Analyse thermique des structures en béton

Quelles méthodes sont utilisées pour évaluer la performance au feu des poutres et des poteaux ? Vous pouvez choisir parmi plusieurs procédures de calcul selon EN 1992-1-2 :

• Données tabulaires - disponibles dans l'application IDEA StatiCa RCS depuis la version 10.1
• Méthodes de calcul simplifiées - méthode de l'isotherme 500°C, méthode des zones
• Méthodes de calcul avancées

Cette fois, nous avons ignoré les autres méthodes simplifiées et nous avons décidé de développer la méthode de calcul la plus avancée que vous puissiez utiliser. Il s'agit de l'analyse thermique (AT). Même si vous trouvez l'analyse la plus avancée dans les applications IDEA StatiCa, les flux de travail sont maintenus aussi simples que possible. Ainsi, la conception et la vérification des structures en béton pour la résistance au feu redeviennent très simples.

Performance au feu des poutres et poteaux en béton armé en quelques étapes

Géométrie

Les éléments analysés peuvent être des poutres, des poteaux ou des portiques de toute forme de section transversale.

Données d'incendie et charges

Si vous souhaitez effectuer une analyse thermique, vous devez d'abord définir les données d'exposition au feu. La classe de résistance au feu, l'humidité du béton, la température de l'élément, ainsi que les parties et les faces de l'élément analysé exposées au feu.

Analyse thermique

L'analyse thermique est basée sur un transfert de chaleur non stationnaire à travers une section transversale (la température varie dans le temps). En ce qui concerne les propriétés des matériaux du béton et du ferraillage ainsi que la plage de températures, cette méthode est non linéaire. La condition initiale est la température de l'environnement en fonction du temps selon l'Eurocode 1991-1-2. 

De manière similaire à l'analyse géométriquement et matériellement non linéaire (GMNA), implémentée dans IDEA StatiCa Member, l'élément analysé est divisé en sections qui sont maillées en éléments finis au sein desquels le transfert de chaleur est calculé.

Le résultat de l'analyse thermique est un champ de température dans la section transversale au moment indiqué par la classe de résistance au feu (R 60, par exemple). Une telle distribution de la température dans la section transversale est utilisée pour déterminer les propriétés des matériaux du béton et du ferraillage ainsi que la déformation thermique. La dégradation des matériaux respecte les tableaux définis dans l'Eurocode EN 1992-1-2 ou peut être définie par l'utilisateur et enregistrée dans les modèles.

Vous pouvez visualiser la distribution de la température en vue d'ensemble ou en vue détaillée. 

Analyse géométriquement et matériellement non linéaire

Après l'exécution de l'analyse thermique (AT), l'analyse géométriquement et matériellement non linéaire (GMNA) est automatiquement lancée en utilisant les résultats de l'analyse thermique comme état initial de l'élément analysé. Les résultats de la GMNA sont des contraintes et des déformations qui sont comparées aux valeurs limites (dégradées). 

Valeurs des contraintes dans le béton en compression (le béton en traction est exclu).

Valeurs des contraintes dans le ferraillage

Disponible dans les éditions Expert et Enhanced d' IDEA StatiCa Concrete and Prestressing.