ISO/TR 834-3:1994
(Main)Fire-resistance tests — Elements of building construction — Part 3: Commentary on test method and test data application
Fire-resistance tests — Elements of building construction — Part 3: Commentary on test method and test data application
Provides information as guidance on the use of the fire resistance test method and the application of the data obtained. Also identifies a number of areas where future editions may benefit by research: into phenomena associated with the performance of assemblies under test and their relationship with actual building construction and into technology related to the instrumentation and testing techniques.
Essais de résistance au feu — Éléments de construction — Partie 3: Commentaires sur les méthodes d'essais et application des données d'essais
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
TECHNICAL
ISOfTR
REPORT
834-3
First edition
1994-10-15
Fire-resistance tests - Elements of building
construction -
Part 3:
Commentary on test method and test data
application
Essais de rkstance au feu - &men ts de cons truction -
Partie 3: Commen taires sur les m6 thodes d ’essais et application des
donnees d ’essais
Reference number
ISO/TR 834-3:1994(E)
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ISO/TR 834-3: 1994(E)
Contents
1 Scope . . 1
2 Normative references . 1
3 Standard test procedure . . 1
3.1 Heating regimes . . 1
3.2 Furnace . . 2
. Conditioning . . 3
33
........................................... 3
3.4 Fuel input and heat contribution
measurement techniques . 4
35 . Pressure
...................................................... 4
3.6 Post heating procedures
.................................. .................................... 4
3.7 Specimen size
.......................................... ............... 5
38 . Specimen construction
39 . Loading . . 5
......................................
3.10 Boundary conditions and restraint. 6
3.11 Cali bration . . . 7
4 Fire-resistance criteria . . 7
4.1 0 bjective . . 7
4.2 Load-bearing capacity . . 8
4.3 Integrity . . 8
4.4 Insulation . 8
Other characteristics . 8
4.5
................................... ................................ .................. 8
5 Classification
....................................................... 9
6 Repeatability and reproducibility
9
61 . Repeatability . . . . . . . . . . . . . . . . .0.~.~.
9
62 . Reproducibility .
7 Interpolation and extrapolation . IO
8 Relationship between fire resistance and building fires . IO
Annex
........ .............................................................................. 12
A Biblioaraphv
v I I
0 ISO 1994
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical, including photocopying and
microfilm, without Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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0 ISO ISO/TR 834-3: 1994(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO members bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be
represented in that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The main task of technical committees is to prepare International Stan-
dards, but in exceptional circumstances a technical committee may
propose the publication of a Technical Report of one of the following types:
when the required support cannot be obtained for the
- type 1 I
publica tion of a n Inte rnational Standard, despite repeated efforts;
- type 2, when the subject is still under technical development or where
for any other reason there is the future but not immediate possibility of
an agreement on an International Standard;
- type 3, when a technical committee has collected data of a different
kind from that which is normally published as an International Standard
( “state of the art ”, for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three years
of publication, to decide whether they tan be transformed into
International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily
have to be reviewed until the data they provide are considered to be no
longer valid or useful.
lSO/TR 834-3, which is a Technical Report of type 1, was prepared by
Technical Committee lSO/TC 92, Fire tests on building materials,
components and structures, Subcommittee 2, Fire resistance.
ISO 834 consists of the following Parts, under the general title Fire
resis tance tes ts - Elements of building construction:
- Part 1: General requirements for fire resistance-testing
- Part 2: Special requiremen ts for different elemen ts
- Part 3: Commentary on test method and test data application
Annex A of this part of ISO 834 is for Information only.
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This page intentionally left blank
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TECHNICAL REPORT o 60
ISO/TR 834-3: 1994( El)
Fire-resistance tests
- Elements of building construction -
Part 3:
Commentary on test method and test data application
tation of achieving
1 Scope reproducible and repeatable
results.
The information provided in this part of ISO 834 is
Some of the features which lead to a degree of varia-
advisory in nature and is intended to provide guidance
bility are outside of the scope of the test procedure,
on the use of the fire resistance test method and the
particularly where material and constructional dif-
application of the data obtained. This part of ISO 834
ferences become critical. Other factors which have
also identifies a number of areas where future
been identified in this part of ISO 834 are within the
editions may benefit by research: into phenomena
capacity of the user to accommodate. If appropriate
associated with the Performance of assemblies under
attention is paid to these factors, the reproducibility
test and their relationship with actual building
and repeatability of the test procedure tan be im-
construction; and into technology related to the
proved to an acceptable level.
instrumentation and testing techniques.
2 Normative references 3.1 Heating regimes
The Standard furnace temperature curve described in
The following Standards contain provisions which,
ISO 834-1, subclause 5.1 .l is substantially unchanged
through reference in this text, constitute provisions of
from the time-temperature curve employed to control
this part of ISO 834. At the time of publication, the
the fire test exposure environment for the past
edition indicated were valid. All Standards are subject
seventy or so years. lt was apparently related in some
to revision, and Parties to agreements based on this
respects to temperatures experienced in actual fires
part of ISO 834 are encouraged to investigate the
in buildings using references such as the observed
possibility of applying the most recent editions of the
time of fusion of materials of known melting Points.
Standards indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International
The essential purpose of the Standard temperature
Standards
curve is to provide a Standard test environment which
is reasonably representative of a severe fire exposure
ISO 834-1:- l), Fire resis tance tes ts - Elements of
condition, within which the Performance of various
building cons truc tion - Part 7: General requirements
representative forms of building construction may be
for fire resis tance tes ting.
compared. lt is, however, important to remember that
lSO/TR 3956: 1975, Principles of structural fire-en-
this Standard fire exposure condition does not necess-
gineering design with special regard to the connection
arily represent an actual fire exposure Situation nor is
between real fire exposure and the heating conditions
it necessarily indicative of the expected behaviour of
of the Standard fire-resistance test (ISO 834).
the structural element under test should it become
involved in an actual building fire. The test does,
lSO/TR 10158: 1991, Principles and rationale under-
nevertheless, grade the Performance of separating
Iying calculation methods in rela tion to fire resis tance
and structural elements of building construction on a
of structural elements.
common basis. lt should also be noted that the fire
resistance relates to the test duration and not to the
duration of a real fire.
3 Standard test procedure
The relationship between the heating conditions, in
Practical considerations dictate that it is necessary to
terms of time-temperature prevailing in real fire
make a number of simplifications in any Standard test
conditions and those prevailing in the Standard fire-
procedure in Order to provide for its use under con-
resistance test is discussed in lSO/TR 3956. A series
trolled conditions in any laboratory with the expec-
of cooling curves is also discussed.
1) To be published.
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ISO/TR 834-3: 1994(E)
0 ISO
lt should be noted that the Standard furnace tem-
specimens and hence provide for consistency in the
perature curve may also be expressed in exponential test results obtained among these furnaces.
terms which closely approximate the curve expressed
by T= 345 logIO (480t + 1) and which may be
The thermocouples employed for controlling the
considered preferable for calculation purposes. The
furnace temperature are in dynamic thermal
expression thus becomes
equilibrium with an environment which is influenced
by the radiative and convective heat transfer con-
T= 1 325(1 - 0,325 e-012t- 0,204 e-1f7t- 0,471 e-1gr) ditions existing in the furnace. The convective heat
transfer to an exposed body depends upon its size
and shape and is generally higher with a small body
where
such as a thermocouple bead than with a large body
like a specimen. The convective component will
T is the temperature increase, in degrees Celsius;
therefore tend to have greater influence upon the
thermocouple temperature while the heat transfer to
t is the time at which temperature increase has
a specimen is mainly affected by radiation from the
occurred, in hours.
hot furnace Walls and the flames.
The comparison of the areas of the curves rep-
Both gas radiation and surface to surface radiation are
resented by the average recorded furnace tempe-
present in a furnace. The former depends on the
rature versus time and the above Standard curve, in
temperature and absorption properties of the furnace
Order to establish the deviation present, d, as
gas as well as being significantly influenced by the
specified in ISO 834-1, subclause 5.1.2, may be
visible component of the burner flame.
achieved by using a planimeter over plotted values or
by calculation employing either Simpson ’s rule or the
The surface to surface radiation depends on the
trapezoidal rule.
temperature of the Walls and their absorption and
emission properties as well as the size and con-
While the heating regime described in ISO 834-1,
figuration of the test furnace. The wall temperature
subclause 5.1 .l, is the fire exposure condition
depends, in turn, on its thermal properties.
required by this Technical Report, it is recognized that
it is not appropriate for the representation of the
The convection heat transfer to a body depends on
exposure conditions such as may be experienced
the local differente between the gas and the body
from, for example, fires involving hydrocarbon fuels.
surface temperature as weil as the gas velocity.
