ISO 8969:2011
(Main)Timber structures — Testing of punched metal plate fasteners and joints
Timber structures — Testing of punched metal plate fasteners and joints
ISO 8969:2011 specifies test methods for determining the strength and stiffness of joints made with punched metal plate fasteners in load-bearing timber structures, as follows: load-slip characteristics and maximum load resulting from the lateral resistance of the embedded projections, at various angles between the direction of the applied force and the axis of the plate (load-plate angle, α), the direction of the grain of the timber (load-grain angle, θ); the tensile strength of the plate at various angles, α; the compression strength of the plate at various angles, α (optional test); the shear strength of the plate at various angles, α. ISO 8969:2011 is linked to ISO 6891, which gives general test requirements. In addition, a method for testing the nail root in alternate bending is specified in Annex A.
Structures en bois — Essai des connecteurs à plaque métallique emboutie et des assemblages
L'ISO 8969:2011 spécifie des méthodes d'essai pour déterminer les caractéristiques de résistance et de rigidité des assemblages réalisés avec des connecteurs à plaque métallique emboutie dans les structures en bois sous charge, comme suit: les caractéristiques de charge-glissement et la charge maximale résultant de la résistance latérale des dents embouties, à différents angles entre la direction de la force appliquée et l'axe de la plaque (angle charge-plaque, α), la direction des fibres du bois (angle charge-fibres, θ); la résistance à la traction de la plaque à différents angles, α; la résistance à la compression de la plaque à différents angles, α (essai facultatif); la résistance au cisaillement de la plaque à différents angles, α. L'ISO 8969 est liée à l'ISO 6891 qui indique les exigences générales d'essai. En complément, une méthode d'essai de la base des dents par flexion alternée est spécifiée dans une annexe.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8969
Second edition
2011-11-01
Timber structures — Testing of punched
metal plate fasteners and joints
Structures en bois — Essai des connecteurs à plaque métallique
emboutie et des assemblages
Reference number
ISO 8969:2011(E)
©
ISO 2011
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ISO 8969:2011(E)
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Published in Switzerland
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ISO 8969:2011(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Materials . 3
5.1 Timber . 3
5.2 Plates . 4
6 Test specimens . 4
6.1 General . 4
6.2 Tensile strength of the solid metal control specimens . 5
6.3 Load-slip characteristics of plate and timber . 6
6.4 Plate tensile strength . 8
6.5 Plate compression strength .10
6.6 Plate shear strength . 11
7 Test procedure .12
7.1 General .12
7.2 Loading .12
7.3 Maximum load .12
8 Test results .14
9 Test report .14
Annex A (normative) Test of nail root in alternate bending .16
Annex B (informative) Interpretation of plate shear strength results .17
Bibliography .21
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ISO 8969:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on 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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8969 was prepared by Technical Committee ISO/TC 165, Timber structures.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8969:1990), which has been technically revised.
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ISO 8969:2011(E)
Introduction
The first edition of this International Standard was based on the recommendations of the joint committee
RILEM/CIB 3TT (Working Commission W 18, Timber structures, of the International Council for Building
Research, Studies and Documentation, and Commission 3TT, Testing methods for timber, of the International
Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures respectively) published (in English
and French) in Materiaux et Constructions, Vol. 15, No. 88, 1982.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8969:2011(E)
Timber structures — Testing of punched metal plate fasteners
and joints
1 Scope
This International Standard specifies test methods for determining the strength and stiffness of joints made
with punched metal plate fasteners in load-bearing timber structures, as follows:
a) load-slip characteristics and maximum load resulting from the lateral resistance of the embedded
projections, at various angles between the direction of the applied force and
— the axis of the plate (load-plate angle, α),
— the direction of the grain of the timber (load-grain angle, θ);
b) the tensile strength of the plate at various angles, α;
c) the compression strength of the plate at various angles, α (optional test);
d) the shear strength of the plate at various angles, α.
This International Standard is linked to ISO 6891, which gives general test requirements.
In addition, a method for testing the nail root in alternate bending is specified in Annex A.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO 3130, Wood — Determination of moisture content for physical and mechanical tests
ISO 3131, Wood — Determination of density for physical and mechanical tests
ISO 6891, Timber structures — Joints made with mechanical fasteners — General principles for the determination
of strength and deformation characteristics
ISO 8970, Timber structures — Testing of joints made with mechanical fasteners — Requirements for wood
density
ASTM E8/E8M, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
punched metal plate fastener
fastener made of metal plate of thickness not less than 0,9 mm and not more than 2,5 mm, having integral
projections punched out in one direction and bent perpendicular to the plane of the plate, being used as a splice
plate to join two or more pieces of timber of the same thickness
NOTE For this purpose, the projections of the plate are fully embedded in the timber, using a press or roller, so that
the contact surface of the plate is flush with the surface of the timber.
