ISO/DIS 12215-9

Small craft -- Hull construction and scantlings

Petits navires -- Construction de coques et échantillonnage

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 12215-9
ISO/TC 188 Secretariat: SIS
Voting begins on: Voting terminates on:
2005-12-01 2006-05-01

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 9:
Sailing boats — Appendages and rig attachment
Petits navires — Construction de coques et échantillons —
Partie 9: Bateaux à voiles — Appendices et points d'attache du gréement
ICS 47.080
ISO/CEN PARALLEL ENQUIRY

The CEN Secretary-General has advised the ISO Secretary-General that this ISO/DIS covers a subject

of interest to European standardization. In accordance with the ISO-lead mode of collaboration as

defined in the Vienna Agreement, consultation on this ISO/DIS has the same effect for CEN

members as would a CEN enquiry on a draft European Standard. Should this draft be accepted, a

final draft, established on the basis of comments received, will be submitted to a parallel two-month FDIS

vote in ISO and formal vote in CEN.

To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee secretariat.

ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at publication

stage.

Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du

secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE

REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT

INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO

WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
© International Organization for Standardization, 2005
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ISO/DIS 12215-9
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ii ISO 2005 – All rights reserved
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ISO/DIS 12215-9
Contents Page

Foreword .............................................................................................................................................................v

Introduction........................................................................................................................................................vi

1 Scope......................................................................................................................................................1

2 Normative references............................................................................................................................1

3 Terms and definitions ...........................................................................................................................2

4 Symbols..................................................................................................................................................3

5 Design criteria........................................................................................................................................5

5.1 Design stresses.....................................................................................................................................5

5.2 Design stresses for typical bolts .........................................................................................................5

5.2.1 Stainless steel ISO bolts.......................................................................................................................6

5.2.2 Steel ISO bolts .......................................................................................................................................6

6 Load on appendages.............................................................................................................................7

6.1 General ...................................................................................................................................................7

6.2 Gravity and dynamic loads from ballast keel .....................................................................................7

6.2.1 Bending moment due to heel (see Figure 1)........................................................................................7

6.2.2 Maximum longitudinal allowable offset (see Figure 2).......................................................................8

6.2.3 Vertical docking or grounding load.....................................................................................................9

6.2.4 Longitudinal grounding........................................................................................................................9

6.3 Calculation of centreboards or daggerboards .................................................................................10

6.3.1 General.................................................................................................................................................10

6.3.2 Calculation speed for centre-boards.................................................................................................10

6.3.3 Design loads for boards fitted on capsize recoverable boats........................................................10

7 Ballast keels.........................................................................................................................................10

7.1 Ballast keel material design strength................................................................................................10

7.2 Strength of ballast keels.....................................................................................................................10

7.2.1 General case ........................................................................................................................................10

7.2.2 Ballast with a top flange (see Figure 4b)............................................................................................11

7.2.3 Lead ballast..........................................................................................................................................11

7.2.4 Solid and hollowed foil sections........................................................................................................12

8 Structural arrangement and strength in way of ballast keel...........................................................12

8.1 General .................................................................................................................................................12

8.2 Floors of equivalent stiffness ............................................................................................................12

8.3 Floors of non equivalent stiffness.....................................................................................................12

8.4 Resistance to keel heeling load .........................................................................................................13

8.5 Resistance to vertical docking or grounding load...........................................................................13

8.6 Resistance to longitudinal grounding...............................................................................................14

9 Analysis of bolted ballast keels .........................................................................................................15

9.1 Bolt diameter determination...............................................................................................................15

9.1.1 Constant bolt diameter.......................................................................................................................15

9.1.2 Different bolt diameter ........................................................................................................................16

9.1.3 Validity of the calculations .................................................................................................................16

9.1.4 Bolt final evaluation ............................................................................................................................16

9.2 Bearing pressure topics .....................................................................................................................17

9.3 Shell plating reinforcement close to ballast keel.............................................................................18

9.3.1 Shell plating around ballast keel .......................................................................................................18

9.3.2 Shell plating in way of ballast keel bolts...........................................................................................18

9.4 Minimum washer dimensions and hull thickness in way of washers............................................19

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ISO/DIS 12215-9

10 Strength of sailing boats rig attachments........................................................................................ 19

10.1 Preliminary.......................................................................................................................................... 19

10.2 General................................................................................................................................................. 20

10.3 Dimensioning righting/heeling moment........................................................................................... 20

10.3.1 Design heeling / righting moment for sailing monohulls ............................................................... 20