Such exposure environments will, more appropriately,
be provided for in other Standards which cover fire
The radiation from the gases corresponds to their
resistance tests of other than building constructions.
temperature, and the radiation received by the
An example of one heating regime which has recently
specimen is the sum of that from the gases and the
been proposed to represent hydrocarbon fires is as
furnace Walls. The latter is less at the beginning and
follows:
increases as the Walls become hotter. The
thermocouples prescribed by this part of ISO 834 are
T= 1 lOO(1 - 0,325 e-"f1667t- 0,204 e-1f417t-
small and will adjust to the gas temperature. The
- 0 47 1 e-1 5,833)
I
specimen, on the other hand is more sensitive to the
irradiance.
where
From the foregoing discussion, it is apparent that the
T is the temperature increase, in degrees Celsius;
ultimate Solution in the matter of achieving consis-
tency among testing organizations utilizing the
is the time at which temperature increase has
t
requirements of this part of ISO 834 will only be
occurred, in hours;
realized if all users of this part of ISO 834 and
idealized design of test furnace which is precisely
or, in practical terms:
specif ied as to size, configuration, materials,
T= 1 lOO(1 - 0,33 e-0f17f) construction techniques and type of fuel used.
where t is the time, in hours. One method of reducing the Problems which have
been outlined, which tan be applied to existing
furnaces is to line the furnace Walls with materials of
low thermal inertia that readily follow the furnace gas
temperatures such as those with the characteristics
3.2 Furnace
prescribed in ISO 834-1, subclause 4.2. The differente
between the gas and wall temperatures will be
The heating conditions prescribed in ISO 834-1,
reduced and an increased amount of heat supplied by
subclause 5.1 .l , are not sufficient by themselves to
the burners will resch the specimen by radiation from
ensure that test furnaces of different design will each
the furnace Walls and hence there will be an
present the same fire exposure conditions to test
2
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0 ISO ISO/TR 834-3: 1994(E)
improvement in the CO mmensurability results If the fire resistance with respect to thermal insulation
of the
ifferent designs. of a specimen is known at one moisture content, then
yielded by furnaces of d
the fire resistance at some other moisture content
tan be calculated according to the following equation:
Where possible existing furnace designs should also
be reviewed to Position burners and possibly flues so
as to avoid turbulente and associated pressure
7$+Td(4+4b,-T,)-4T, = 0
fluctuations which result in uneven heating over the
surface of the test specimen.
where
While the design of the thermocouple to be employed
in measuring and hence controlling the test furnace
is the volumetric moisture content;
environment is specified in ISO 834-1, subclause
& is the fire resistance at moisture content 0, in
4.5.1 .l, it is also suggested that experimental work be
hours;
performed on the possible use of thermocouples
which are more sensitive to the combined effects of
Td is the fire resistance in the oven-dry condition,
radiation and convection for this purpose as a further
in hours;
measure for reducing the Problem of varying heat
characteristics of test furnaces (see reference [l]).
b is a factor which varies with the permeability.
Finally, one of the most effective “tools” in the
(For brick, dense concrete and gun-applied concrete, b
adjustment of existing furnace designs so as to
may be taken as 5,5, for lightweight concrete as 8,0
improve consistency concerning them is the use of a
and for cellular concrete, as 10,O).
calibration routine (see 3.11).
Alternatively, it tan be calculated by employing the
3.3 Conditioning
procedures described in references 121 and [3].
3.3.1 Correction fo Ir non-stan dard moisture
If artificial drying techniques are employed to achieve
content in concrete materials
the moisture content appropriate to the Standard ref-
erence condition, it is the responsibility of the labora-
At the time of test, ISO 834-1, subclause 6.4, permits
tory conducting the test to avoid procedures which
the specimen to exhibit a moisture content consistent
will significantly alter the properties of the specimen
with that expected in normal Service.
component materials.
Except in buildings that are continuously air-con-
ditioned or are centrally heated, elements of building
3.3.2 Determination of moisture condition of
construction are exposed to atmospheres that, in
hardened concrete in terms of relative humidity
varying degrees, tend to follow the cycling of tem-
peratures and/or moisture conditions of the free
A recommended method for determining the relative
atmosphere. The nature of the materials comprising
humidity within a hardened concrete specimen with
the element and its dimensions will determine the
electric sensing elements is described in Appendix I
degree to which the moisture content of an element
of reference [4]. A similar procedure with electric
will fluctuate about a mean condition.
sensing elements tan be used to determine the
relative humidity within the fire test specimens made
Relating the specimen condition to that obtained in
with other materials.
normal Service tan therefore result in a Variation in
the moisture content of specimen construction as-
With wood constructions, the moisture meter based
semblies, particularly those with hygroscopic com-
on the electrical resistance method tan be used,
ponents having a high capability for moisture absorp-
when appropriate, as an alternative to the relative
tion such as Portland cement, gypsum and wood.
humidity method to indicate when wood has attained
However, after conditioning such as prescribed in
the proper moisture content. Electrical methods are
ISO 834-1, subclause 6.4, from among the common
described in references [5] and [6].
inorganic building materials, only the hydrated
Portland cement products tan hold a sufficient
amount of moisture to affect, noticeably, the results
of a fire test.
3.4 Fuel input and heat contribution
At the present time the measurement of the fuel
For comparison purposes, it may therefore be
input is not among the data required during the
desirable to correct for variations in the moisture
Performance of a fire test although this Parameter is
content of such specimens using, as a Standard
often measured by testing laboratories and users of
reference condition, the moisture content that would
this part of ISO 834 are encouraged to obtain this
be established at equilibrium from drying in an
information, which will be of assistance in its further
ambient atmosphere of 50 % relative humidity at
development.
20 “C.
3
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llSO/TR 834-3: 1994(E)
0 ISO
When recording the fue !I input rate to the burners, the 3.6 Post heating procedures
following guidance on experimental procedures may
be helpful.
ISO 834-1 contains no requirements for, or reference
to, post heating procedures. lt is, however, the
practice in some countries to maintain the test load,
Record the integrated (1 cumulative) flow of fuel to the
or a factored test load, for a period, usually 24 h, sub-
furnace burners every IO min (or more frequently if
sequent to the fire test. The objective of this pro-
desired). The total fuel supplied during the entire test
cedure has been to obtain general information con-
period is also to be determined. A continuous
cerning the residual strength or stiffness of the
recording flowmeter has advantages over periodic
building construction represented by the test speci-
reading on an instantaneous or totalizing flowmeter.
men, after a fire. Since this information is difficult to
Select a measuring and recording System to provide
relate to a fire (or post fire) Situation, it has been
flowrate readings accurate to within * 5 %. Report
concluded that such requirements are outside the
the type of fuel, its higher (gross) heating value and
purview of this specification.
the cumulative fuel flow (corrected to Standard
conditions of 15 “C and 100 kPa) as a fraction of time.
Some countries follow the practice of additionally
assessing the Performance of separating elements by
Where measurements of fuel input have been made,
subjecting them to some form of impact test im-
they typically indicate that there is a heat contribution
mediately following the fire test. This is intended to
to the test furnace environment during the latter
simulate the effect of failing debris or of hosestream
stages of tests of test assemblies incorporation com-
attacks upon a fire Separation, where that Separation
bustible components. This information is not usually
is required to maintain its effectiveness during or after
taken into account by national Codes, which generally
the attack on the fire. Such impact tests may be
regulate the use of combustible construction on the
applied after the complete fire test duration or after
basis of occupancy classification and limitations on
only a Portion (e.g. half) of the rating period; and is
the height and area of buildings in which this type of
often considered as a measure of stability apart from
construction is employed.
any assumptions with respect to simulated attacks
with hosestreams by firefighters.
lt should also be noted that fuel input measurements
lt should be noted that both of the foregoing practices
may be considerably different when testing water-
will, in most cases, discourage the possibility of con-
cooled steel structures or massive sections by this
tinuing a fire test beyond the required fire endurante
method.
period. With the increasing need to provide data for
extrapolation and other calculation purposes, testing
organizations should be encouraged to continue the
fire exposure period for as long as the limiting criteria
3.5 Pressure measurement techniques
may be safely exceeded.
When installing the tubing used in pressure sensing
devices, the sensing tube and the reference tube
3.7 Specimen size
must always be considered as a pair and their path
(together) traced from the Ievel to which the
ISO 834-1 has prescribed a general philisophy that
measurement relates, all the way to the measuring
fire-resistance tests should be carried out on full-size
instrument. As far as the reference tube is concerned,
specimens. lt also recognizes that this is not always
it may be physically absent, in places, but it must be
possible because of the limitations imposed by the
regarded as implicitly existing (the air in a room
size of the equipment available. In those cases where
between two particular levels, representing the ref-
the use of a full-size specimen is not possible, an
erence tube in this case).
attempt has been made to accommodate this short-
coming by specifying standardized minimum dimen-
Where the reference and the sensing tubes are at the
sions for a specimen representative of the size
same level, they may be at different temperatures.
needed for a room of 3 m height and 3 m by 4 m
Cross-section.
Where the reference and the sensing tubes curve
The strong recommendation to use full-size test speci-
from one level to another, they must, (at every level)
mens arises from difficulties in achieving completely
be at the same temperature. They may be hot at the
representative fire behaviour in model scale of most
top and cool at the bottom but the temperature at
loadbearing and some separating elements of building
each level must be the Same (see also reference [71).
construction.
