement(2)B 40 2 h 6 h 6 h CSTB 91.31532
15 x 20 x 50 perfor B 80 3 h 6 h 6 h CSTB 86.24014
20 x 25 x 50 perfor B 80 3 h 6 h 6 h CSTB 90.30453
17,5 x 20 x 50 perfor B 80 4 h 6 h 6 h CSTB 86.24013
20 x 20 x 50 perfor B 120 6 h 6 h 6 h CSTB RS 97.023
20 x 20 x 40 plein B 160 6 h 6 h 6 h CSTB 93.35280
1 : avec voile de pose (alvoles non dbouchantes)2 : avec joint vertical central rempli
Mur
s po
rteur
sM
urs
non
porte
urs
Tableau n 31 : tenue au feu des maonneries
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
76
Maonneries de blocs utiliss comme paroi coupe-feu
La paroi coupe-feu peut-tre constitue dune maonnerie porteuse ou autopor-teuse, associe ou non la structure. Elle peut par exemple tre constitue dunpanneau de remplissage insr entre diffrents lments structuraux (poteaux etpoutres). Dans ce cas la maonnerie doit tre monte sur bandes rsilientescoupe-feu pour permettre sa libre dilatation.
Le dimensionnement et la mise en uvre de ces lments se font conformmentaux rgles DTU 20.1 (le DTU 20.1 ne vise pas le feu).
Des joints de dilatation et de retrait sont ncessaires dans les maonneries degrande surface.
Pour les murs porteursLa distance entre deux joints successifs, ou entre lextrmit du btiment et le pre-mier joint, est de : 20 m dans les rgions sches ou forte opposition de temprature ; 35 m dans les rgions humides et tempres.
Pour les constructions en bloc de remplissageLespacement des joints de dilatation et de retrait est de : 20 35 m dans les rgions sches ou forte opposition de temprature ; 30 35 m dans les rgions humides et tempres.
Maonnerie porteuse
Plancher
Plancher
Maonnerie de blocs en remplissage dans une structure porteuse.
La structure porteuse est constitue de chanages verticaux et horizontaux.
H maxi = 4 m pour e = 20 cm
Bande rsiliante CF
Les chanages
Un chanage horizontal, continu, en bton arm, ceinture la construction chaqueplancher ainsi quen couronnement, reliant la faade aux refends. Sa section trans-versale est restreinte pour limiter des dsordres ventuels. Une planelle, de mmenature que la maonnerie est souhaitable en rive.
Un chanage vertical est ralis chaque angle des maonneries, dans la hauteurdu dernier tage quand le dernier plancher est en bton arm ou prcontraint.
Des recouvrements des chanages horizontaux entre eux et avec les chanages ver-ticaux sont impratifs (recouvrement des armatures par des barres en querre).
Il existe des blocs spciaux dits blocs dangle ou bloc dabout de plancher qui faci-litent la mise en uvre de ces chanages.
Les joints verticaux entre blocs doivent tre remplis (drogation possible avec jus-tification du comportement au feu par essai).
Lenduit peu amliorer la tenue au feu. Dans ce cas il faut calculer le degr CF qui-valent. titre dexemple, 2,5 cm de mortier correspondent un complment detenue au feu denviron un quart dheure.
4.2.2 - Les blocs et carreaux de bton cellulaire
Les blocs sont destins la ralisation de murs porteurs ou de remplissagecoupe-feu.
77
chanage plat
Plancher planelle de rive
chanages verticaux
Chapitre Les murs sparatifs coupe-feu en bton4
78
Des lments de chanage verticaux et horizontaux participent la stabilit delouvrage et permettent de raliser des murs coupe-feu de grande hauteur et degrande longueur.
Pour les blocs les chanages horizontaux doivent tre distants au maximum de 3 met la longueur entre les raidisseurs verticaux doit tre infrieure ou gale 40 foislpaisseur.
Llancement L (rapport de la hauteur libre sur lpaisseur du mur) peut varier de15 20. Au-del de 20 pour les murs porteurs une justification est prvoir.
Suivant le DTU 20-1 pour les murs assembls avec un mortier colle certifi, lescoefficients de scurit sont les suivants : charges centres : = 6 charges excentres : = 5,5
Les carreaux sont destins la ralisation de cloisons de distribution (locaux sen-sibles au feu) ou dhabillage coupe-feu (gaines techniques, cages dascenseur oudescalier, etc.) et rhabilitation.
Les dimensions maximales des cloisons sont indiques dans le tableau suivant.
La pose des blocs et des carreaux de bton cellulaire doit tre conforme au DTU 20.1.