10.3.2 Design heeling/righting moment for sailing multihulls .................................................................. 21

10.4 Calculation for single mast................................................................................................................ 23

10.4.1 Mast compression / Shroud traction due to heeling moment........................................................ 23

10.4.2 Design and ultimate loads on rig element and chainplates ........................................................... 24

10.5 Distribution of heeling moment between several masts ................................................................ 28

11 Transmission of rig loads to the structure ...................................................................................... 28

12 Mast step............................................................................................................................................. 29

12.1 Deck stepped masts ........................................................................................................................... 29

12.1.1 Unstiffened plywood or cored bulkheads (see Figure 10a) ............................................................ 29

12.1.2 Mast pillars (see Figure 10b)............................................................................................................... 30

12.1.3 Mast bulkheads with a well-bracketed vertical stiffener in way of the mast ................................ 30

12.2 Keel stepped masts (see Figure 10c)................................................................................................. 31

12.3 Analysis by finite element method: .................................................................................................. 31

12.4 Simplified mast step scantling method:........................................................................................... 31

Annex A (normative) Information on metal and bolts .................................................................................. 33

A.1 Typical metal properties .................................................................................................................... 33

A.2 Bolt material choice............................................................................................................................ 34

A.2.1 Bolt material resistant to chemical corrosion ................................................................................. 34

A.2.2 Prevention of electrolytic and galvanic corrosion .......................................................................... 34

A.3 Bolt screwing and pre-stressing....................................................................................................... 34

Annex B (informative) Example of calculation of a chainplate and its connection................................... 36

B.1 Formulas.............................................................................................................................................. 36

B.2 Pre-calculated values for typical chainplates.................................................................................. 37

B.2.1 General................................................................................................................................................. 37

B.2.2 Lightened chainplates........................................................................................................................ 37

B.2.3 AISI 304 or 316 Stainless steel chainplates ..................................................................................... 37

B.2.4 Pre-calculated values for typical 5083 Aluminium..........................................................................38

B.3 Example of calculation of the junction between the chainplate and the structure ..................... 39

B.3.1 Example of bolted junction................................................................................................................ 39

B.3.2 Example of connection of a bracket with the hull........................................................................... 39

Annex C (informative) Section modulus of some typical shapes ............................................................... 40

C.1 Dimensions.......................................................................................................................................... 40

Annex D (informative) Worked examples....................................................................................................... 42

D.1 Keel bolts and floors .......................................................................................................................... 42

iv © ISO 2005 — All rights reserved
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ISO/DIS 12215-9
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.

International Standard ISO 12215 was prepared by Technical Committee ISO/TC 188, Small craft.

Beside this ninth part, ISO 12215 consists of

 Part 1: Materials - Thermosetting resins, glass fibre reinforcement, reference laminate

 Part 2: Materials - Core materials for sandwich construction, embedded materials

 Part 3: Materials - Steel, aluminium, wood, other materials
 Part 4: Workshop and manufacturing

 Part 5: Design pressures for monohulls, designs stresses, scantlings determination

 Part 6: Structural arrangements and details
 Part 7: Multihulls
 Part 8: Rudders

The development of ISO 12215 parts 1 to 9 owes a considerable debt to the energy and work of

Mr Fritz HARTZ who was involved at the start of the project and was the convener of TC 188 WG 18 until his

death on the 16th of November 2002. All the members of WG 18 and TC 188 wish to express their gratitude

for his major contribution to the production of this International Standard
© ISO 2005 — All rights reserved v
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ISO/DIS 12215-9
Introduction

The dimensioning according to this International Standard is regarded as reflecting current practice, provided

the craft is correctly handled in the sense of good seamanship and operated at a speed appropriate to the

prevailing sea state.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 12215-9
Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 9:
Sailing boats — Appendages and rig attachment
1 Scope

This part of ISO 12215 applies to the determination of the loads and scantlings of sailing craft appendages

and rig attachments on craft with a length of the hull (L ), according to ISO 8666, of up to 24 m.

It applies to

 Loads / scantlings of appendages, such as ballast keels, centre-boards, etc (Articles 6 to 9);

 Loads / scantlings of rig attachment such as chainplates, tie rods, mast pillars and mast step (Articles 10

to 12).

This part of ISO 12215 only covers the most common arrangements, other arrangements, including

transversally canting keels, are outside the scope of this part of ISO 12215, but the loads and safety factors

given in the present document may be used as a basis for engineering calculation.

NOTE 1 Canting keels may need higher safety factors since they are effectively operating in a “near knockdown”

condition for longer periods than is envisaged in 6.1.

