ISO 22389-1:2010

NORME ISO
INTERNATIONALE 22389-1
Première édition
2010-05-15
Structures en bois — Résistance à la
flexion des poutres en I —
Partie 1:
Essais, évaluation et caractérisation
Timber structures — Bending strength of I-beams —
Part 1: Testing, evaluation and characterization
Numéro de référence
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ISO 2010
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Matériaux . 2
4.1 Membrures . 2
4.2 Matériau de l’âme . 3
4.3 Adhésifs . 3
5 Évaluation du produit . 3
5.1 Généralités . 3
5.1.1 Taille de l’échantillon . 3
5.1.2 Éprouvettes . 3
5.1.3 Précision des essais . 3
5.1.4 Méthodes d’essai . 3
5.1.5 Sécurité des essais . 4
5.2 Résistance caractéristique au cisaillement . 4
5.3 Résistance caractéristique sur appui . 7
5.3.1 Généralités . 7
5.3.2 Méthodes d’essai . 8
5.3.3 Analyse des données .11
5.3.4 Dispositions spécifiques pour l’analyse d’une évaluation par défaut .11
5.3.5 Dispositions spécifiques pour l’analyse d’une évaluation basée sur la
régression .12
5.3.6 Compression transversale .13
5.3.7 Raidisseurs d’âme .13
5.4 Résistance caractéristique en flexion .14
5.4.1 Procédure d’essai .14
5.4.2 Éprouvettes .15
5.4.3 Taille de l’échantillon et analyse pour la méthode d’essai empirique .15
5.4.4 Taille de l’échantillon et analyse pour la méthode d’essai analytique .15
5.5 Rigidité caractéristique en flexion et fluage .16
5.5.1 Procédures d’essai .16
5.5.2 Rigidité en flexion .16
5.5.3 Fluage .16
5.5.4 Propriétés élastiques .16
5.6 Percements d’âme et autres considérations .17
5.6.1 Généralités .17
5.6.2 Percements d’âme .17
5.7 Essais de traction des membrures .17
5.8 Essais de traction des aboutages .17
Annexe A (informative) Méthode analytique pour la résistance en flexion des poutres en I .19
Annexe B (informative) Codification de la rupture dans les essais relatifs aux poutres en I
préfabriquées à base de bois .22
Bibliographie .25
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’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 gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/
IEC, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités
membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au
moins des comités membres votants.
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 22389-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 165, Structures en bois.
L’ISO 22389 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Structures en bois —
Résistance à la flexion des poutres en I:
— Partie 1: Essais, évaluation et caractérisation.
Les performances des composants et les exigences de production feront l’objet d’une Partie 2.
La présente partie de l’ISO 22389 est fondée, avec la permission de l’ASTM International, sur
l’ASTM D 5055, Standard Specification for Establishing and Monitoring Structural Capacities of
Prefabricated Wood I-Joists, copyright ASTM International.
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Introduction
Les poutres en I préfabriquées à base de bois sont produites dans de nombreux pays, selon différentes
normes nationales. Ces produits sont exportés d’un pays à l’autre. Si les normes nationales présentent
de nombreuses similitudes, elles divergent également par de nombreux aspects. Il est par conséquent
nécessaire de développer une Norme internationale visant à assurer la cohérence entre ces normes, afin
de garantir l’adéquation des poutres en I préfabriquées à base de bois pour leur application structurale
finale, quel que soit leur pays de fabrication ou d’application finale. Le développement de la présente
partie de l’ISO 22389 est destiné à profiter à l’industrie, aux consommateurs, aux gouvernements, ainsi
qu’aux distributeurs.
NORME INTERNATIONALE ISO 22389-1:2010(F)
Structures en bois — Résistance à la flexion des poutres en
I —
Partie 1:
Essais, évaluation et caractérisation
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 22389 spécifie les exigences pour les poutres en I préfabriquées à base de
bois, utilisées comme éléments structuraux soumis à de la flexion.
Elle donne des procédures pour établir et évaluer les performances structurales des poutres en I
préfabriquées à base de bois. Les performances considérées sont le cisaillement, la flexion, la rigidité,
la résistance sur appui ainsi que la résistance à la traction et à la compression des membrures. Les
procédures pour établir les détails communs sont données et certaines considérations spécifiques
relatives à l’utilisation finale des poutres en I à base de bois sont détaillées.