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ISO 8969:2011(E)
3.2
major axis of plate
direction giving the highest tensile strength of the plate
NOTE In many cases the punching pattern of the plate gives rise to two main directions perpendicular to each other
with different strength properties.
3.3
keeper nails
nails driven through the metal plate fasteners, during assembly of joints, to hold its location on the timber
members before pressing
4 Symbols
The following symbols are used in this International Standard.
A cross-sectional area
gc
A average gross cross-sectional area
gp
F force, expressed in newtons
F ultimate compression strength
cc
F ultimate shear stress
sc
F ultimate shear strength
sp
F ultimate tensile strength
tc
L length of the plate in the direction parallel to the long dimension of the tooth slots, expressed in
p
millimetres
l length covered by plate at the interface of the two pieces of timber measured parallel to the timber
grain direction (see Figure 6), expressed in millimetres
l′
plate dimension parallel to the loading direction for test specimens used to develop lateral resistance
strength of metal connector plate teeth
P maximum compression load
cc
P maximum shear load
sp
P maximum tensile load
tc
R shear resistance effectiveness ratio
s
t minimum thickness
net
W width of the plate in the direction perpendicular to the long dimension of the tooth slots, expressed in
p
millimetres
α
angle between the direction of the applied force and the major axis of the plate [see Figure 1 c)]
θ
angle between the direction of the applied force and the direction of the grain of the timber
[see Figures 1 a) and b)]
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ISO 8969:2011(E)
a, c
θ
b
a) Tooth slot direction parallel to load
c
a, b
θ
b
b) Tooth slot direction perpendicular to load
a, b
α
b, c
c) Tooth slot direction at angle to load
a
Load direction.
b
Grain direction.
c
Tooth slot direction.
Figure 1 — Relationship between the loading direction and the major axis of the plate
or the timber grain direction
5 Materials
5.1 Timber
5.1.1 The timber shall be selected in accordance with ISO 8970.
5.1.2 For determination of the tensile strength, compression strength and shear strength of the plate, the
timber shall be sufficiently strong for failure to occur in the plate.
5.1.3 The timber shall have a thickness consistent with the timber being used in production.
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5.1.4 For each specimen, the two individual members being joined shall be cut from the same plank to ensure
a specimen of balanced density. In each group of similar specimens, the timber for each specimen shall be cut
from a different plank. The number of timber members selected shall be sufficient to fabricate a minimum of five
joints for each combination of plate type, plate/timber orientation, timber face width, species combination and
fabrication method tested.
5.1.5 Timber members for the specimens shall be cut so that the areas into which the fasteners are embedded
are free from knots, local grain disturbance, fissures (such as shakes, checks and splits) and wane. Elsewhere,
the members shall be free from major defects that can lead to premature failure in the timber.
5.1.6 If there are no special requirements, the timber shall be planed; the difference in thickness between
adjoining pieces shall not exceed 0,5 mm.
5.1.7 The moisture content of the timber shall be determined in accordance with ISO 3130, and its density in
accordance with ISO 3131.
5.1.8 The identity of the species shall, if necessary, be confirmed by botanical examination.
5.1.9 A minimum period of seven days shall elapse between assembly and testing of the test specimens to
allow for fibre relaxation.
5.2 Plates
5.2.1 The sizes of plate used for the various tests shall be selected from the range of sizes produced by
the plate manufacturer in such a way that the strength values for all sizes can be obtained by interpolation or
extrapolation when judged to be of adequate reliability. Appropriate regression shall be used and reported.
5.2.2 The mechanical properties (tensile strength, yield stress, elongation and hardness) of the test coil metal
shall meet the requirements for the specified structural grade of steel for plate manufacture.
5.2.3 The ductility of the fasteners at the nail root position shall be determined in accordance with Annex A.
5.2.4 The number of plates selected shall be sufficient to fabricate a minimum of five joints for each combination
of plate type, plate/timber orientation, timber face width, species combination and fabrication method tested.
5.2.5 If the plates are to be free of oil or any substance that can alter the plate performance in service, then
they shall be washed in solvent before they are used in the tests.
5.2.6 The metal plate fasteners shall be of sufficient length to induce failure in the plate metal, rather than
failure by tooth withdrawal. Where necessary, it shall be permitted to clamp the metal plates, or otherwise firmly
fasten them, a minimum of 50 mm from the joint to prevent withdrawal.