In many cases this part of ISO 12215 shall be used in conjunction with Part 5 for pressure and scantlings

determination, Part 6 for details and Part 8 for rudders.

NOTE 2 Scantlings derived from this International Standard are primarily intended to apply to recreational craft,

including charter vessels.
2 Normative references

The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute

provisions of this part of ISO 12215. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of

these publications do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 12215 are

encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents

indicated below. For undated references, the latest edition of the normative document referred to applies.

Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.

ISO 8666, Small craft — Principal data.

ISO 3506-1, Mechanical properties of corrosion resistant stainless steel fasteners — Part 1 Bolts, screws and

studs.

ISO 898-1, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws

and studs

ISO 12215-3, Small craft —Part 3: Materials — Steel, aluminum, wood, other materials.

ISO 12217-2, Small craft —Stability and floatability — Assessment methods and categorization — Part 2

sailing craft with a hull length greater than 6 m.
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ISO/DIS 12215-9
3 Terms and definitions

For the purposes of this part of ISO 12215, the following terms and definitions apply.

3.1
design categories

sea and wind conditions for which a boat is assessed by this International Standard to be suitable, provided

the craft is correctly handled in the sense of good seamanship and operated at a speed appropriate to the

prevailing sea state
3.1.1
design category A ("ocean")

category of boats considered suitable to operate in seas with significant wave heights above 4 m and wind

speeds in excess of Beaufort Force 8, but excluding abnormal conditions, e.g. hurricanes

3.1.2
design category B ("offshore")

category of boats considered suitable to operate in seas with significant wave heights up to 4 m and winds of

Beaufort Force 8 or less
3.1.3
design category C ("inshore")

category of boats considered suitable to operate in seas with significant wave heights up to 2 m and a typical

steady wind force of Beaufort Force 6 or less
3.1.4
design category D ("sheltered waters")

category of boats considered suitable to operate in waters with significant wave heights up to and including

0,30 m with occasional waves of 0,5 m height, for example from passing vessels, and a typical steady wind

force of Beaufort 4 or less
3.2
loaded displacement mass
LDC

mass of the craft, including all appendages, when in the fully loaded ready for use condition as defined in

ISO 8666

NOTE This displacement includes all possible options like generator, air conditioning, etc.

3.3
sailing craft

boat for which the primary means of propulsion is by wind power, having a total profile area As, defined in

ISO 8666, expressed in m , of all sails that may be set at one time when sailing closed hauled (for the

2/3
headsails it is the area of the fore triangle) of As > 0,07(m )
LDC
The area of wing-mast its area is included in As.
3.4
design category factor for appendages and rig
DCA

factor correcting requirements according to design category, its values are according to Table 1

Table 1 — Values of design category factor for appendages and rig
Design Category A &B C & D
Value of k
1 0,75
DCA
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ISO/DIS 12215-9
4 Symbols

Unless specifically otherwise defined, the symbols shown in Table 2 are used in this part of ISO 1215.