Les poutres en I à base de bois évaluées conformément à la présente partie de l’ISO 22389 sont destinées
à être utilisées en situation abritée et utilisent des composants capables de résister aux effets, sur les
performances structurales, de l’humidité, due aux délais de construction ou à toute autre condition
d’un degré de sévérité similaire, mais ne sont pas destinées à être exposées de manière permanente aux
conditions climatiques.
La présente partie de l’ISO 22389 n’est pas applicable aux performances au feu, aux exigences relatives
au formaldéhyde et à la durabilité biologique. Elle ne couvre pas les exigences de fabrication des poutres
en I préfabriquées à base de bois.
NOTE Les procédures établies dans la présente partie de l’ISO 22389 sont applicables aux poutres en I
définies par une norme ou une spécification du fabricant qui comprend les exigences relatives aux membrures,
aux âmes et au collage ainsi qu’aux contrôles de production, y compris l’évaluation permanente de la conformité.
La présente partie de l’ISO 22389 ne prétend pas aborder tous les éventuels problèmes de sécurité liés à
son utilisation. Il relève de la responsabilité de l’utilisateur de la présente partie de l’ISO 22389 d’établir
des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité et de déterminer l’applicabilité des
limitations réglementaires avant son utilisation. Un conseil de prudence spécifique est énoncé en 5.1.5.
2 Références normatives
Les documents de référence ci-après sont indispensables pour l’application du présent document. Pour
les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 20152-1, Structures en bois — Performance d'adhérence des adhésifs — Partie 1: Exigences de base
EN 789, Structures en bois — Méthodes d’essai — Détermination des propriétés mécaniques des panneaux
à base de bois
ASTM D2915, Standard Practice for Evaluating Allowable Properties for Grades of Structural Lumber
ASTM D5456, Standard Specification for Evaluation of Structural Composite Lumber Products
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
poutre en I préfabriquée à base de bois
élément structural dont la section transversale forme un «I», fabriqué à partir de membrures en bois
massif ou bois composite structural et d’âmes de panneaux à base de bois, collés ensemble à l’aide
d’un adhésif structural pour bois possédant une résistance à l’humidité adéquate pour les conditions
spécifiées
Note 1 à l'article: Ces éléments sont principalement utilisés comme solives pour la construction de planchers et
de toitures.
Note 2 à l'article: Résistance à l’humidité adéquate signifie résistance en situation abritée et exposition éventuelle
à l’humidité due aux délais de construction ou à toute autre condition d’un degré de sévérité similaire, mais pas
exposition permanente aux conditions climatiques.
3.2
résistance et rigidité caractéristiques
valeur de la résistance du cinquième percentile de la population à un niveau de confiance de 75 % ou le
cinquantième percentile (moyenne) pour la valeur de la rigidité en flexion lorsqu’elle est déterminée à
l’aide de l’essai spécifié dans la présente partie de l’ISO 22389
3.3
bois composite structural
composite d’éléments de bois collés à l’aide d’un adhésif structural pour bois possédant une résistance à
l’humidité adéquate pour les conditions spécifiées et destiné à un usage structural dans des conditions
de service en milieu sec
Note 1 à l'article: Les lamelles de bois, bandes de bois, feuilles de placage ou la combinaison de ces dernières sont
des exemples d’éléments en bois.
Note 2 à l'article: Résistance à l’humidité adéquate signifie résistance en situation abritée et exposition éventuelle
à l’humidité due aux délais de construction ou à toute autre condition d’un degré de sévérité similaire, mais pas
exposition permanente aux conditions climatiques.
4 Matériaux
4.1 Membrures
Lorsque les membrures sont composées de bois composite structural, les propriétés suivantes doivent
être déterminées conformément à l’ASTM D5456 ou à l’EN 789:
a) module d’élasticité;
b) traction axiale;
c) compression longitudinale;
d) compression transversale.
NOTE Les normes nationales ou les codes en vigueur peuvent s’appliquer aux matériaux constituant les
membrures.
Les aboutages sont autorisés dans le lot de membrures approvisionné, pourvu que ces joints soient
conformes à l’objectif général et à 5.8.
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4.2 Matériau de l’âme
Les matériaux de l’âme couverts par la présente partie de l’ISO 22389 sont destinés à être utilisés dans les
e
conditions d’utilisation finale spécifiées dans le domaine d’application (3 paragraphe) et à la note 2 de 3.1.
NOTE Les normes relatives à la fabrication et aux performances des panneaux à base de bois reconnues par
les normes nationales ou les codes en vigueur peuvent s’appliquer aux matériaux de l’âme.