Care should be tagten with the positioning of sensing
For most non-load-bearing elements a reduction in
tubes within the furnace so as to avoid them being
Overall dimensions to a convenient size for test pur-
subjected to dynamic effects due to the velocity and
poses does not pose any serious Problems, par-
turbulente of furnace gases (see also reference 181).
ticularly where the construction is modular.
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0 ISO
ISO/TR 834-3: 1994(E)
For loadbearing Systems, it is necessary to emphasize cedures in nationally recognized structural Codes. This
the importante of keeping the functional behaviour provides for the most severe application of the test
unchanged when decreasing the dimensions of a fire- load as weil as providing a realistic basis for the
resistance test specimen. For example, the ratio extrapolation of test data and its use in calculation
between the side lengths should be unchanged when procedures.
the dimensions of a full-scale floor are reduced.
The second basis relates the required test load to the
Similarly, the relative proportions of structural mem-
characteristic properties of the materials comprising
bers to the elements that they support should be
the test specimen. The values may typically be pro-
maintained. In other words, it is necessary to maintain
vided by the material Producer or may be obtained by
a balance between the different types of Stresses to
reference to Iiterature relating to the Standard
which the representative scaled down element is
properties of the materials in question (usually given
subjected, as well as establish the correct represen-
in a range). In most cases this results in a somewhat
tation of the Stresses in the scaled down Version of
conservative value for the test load, since actual
the building construction in question.
values are generally higher than characteristic values
and the structural elements are not subjected to the
limiting Stresses contemplated by the design pro-
3.8 Specimen construction
cedures. On the other hand this practice relates more
closely to typical national design procedures and the
ISO 834-1 specifies that the materials used in the
corresponding practices in regard to the specification
construction of the test specimen and the method of
of materials employed in building structures. The
construction and erection shall be representative of
usefulness of the results obtained from such tests
the use of the element in practice.
may be enhanced if the actual material properties are,
nevertheless, determined and/or the actual Stresses
This means that such features as joints, Provision for
in the structural components of the fire test
expansion and special fixing or mounting features
specimens are measured during the fire test.
should be included, in a representative manner, in the
test specimen.
The third approach differs from the preceding
provisions because the resulting load is related to a
lt should be noted that there will be a tendency,
specific and therefore limited application. The test
unless otherwise specially contrived, to construct test
load is invariably less than that which would normally
specimens to a higher Standard than may be ex-
be applied and, provided the structural members have
perienced in practice. On the other hand it is also
been selected in consideration of their having to
important in the interests of consistency to construct
sustain normal design loads as provided by recognized
a test specimen which will not be conductive to
structural Codes, there will be a greater margin of
extraneous results because of flaws in the con-
safety and improved fire resistance, when compared
struction.
with the Performance of test specimens loaded in
consideration of the first and second bases above.
An accurate and detailed description of the test
Again, the usefulness of the test results may be
specimen and its condition at the time of test is there-
improved if data tan be obtained concerning the
fore a most necessary adjunct to the test data and
actual physical properties of the structural materials in
where necessary such features should be highlighted
the structural members and the stress levels
to rationalize apparent anomalies in test results.
obtaining in these members when loaded as
prescribed.
3.9 Loading
In addition to the respective bases for developing the
load to be applied during a test it should be noted that
The load applied to a test specimen during a fire test
the nationally recognized structural Codes employed in
has a significant effect upon its Performance as well
the design of building construction, to which these
as being an important consideration in the further
bases relate, may themselves provide for a number of
application of the test data together with its relation-
different design elements which are not always ac-
ship to data from other and similar tests.
corded the same consideration in different countries.
There is a significant Variation in philosophies with
ISO 834-1, subclause 5.4, specifies the different
regard to the accommodation of such features as
bases on which the load may be selected. The basis
wind, Snow and earthquake loads.
which offers the widest application of test data is that
lt is therefore important to note that whatever
which relates the determination of the test load and
method has been employed for developing
...
RAPPORT
ISO/TR
TECHNIQUE
834-3
Première édition
1994-I o-1 5
Essais de résistance au feu - Éléments de
construction -
Partie 3:
Commentaires sur les méthodes d’essais et
application des données d’essais
Fie-resis tance tests - Elements of building construction -
Part 3: Commentary on test method and test data application
Numéro de référence
ISO/TR 834-3: 1994(F)
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ISO/TR 834-3: 1994(F)
Sommaire
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Procédure d’essai normalisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3.1 Régimes d’échauffement. . 1
3.2 Four . . 2
33 . Conditionnement .
3
3.4 Consommation de combustible et apport technique. .
4
3.5 Techniques de mesure de la pression .
4
3.6 Procédure après l’échauffement .
4
3.7 Dimensions des éprouvettes
............................................... 5
3.8 Réalisation des éprouvettes.
............................................... 5
39 . Mise en charge. .
................................. 5
3.10 Conditions aux limites et assujettissement
......................... 6
3.11 Étalonnage. .
8
4 Critères de résistance au feu . 8
4.1 Objet . . 8
4.2 Capacité portante. . . 8
4.3 Étanchéité . . 8
Isolation . 8
414
4.5 Autres caractéristiques . .
9
5 Classement . .
9
6 Fidélité et reproductibilité . .
9
6.1 Fidélité . .
10
6.2 Reproductibilité .
...................................... 10
7 Interpolation et extrapolation .
............................... 10
8 Relation entre la résistance au feu et les incendies de bâtiment . 11
Annexe
A Bibliographie . . 13
0 ISO 1994
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publica-
tion ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilmsI sans l’accord écrit de
l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 ISO ISO/TR 834-3: 1994(F)
c
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO
collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale
(CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes
internationales, mais exceptionnellement, un comité technique peut propo-
ser la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts. l’accord requis ne peut être
réalisé en faveur de la publication d’une Norme internationale;
- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
- type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature
différente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état de
la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen
trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement
de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques
du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les
données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/rR 834-3, rapport technique du type 1, a été élaboré par le comité
technique lSO/TC 92, Essais au feu sur les matériaux de construction,
composants et structures, sous-comité SC 2, Résistance au feu.
L’ISO 834 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général
Essais de résis tance au feu - Éléments de construction:
- Partie 7: Exigences générales pour les essais de résistance au feu
- Partie 2: Exigences spéciales pour différents éléments
- Partie 3: Commen taies sur les méthodes d’essais et application
des données d’essais
L’annexe A de la présente partie de I’ISO 834 est donnée uniquement à
titre d’information”
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 4 ----------------------
RAPPORT TECHNIQUE o ISO ISO/TR 834-3: 1994(F)
Essais de résistance au feu - Éléments de construction -
Part 3:
Commentaires sur les méthodes d’essais et application des *
données d’essais
3 Procédure d’essai normalisé
1 Domaine d’application
Des considérations pratiques imposent d’apporter un
Les informations fournies dans la présente partie de
certain nombre de simplifications à toute procédure
I’ISO 834 sont de nature consultative et destinées à
d’essai normalise pour pouvoir l’utiliser dans les condi-
conseiller quant à l’utilisation de la méthode d’essai
tions de laboratoire afin d’obtenir des résultats repro-
de résistance au feu et à l’exploitation des données
ductibles et fidèles.
obtenues. La présente partie de I’ISO 834 identifie
également un certain nombre de données où les
Certains aspects qui entraînent une certaine variabilité
mises à jour ultérieures pourront bénéficier des tra-
sont hors du champ d’application de la procédure
vaux de recherche: sur les phénomènes associés au
d’essai, notamment lorsque des différences dans les
comportement des ensembles soumis aux essais et
matériaux et la construction deviennent critiques.
leur relation avec les constructions en vraie grandeur,
L’utilisateur peut accommoder d’autres facteurs
et sur la technologie associée aux techniques d’essai
identifiés dans la présente partie de I’ISO 834. Si l’on
et d’instrumentation.
apporte à ces facteurs l’attention qui convient, la re-
productibilité et la fidélité de la procédure d’essai
peuvent être améliorées à un niveau acceptable.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions
3.1 Régimes d’échauffement
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie
La courbe de température normalisée du four décrite
de I’ISO 834. Au moment de la publication, les édi-
dans I’ISO 834-1, paragraphe 5.1 .l, n’est pas fonda-
tions indiquées étaient en vigueur., Toute norme est
mentalement différente de la courbe temps-tempé-
sujette à révision, et les parties prenantes des
rature utilisée pour contrôler les fours pendant les
accords fondés sur la présente partie de I’ISO 834
70 dernières années. A certains égards, elle semble
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
avoir été liée aux températures rencontrées lors
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
d’incendies réels de bâtiments, à partir de références
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
telles que le temps de fusion constaté pour des maté-
le registre des Normes internationales en vigueur à un
riaux dont le point de fusion etait connu.
moment donné.