6 Test specimens
6.1 General
6.1.1 The specimens shall be assembled using the method (e.g. press or roller) normally used with the
particular fasteners in the commercial production of structural timber components.
Metal plate fasteners shall be embedded in clear wood of the timber members, and shall be installed so that the
teeth are fully embedded in the timber member and no gaps remain between the metal plate fastener and the
timber member. Over-pressing shall be avoided, so that the metal plate fasteners do not embed into the timber
member more than half the steel thickness.
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6.1.2 If keeper nails, or any supplemental fasteners, are used in normal production to locate fasteners during
assembly of the joints, and are not an integral part of the joint design method, such nails shall be omitted from
the test specimens or withdrawn prior to the test. Where keeper nails are an integral part of the joint design
method, are used in the manufacturing process and are intended for use in normal production of the joints, they
shall be installed in the test specimens in the same proportions and with the same distribution as those intended
for use in production.
6.1.3 Except as allowed in 6.3.1, the plates shall be embedded without removal of any teeth.
6.1.4 The test specimens shall be manufactured and tested with the timber at moisture content of 11 % or
greater for solid-sawn timber, and 7 % or greater for structural composite timber. For certain investigations, other
moisture conditions can be appropriate.
6.1.5 There shall be a sufficient number of test specimens to permit statistical treatment of the results.
In determining the number of test specimens for each type, consideration should be given to the variability of
the wood substrate materials (see ISO 8970). For plate strength (tension, compression and shear), a minimum
of three specimens of each type should be used, provided all achieve the same mode of failure as stated in
5.1.4 and 5.2.4. As tooth withdrawal can be expected to be a more variable property than steel strength, testing
of more than three specimens should be considered as per 6.3.3.
6.2 Tensile strength of the solid metal control specimens
6.2.1 Conduct ultimate tensile strength tests on the solid metal control specimens in accordance with
procedures in ASTM E8/E8M.
6.2.2 Metal connector plates selected for test specimen fabrication shall be typical of production. Test-coil
metal shall be sampled from the production inventories of the metal connector plate manufacturers that are
procured with a specified minimum yield or grade. Where such samples are found to exceed the specified
minimum yield by more than 48 MPa, the lateral resistance strength shall be multiplied by the adjustment factor,
R , to account for steel yield as given in Equation (1):
Y
(1,2G − 0,4)
R = (F /F ) ≤ 1,0 (1)
Y y,spec y,test
where
F is the specified minimum steel yield strength, expressed in MPa;
y,spec
F is the average measured steel yield strength of test plates, expressed in MPa;
y,test
G is the average measured specific gravity (oven-dry basis) of timber used in test joints.
Where the metal thickness of the test coil metal exceeds the minimum specified thickness by more than 5 %,
the lateral resistance strength shall be multiplied by the adjustment factor, R , to account for steel thickness as
T
given in Equation (2):
0,7
R = (t /t ) ≤ 1,0 (2)
T spec test
where
t is the specified minimum steel thickness, expressed in millimetres;
spec
t is the average measured steel thickness of the test plates, expressed in millimetres.
test
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ISO 8969:2011(E)
If both yield and thickness exceed the above specified limits, both adjustment factors R and R shall be
Y T
applied to the lateral resistance strength simultaneously.
6.3 Load-slip characteristics of plate and timber
6.3.1 The maximum load due to the lateral resistance of the plate projections and the load-slip characteristics
shall be determined using the test specimen assembled as shown in Figure 2.
a a
b
b
c
a) AA Orientation b) EA Orientation
a
a
c d d
c) AE Orientation d) EE Orientation
AA, EA, AE, EE are the designations for the orientation of the plates with respect to tooth holding, V .
LR
Key
l 125 mm min.
2
a
Tension.
b
Timber shall be the same width as the metal connector plates prior to assembly.
c
Timber-to-timber critical slip measurement.
d
Width EE or length AE (125 mm min.).