4.3 Adhésifs
Les adhésifs utilisés pour fabriquer les composants et les produits finis doivent être conformes à
l’ISO 20152-1.
NOTE Les normes nationales ou les codes en vigueur peuvent s’appliquer.
5 Évaluation du produit
5.1 Généralités
L’évaluation du produit doit être effectuée pour établir les résistances caractéristiques des poutres
en I préfabriquées à base de bois destinées à être utilisées dans la conception des bâtiments. De plus,
l’évaluation du produit doit être effectuée pour certaines caractéristiques communes des poutres en I,
étant donné qu’elles ont souvent une influence sur les résistances caractéristiques de ces dernières.
5.1.1 Taille de l’échantillon
Le nombre d’échantillons spécifié dans la présente partie de l’ISO 22389 est un minimum. L’utilisation
d’un nombre plus important d’échantillons peut être évaluée à l’aide de l’ASTM D2915 ou d’une Norme
1)
internationale applicable .
5.1.2 Éprouvettes
Les matériaux et les procédures de fabrication des éprouvettes doivent être aussi représentatifs que
possible de la production prévue au moment de fabriquer les éprouvettes. Les éprouvettes doivent être
soumises à essai dans des conditions intérieures ambiantes de laboratoire qui doivent être consignées
dans le rapport.
Il est recommandé de réaliser des essais préliminaires pour faciliter la sélection d’échantillons
représentatifs.
5.1.3 Précision des essais
Les essais conformes à la présente partie de l’ISO 22389 doivent être réalisés à l’aide d’une machine ou
d’un appareillage dont l’étalonnage ne permet pas une erreur excédant ±2,0 %.
5.1.4 Méthodes d’essai
Les méthodes généralement applicables aux essais en vraie grandeur sur les poutres en I requises par la
présente partie de l’ISO 22389 doivent prendre en compte les éléments suivants:
a) ces méthodes sont applicables aussi bien à l’évaluation du produit qu’au contrôle de la qualité;
b) la vitesse de charge doit être telle que spécifiée dans les paragraphes suivants;
c) les délais entre les incréments de charge ne sont pas nécessaires.
1) Le développement d’une Norme internationale sur l’évaluation des valeurs caractéristiques du bois structural
est prévu.
5.1.5 Sécurité des essais
Les essais mécaniques en vraie grandeur sont potentiellement dangereux et les précautions de sécurité
adéquates doivent être observées à tout moment. Un maintien latéral doit être prévu à tout moment des
essais sur poutres en I en vraie grandeur pour éviter un flambement latéral.
5.2 Résistance caractéristique au cisaillement
5.2.1 La résistance caractéristique au cisaillement doit être établie à partir des résultats d’essai
obtenus conformément à la présente partie de l’ISO 22389.
5.2.2 Les paramètres de l’âme qui ont une influence sur la résistance caractéristique au cisaillement et
comprennent le type de l’âme, l’épaisseur, l’orientation, la qualité, la liaison entre l’âme et la membrure
ainsi que le type de joint dans l’âme (usiné, abouté, collé ou non, renforcé) doivent être soumis à essai
conformément au présent article.
5.2.2.1 Chaque combinaison de ces paramètres de l’âme doit être soumise à essai séparément, à moins
que la combinaison critique d’un groupement proposé ne soit établie au préalable au moyen d’un essai.
La rigidité de la membrure a une influence sur la résistance caractéristique au cisaillement.
5.2.2.2 Si une gamme de dimensions de membrure est destinée à une utilisation avec une combinaison
donnée de paramètres de l’âme, toutes les dimensions doivent être soumises à essai à moins que toutes
les valeurs ne soient basées sur des essais effectués avec la membrure la moins rigide.
5.2.2.3 Lorsqu’il est prévu de regrouper une gamme d’essences ou de qualités de membrure en bois
massif ou bois composite structural, des essais préliminaires doivent être effectués afin de déterminer ce
qui est essentiel à la performance de la poutre en I.
5.2.2.4 Les poutres en I avec des membrures en bois composite structural doivent être soumises à
essai séparément de celles avec des membrures en bois massif.