Masse volumique nominale kg/m3 400 450 500 600
Rsistance caractristique nominale la compression MPa 3 3,5 4 5Suivant NF P 14-306
Tableau n 32 : caractristiques techniques
lancementCoefficient de scurit
Rc = 3 MPa ; Mv = 400 kg/m3 Rc = 5 Mpa; Mv = 600 kg/m3
L = H/p. Charge admissible T/ml Charge admissible T/ml
156 10 16,66
5,5 10,90 18,20
186 8,30 13,90
5,5 9,10 15,10
206 7,50 12,50
5,5 8,20 13,70
Tableau n 33 : charges admissibles sur mur porteur de 20 cm en bton cellulaire
La tenue au feu est dtermine exprimentalement suivant des essais raliss auCSTB.
79
paisseur Hauteur Longueur Surface(cm) (m) (m) (m2)
7 2,60 5,00 10
10 3,20 6,00 15
12,5 3,80 7,00 20
15 4,40 8,00 22,5
Tableau n 34 : dimensions maximales des cloisons
Hauteur Longueur paisseur DegrPV dessai
(cm) (cm) (cm) CF
Murs en bloc25 62.5 15 6 h CSTB RS 01.104
25 62.5 20 6 h CSTB RS 01.105
Cloisons en carreaux25 50 7 1h30 CSTB RS 00.096
25 50 10 3 h CSTB RS 00.097
Panneaux de toiture Pose en dalle de plancher ou de toiture2 4 h
suivant enrobage des aciersCSTB RS 01-166
Tableau n 35 : tenue au feu
81
Chapitre5 Les faades fonctiondcran thermique
La faade cran thermique est stable au feu et doit respecter les critres disola-tion thermique (limitation du flux radiatif) dfini dans larrt type 1510 (Z1 ; Z2).
En complment des lments dcrits pour les murs coupe-feu, il faut ajouter lespanneaux suivants.
Les panneaux architectoniques (panneaux du type plaque pleineou nervure conforme au DTU 22.1)
Ce sont des panneaux dont la face extrieure assure laspect fini de la faade.Laspect fini est obtenu soit par moulage sur une peau coffrante structure, soit partraitement du bton avant ou aprs durcissement de ce dernier.
Leurs largeurs courantes vont de 6 8 m pour une hauteur dtage de btiment(des hauteurs plus importantes peuvent tre ralises).
Chapitre Les faades fonction dcran thermiques5
82
Panneaux pleins
H m
axim
um (v
oir co
urbe)
paisseur minimum 8 cm en acrotre
paisseur minimum 12 cm
Exemple dun panneau avec deux ouvertures
Panneaux pleins
Les paisseurs doivent tre adaptes en fonction du degr coupe-feu recherch.
Les nervures permettent daugmenter la raideur des panneaux sans en augmen-ter considrablement le poids.
Les panneaux nervurs sutilisent aussi bien verticalement quhorizontalement : horizontalement entre poteaux prfabriqus, encastrs en pied, pour les murs
coupe-feu (voir croquis prcdent avec poteaux en H) ; verticalement, reposant sur une longrine et appuys en tte sur une poutre pour
les faades coupe-feu.
83
6 cm minimum (paisseur entre nervures)
15 cm minimum (paisseur au droit des nervures)
Panneaux nervurs
Poutre au vent
Panneau nervur verticalpour faade
Panneaux nervures horizontaux(entre poteaux)
Gougeonnage du panneaudans une longrine
Poteaux en H, encastrs en pied
Les dimensions maximales de fabrication conseilles pour ces lments sont indi-ques sur le graphique ci-dessous.
Les lments prfabriqus peuvent tre porteurs, autoporteurs, ports ou suspen-dus la structure (voir les figures ci-dessous) : porteurs, Ils supportent alors, en plus de leur poids propre, les charges verti-
cales dexploitation venant des planchers ainsi que les charges horizontales(comme par exemple le vent) ;
autoporteurs, Ils reprennent leur poids propre et les charges horizontales ; ports ou suspendus, Leur poids propre est alors support par la structure.
Dans tous les cas ils sont assembls entre eux et la structure au moyen de liaisonsbtonnes sur chantier ou mcaniques (boulonnage et soudage).
Chapitre Les faades fonction dcran thermiques5
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Calfeutrement
Systme d'attache
F
F
lement autoporteur (faade)avec protection au feu
F
P
Suspente
Structure
lmentsuspendu
Calfeutrement8 cm mini.