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l
2
l’ l’
l
2
l’ l’
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NORME ISO
INTERNATIONALE 8969
Deuxième édition
2011-11-01
Structures en bois — Essai des
connecteurs à plaque métallique
emboutie et des assemblages
Timber structures — Testing of punched metal plate fasteners and joints
Numéro de référence
ISO 8969:2011(F)
©
ISO 2011
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ISO 8969:2011(F)
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Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication 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 microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 8969:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 2
5 Matériaux . 3
5.1 Bois . 3
5.2 Plaques . 4
6 Éprouvettes . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Résistance à la traction des échantillons de contrôle du métal . 5
6.3 Caractéristiques charge-glissement de la plaque et du bois . 6
6.4 Résistance à la traction de la plaque . 9
6.5 Résistance à la compression de la plaque .10
6.6 Résistance au cisaillement de la plaque . 11
7 Mode opératoire d’essai .12
7.1 Généralités .12
7.2 Mise en charge .12
7.3 Charge maximale .12
8 Résultats d’essai .14
9 Rapport d’essai .14
Annexe A (normative) Essai de flexion alternée à la base des dents .17
Annexe B (informative) Interprétation des résultats de résistance au cisaillement de la plaque .18
Bibliographie .22
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ISO 8969:2011(F)
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. 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 appelée 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 8969 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 165, Structures en bois.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8969:1990), qui a fait l’objet d’une révision
technique.
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ISO 8969:2011(F)
Introduction
La première édition de la présente Norme internationale reposait sur les recommandations communes du
RILEM/CIB 3TT (Commission de travail W 18, Structures en bois, du Conseil international du bâtiment pour
la recherche, les études et la documentation, et Commission 3TT, Méthodes d’essai du bois, de l’Union
internationale des laboratoires d’essai et de recherche sur les matériaux et les constructions) publiées (en
anglais et en français) dans Matériaux et Constructions, Vol. 15, N° 88, 1982.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8969:2011(F)
Structures en bois — Essai des connecteurs à plaque
métallique emboutie et des assemblages
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d’essai pour déterminer les caractéristiques de
résistance et de rigidité des assemblages réalisés avec des connecteurs à plaque métallique emboutie dans
les structures en bois sous charge, comme suit:
a) les caractéristiques de charge-glissement et la charge maximale résultant de la résistance latérale des
dents embouties, à différents angles entre la direction de la force appliquée et
— l’axe de la plaque (angle charge-plaque, α),
— la direction des fibres du bois (angle charge-fibres, θ);
b) la résistance à la traction de la plaque à différents angles, α;
c) la résistance à la compression de la plaque à différents angles, α (essai facultatif);
d) la résistance au cisaillement de la plaque à différents angles, α.
La présente Norme internationale est liée à l’ISO 6891 qui indique les exigences générales d’essai.
En complément, une méthode d’essai de la base des dents par flexion alternée est spécifiée dans l’Annexe A.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants 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 3130, Bois — Détermination de l’humidité en vue des essais physiques et mécaniques
ISO 3131, Bois — Détermination de la masse volumique en vue des essais physiques et mécaniques
ISO 6891, Structures en bois — Assemblages réalisés avec des éléments mécaniques de fixation — Principes
généraux pour la détermination des caractéristiques de résistance et de déformation
ISO 8970, Structures en bois — Essai des assemblages réalisés par organes mécaniques — Exigences
concernant la masse volumique du bois
ASTM E8/E8M, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
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ISO 8969:2011(F)
3.1
connecteur à plaque métallique emboutie
connecteur constitué d’une plaque métallique d’une épaisseur d’au moins 0,9 mm et n’excédant pas 2,5 mm,
dont les dents intégrées sont embouties dans une seule direction et pliées perpendiculairement à la surface de
la plaque, utilisé comme élément de jonction pour assembler deux ou plus de deux pièces en bois de même
épaisseur
NOTE À cet effet, les dents de la plaque sont entièrement encastrées dans le bois à l’aide d’une presse ou d’un
rouleau-presseur de sorte que la surface de contact de la plaque soit de niveau avec la surface du bois.
3.2
axe principal de la plaque
direction dans laquelle la résistance à la traction de la plaque est maximale
NOTE Dans de nombreux cas, le mode de perforation de la plaque fait apparaître deux directions principales
perpendiculaires l’une à l’autre et ayant des propriétés de résistance différentes.
3.3
clous de retenue
clous enfoncés à travers les connecteurs métalliques pendant la constitution des assemblages, pour assurer
le positionnement sur les éléments de bois avant le pressage
4 Symboles
Les symboles suivants sont utilisés dans la présente Norme internationale.