5.2.3 Pour chaque combinaison de paramètres de l’âme identifiée en 5.2.2, un minimum
de 10 éprouvettes doit être soumis à essai pour chaque hauteur critique de poutre. Les hauteurs critiques
de poutre sont les hauteurs minimales et maximales du produit avec un incrément d’environ 102 mm
entre elles. Si l’installation d’un renfort spécifique, tel que défini dans le manuel du fabricant, est requise
à une certaine hauteur afin de maintenir la performance du produit dans la progression d’une série de
hauteurs au sein d’une combinaison, le produit doit être soumis à essai à cette hauteur en plus de la
hauteur adjacente, qui ne nécessite pas de renfort spécifique.
5.2.4 La longueur de l’éprouvette doit être celle qui produit généralement des ruptures par cisaillement
et ne doit pas se prolonger de plus de 6,4 mm au-delà de chaque appui. La longueur d’appui doit être
adaptée pour généralement produire une rupture par cisaillement au lieu d’une rupture sur appui, mais
ne doit pas excéder 102 mm, à moins que cela ne soit justifié. Il doit y avoir une distance horizontale
minimale de 1,5 fois la hauteur de la poutre entre l’appui et le bord de la plaque de chargement.
NOTE Les modes de rupture classiques des poutres en I sont illustrés à l'Annexe B.
5.2.5 Sur l’une des extrémités de l’éprouvette, un joint vertical de l’âme, s’il est utilisé, doit être situé
approximativement à 305 mm de l’appui ou à mi-distance entre l’appui et la plaque de chargement.
5.2.6 La charge doit être appliquée à la membrure supérieure par une charge ponctuelle simple à mi-
portée ou par deux charges ponctuelles à distance égale de la mi-portée. Les plaques de chargement
doivent être suffisamment longues pour empêcher une rupture locale.
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5.2.7 La charge doit être appliquée à une vitesse constante de sorte qu’aucune rupture anticipée ne se
produise en moins de 1 min.
5.2.8 Tout renfort de l’âme requis doit être installé au niveau des appuis. Lorsque requis pour
empêcher la rupture au niveau d’un point d’application de la charge, un renfort supplémentaire doit être
installé, à condition qu’il ne soit pas plus large que la plaque de chargement.
5.2.9 La charge et le mode de rupture doivent être consignés en plus des descriptions du produit et
du montage d’essai. En cas de rupture en flexion d’une éprouvette, les données doivent être exclues.
Cependant, à des fins d’évaluation de la résistance caractéristique au cisaillement, une rupture sur appui
peut être considérée comme un mode de rupture en cisaillement.
5.2.10 La charge morte de l’éprouvette doit être prise en compte dans le calcul de la charge de rupture
lorsqu’elle est spécifiée par le fabricant.
5.2.11 Les résistances moyennes à la rupture en cisaillement d’une série de poutres en I ou d’un
groupement de séries choisi doivent présenter une augmentation linéaire suivant l’augmentation
de hauteur des poutres en I. Une analyse de régression linéaire des valeurs moyennes doit avoir un
coefficient de détermination, r , d’au moins 0,9 sans quoi les essais spécifiés en 5.2.3 doivent être répétés.
Si le second ensemble d’essais ne satisfait pas ce critère, toutes les hauteurs qui ont été omises doivent
également être soumises à essai.
5.2.11.1 Les données obtenues à partir des hauteurs de poutre pour lesquelles la rupture a lieu par
flambement de l’âme doivent être exclues de l’analyse de régression, si
a) l’inclusion des résultats empêche de satisfaire le critère de 5.2.11, ou;
b) le fabricant détermine que la réduction de la pente de la droite de régression est inacceptable.
Dans les deux cas, toutes les hauteurs supérieures à la moins grande ayant été exclue doivent être
soumises à essai.
En fonction du matériau et des caractéristiques de la poutre, le flambement de l’âme apparaît comme
un mode de rupture pour une certaine hauteur. Une augmentation supplémentaire de la hauteur
provoquera un flambement systématique de l’âme et, à un certain point, les résistances à la rupture en
cisaillement seront réduites par rapport aux poutres moins hautes.
5.2.11.2 Lorsqu’il est prévu de ne pas évaluer plus de trois hauteurs, l’analyse de régression n’est pas
nécessaire. Néanmoins, chaque hauteur doit être soumise à essai.
5.2.12 La résistance caractéristique au cisaillement du produit doit être limitée à celle calculée en
prenant en compte la taille de l’échantillon, la variabilité des résultats d’essai ainsi que les coefficients de
réduction. Les données des essais effectués sur différentes hauteurs de poutre incluses dans l’analyse de
régression peuvent être combinées pour obtenir une estimation groupée de la variabilité.