Le but essentiel de la courbe de température normali-
ISO 834-l :- l) , Essais de résistance au feu - Élé-
sée vise à assurer des conditions d’essai raisonna-
ments de construction - Partie 1: Exigences généra-
blement représentatives d’une exposition à un feu
les pour les essais de résistance au feu.
grave, pour lesquelles le comportement de différents
lSO/TR 3956: 1975, Principes d’ingénierie des struc- éléments de construction puisse être comparé. II de-
tures compte tenu du feu, particulièrement en ce qui meure néanmoins important de se rappeler que cette
condition d’exposition normalisée ne représente pas
concerne le rapport entre l’exposition à un incendie
nécessairement une véritable situation d’incendie, et
réel et les conditions d’échauffement dans l’essai de
qu’elle n’est pas nécessairement représentative du
résistance au feu normalisé (/SO 834).
comportement prévu de l’élément de construction
lSO/TR 10158:1991, Principes et analyse servant de soumis à l’essai, dans le cas où il serait confronté à un
base aux méthodes de calcul portant sur /a résistance incendie réel. L’essai classe néanmoins le comporte-
au feu des Mments structuraux. ment d’éléments de séparation et de structure des
1) À publier.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 834-3: 1994(F) 0 ISO
constructions a partir de donnees communes. II 3.2 Four
convient également de noter que la résistance au feu
Les conditions d’échauffement prescrites dans
est fonction de la durée de l’essai et non pas de la
I’ISO 834-1, paragraphe 5.1 .l, ne suffisent pas en
durée d’un incendie réel.
elles-mêmes à assurer que des fours d’épreuve de
L’ISO/TR 3956 aborde la discussion de la relation
conception différente soumettent, tous, les éprou-
entre les conditions d’échauffement en fonction des
vettes aux mêmes conditions d’exposition au feu, et
conditions de temps-température lors d’un véritable
par conséquent, assurent la cohérence des résultats
incendie et celles de l’essai normalisé de résistance
d’essai obtenus à partir de ces fours.
r
au feu. Ce document présente également une série
de courbes de refroidissement. Les thermocouples utilises pour contrôler la tempé-
rature des fours sont en équilibre thermodynamique
II faut noter que la courbe de température normalisée
avec un environnement influence par les conditions
du four peut également être exprimée en termes
de transfert thermique par rayonnement et par con-
exponentiels qui approchent de près la courbe
vection, qui prévalent à l’intérieur du four. Le transfert
exprimée par T= 345 log,, (480t + 11, et qui peut être
thermique par convection à un corps exposé dépend
considérée comme préférable pour les besoins du
de ses dimensions et de sa forme, et il est en général
calcul. Cette expression devient alors
plus important sur un corps de faibles dimensions,
comme un fil de thermocouple, que sur un corps
-0,2t, 0,204 e-1,7t, 0,471 e-19?)
T= 1 325(1 -0,325 e
important comme une éprouvette. La composante de
où
convection tendra, par conséquent, à exercer une plus
grande influence sur la température du thermocouple,
T est l’augmentation de la température, en alors que le transfert de chaleur à une éprouvette est
degrés Celsius; essentiellement affecté par le rayonnement émanant
des flammes et des parois du four.
t est le moment auquel l’augmentation de tem-
pérature s’est produite, en heures.
Le rayonnement gazeux et le rayonnement de surface
à surface coexistent à l’intérieur d’un four. La pre-
mière dépend de la température et des propriétés
Pour établir l’écart d, indiqué dans I’ISO 834-1,
d’absorption du gaz, tout en étant largement influen-
paragraphe 5.12, on peut comparer les aires des
cée par la composante visible de la flamme du
courbes représentées par la température moyenne du
brûleur. Le rayonnement de surface à surface dépend
four en fonction du temps et la courbe normalisée ci-
de la température des parois du four et de leurs
dessus en utilisant un planimètre sur les valeurs
propriétés d’absorption et d’émission, ainsi que des
tracées ou, par le calcul, en appliquant la formule de
dimensions et de la configuration du four. La tempé-
Simpson ou la règle du trapèze.
rature des parois dépend également de ses propriétés
Si le régime d’échauffement décrit dans I’ISO 834-1,
thermiques.
paragraphe 5.1 .l , constitue la condition d’exposition
au feu prescrite par le présent Rapport technique, on
Le transfert de chaleur par convection sur un corps
constate qu’il ne représente pas de manière appro-
dépend de la différence locale entre la température en
priée des conditions d’exposition correspondant par
surface du corps et celle du gaz, ainsi que de la
exemple à des feux d’hydrocarbures. D’autres
vitesse de ce dernier.
normes qui traitent des essais de résistance au feu ne
concernant pas les constructions constitueront une La chaleur rayonnante des gaz correspond à leur
représentation plus satisfaisante de ces conditions et la chaleur rayonnante reçue par
température,
À titre d’exemple, le régime d’échauffe-
d’exposition. l’éprouvette est la somme de celle émanant des gaz
ment décrit ci-après a été récemment proposé pour et de celle émanant des parois du four. Cette dernière
représenter les feux d’hydrocarbures: est moindre en début d’épreuve et augmente à
mesure que les parois s’échauffent. Les thermocou-
T= 1 lOO(1 - 0,325 e-0t1667f - 0,204 e-1t417t -
ples prescrits par la présente partie de I’ISO 834 sont
_ 0 47 1 e-1 5.833t)
I
de faibles dimensions et se règlent à la température
des gaz. Par contre, l’éprouvette est plus sensible au
où
rayonnement.
T est l’élévation de température, en degrés
À partir de la discussion qui précède, il apparaît qu’en
Celsius;
dernière analyse, la cohérence entre des laboratoires
l’élévation de
t est le moment auquel
d’essais utilisant les prescriptions de la présente
température s’est produite, en heures;
partie de I’ISO 834 ne sera obtenue que si tous les
utilisateurs emploient un materiel conforme à une
ou, en termes pratiques:
conception normalisée et idéalisée de four, dont les
dimensions, la configuration et les matériaux, les tech-
T= 1 lOO(1 -0,33 e-“f17t)
niques de construction et le type de combustible
utilisés sont spécifiés avec précision.
où e représente le temps, exprime en heures.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
0 ISO ISO/TR 834-3: 1994(F)
hygroscopiques qui présentent une forte aptitude à
Pour maîtriser les problèmes qui viennent d’être évo-
qués, une méthode qui peut s’appliquer aux fours l’absorption d’humidité, tels que le ciment Portland, le
existants consiste à revêtir leurs parois de matériaux à plâtre et le bois. Toutefois, après la mise en œuvre du
faible inertie thermique, et qui suivent facilement la conditionnement prescrit dans I’ISO 834-1, paragra-
température des gaz du four, tels que ceux dont les phe 6.4, parmi les matériaux de construction inorgani-
caractéristiques sont spécifiées dans I’ISO 834-1, ques courants, seuls les produits de ciment Portland
paragraphe 4.2. La différence de température entre le hydratés peuvent retenir une quantité d’humidité
gaz et les parois sera réduite et une plus grande suffisante pour affecter de façon significative les
résultats d’un essai de résistance au feu.
quantité de la chaleur fournie par les brûleurs touchera
c
l’éprouvette par rayonnement à partir des parois, d’où
Pour pouvoir comparer, il peut donc être souhaitable
une amélioration de la commensurabilité des résultats
de corriger les variations de la teneur en humidité des
donnés par des fours de conceptions différentes.
éprouvettes en utilisant, comme condition de réfé-
rence standard, l’humidité à l’équilibre établie par
Lorsque cela est possible, il faudra également revoir la
séchage dans une atmosphère ambiante comportant
conception des fours existants, afin de disposer les
50 % d’humidité relative à 20 OC.
brûleurs et les carneaux de manière à éviter les turbu-
lences et les variations de pression correspondantes
Si l’on connaît la résistance au feu par rapport au
qui entraînent un échauffement inégal de la surface
critère d’isolation thermique d’une éprouvette en
de l’éprouvette.
fonction d’une teneur en humidité, la résistance au
feu correspondant à d’autres teneurs en humidité
Bien que la conception du thermocouple à utiliser
peut être calculée en appliquant l’équation suivante:
pour mesurer et, par conséquent, pour contrôler I’en-
vironnement du four soit précisée dans I’ISO 834-1,
T;+Td(4+4bo-T,)-4T,=O
paragraphe 4.5.1 .l, il est également suggéré d’effec-
tuer un travail expérimental sur l’utilisation éventuelle
de thermocouples plus sensibles aux effets combinés
où
du rayonnement et de la convection comme autre
moyen de réduire le problème de la variabilité des
0 est la teneur volumétrique en humidité;
caractéristiques thermiques des fours d’essai (voir
référence [II).
TO est la résistance au feu pour une humidité @,
en heures;
Enfin, l’un des ((outils) les plus efficaces pour ajuster
la conception des fours existants et d’améliorer la Td est la résistance au feu après étuvage, en
cohérence entre eux, consiste à recourir à une procé- heures;
dure d’étalonnage (voir 3.1 1).
b est un facteur qui varie avec la perméabilité.