A section transversale
gc
A surface brute de la section transversale moyenne
gp
F force, exprimée en newtons
F résistance ultime à la compression
cc
F résistance ultime théorique au cisaillement
sc
F résistance ultime au cisaillement
sp
F résistance ultime à la traction
tc
L longueur de la plaque dans la direction parallèle à la dimension longue de la fente de la dent, exprimée
p
en millimètres
l longueur couverte par la plaque au niveau de l’assemblage des deux pièces de bois, mesurée dans
la direction parallèle au sens des fibres du bois (voir Figure 6), exprimée en millimètres
l′ dimension de la plaque parallèle à la direction de mise en charge des éprouvettes, utilisée pour
renforcer la résistance mécanique latérale des dents de la plaque du connecteur métallique
P charge de compression maximale
cc
P contrainte de cisaillement maximale
sp
P charge de traction maximale
tc
R rapport d’efficacité de la résistance au cisaillement
s
t épaisseur minimale
net
W largeur de la plaque dans la direction perpendiculaire à la dimension longue de la fente de la dent,
p
exprimée en millimètres
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 8969:2011(F)
α angle formé par la direction de la force appliquée et l’axe principal de la plaque [voir Figure 1 c)]
θ angle formé par la direction de la force appliquée et la direction des fibres du bois [voir Figures 1 a)
et b)]
a, c
θ
b
a) Direction de la fente de la dent parallèle à la charge
c
a, b
θ
b
b) Direction de la fente de la dent perpendiculaire à la charge
a, b
α
b, c
c) Direction de la fente de la dent à l’angle de charge
a
Direction de la charge.
b
Direction des fibres.
c
Direction de la fente de la dent.
Figure 1 — Relation entre la direction de la charge et l’axe principal de la plaque
ou la direction des fibres du bois
5 Matériaux
5.1 Bois
5.1.1 Le bois doit être choisi conformément à l’ISO 8970.
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ISO 8969:2011(F)
5.1.2 Pour la détermination de la résistance à la traction, à la compression et au cisaillement de la plaque, le
bois doit être suffisamment résistant pour que la défaillance intervienne dans la plaque.
5.1.3 Le bois doit avoir une épaisseur compatible avec le bois à utiliser en production.
5.1.4 Pour chaque éprouvette, les deux éléments individuels à assembler doivent être découpés dans la
même planche pour assurer que l’éprouvette est équilibrée du point de vue de la masse volumique. Dans chaque
groupe d’éprouvettes similaires, le bois de chacune des éprouvettes doit provenir d’une planche différente. Le
nombre d’éléments de bois choisis doit être suffisant pour fabriquer au moins cinq assemblages pour chaque
combinaison de type de plaque, chaque orientation bois/plaque, chaque largeur de la surface de bois, chaque
combinaison d’essences et chaque méthode de fabrication soumise à essai.
5.1.5 Les éléments de bois destinés à la confection des éprouvettes doivent être découpés de sorte que les
emplacements auxquels sont encastrés les connecteurs soient dépourvus de nœud, de défaut local des fibres,
de fissure (telle que fentes, gerces, fentes traversantes) et de flache. Par ailleurs, ces éléments doivent être
exempts de défauts importants susceptibles d’entraîner une défaillance prématurée du bois.
5.1.6 En l’absence d’exigences particulières, le bois doit être raboté; la différence d’épaisseur entre des
éléments contigus ne doit pas être supérieure à 0,5 mm.
5.1.7 L’humidité du bois doit être déterminée conformément à l’ISO 3130 et sa masse volumique conformément
à l’ISO 3131.
5.1.8 L’essence de bois doit, si nécessaire, être confirmée lors d’une identification anatomique.
5.1.9 Il faut laisser s’écouler une période d’au moins sept jours entre l’assemblage et l’essai des éprouvettes
afin de permettre la relaxation des fibres.
5.2 Plaques
5.2.1 La dimension des plaques à utiliser pour les différents essais doit être choisie dans la gamme de
dimensions produite par le fabricant de plaques de sorte qu’il soit possible d’obtenir les valeurs de résistance
pour les différentes dimensions par interpolation ou extrapolation lorsque la fiabilité est jugée satisfaisante. Une
courbe de régression adaptée doit être utilisée et indiquée dans le rapport.
5.2.2 Les propriétés mécaniques (résistance à la traction, limite d’élasticité, allongement et dureté) du métal
de la bobine soumis à essai doivent être conformes aux exigences correspondant à la classe de résistance
spécifiée pour l’acier destiné à la fabrication des plaques.
5.2.3 La ductilité des connecteurs au niveau de la fixation à la base des dents doit être déterminée
conformément à l’Annexe A.
5.2.4 Le nombre de plaques choisies doit être suffisant pour fabriquer au moins cinq assemblages pour
chaque combinaison de type de plaque, orientation bois/plaque, largeur de la surface de bois, combinaison
d’essences et méthode de fabrication soumise à essai.
5.2.5 S’il est nécessaire que les plaques soient exemptes de graisse ou de toute autre substance pouvant
altérer leurs performances en service, alors les plaques doivent être nettoyées dans un solvant avant d’être
utilisées pour les essais.