5.2.12.1 Lorsque les données sont combinées, la résistance moyenne au cisaillement, P , pour la hauteur,
e
d , doit être calculée à l’aide de l’Équation (1):
i
PA=+Bd (1)
ei
où A et B sont respectivement l’ordonnée à l’origine et la pente de la droite de l’Équation (1).
5.2.12.2 Lorsque trop peu de hauteurs sont disponibles pour établir la corrélation spécifiée en 5.2.11,
les essais ne satisfont pas le critère de régression, ou des hauteurs sont exclues de la corrélation, les
données d’essai ne doivent pas être combinées et chacune de ces hauteurs doit être évaluée séparément.
5.2.12.3 Le coefficient de variation, C , de chaque hauteur soumise à essai individuellement doit être
V,i
calculé à l’aide de l’Équation (2):
S
i
C = (2)
V,i
P
i
où P et S sont respectivement la moyenne et l’écart-type des données obtenues à partir de chaque
i
i
hauteur soumise à essai.
Le coefficient de variation des ensembles de données combinées, C , doit être calculé à l’aide de
V
l’Équation (3):
J
[(nC−1)]
iiV,
∑
i=1
C = (3)
V
J
nJ−
∑ i
i=1
où
n est le nombre d’essais pour chaque hauteur, d , soumise à essai et incluse dans l’analyse de
i i
régression;
J est le nombre de hauteurs incluses dans l’analyse de régression.
En outre, la somme va de i = 1 à J.
5.2.12.4 La résistance caractéristique au cisaillement, P , doit être calculée à l’aide de l’Équation (4):
s
PP=−KC××P (4)
se V e
où
K est le facteur du cinquième percentile avec un niveau de confiance de 75 % pour une distribution
1)
normale [selon l’ASTM D2915 ou une Norme internationale applicable ];
P est la résistance moyenne à la rupture en cisaillement déduite de l’Équation (1) ou la moyenne
e
pour chaque hauteur selon le 5.2.12.2;
C est le coefficient de variation des données combinées de l’Équation (3) ou de l’Équation (2),
V
lorsqu’une hauteur est évaluée seule.
5.2.12.5 Lorsque les données sont combinées, le facteur, K, doit être basé sur une taille d’échantillon de
J
N = nJ− . Lorsque les critères spécifiés en 5.2.11 ne sont pas satisfaits et pour des hauteurs exclues
∑ i
i=1
de l’analyse de régression, la résistance caractéristique au cisaillement, P , doit être calculée séparément
s
pour chacune de ces hauteurs à l’aide de l’Équation (5):
PP=−()KC××P (5)
i i
s V,i
où le facteur K doit être basé sur une taille d’échantillon de n .
i
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5.3 Résistance caractéristique sur appui
5.3.1 Généralités
5.3.1.1 Le présent paragraphe fournit des procédures pour établir les résistances caractéristiques sur
appui des poutres en I préfabriquées à base de bois. Il n’exclut pas le développement d’autres procédures
d’évaluation des résistances caractéristiques sur appui satisfaisant à l’objet de la présente partie de
l’ISO 22389. Si les normes nationales ou les codes en vigueur l’exigent, la documentation qui démontre
l’équivalence à chacune des exigences du présent paragraphe en matière d’évaluation doit être fournie.
NOTE Le présent paragraphe a été développé au regard de produits préfabriqués, dont la production est
effectuée à partir de matériaux définis à l’Article 4. Les nouveaux matériaux peuvent nécessiter de nouvelles
procédures ou leur révision afin de fournir des niveaux comparables de sécurité et de performance.
5.3.1.2 Les paramètres qui influencent les résistances caractéristiques sur appui des poutres en I,
y compris la longueur d’appui, l’âme (type, orientation, épaisseur et qualité), la géométrie du joint, le
type d’adhésif, la hauteur de la poutre, la membrure (type, taille, essence et qualité) et les raidisseurs
d’âme (voir 5.3.7), doivent être soumis à essai conformément au présent paragraphe.
5.3.1.2.1 Chaque combinaison de ces paramètres doit être soumise à essai séparément conformément
à 5.3.1.4, à moins que la combinaison critique ne soit établie au préalable au moyen d’un essai.
5.3.1.2.2 Les poutres avec des membrures en bois composite structural doivent être soumises à essai
et analysées séparément des poutres avec des membrures en bois massif.