(Pour les briques, le béton dense et le béton appliqué
3.3 Conditionnement
au pistolet, b peut être pris égal à 5,5, à 8,O pour le
béton léger et à 10,O pour le béton cellulaire).
3.3.1 Correction de la teneur en humidité
non-standard des matériaux en béton
Elle peut également être calculée en utilisant les pro-
cédures définies dans les références [2] et [3].
Au moment de l’essai, l’application de I’ISO 834-1,
paragraphe 6.4, permet à l’éprouvette de présenter Si l’on emploie des techniques de séchage artificiel
une teneur en humidité cohérente avec celle prévue pour obtenir l’humidité correspondant aux conditions
en exploitation normale.
de référence standard, il incombe au laboratoire char-
gé d’effectuer les essais d’éviter les procédures qui
modifieront significativement les propriétés des maté-
Sauf dans les bâtiments pourvus d’une climatisation
riaux constitutifs de l’éprouvette.
continue ou d’un chauffage central, les éléments de
construction sont exposés à des atmosphères qui, à
des degrés divers, tendent à suivre le cycle des condi-
3.32 Détermination de l’humidité du béton durci
tions de température et/ou d’humidité de I’atmo-
en fonction de l’humidité relative
sphère à l’air libre. La nature des matériaux
constitutifs de l’élément, ainsi que leurs dimensions,
conditionnent l’ampleur de la fluctuation de l’humidité L’annexe I de la référence 141 présente une méthode
conseillée pour déterminer l’humidité relative à I’inté-
d’un élément par rapport à une condition moyenne.
rieur d’une éprouvette en béton durci, en utilisant des
capteurs électriques” Une procédure semblable avec
La comparaison des conditions de stockage de
capteurs électriques peut être utilisée pour détermi-
l’éprouvette à celles qui prévalent en exploitation nor-
male peut donc se traduire par une variation de la ner l’humidité relative à l’intérieur d’éprouvettes
teneur en humidité des spécimens de construction, d’essai de résistance au feu, constituées d’autres
matériaux.
particulièrement ceux comportant des éléments
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
PSOJTR 834-3: 1994(F) 0 ISO
référence doivent toujours être considérés comme un
Dans le cadre des constructions en bois, on peut
couple et leur parcours (commun) doit être rattaché
utiliser l’appareil de mesure d’humidité basé sur la
entre le niveau auquel la mesure se rapporte et
méthode de la résistance électrique, comme variante
l’instrument de mesure. En ce qui concerne le tube de
de la méthode de l’humidité relative, pour définir le
référence, il peut être physiquement absent par en-
moment où le bois atteint la teneur en eau qui
droits, mais doit être considéré comme existant impli-
convient. Les méthodes électriques sont décrites aux
références 151 et [6]. citement (entre deux niveaux particuliers, l’air d’un
local représentant le tube de référence dans ce cas).
3.4 Consommation de combustible et
Lorsque le tube de référence et le tube palpeur sont ’
apport technique
au même niveau, ils peuvent être à des températures
différentes.
Actuellement, la mesure de la consommation de
combustible ne fait pas partie des données nécessai-
Lorsque le tube de référence et le tube palpeur
res pendant l’exécution d’un essai de résistance au
s’incurvent d’un niveau à un autre, ils doivent être à la
feu, bien que ce paramètre soit souvent mesuré par
même température à chaque niveau. Ils peuvent être
les laboratoires d’essais, et les utilisateurs de la pré-
chauds en partie haute et froids en partie basse, mais
sente partie de I’ISO 834 sont invités à obtenir cette
la température à chaque niveau doit être la même
information qui sera utile pour le développement
(voir également référence [71).
ultérieur de ce Rapport technique.
II faudra veiller à disposer les tubes palpeurs à
l’intérieur du four, de sorte qu’ils ne soient pas soumis
Les indications suivantes concernant les procédures
à des sollicitations dynamiques sous l’effet de la
expérimentales peuvent être utiles pour enregistrer la
vitesse et des turbulences des gaz (voir également
vitesse d’injection de combustible aux brûleurs.
référence [8]).
Noter le débit total (cumulatif) de combustible aux
brûleurs du four toutes les 10 min (ou plus fréquem-
3.6 Procédure après l’échauffement
ment, si on le désire). II faut également déterminer la
quantité totale de combustible fournie pendant toute
L’ISO 834-l ne comporte aucune prescription ni
la durée de l’essai. Un débitmètre à enregistrement
référence concernant les procédures postérieures à
continu présente certains avantages sur les débit-
l’échauffement. Dans certains pays, la pratique cou-
mètres à lecture périodique ou à débit instantané ou
rante consiste à maintenir la charge d’épreuve ou une
cumulatif. Choisir un système de mesure et d’enre-
charge d’épreuve pondérée pendant un temps géné-
gistrement affichant les vitesses de consommation
ralement fixé à 24 h à l’issue de l’essai de résistance
précises à 5 % près. Noter le type de combustible,
au feu. L’objet de cette procédure vise à obtenir des
son pouvoir calorifique supérieur (brut) et le débit de
renseignements d’ordre général concernant la rigidité
combustible cumulé (corrigé pour les conditions
ou la résistance résiduelle de la construction repré-
standard de 15 “C et 100 kPa) par unité de temps.
sentée par l’éprouvette, à la suite d’un incendie.
Attendu qu’il est difficile de mettre ces informations
Lorsque les mesures de consommation de combus-
en relation avec une situation d’incendie (ou posté-
tible sont effectuées, elles indiquent de façon caracté-
rieure à un incendie), on a conclu que ses prescrip-
ristique s’il y a un apport thermique externe à
tions sortent du champ d’application de la présente
l’environnement du four pendant les dernières phases
spécification.
des essais sur les éprouvettes comportant des com-
Certains pays évaluent de plus le comportement des
posants combustibles. Habituellement, cette informa-
tion n’est pas prise en compte par les codes éléments de séparation en les soumettant à des
nationaux qui, généralement, réglementent l’utilisation essais au choc immédiatement après l’essai de
de constructions combustibles en fonction des résistance au feu. Cette procédure est destinée à
simuler l’effet de la chute de décombres ou de
catégories d’occupation, des limites de hauteur et des
l’attaque à la lance d’incendie sur un élément séparatif
zones de bâtiments dans lesquels ce type de
coupe-feu qui doit théoriquement conserver son
constructions est employé.
efficacité pendant ou après l’attaque du feu. Ces
essais au choc peuvent être pratiqués à l’issue de
II faut également noter que les mesures de con-
l’essai de résistance au feu complet ou après une
sommation de combustible peuvent différer large-
partie seulement (la moitié par exemple) de la durée
ment lorsque l’on soumet des structures en acier
nominale; et ils sont souvent considérés comme une
refroidies à l’eau, ou des sections massives, à des
estimation de la stabilité excluant toutes hypothèses
essais par cette méthode.
de simulations d’une attaque à la lance d’incendie par
les pompiers
3.5 Techniques de mesure de la pression
II faut noter que, dans la plupart des cas, les deux
pratiques précédentes dissuadent de poursuivre un
Lors de la mise en place des tubes utilisés pour la
essai de résistance au feu au-delà de la durée de
mesure de la pression, le tube palpeur et le tube de
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 834-3: 1994(F)
résistance prescrite. Compte tenu du besoin croissant
II faudra tenir compte par ailleurs de la tendance à
d’informations permettant l’extrapolation et autres
réaliser des éprouvettes d’une qualité supérieure à ce
calculs, il convient d’inciter les organismes d’essai à
qui existe dans la pratique, à moins qu’elles ne relè-
poursuivre l’exposition au feu dans la mesure où les
vent d’une conception différente spéciale. D’autre
critères limitatifs peuvent être dépassés sans risque.
part, il importe également pour assurer la cohérence,
de réaliser une éprouvette qui, en raison de vices de
construction, ne risque pas d’aboutir à des résultats
sans rapport avec son objet.