5.2.6 Les connecteurs à plaque métallique doivent avoir une longueur suffisante pour entraîner une défaillance
de la plaque métallique, plutôt qu’une rupture par arrachement de la plaque. Lorsque cela est nécessaire, il doit
être permis d’agrafer les plaques métalliques ou de les fixer solidement à au moins 50 mm de l’assemblage
pour éviter tout retrait.
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6 Éprouvettes
6.1 Généralités
6.1.1 Les éprouvettes doivent être assemblées selon la méthode (par exemple presse ou rouleau-presseur)
utilisée habituellement avec ce type de connecteurs, dans la fabrication commerciale des composants de
structure en bois.
Les connecteurs à plaque métallique doivent être encastrés dans du bois sans nœud et doivent être mis en
place de sorte que les dents soient complètement encastrées dans l’élément en bois et qu’il ne subsiste pas
d’espace entre le connecteur métallique et l’élément en bois. Toute pression excessive doit être évitée de
façon que la profondeur de pénétration du connecteur à plaque métallique dans l’élément en bois ne soit pas
supérieure à la moitié de l’épaisseur de l’acier.
6.1.2 Si l’on utilise des clous de retenue ou des connecteurs supplémentaires au cours de la fabrication
habituelle pour positionner les connecteurs pendant la constitution des assemblages et que ces clous ne sont
pas employés dans la méthode d’assemblage théorique, ils ne doivent pas être mis en place sur les éprouvettes
ou doivent être retirés avant l’essai. Lorsque des clous de retenue sont employés dans la méthode d’assemblage
théorique, qu’ils sont utilisés dans le processus de fabrication et lorsqu’ils sont destinés à être utilisés dans le
cadre de la fabrication habituelle des assemblages, ils doivent être mis en place sur les éprouvettes dans les
mêmes proportions et selon la même répartition que ceux destinés à être utilisés dans la production.
6.1.3 À l’exception du cas autorisé en 6.3.1, les plaques doivent être encastrées sans qu’aucune dent ne soit
retirée.
6.1.4 Les éprouvettes doivent être fabriquées et soumises à essai avec du bois ayant une teneur en humidité
d’au moins 11 % pour le bois massif et d’au moins 7 % pour le bois composite structurel. Pour certaines études,
d’autres conditions d’humidité peuvent se révéler appropriées.
6.1.5 Le nombre d’éprouvettes doit être suffisant pour permettre un traitement statistique des résultats.
Lors de la détermination du nombre d’éprouvettes de chaque type, il convient de prendre en considération la
variabilité du matériau bois (voir l’ISO 8970). En ce qui concerne la résistance de la plaque (à la traction, à la
compression et au cisaillement), il convient d’utiliser au moins trois éprouvettes de chaque type, sous réserve
qu’elles produisent toutes le même type de rupture, comme indiqué en 5.1.4 et 5.2.4. Le retrait d’une dent étant
supposé constituer une caractéristique plus variable que la résistance de l’acier, il convient de prévoir des
essais sur plus de trois éprouvettes comme indiqué en 6.3.3.
6.2 Résistance à la traction des échantillons de contrôle du métal
6.2.1 Réaliser les essais pour déterminer la résistance ultime à la traction sur les échantillons de contrôle du
métal conformément aux modes opératoires de l’ASTM E8/E8M.
6.2.2 Les plaques des connecteurs à plaque métallique emboutie choisies pour la fabrication des éprouvettes
doivent être représentatives de la production. Le métal de la bobine soumis à essai doit être prélevé dans les
stocks de production des fabricants de plaques pour connecteurs métalliques qui sont fournis avec une limite
élastique minimale ou une classe spécifiée. Lorsque ces échantillons dépassent de plus de 48 MPa la limite
élastique minimale spécifiée, la résistance mécanique latérale doit être multipliée par le facteur de correction,
R , qui tient compte de la limite élastique de l’acier comme indiqué dans l’Équation (1):
Y
(1,2G−0,4)
R = (F /F ) ≤1,0 (1)
Y y,spec y,test
où
est la limite élastique minimale spécifiée de l’acier, exprimée en MPa;
F
y,spec
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F est la valeur mesurée moyenne de la limite élastique de l’acier constituant les plaques pour essai,
y,test
exprimé en MPa;
G est la valeur mesurée moyenne de la densité (base sèche à l’étuve) du bois utilisé dans les
assemblages pour essai.