5.3.1.3 Les essais de résistance sur appui d’extrémité et sur appui intermédiaire doivent être réalisés
et analysés en tant que programmes d’essai indépendants.
5.3.1.4 La taille minimale de l’échantillon pour un programme d’évaluation de la résistance sur
appui d’extrémité ou sur appui intermédiaire doit être de 40 pour une série de poutres en I avec les
mêmes matériaux, à l’exception de la hauteur de la poutre. Les éprouvettes d’essai doivent être divisées
équitablement en groupes qui représentent les extrêmes de la longueur d’appui et de la hauteur des
poutres à évaluer. Une extrapolation au-delà des limites soumises à essai de longueur d’appui et de
hauteur de poutre ne doit pas être autorisée. Les longueurs d’appui inférieures à 38 mm ne sont pas
recommandées en raison de problématiques concernant les tolérances de construction et les exigences
des codes de construction.
5.3.1.5 Les évaluations des résistances sur appui d’extrémité et sur appui intermédiaire doivent suivre
les procédures «par défaut» ou «basées sur la régression». Tout ensemble de données ne respectant pas
l’exigence d’un coefficient minimal de détermination, r , pour une évaluation «basée sur la régression»
doit faire l’objet d’une nouvelle analyse en tant qu’évaluation «par défaut».
5.3.1.5.1 Une évaluation «par défaut» doit être réalisée en soumettant à essai les groupes indépendants
correspondant aux extrêmes de la longueur d’appui et de la hauteur de poutre à évaluer. Des groupes
d’essais supplémentaires peuvent être ajoutés au programme, à condition que la taille minimale de
l’échantillon dans chaque groupe supplémentaire soit de 10 et que la taille minimale de l’échantillon
pour toute la série de poutres en I soit de 40. Chaque groupe doit être analysé de manière indépendante
afin de déterminer une valeur caractéristique à l’aide des procédures spécifiées en 5.3.4.
NOTE Les programmes suivants représentent des programmes d’essai par défaut classiques qui
satisferaient les critères d’échantillonnage minimal afin d’évaluer les résistances sur appui d’extrémité et sur
appui intermédiaire d’une série de poutres:
a) quatre groupes d’essai avec n = 10 aux extrêmes de la longueur d’appui et de la hauteur pour évaluer une
gamme de ces deux variables;
b) deux groupes d’essai avec n = 20 lorsqu’une longueur d’appui est évaluée pour une gamme de hauteurs;
c) un groupe d’essai avec n = 40 lorsqu’une seule longueur d’appui et une seule hauteur sont évaluées.
5.3.1.5.2 Lors d’une évaluation «basée sur la régression», la résistance caractéristique sur appui
d’une poutre en I doit être une fonction linéaire de la longueur d’appui. Au minimum, le programme
d’essai doit comprendre les hauteurs minimale et maximale de la poutre qui peuvent être évaluées. Au
moins trois incréments à intervalles réguliers de la longueur d’appui doivent être évalués pour chaque
hauteur de poutre soumise à essai. Si les régressions qui en résultent conservent un coefficient minimal
de détermination, r , de 0,9 pour chaque hauteur de poutre, elles peuvent être réduites à une valeur
caractéristique à l’aide des procédures spécifiées en 5.3.5. Si les régressions ne satisfont pas cette
exigence, une évaluation «par défaut» doit être réalisée conformément à 5.3.4.
Un programme d’essai typique basé sur la régression visant à établir les résistances sur appui
d’extrémité et sur appui intermédiaire doit se composer de six groupes avec, pour chacun, n = 7. Un
minimum de trois longueurs d’appui doit être soumis à essai aux hauteurs minimale et maximale de
poutre qui peuvent être évaluées. Les données pour chaque hauteur doivent être combinées à l’aide
d’une régression linéaire afin de définir la résistance sur appui en fonction de la longueur d’appui aux
hauteurs extrêmes.