3.7 Dimensions des éprouvettes
Une description précise et détaillée de l’éprouvette et
L’ISO 834-l propose une philosophie générale selon
de son état au moment des essais est par consé-
laquelle les essais de résistance au feu devraient être
quent un complément extrêmement nécessaire aux
réalisés sur des éprouvettes en vraie grandeur. Elle
données d’essais et, le cas échéant, ces caractéris-
constate également que cela n’est pas toujours
tiques doivent être soulignées afin de rationaliser les
possible en raison des limitations imposées par la
anomalies apparentes des résultats d’essais.
taille du matériel disponible. Lorsque l’utilisation d’une
éprouvette en vraie grandeur n’est pas possible, on a
cherché à compenser cette lacune en spécifiant des 3.9 Mise en charge
dimensions minimales normalisées pour une éprou-
La charge appliquée a une éprouvette lors d’un essai
vette représentative de la taille nécessaire, correspon-
de résistance au feu exerce une influence significative
dant à un local de 3 m de hauteur et de section
sur son comportement et est un élément important
transversale égale à 3 m x 4 m.
lors de l’exploitation des résultats d’essais et de leur
Une forte incitation à l’utilisation d’éprouvettes en mise en relation avec des résultats d’autres essais
vraie grandeur découle des difficultés rencontrées semblables.
pour obtenir un comportement au feu tout à fait
L’ISO 834-1, paragraphe 5.4, précise les différents
représentatif avec des modèles à l’échelle pour la
fondements à partir desquels la charge peut être
majorité des éléments porteurs et certains éléments
choisie. Le fondement qui permet l’application la plus
de séparation.
large des résultats d’essais est celui qui met en
relation la définition de la charge d’essai et, par
Dans le cas de la majorité des éléments non porteurs,
conséquent, les sollicitations induites, aux propriétés
une réduction des dimensions hors tout à une taille
mesurées des matériaux des éléments de structure
convenable pour les essais ne pose pas de problème
réels utilisés pour la confection de l’éprouvette, et en
sérieux, surtout lorsqu’il s’agit d’une construction
même temps, amène la création de contraintes dans
modulaire.
les zones critiques de ces éléments qui constituent
Dans le cas de systèmes porteurs, la nécessité de des contraintes maximales tolérées par les codes de
maintenir le comportement fonctionnel inchangé tout calcul de structures nationaux. Cette approche débou-
en réduisant les dimensions d’une éprouvette de che sur l’application la plus pénalisante de la charge
résistance au feu, doit être soulignée. Par exemple, le d’épreuve tout en offrant une base réaliste d’extra-
rapport entre les dimensions périphériques doit polation des résultats d’essais et de leur exploitation
demeurer inchangé lorsque l’on réduit les dimensions pour les calculs.
d’un plancher. De même les proportions relatives des
Le second fondement met en relation la charge
éléments de structure et de ceux qu’ils portent
d’essais prescrite et les propriétés caractéristiques
doivent être maintenues. En d’autres termes, il con-
des matériaux constitutifs de l’éprouvette. Les
vient
...
RAPPORT
ISO/TR
TECHNIQUE
834-3
Première édition
1994-I o-1 5
Essais de résistance au feu - Éléments de
construction -
Partie 3:
Commentaires sur les méthodes d’essais et
application des données d’essais
Fie-resis tance tests - Elements of building construction -
Part 3: Commentary on test method and test data application
Numéro de référence
ISO/TR 834-3: 1994(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 834-3: 1994(F)
Sommaire
1 Domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Références normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Procédure d’essai normalisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3.1 Régimes d’échauffement. . 1
3.2 Four . . 2
33 . Conditionnement .
3
3.4 Consommation de combustible et apport technique. .
4
3.5 Techniques de mesure de la pression .
4
3.6 Procédure après l’échauffement .
4
3.7 Dimensions des éprouvettes
............................................... 5
3.8 Réalisation des éprouvettes.
............................................... 5
39 . Mise en charge. .
................................. 5
3.10 Conditions aux limites et assujettissement
......................... 6
3.11 Étalonnage. .
8
4 Critères de résistance au feu . 8
4.1 Objet . . 8
4.2 Capacité portante. . . 8
4.3 Étanchéité . . 8
Isolation . 8
414
4.5 Autres caractéristiques . .
9
5 Classement . .
9
6 Fidélité et reproductibilité . .
9
6.1 Fidélité . .
10
6.2 Reproductibilité .
...................................... 10
7 Interpolation et extrapolation .
............................... 10
8 Relation entre la résistance au feu et les incendies de bâtiment . 11
Annexe
A Bibliographie . . 13
0 ISO 1994
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publica-
tion ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilmsI sans l’accord écrit de
l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 ISO ISO/TR 834-3: 1994(F)
c
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO
collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale
(CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes
internationales, mais exceptionnellement, un comité technique peut propo-
ser la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts. l’accord requis ne peut être
réalisé en faveur de la publication d’une Norme internationale;
- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
- type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature
différente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état de
la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen
trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement
de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques
du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les
données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/rR 834-3, rapport technique du type 1, a été élaboré par le comité
technique lSO/TC 92, Essais au feu sur les matériaux de construction,
composants et structures, sous-comité SC 2, Résistance au feu.
L’ISO 834 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général
Essais de résis tance au feu - Éléments de construction:
- Partie 7: Exigences générales pour les essais de résistance au feu
- Partie 2: Exigences spéciales pour différents éléments
- Partie 3: Commen taies sur les méthodes d’essais et application
des données d’essais
L’annexe A de la présente partie de I’ISO 834 est donnée uniquement à
titre d’information”
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche
---------------------- Page: 4 ----------------------
RAPPORT TECHNIQUE o ISO ISO/TR 834-3: 1994(F)
Essais de résistance au feu - Éléments de construction -
Part 3:
Commentaires sur les méthodes d’essais et application des *
données d’essais
3 Procédure d’essai normalisé
1 Domaine d’application
Des considérations pratiques imposent d’apporter un
Les informations fournies dans la présente partie de
certain nombre de simplifications à toute procédure
I’ISO 834 sont de nature consultative et destinées à
d’essai normalise pour pouvoir l’utiliser dans les condi-
conseiller quant à l’utilisation de la méthode d’essai
tions de laboratoire afin d’obtenir des résultats repro-
de résistance au feu et à l’exploitation des données
ductibles et fidèles.
obtenues. La présente partie de I’ISO 834 identifie
également un certain nombre de données où les
Certains aspects qui entraînent une certaine variabilité
mises à jour ultérieures pourront bénéficier des tra-
sont hors du champ d’application de la procédure
vaux de recherche: sur les phénomènes associés au
d’essai, notamment lorsque des différences dans les
comportement des ensembles soumis aux essais et
matériaux et la construction deviennent critiques.
leur relation avec les constructions en vraie grandeur,
L’utilisateur peut accommoder d’autres facteurs
et sur la technologie associée aux techniques d’essai
identifiés dans la présente partie de I’ISO 834. Si l’on
et d’instrumentation.
apporte à ces facteurs l’attention qui convient, la re-
productibilité et la fidélité de la procédure d’essai
peuvent être améliorées à un niveau acceptable.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions
3.1 Régimes d’échauffement
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie
La courbe de température normalisée du four décrite
de I’ISO 834. Au moment de la publication, les édi-
dans I’ISO 834-1, paragraphe 5.1 .l, n’est pas fonda-
tions indiquées étaient en vigueur., Toute norme est
mentalement différente de la courbe temps-tempé-
sujette à révision, et les parties prenantes des
rature utilisée pour contrôler les fours pendant les
accords fondés sur la présente partie de I’ISO 834
70 dernières années. A certains égards, elle semble
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
avoir été liée aux températures rencontrées lors
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
d’incendies réels de bâtiments, à partir de références
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
telles que le temps de fusion constaté pour des maté-
le registre des Normes internationales en vigueur à un
riaux dont le point de fusion etait connu.
moment donné.
Le but essentiel de la courbe de température normali-
ISO 834-l :- l) , Essais de résistance au feu - Élé-
sée vise à assurer des conditions d’essai raisonna-
ments de construction - Partie 1: Exigences généra-
blement représentatives d’une exposition à un feu
les pour les essais de résistance au feu.
grave, pour lesquelles le comportement de différents
lSO/TR 3956: 1975, Principes d’ingénierie des struc- éléments de construction puisse être comparé. II de-
tures compte tenu du feu, particulièrement en ce qui meure néanmoins important de se rappeler que cette
condition d’exposition normalisée ne représente pas
concerne le rapport entre l’exposition à un incendie
nécessairement une véritable situation d’incendie, et
réel et les conditions d’échauffement dans l’essai de
qu’elle n’est pas nécessairement représentative du
résistance au feu normalisé (/SO 834).
comportement prévu de l’élément de construction
lSO/TR 10158:1991, Principes et analyse servant de soumis à l’essai, dans le cas où il serait confronté à un
base aux méthodes de calcul portant sur /a résistance incendie réel. L’essai classe néanmoins le comporte-
au feu des Mments structuraux. ment d’éléments de séparation et de structure des
1) À publier.
1
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ISO/TR 834-3: 1994(F) 0 ISO
constructions a partir de donnees communes. II 3.2 Four
convient également de noter que la résistance au feu
Les conditions d’échauffement prescrites dans
est fonction de la durée de l’essai et non pas de la
I’ISO 834-1, paragraphe 5.1 .l, ne suffisent pas en
durée d’un incendie réel.
elles-mêmes à assurer que des fours d’épreuve de
L’ISO/TR 3956 aborde la discussion de la relation
conception différente soumettent, tous, les éprou-
entre les conditions d’échauffement en fonction des
vettes aux mêmes conditions d’exposition au feu, et
conditions de temps-température lors d’un véritable
par conséquent, assurent la cohérence des résultats
incendie et celles de l’essai normalisé de résistance
d’essai obtenus à partir de ces fours.
r
au feu. Ce document présente également une série
de courbes de refroidissement. Les thermocouples utilises pour contrôler la tempé-
rature des fours sont en équilibre thermodynamique
II faut noter que la courbe de température normalisée
avec un environnement influence par les conditions
du four peut également être exprimée en termes
de transfert thermique par rayonnement et par con-
exponentiels qui approchent de près la courbe
vection, qui prévalent à l’intérieur du four. Le transfert
exprimée par T= 345 log,, (480t + 11, et qui peut être
thermique par convection à un corps exposé dépend
considérée comme préférable pour les besoins du
de ses dimensions et de sa forme, et il est en général
calcul. Cette expression devient alors
plus important sur un corps de faibles dimensions,
comme un fil de thermocouple, que sur un corps
-0,2t, 0,204 e-1,7t, 0,471 e-19?)