Table 2 — Symbols, coefficients, parameters
NOTE Symbols, coefficient, parameters, are classed alphabetic order.
Reference/Article
Symbol Unit Designation/Meaning of symbol
concerned
m vertical distance from CG of keel to keel junction 6.2.1
m Sail area (mainsail + fore triangle) as defined in ISO 8666 10.3.2
m Horizontal distance from centerline to chainplate 10.4.1
m Beam between centers of buoyancy of catamarans 10.3.2
mm Beam of hull, as defined in ISO 8666 10.3.1
mm Distance between hinge gearing line and opposed bolt axis 9.1.1
mm i 9.1.1
i MAX
Maximal value of
b Maximal value of b
mm 9.2
Q max Q
m Vertical distance between top of keel and mid floor 6.2.1
d,d
mm N nominal diameter of bolt or of bolt n°i 8.1.4
mm Neck diameter of bolt N° i 8.1.2
neck
mm Required neck diameter of bolts 8.1.1
neck
N Load on rig, chainplate, mast step, hull connection 10.4.2.2
N Vertical force at ballast keel CG 6.2.3
QVd
F N Force or shear load 8.4, 8.5, 8.6
N Longitudinal force at bottom of ballast keel 6.2.4
QLd
N Design capsize recovery force at tip of the board 6.3.3
TIP
N Nominal mast compression/ chainplate traction due to heel 9.3.1
m Height of centroid of AS above loaded waterline 10.3.2
m Height of centroid of underwater surface below waterline 10.3.2
m Vertical distance between centbrd tip and hull connection 6.3.3
TIP
* Design category factor for appendages and rig attachment 3.4
DCA
* Coefficient on rig, chainplate, mast step, hull connection 10.4.2.2
* Speed correction factor for sailing craft 10.3.2
m Long. distance between furthermost and aftermost bolts 8.4
m Hull length of the craft according to ISO 8666 6.2.2
Bolts
m Hull length of the craft according to ISO 8666 6.2.4
mm Length of the top chord of the keel of top of flange 8.2
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ISO/DIS 12215-9
m Length of waterline in loaded condition 9.2.2
kg Loaded displacement mass (with all options) 3.2, 6.1.3
LDC
Nm Lifting board design moment 6.3.1
Nm Capsize recoverable boat centerboard design bending Mt 6.3.3
CRB
Nm Design heeling/righting moment 9.2.1
Nm Ballast keel design bending moment at keel junction 6.2.1
HQd
* Number of floors connected to the keel 8.6.1
* Min number of persons for boat recovery acc. to ISO 12217 6.3.3
mm Bolt screw pitch 8.1.4
Q kg Mass of the ballast keel 6.2.1
Nm Righting moment at 30° heel 9.2.1
M30
Mcrew NM Righting moment from the crew 9.2.1
cm3 Section modulus of ballast keel 7.2.1
m Maximum draft of the craft according to ISO 8666 6.2.4
knots Monohull centerboard design speed 6.2.21
MONO
knots Multihull centerboard design speed 6.2.21
MULTI
knots Apparent wind speed for calculation of multihulls 9.2.2
AWK
mm Width of protruding flange 7.2.2
mm Thickness of protruding flange 7.2.2
N/mm Tensile stress (ultimate, yield, design, bearing) 5.1.1
N/mm Shear stress (ultimate, design) 5.1.1
4 © ISO 2005 — All rights reserved
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ISO/DIS 12215-9
5 Design criteria
5.1 Design stresses

For direct stresses and combined stresses the values given in Table 3 shall be used.

Table 3 — Values of design stresses
Direct stresses Combined
VW  V 
Material stresses
d d db
min (0,5 V ; 0,9 V) 0,58 V 1,8 V
Ductile fracture metals V ² 3W ² dV
u y d d
Brittle fracture metals min (0,33 V ; 0,6 V) 0,58 V 1,8 V
V² 3W² dV
u y d d d
2 2
§ · § ·
V W
0,5V 0,5 W 1,8 V
Wood and FRP ¨ ¸ ¨ ¸  0,25
u u d
¨ ¸ ¨ ¸
V W
© u ¹ © u ¹

Steel, stainless steel, aluminium alloys, titanium alloys, copper alloys, lead antimony alloys, see Annex A

Grey Cast iron, see Annex A
where

V is the design tensile, compressive, and flexural strength (as relevant); (N/mm )

V is the ultimate tensile, compressive, and flexural strength (as relevant); (N/mm )

V is the yield tensile, compressive, and flexural strength (as relevant); (N/mm )

V is the design bearing strength; (N/mm )
W is the ultimate shear strength; (N/mm )
W is the design shear strength. (N/mm )

NOTE To be consistent with Parts 5 and 8 of ISO 12215, the design stresses are high. To take this fact into account,

the actual loads are raised, where relevant, by an adequate dynamic factor.

For typical stainless steel or carbon steel bolt material, the strength values may shall be taken from Tables 4

to 6 as relevant, unless documented specific bolts are used.

For other metals or custom made steel fasteners, the strength values of Annex A1 shall be taken, as relevant.

For wood and composites, the strength values of the relevant Annexes of ISO 12215-5 shall be used.

5.2 Design stresses for typical bolts

Bolts may be made from any suitable metal, like carbon steel and stainless steel, or non ferrous metals such

as Monel 400, etc. Stainless steel or carbon steel bolts are considered in the present article, because they are

the most popular material.

Bolt choice information and suggested tightening torque are given in Articles A2 and A3 of Annex A.

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ISO/DIS 12215-9
5.2.1 Stainless steel ISO bolts

NOTE Stainless steels are classed by ISO 3506 -1:1998 into four main categories, see Table 4.

Table 4 — Classification of ISO Stainless steel screws according to ISO 3506
ISO Material AISI Texture
A1 303 Austenitic
A2 304 Austenitic
A4 316 Austenitic
C1 to C4 400 serial Martensitic

If the steel has a low carbon content, the letter L is added after the ISO material.