Lorsque l’épaisseur du métal de la bobine dépasse de plus de 5 % l’épaisseur minimale spécifiée, la résistance
mécanique latérale doit être multipliée par le facteur de correction, R , qui tient compte de l’épaisseur de l’acier
T
comme indiqué dans l’Équation (2):
0,7
R = (t /t ) ≤1,0 (2)
T spec test
où
est l’épaisseur minimale spécifiée de l’acier, exprimée en millimètres;
t
spec
t est la valeur mesurée moyenne de l’épaisseur de l’acier constituant les plaques pour essai,
test
exprimée en millimètres.
Si, à la fois la limite élastique et l’épaisseur dépassent les limites spécifiées ci-dessus, les deux facteurs de
correction R et R doivent être appliqués simultanément à la résistance mécanique latérale.
Y T
6.3 Caractéristiques charge-glissement de la plaque et du bois
6.3.1 La charge maximale résultant de la résistance latérale des dents de la plaque et les caractéristiques
charge-glissement doivent être déterminées au moyen de l’éprouvette avec assemblage représentée à la
Figure 2.
a a
b
b
c
a) Orientation AA b) Orientation EA
Figure 2 (suite)
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l’ l’
l’ l’
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a
a
c
d d
c) Orientation AE d) Orientation EE
AA, EA, AE, EE sont les désignations correspondant aux diverses orientations des plaques par rapport à la position des
dents, V .
LR
Légende
l 125 mm min.
2
a
Traction.
b
L’élément de bois doit avoir la même largeur que les plaques des connecteurs à plaque métallique avant l’assemblage.
c
Mesurage du glissement critique bois-bois.
d
Largeur EE ou longueur AE (125 mm min.).
NOTE Les définitions des valeurs d’essai sont les suivantes:
V est la valeur d’essai obtenue pour les connecteurs à plaque métallique mis en charge parallèlement aux
LRAA
fibres du bois, l’axe de la plaque (fentes des dents) étant parallèle à la charge.
V est la valeur d’essai obtenue pour les connecteurs à plaque métallique mis en charge perpendiculairement
LRAE
aux fibres du bois, l’axe de la plaque (fentes des dents) étant parallèle à la charge.
V est la valeur d’essai obtenue pour les connecteurs à plaque métallique mis en charge parallèlement aux
LREA
fibres du bois, l’axe de la plaque (fentes des dents) étant perpendiculaire à la charge.
V est la valeur d’essai obtenue pour les connecteurs à plaque métallique mis en charge perpendiculairement
LREE
aux fibres du bois, l’axe de la plaque (fentes des dents) étant perpendiculaire à la charge.
Figure 2 — Montage de l’éprouvette
Pour les orientations AA et EA, la dimension de la plaque perpendiculaire aux fibres du bois ne doit pas être
inférieure à la largeur de l’élément en bois, de plus de 13 mm. Les dents situées sur les bords du bois et à
l’interface de l’élément dans la zone applicable doivent être meulées. La distance par rapport au bord doit être de
6 mm, le mesurage étant effectué perpendiculairement aux fibres du bois. La distance par rapport à l’extrémité
doit être de 13 mm, le mesurage étant effectué parallèlement aux fibres du bois et pour des assemblages
chargés parallèlement aux fibres (orientations AA et EA). D’autres valeurs que les valeurs normalisées de
6 mm et 13 mm doivent pouvoir être utilisées à condition d’être mentionnées dans le processus de conception.
Après l’assemblage, la longueur et la largeur de la plaque du connecteur doivent être mesurées à 0,1 mm près.
Dénombrer le nombre de dents de chaque côté de l’assemblage.
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l
2
l
2
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6.3.2 Conduire les essais sur les éprouvettes à une vitesse de déplacement constante de façon à atteindre
la charge ultime en au moins 1 min. Enregistrer la vitesse de mise en charge utilisée. Effectuer des relevés de
la charge appliquée au moins tous les 1 780 N et de la valeur du glissement correspondant indiqué par chaque
dispositif de mesure à chaque intervalle afin d’obtenir une courbe exacte charge-déformation. Effectuer au
moins trois relevés avant d’atteindre le glissement critique. Poursuivre l’essai jusqu’à obtention de la charge de
rupture ultime. La charge au glissement critique doit être déterminée par interpolation linéaire entre les points
de la courbe charge-déformation.
6.3.3 Soumettre à essai au moins cinq éprouvettes pour chacune des orientations plaque/bois indiquées
à la Figure 2. Pour l’orientation AE et EE, la déformation doit être mesurée comme illustré à la Figure 2 ou la
Figure 3.