T= 1 325(1 -0,325 e
important comme une éprouvette. La composante de
où
convection tendra, par conséquent, à exercer une plus
grande influence sur la température du thermocouple,
T est l’augmentation de la température, en alors que le transfert de chaleur à une éprouvette est
degrés Celsius; essentiellement affecté par le rayonnement émanant
des flammes et des parois du four.
t est le moment auquel l’augmentation de tem-
pérature s’est produite, en heures.
Le rayonnement gazeux et le rayonnement de surface
à surface coexistent à l’intérieur d’un four. La pre-
mière dépend de la température et des propriétés
Pour établir l’écart d, indiqué dans I’ISO 834-1,
d’absorption du gaz, tout en étant largement influen-
paragraphe 5.12, on peut comparer les aires des
cée par la composante visible de la flamme du
courbes représentées par la température moyenne du
brûleur. Le rayonnement de surface à surface dépend
four en fonction du temps et la courbe normalisée ci-
de la température des parois du four et de leurs
dessus en utilisant un planimètre sur les valeurs
propriétés d’absorption et d’émission, ainsi que des
tracées ou, par le calcul, en appliquant la formule de
dimensions et de la configuration du four. La tempé-
Simpson ou la règle du trapèze.
rature des parois dépend également de ses propriétés
Si le régime d’échauffement décrit dans I’ISO 834-1,
thermiques.
paragraphe 5.1 .l , constitue la condition d’exposition
au feu prescrite par le présent Rapport technique, on
Le transfert de chaleur par convection sur un corps
constate qu’il ne représente pas de manière appro-
dépend de la différence locale entre la température en
priée des conditions d’exposition correspondant par
surface du corps et celle du gaz, ainsi que de la
exemple à des feux d’hydrocarbures. D’autres
vitesse de ce dernier.
normes qui traitent des essais de résistance au feu ne
concernant pas les constructions constitueront une La chaleur rayonnante des gaz correspond à leur
représentation plus satisfaisante de ces conditions et la chaleur rayonnante reçue par
température,
À titre d’exemple, le régime d’échauffe-
d’exposition. l’éprouvette est la somme de celle émanant des gaz
ment décrit ci-après a été récemment proposé pour et de celle émanant des parois du four. Cette dernière
représenter les feux d’hydrocarbures: est moindre en début d’épreuve et augmente à
mesure que les parois s’échauffent. Les thermocou-
T= 1 lOO(1 - 0,325 e-0t1667f - 0,204 e-1t417t -
ples prescrits par la présente partie de I’ISO 834 sont
_ 0 47 1 e-1 5.833t)
I
de faibles dimensions et se règlent à la température
des gaz. Par contre, l’éprouvette est plus sensible au
où
rayonnement.
T est l’élévation de température, en degrés
À partir de la discussion qui précède, il apparaît qu’en
Celsius;
dernière analyse, la cohérence entre des laboratoires
l’élévation de
t est le moment auquel
d’essais utilisant les prescriptions de la présente
température s’est produite, en heures;
partie de I’ISO 834 ne sera obtenue que si tous les
utilisateurs emploient un materiel conforme à une
ou, en termes pratiques:
conception normalisée et idéalisée de four, dont les
dimensions, la configuration et les matériaux, les tech-
T= 1 lOO(1 -0,33 e-“f17t)
niques de construction et le type de combustible
utilisés sont spécifiés avec précision.
où e représente le temps, exprime en heures.
2
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0 ISO ISO/TR 834-3: 1994(F)
hygroscopiques qui présentent une forte aptitude à
Pour maîtriser les problèmes qui viennent d’être évo-
qués, une méthode qui peut s’appliquer aux fours l’absorption d’humidité, tels que le ciment Portland, le
existants consiste à revêtir leurs parois de matériaux à plâtre et le bois. Toutefois, après la mise en œuvre du
faible inertie thermique, et qui suivent facilement la conditionnement prescrit dans I’ISO 834-1, paragra-
température des gaz du four, tels que ceux dont les phe 6.4, parmi les matériaux de construction inorgani-
caractéristiques sont spécifiées dans I’ISO 834-1, ques courants, seuls les produits de ciment Portland
paragraphe 4.2. La différence de température entre le hydratés peuvent retenir une quantité d’humidité
gaz et les parois sera réduite et une plus grande suffisante pour affecter de façon significative les
résultats d’un essai de résistance au feu.
quantité de la chaleur fournie par les brûleurs touchera
c
l’éprouvette par rayonnement à partir des parois, d’où
Pour pouvoir comparer, il peut donc être souhaitable
une amélioration de la commensurabilité des résultats
de corriger les variations de la teneur en humidité des
donnés par des fours de conceptions différentes.
éprouvettes en utilisant, comme condition de réfé-
rence standard, l’humidité à l’équilibre établie par
Lorsque cela est possible, il faudra également revoir la
séchage dans une atmosphère ambiante comportant
conception des fours existants, afin de disposer les
50 % d’humidité relative à 20 OC.
brûleurs et les carneaux de manière à éviter les turbu-
lences et les variations de pression correspondantes
Si l’on connaît la résistance au feu par rapport au
qui entraînent un échauffement inégal de la surface
critère d’isolation thermique d’une éprouvette en
de l’éprouvette.
fonction d’une teneur en humidité, la résistance au
feu correspondant à d’autres teneurs en humidité
Bien que la conception du thermocouple à utiliser
peut être calculée en appliquant l’équation suivante:
pour mesurer et, par conséquent, pour contrôler I’en-
vironnement du four soit précisée dans I’ISO 834-1,
T;+Td(4+4bo-T,)-4T,=O
paragraphe 4.5.1 .l, il est également suggéré d’effec-
tuer un travail expérimental sur l’utilisation éventuelle
de thermocouples plus sensibles aux effets combinés
où
du rayonnement et de la convection comme autre
moyen de réduire le problème de la variabilité des
0 est la teneur volumétrique en humidité;
caractéristiques thermiques des fours d’essai (voir
référence [II).
TO est la résistance au feu pour une humidité @,
en heures;
Enfin, l’un des ((outils) les plus efficaces pour ajuster
la conception des fours existants et d’améliorer la Td est la résistance au feu après étuvage, en
cohérence entre eux, consiste à recourir à une procé- heures;
dure d’étalonnage (voir 3.1 1).
b est un facteur qui varie avec la perméabilité.
(Pour les briques, le béton dense et le béton appliqué
3.3 Conditionnement
au pistolet, b peut être pris égal à 5,5, à 8,O pour le
béton léger et à 10,O pour le béton cellulaire).
3.3.1 Correction de la teneur en humidité
non-standard des matériaux en béton
Elle peut également être calculée en utilisant les pro-
cédures définies dans les références [2] et [3].
Au moment de l’essai, l’application de I’ISO 834-1,
paragraphe 6.4, permet à l’éprouvette de présenter Si l’on emploie des techniques de séchage artificiel
une teneur en humidité cohérente avec celle prévue pour obtenir l’humidité correspondant aux conditions
en exploitation normale.
de référence standard, il incombe au laboratoire char-
gé d’effectuer les essais d’éviter les procédures qui
modifieront significativement les propriétés des maté-
Sauf dans les bâtiments pourvus d’une climatisation
riaux constitutifs de l’éprouvette.
continue ou d’un chauffage central, les éléments de
construction sont exposés à des atmosphères qui, à
des degrés divers, tendent à suivre le cycle des condi-
3.32 Détermination de l’humidité du béton durci
tions de température et/ou d’humidité de I’atmo-
en fonction de l’humidité relative
sphère à l’air libre. La nature des matériaux
constitutifs de l’élément, ainsi que leurs dimensions,
conditionnent l’ampleur de la fluctuation de l’humidité L’annexe I de la référence 141 présente une méthode
conseillée pour déterminer l’humidité relative à I’inté-
d’un élément par rapport à une condition moyenne.
rieur d’une éprouvette en béton durci, en utilisant des
capteurs électriques” Une procédure semblable avec
La comparaison des conditions de stockage de
capteurs électriques peut être utilisée pour détermi-
l’éprouvette à celles qui prévalent en exploitation nor-
male peut donc se traduire par une variation de la ner l’humidité relative à l’intérieur d’éprouvettes
teneur en humidité des spécimens de construction, d’essai de résistance au feu, constituées d’autres
matériaux.
particulièrement ceux comportant des éléments
3
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PSOJTR 834-3: 1994(F) 0 ISO
référence doivent toujours être considérés comme un
Dans le cadre des constructions en bois, on peut
couple et leur parcours (commun) doit être rattaché
utiliser l’appareil de mesure d’humidité basé sur la
entre le niveau auquel la mesure se rapporte et
méthode de la résistance électrique, comme variante
l’instrument de mesure. En ce qui concerne le tube de
de la méthode de l’humidité relative, pour définir le
référence, il peut être physiquement absent par en-
moment où le bois atteint la teneur en eau qui
droits, mais doit être considéré comme existant impli-
convient. Les méthodes électriques sont décrites aux
références 151 et [6]. citement (entre deux niveaux particuliers, l’air d’un
local représentant le tube de référence dans ce cas).