5.3.2 Méthodes d’essai
5.3.2.1 Résistance sur appui d’extrémité
Pour évaluer la résistance sur appui d’extrémité, les éprouvettes doivent être soumises à essai tel que
décrit à la Figure 1 ou 2. La portée soumise à essai doit être celle qui produit généralement des ruptures
sur appui d’extrémité. Sur la Figure 1, une charge unique concentrée doit être placée de manière
décentrée vers l’appui soumis à essai. Sur la Figure 2, la charge doit être appliquée à mi-portée sous la
forme d’une charge unique concentrée, comme illustré, ou sous la forme de deux charges ponctuelles
placées symétriquement par rapport à la mi-portée. Sur ces deux figures, la charge appliquée doit être
placée à une distance libre d’au moins 1,5 fois la hauteur de la poutre, d, entre le nu intérieur de l’appui
et le bord de la plaque de chargement. La charge doit être appliquée à une vitesse constante à l’aide
d’une plaque de chargement en acier, de sorte qu’aucune rupture anticipée ne se produise en moins de
1 min. Les appuis doivent être composés de blocs d’acier représentant la longueur d’appui d’extrémité
soumise à essai. La plaque de chargement doit être suffisamment longue pour empêcher une rupture
locale au point d’application de la charge. Un renfort supplémentaire peut être installé, si nécessaire,
pour empêcher une rupture au niveau d’un point d’application de la charge ou de l’appui non soumis
à essai. Un tel renfort ne doit pas être plus large que la longueur de la plaque de chargement ou de la
surface d’appui. Les cellules de mesure doivent enregistrer la charge d’essai sur appui, mais la moitié
de la charge totale appliquée doit être adaptée au montage illustré à la Figure 2. Des percements (d’un
diamètre maximal de 38 mm) doivent être placés au hasard dans la poutre d’essai de la même manière
qu’ils apparaîtraient en application. Les joints d’âme peuvent être placés au hasard lorsque la résistance
caractéristique au cisaillement est évaluée à l’aide d’un programme d’essai indépendant. Dans le cas
contraire, le joint d’âme doit être positionné à mi-distance entre le bord de la plaque de chargement et
de l’appui.
NOTE La Figure 1 autorise un porte-à-faux dont la longueur ne doit pas dépasser la moitié de la portée
soumise à essai. Ce montage permet à la poutre d’être retournée pour inverser ses extrémités afin de réaliser un
second essai, avec l’extrémité ayant atteint la rupture en porte-à-faux pour le second essai. La Figure 2 n’autorise
qu’un essai par éprouvette.
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Légende
d hauteur de la poutre en I
F charge appliquée
a
Appui soumis à essai.
b
Appui non soumis à essai.
NOTE Un montage asymétrique permet de réaliser deux essais de résistance sur appui d’extrémité par
éprouvette.
Figure 1 — Montage d’essai de résistance sur appui d’extrémité
Légende
d hauteur de la poutre en I
F charge appliquée
a
Appui soumis à essai.
NOTE Un montage symétrique permet de réaliser un essai de résistance sur appui d’extrémité par
éprouvette.
Figure 2 — Montage d’essai de résistance sur appui d’extrémité
5.3.2.2 Résistance sur appui intermédiaire
Les éprouvettes doivent être soumises à essai tel que décrit à la Figure 3 ou 4. La portée soumise à
essai doit être celle qui produit généralement des ruptures sur appui intermédiaire. Sur la Figure 3,
la charge doit être appliquée à mi-portée à l’aide d’une plaque de chargement en acier représentant la
longueur de l’appui intermédiaire soumis à essai. Sur la Figure 4, les charges doivent être appliquées
symétriquement sur les appuis soumis à essai à l’aide de plaques de chargement en acier d’une longueur
suffisante pour empêcher une rupture locale aux points d’application de la charge. Sur ces deux figures,
la charge appliquée doit être placée à une distance libre d’au moins 1,5 fois la hauteur de la poutre, d,
entre le nu intérieur de l’appui et le bord de la plaque de chargement. La charge doit être appliquée
à une vitesse constante de sorte qu’aucune rupture anticipée ne se produise en moins de 1 min. Un
renfort supplémentaire peut être installé, si nécessaire, pour empêcher une rupture au niveau d’un
point d’application de la charge ou de l’appui non soumis à essai. Un tel renfort ne doit pas être plus
large que la longueur de la plaque de chargement ou de la surface d’appui. Les cellules de mesure doivent
enregistrer la charge d’essai sur appui, mais la somme des deux réactions d’appui doit être adaptée au
montage illustré à la Figure 3. Des percements (diamètre maximal de 38 mm) doivent être placés au
hasard dans la poutre d’essai de la même manière qu’ils apparaîtraient en application. Les joints d’âme
peuvent être placés au hasard lorsque la résistance caractéristique au cisaillement est évaluée à l’aide
d’un programme d’essai indépendant. Dans le cas contraire, le joint d’âme doit être positionné à mi-
distance entre le bord de la plaque de chargement et de l’appui.