Les panneaux pour murs et faades isolation intgre
Ils renferment un lment lger utilis le plus souvent comme isolant thermique.Les voiles sont solidariss par des nervures ou des plots bton arms, les nervuresen bton peuvent galement tre remplaces par des pingles de liaisons mtal-liques ou en matriau composite. Ces dernires solutions sont intressantes carelles rduisent de manire importante les ponts thermiques rgnant au droit desnervures. Les panneaux sandwiches voile extrieur librement dilatable compor-tent un dispositif daccrochage du voile extrieur, qui permet de supprimer lesponts thermiques.
Panneaux isolation discontinue
Panneaux portant dans le sens horizontal ou dans le sens vertical.
Dans ce cas lisolant joue le rle dallgement pour le panneau utilis comme murcoupe-feu.
Du fait des ponts thermiques au droit des connexions bton ce dispositif estrserv aux faades de certains btiments industriels.
Panneaux isolation continue
Le voile intrieur supporte la peau extrieure et assure la stabilit au feu du mur.
Les connexions devront avoir la mme stabilit au feu que le panneau afin das-surer le support de la peau extrieur en cas dincendie.
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10 cm minimum
6 cmminimum
isolant 4 10 cm
Ancre de levage
rail de fixation
extrieur intrieur
Linteau 30 cm mini
Allge 30 cm mini
trumeau 30 cm minimum
6 m maximum
hauteurdtage
nervures de liaison
Ce type de panneau est utilis exclusivement en faade, et la peau extrieure peuttre en bton architectonique.
Les panneaux en bton cellulaire
Les panneaux en bton cellulaire de largeur 60 ou 75 cm ont une longueur de 600 750 cm et diffrentes paisseurs de 15 30 cm.
Ces panneaux sont isolants thermiques et coupe-feu de 3 h 6 h.
Leur armature intgre leur permet de reprendre une charge au vent de 80 250 kg/m2.
En pose horizontale, le mur peut tre mont 24 m de hauteur avec une pais-seur de 15 20 cm et 28 m avec une paisseur de 25 cm; (CF 6 h minimum).
Ces panneaux se posent en applique sur les poteaux bton et coupent ainsi tousles flux thermiques.
Chapitre Les faades fonction dcran thermiques5
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isolant4 10 cm
7 cmminimum
non porteur : 9 cm minimumporteur :12 cm minimum
ancrageinox
voile de btonintrieur
voile extrieurlibrementdilatable
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Pour protger les tiers dun ventuel incendie du btiment, un mur coupe-feu autostable (faade fonction dcran thermique), a t construit entre le btiment et la clture.
Protection dun btiment existant par une faade cran thermique rapporte
Chapitre4
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Annexes
Annexe 1
Les produits de jointoiement coupe-feu
Annexe 2
tude sur les flux thermiques
Annexe 3
Textes rglementaires
et bibliographie
Annexe 1Les produits de jointoiementcoupe-feu
Comme nous avons pu le voir, pour les diffrentes technologies de constructiondes murs sparatifs Coupe-feu, il y a ncessit dinterposer entre les diffrents l-ments constitutifs du mur, des joints dtanchit aux flammes, vitant la propa-gation du feu au travers des joints.
Ces joints devront avoir un degr Coupe-feu au moins gal au degr Coupe-feudu mur.
De mme pour le calfeutrement des percements des murs coupes feu, il faut inter-poser un systme de calfeutrement entre le mur et la canalisation (ou gaine)empchant la transmission du feu par les canalisations.
Il existe un grand nombre de produits, dont nous numrerons ici les principalestechnologies : mastic polyurthanne monocomposant, associ un fond de joint coupe-feu,
compos dun cordon en laine de verrepour les joints dune largeur compriseentre 20 et 60 mm ou en fibre cra-mique pour les largeurs comprises entre60 et 120 mm. La tenue au feu de cetype de joint est suprieure 4 heures ;
90
Chapitre Annexes6
Mastic
mastic lastomre polyurthanne tanche aux flammes et aux gaz en cas dincen-die. Le mastic sapplique aprs mise en place dun fond de joint incombustible;
joint souple intumescent, qui au contactde la chaleur se transforme en une masserfractaire et spongieuse, obstruant ainsila cavit o il est plac et empche ainsila propagation des flammes, de la fumeet des gaz.Ce type de joint se prsente en rouleauxadhsifs, et sutilise comme joint CF dans les feuillures des portes coupe-feu, lepassage de conduites dvacuation, etc. ;
colliers coupe-feu intumescents permettant dviter la transmission de lincen-die par les tuyaux PVC CF 2 h ;
enduits et mortiers coupe-feu, sans retrait et tanche leau pour le calfeutre-ment de passages de cbles lectriques dans le passage des voiles. Degr CFju