3.4 Consommation de combustible et
Lorsque le tube de référence et le tube palpeur sont ’
apport technique
au même niveau, ils peuvent être à des températures
différentes.
Actuellement, la mesure de la consommation de
combustible ne fait pas partie des données nécessai-
Lorsque le tube de référence et le tube palpeur
res pendant l’exécution d’un essai de résistance au
s’incurvent d’un niveau à un autre, ils doivent être à la
feu, bien que ce paramètre soit souvent mesuré par
même température à chaque niveau. Ils peuvent être
les laboratoires d’essais, et les utilisateurs de la pré-
chauds en partie haute et froids en partie basse, mais
sente partie de I’ISO 834 sont invités à obtenir cette
la température à chaque niveau doit être la même
information qui sera utile pour le développement
(voir également référence [71).
ultérieur de ce Rapport technique.
II faudra veiller à disposer les tubes palpeurs à
l’intérieur du four, de sorte qu’ils ne soient pas soumis
Les indications suivantes concernant les procédures
à des sollicitations dynamiques sous l’effet de la
expérimentales peuvent être utiles pour enregistrer la
vitesse et des turbulences des gaz (voir également
vitesse d’injection de combustible aux brûleurs.
référence [8]).
Noter le débit total (cumulatif) de combustible aux
brûleurs du four toutes les 10 min (ou plus fréquem-
3.6 Procédure après l’échauffement
ment, si on le désire). II faut également déterminer la
quantité totale de combustible fournie pendant toute
L’ISO 834-l ne comporte aucune prescription ni
la durée de l’essai. Un débitmètre à enregistrement
référence concernant les procédures postérieures à
continu présente certains avantages sur les débit-
l’échauffement. Dans certains pays, la pratique cou-
mètres à lecture périodique ou à débit instantané ou
rante consiste à maintenir la charge d’épreuve ou une
cumulatif. Choisir un système de mesure et d’enre-
charge d’épreuve pondérée pendant un temps géné-
gistrement affichant les vitesses de consommation
ralement fixé à 24 h à l’issue de l’essai de résistance
précises à 5 % près. Noter le type de combustible,
au feu. L’objet de cette procédure vise à obtenir des
son pouvoir calorifique supérieur (brut) et le débit de
renseignements d’ordre général concernant la rigidité
combustible cumulé (corrigé pour les conditions
ou la résistance résiduelle de la construction repré-
standard de 15 “C et 100 kPa) par unité de temps.
sentée par l’éprouvette, à la suite d’un incendie.
Attendu qu’il est difficile de mettre ces informations
Lorsque les mesures de consommation de combus-
en relation avec une situation d’incendie (ou posté-
tible sont effectuées, elles indiquent de façon caracté-
rieure à un incendie), on a conclu que ses prescrip-
ristique s’il y a un apport thermique externe à
tions sortent du champ d’application de la présente
l’environnement du four pendant les dernières phases
spécification.
des essais sur les éprouvettes comportant des com-
Certains pays évaluent de plus le comportement des
posants combustibles. Habituellement, cette informa-
tion n’est pas prise en compte par les codes éléments de séparation en les soumettant à des
nationaux qui, généralement, réglementent l’utilisation essais au choc immédiatement après l’essai de
de constructions combustibles en fonction des résistance au feu. Cette procédure est destinée à
simuler l’effet de la chute de décombres ou de
catégories d’occupation, des limites de hauteur et des
l’attaque à la lance d’incendie sur un élément séparatif
zones de bâtiments dans lesquels ce type de
coupe-feu qui doit théoriquement conserver son
constructions est employé.
efficacité pendant ou après l’attaque du feu. Ces
essais au choc peuvent être pratiqués à l’issue de
II faut également noter que les mesures de con-
l’essai de résistance au feu complet ou après une
sommation de combustible peuvent différer large-
partie seulement (la moitié par exemple) de la durée
ment lorsque l’on soumet des structures en acier
nominale; et ils sont souvent considérés comme une
refroidies à l’eau, ou des sections massives, à des
estimation de la stabilité excluant toutes hypothèses
essais par cette méthode.
de simulations d’une attaque à la lance d’incendie par
les pompiers
3.5 Techniques de mesure de la pression
II faut noter que, dans la plupart des cas, les deux
pratiques précédentes dissuadent de poursuivre un
Lors de la mise en place des tubes utilisés pour la
essai de résistance au feu au-delà de la durée de
mesure de la pression, le tube palpeur et le tube de
4
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ISO/TR 834-3: 1994(F)
résistance prescrite. Compte tenu du besoin croissant
II faudra tenir compte par ailleurs de la tendance à
d’informations permettant l’extrapolation et autres
réaliser des éprouvettes d’une qualité supérieure à ce
calculs, il convient d’inciter les organismes d’essai à
qui existe dans la pratique, à moins qu’elles ne relè-
poursuivre l’exposition au feu dans la mesure où les
vent d’une conception différente spéciale. D’autre
critères limitatifs peuvent être dépassés sans risque.
part, il importe également pour assurer la cohérence,
de réaliser une éprouvette qui, en raison de vices de
construction, ne risque pas d’aboutir à des résultats
sans rapport avec son objet.
3.7 Dimensions des éprouvettes
Une description précise et détaillée de l’éprouvette et
L’ISO 834-l propose une philosophie générale selon
de son état au moment des essais est par consé-
laquelle les essais de résistance au feu devraient être
quent un complément extrêmement nécessaire aux
réalisés sur des éprouvettes en vraie grandeur. Elle
données d’essais et, le cas échéant, ces caractéris-
constate également que cela n’est pas toujours
tiques doivent être soulignées afin de rationaliser les
possible en raison des limitations imposées par la
anomalies apparentes des résultats d’essais.
taille du matériel disponible. Lorsque l’utilisation d’une
éprouvette en vraie grandeur n’est pas possible, on a
cherché à compenser cette lacune en spécifiant des 3.9 Mise en charge
dimensions minimales normalisées pour une éprou-
La charge appliquée a une éprouvette lors d’un essai
vette représentative de la taille nécessaire, correspon-
de résistance au feu exerce une influence significative
dant à un local de 3 m de hauteur et de section
sur son comportement et est un élément important
transversale égale à 3 m x 4 m.
lors de l’exploitation des résultats d’essais et de leur
Une forte incitation à l’utilisation d’éprouvettes en mise en relation avec des résultats d’autres essais
vraie grandeur découle des difficultés rencontrées semblables.
pour obtenir un comportement au feu tout à fait
L’ISO 834-1, paragraphe 5.4, précise les différents
représentatif avec des modèles à l’échelle pour la
fondements à partir desquels la charge peut être
majorité des éléments porteurs et certains éléments
choisie. Le fondement qui permet l’application la plus
de séparation.
large des résultats d’essais est celui qui met en
relation la définition de la charge d’essai et, par
Dans le cas de la majorité des éléments non porteurs,
conséquent, les sollicitations induites, aux propriétés
une réduction des dimensions hors tout à une taille
mesurées des matériaux des éléments de structure
convenable pour les essais ne pose pas de problème
réels utilisés pour la confection de l’éprouvette, et en
sérieux, surtout lorsqu’il s’agit d’une construction
même temps, amène la création de contraintes dans
modulaire.
les zones critiques de ces éléments qui constituent
Dans le cas de systèmes porteurs, la nécessité de des contraintes maximales tolérées par les codes de
maintenir le comportement fonctionnel inchangé tout calcul de structures nationaux. Cette approche débou-
en réduisant les dimensions d’une éprouvette de che sur l’application la plus pénalisante de la charge
résistance au feu, doit être soulignée. Par exemple, le d’épreuve tout en offrant une base réaliste d’extra-
rapport entre les dimensions périphériques doit polation des résultats d’essais et de leur exploitation
demeurer inchangé lorsque l’on réduit les dimensions pour les calculs.
d’un plancher. De même les proportions relatives des
Le second fondement met en relation la charge
éléments de structure et de ceux qu’ils portent
d’essais prescrite et les propriétés caractéristiques
doivent être maintenues. En d’autres termes, il con-
des matériaux constitutifs de l’éprouvette. Les
vient
...
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