Légende
d hauteur de la poutre en I
F charge appliquée
a
Appui soumis à essai.
b
Appui non soumis à essai.
Figure 3 — Montage d’essai trois points de résistance sur appui intermédiaire
Légende
d hauteur de la poutre en I
F charge appliquée
a
Appui soumis à essai.
b
Appui non soumis à essai.
Figure 4 — Montage d’essai cinq points de résistance sur appui intermédiaire
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5.3.2.3 Charges et modes de rupture
Les charges et modes de rupture doivent être consignés.
5.3.3 Analyse des données
5.3.3.1 Chaque ensemble de données d’évaluation de la résistance sur appui d’extrémité et sur appui
intermédiaire doit être analysé de manière indépendante.
5.3.3.2 Les ruptures en flexion peuvent être exclues de l’ensemble de données. Cependant, les
dispositions de 5.3.1.4 concernant la taille minimale de l’échantillon doivent être conservées après toute
exclusion.
5.3.3.3 La moyenne, P , et l’écart-type, S , doivent être calculés pour chaque groupe d’essai individuel.
i i
Le coefficient de variation, C , pour chaque groupe est défini dans l’Équation (2).
V
5.3.3.4 L’analyse des données d’une évaluation par défaut ou basée sur la régression nécessite le C
V
des groupes d’essai individuels à combiner en un seul C dans le cadre du processus de dérivation de la
V
valeur caractéristique tel que défini en 5.3.4 et 5.3.5, respectivement. Aucun C non combiné ne doit être
V
inférieur au minimum autorisé, C , qui doit être égal à 0,10 pour une évaluation de la résistance sur
V,min
appui d’extrémité et de 0,08 pour une évaluation de la résistance sur appui intermédiaire.
NOTE En raison du nombre limité d’échantillons d’évaluation et du manque d’exigences en vigueur en
matière d’assurance de la qualité, les coefficients de variation minimaux spécifiés, C , sont destinés à fournir
V,min
un coefficient de variation rationnel pour les résistances sur appui des poutres en I et ont été établis sur la base
de données sectorielles.
5.3.4 Dispositions spécifiques pour l’analyse d’une évaluation par défaut
5.3.4.1 Le coefficient de variation combiné pour un ensemble de données d’évaluation de la résistance
sur appui d’extrémité ou sur appui intermédiaire lors d’une évaluation «par défaut», C , doit être calculé
V,d
à l’aide de l’Équation (6):
J
d
[(nC−1)]
∑ iiV,
i=1
C = ≥C (6)
V,d V,min
J
d
nJ−
∑ id
i=1
où
n est la taille de l’échantillon dans un groupe d’essai individuel;
i
C est le coefficient de variation, C , pour un groupe d’essai individuel;
V,i V
C est le C combiné minimal autorisé (C = 0,10 pour une résistance sur appui d’extrémité,
V,min V V,min
C = 0,08 pour une résistance sur appui intermédiaire);
V,min
J est le nombre total de groupes soumis à essai lors d’une évaluation par défaut.
d
5.3.4.2 La résistance caractéristique sur appui de chaque groupe soumis à essai, P , en kilonewtons,
B
doit être calculée de manière individuelle à l’aide de l’Équation (7):
PP=−KC××P (7)
Bi V,di
où
P est la résistance sur appui moyenne dans un groupe soumis à essai, en kilonewtons;
i
C est le C combiné pour le programme d’essai par défaut de 5.3.4.1;
V,d V
K est le facteur du cinquième percentile avec un niveau de confiance de 75 % pour une distri-
bution normale basée sur la taille de l’échantillon pour le groupe d’essai individuel en cours
d’analyse, n . Les valeurs de ce facteur sont données dans l’ASTM D2915 (K = 2,104 pour n = 10)
i i
1)
ou peuvent être spécifiées par une Norme internationale applicable .
5.3.4.3 La résistance caractéristique sur appui pour les longueurs d’appui et les hauteurs de poutre
entre les groupes soumis à essai peut être interpolée linéairement. Une extrapolation au-delà des limites
soumises à essai de longueur d’appui et de hauteur de poutre ne doit pas être autorisée.
5.3.5 Dispositions spécifiques pour l’analyse d’une évaluation basée sur la régression
5.3.5.1 Les ruptures par cisaillement peuvent être exclues des ensembles de données à condition que
la résistance caractéristique au cisaillement de la poutre en I soit évaluée à l’aide d’un programme d’essai
séparé et que les d
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