6.3.4 La longueur des éléments de bois pour les éprouvettes doit être déterminée en fonction du type d’appareil
de fixation utilisé et être telle que les extrémités des mâchoires de la machine d’essai ne soient pas situées à
moins de 200 mm des extrémités des plaques. En aucun cas, l’appareil de fixation ne doit avoir d’incidence
sur le raccordement au niveau de l’assemblage ou du dispositif de mesure. Si nécessaire, les extrémités de
l’éprouvette peuvent être renforcées pour éviter toute rupture prématurée au niveau des mâchoires.
6.3.5 Les éprouvettes doivent être conçues pour produire le type de rupture voulu pour chaque essai. La
dimension de la plaque parallèle à la direction de mise en charge, l′, doit être la valeur maximale qui permette
d’obtenir invariablement une rupture des dents par retrait sans entraîner la rupture de la section du métal. La
dimension de la plaque perpendiculaire à la direction de mise en charge doit être conforme à 6.3.6 et 6.3.7.
a
1
2
3
Légende
1 indicateur de flèche
2 support de fixation
3 plaque de montage de l’indicateur de flèche fixée à l’élément en bois
l 125 mm min.
2
a
Traction.
Figure 3 — Montage d’éprouvette pour le mesurage du glissement du bois par rapport à la plaque
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l
2
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6.3.6 Les éprouvettes assemblées pour évaluer les connecteurs à plaque métallique perpendiculaire aux
fibres du bois de l’élément doivent être fabriquées en étirant la longueur du connecteur métallique de fixation, l ,
2
sur un minimum de 125 mm sur l’élément étant chargé parallèlement aux fibres. Pour obtenir le glissement
du bois par rapport à la plaque, mesurer le déplacement bois-bois comme représenté à la Figure 2, ou le
déplacement du bois par rapport à la plaque comme représenté à la Figure 3. Lors du mesurage du glissement
bois-bois, il est possible de coller la plaque sur l’élément étant chargé parallèlement aux fibres de façon à limiter
le plus possible le glissement de la plaque sur ce dernier.
6.3.7 Les plaques doivent être placées de façon à provoquer une rupture au niveau des dents encastrées
dans l’élément chargé perpendiculairement aux fibres du bois, c’est-à-dire dans l’élément transversal.
NOTE Ce mode de rupture se produit normalement lorsque l < l .
1 2
6.4 Résistance à la traction de la plaque
6.4.1 La résistance à la traction de la plaque doit être déterminée au moyen de l’éprouvette représentée à la
Figure 4.
1
2
a) Largeur du connecteur à plaque métallique perpendiculaire aux fibres des éléments de bois
Figure 4 (suite)
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2
1
b) Longueur du connecteur à plaque métallique perpendiculaire aux fibres des éléments de bois
Légende
1 longueur
2 largeur
Figure 4 — Orientation du connecteur à plaque métallique selon les fibres des éléments de bois
6.4.2 La longueur de la plaque et les dimensions de la section transversale du bois doivent être choisies sur
la base des résultats obtenus lors de l’essai effectué sur les éprouvettes décrites en 6.2 afin d’assurer qu’il se
produit une rupture dans la plaque.
6.4.2.1 Pour les essais réalisés dans le sens de la largeur du connecteur, au moins trois éprouvettes doivent
être assemblées. La plaque du connecteur métallique doit être encastrée dans les éléments en bois de sorte
que sa largeur soit perpendiculaire aux fibres du bois des éléments [voir Figure 4 a)].
NOTE Il est possible de fixer les plaques dans le bois, à une distance éloignée du point de rupture, avec d’autres
moyens tels que vis ou boulons.
6.4.2.2 Pour les essais réalisés dans le sens de la longueur du connecteur, au moins trois éprouvettes d’une
longueur correspondant à une plaque de connecteur doivent être assemblées. Le connecteur à plaque métallique
doit être encastré dans les éléments en bois de sorte que la longueur de la plaque soit perpendiculaire aux
fibres du bois de l’élément [voir Figure 4 b)].
6.4.3 La section transversale la plus faible au voisinage de l’axe médian de la plaque doit être située au-
dessus de l’espace qui sépare les éléments en bois de l’assemblage.
6.5 Résistance à la compression de la plaque
6.5.1 Les forces de compression sont généralement transmises directement d’un élément à l’autre, et non
pas à travers la plaque. L’essai de résistance à la compression de la plaque est facultatif sauf si la plaque est
prévue pour reprendre des efforts de compression.
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6.5.2 La résistance à la compression de la plaque doit être déterminée à l’aide de l’éprouvette représentée à
la Figure
...
Questions, Comments and Discussion
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