Table 5 — Mechanical properties of ISO Stainless steel screws according to ISO 3506

ISO SS Bolts According to ISO 3506-1
Property Class
50 70 80
V 
N/mm 500 700 800
V 
N/mm 210 450 600
V 
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 12215-9
ISO/TC 188 Secrétariat: SIS
Début de vote: Vote clos le:
2005-12-01 2006-05-01

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Petits navires — Construction de coques et échantillons —
Partie 9:
Bateaux à voiles — Appendices et points d'attache du gréement
Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 9: Sailing boats — Appendages and rig attachment
ICS 47.080
ENQUÊTE PARALLÈLE ISO/CEN

Le Secrétaire général du CEN a informé le Secrétaire général de l'ISO que le présent ISO/DIS couvre un

sujet présentant un intérêt pour la normalisation européenne. Conformément au mode de

collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de Vienne, une consultation

sur cet ISO/DIS a la même portée pour les membres du CEN qu'une enquête au sein du CEN sur

un projet de Norme européenne. En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base

des observations reçues, sera soumis en parallèle à un vote de deux mois sur le FDIS au sein de l'ISO et

à un vote formel au sein du CEN.

Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du

secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee secretariat.

ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at publication

stage.

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.

OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET

COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE

CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA

RÉGLEMENTATION NATIONALE.
© Organisation internationale de normalisation, 2005
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ISO/DIS 12215-9
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Sauf autorisé par les lois en matière de droits d'auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce projet ISO ne

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ISO/DIS 12215-9
Sommaire Page

Avant-propos ......................................................................................................................................................v

Introduction........................................................................................................................................................vi

1 Domaine d'application..........................................................................................................................1

2 Références normatives.........................................................................................................................1

3 Termes et définitions ............................................................................................................................2

4 Symboles................................................................................................................................................3

5 Critères de conception..........................................................................................................................5

5.1 Contraintes de conception ...................................................................................................................5

5.2 Contraintes de conceptions pour les boulons courants...................................................................6

5.2.1 Boulons ISO en acier inoxydable ........................................................................................................6

5.2.2 Boulons ISO en acier ............................................................................................................................7

6 Charges sur les appendices.................................................................................................................7

6.1 Généralités.............................................................................................................................................7

6.2 Charges gravitationnelles et charges dynamiques provenant de la quille de lest ........................7

6.2.1 Moment de flexion dû à la gîte (voir la Figure 1)..................................................................................7

6.2.2 Déport longitudinal maximal admissible (Voir la Figure 2) ................................................................8

6.2.3 Charges verticales dues à l'échouement ou à l'échouage................................................................9

6.2.4 Échouage longitudinal..........................................................................................................................9

6.3 Calcul des dérives (pivotantes ou coulissantes) .............................................................................10

6.3.1 Généralités...........................................................................................................................................10

6.3.2 Vitesse de conception pour le calcul des dérives ...........................................................................10

6.3.3 Charges de conception pour les dérives installées sur les bateaux redressables après

chavirage..............................................................................................................................................10

7 Quilles de lest ......................................................................................................................................11

7.1 Contrainte de conception des quilles de lest...................................................................................11

7.2 Résistance des quilles de lest ...........................................................................................................11

7.2.1 Cas général..........................................................................................................................................11

7.2.2 Lest avec semelle supérieure (voir la Figure 4b) ...............................................................................11

7.2.3 Lest en plomb ......................................................................................................................................12

7.2.4 Profils pleins ou creux........................................................................................................................12

8 Dispositions structurelles et résistance au niveau de la quille de lest .........................................12

8.1 Généralités...........................................................................................................................................12

8.2 Varangues de rigidités équivalentes .................................................................................................12

8.3 Varangues de rigidités non équivalentes .........................................................................................13

8.4 Résistance aux charges provenant de la gîte de la quille...............................................................13

8.5 Résistance à un échouage ou un échouement vertical ..................................................................14

8.6 Résistance à l'échouage longitudinal ...............................................................................................14

9 Analyse des quilles de lest boulonnées ...........................................................................................16

9.1 Détermination du diamètre du boulon ..............................................................................................16

9.1.1 Boulons de même diamètre ...............................................................................................................16

9.1.2 Boulons de diamètres différents .......................................................................................................17

9.1.3 Validité des calculs.............................................................................................................................17

9.1.4 Détermination finale du boulon .........................................................................................................17

9.2 Éléments concernant la pression de contact...................................................................................18

9.3 Renforcement du bordé de fond au voisinage de la quille de lest.................................................19

9.3.1 Bordé de coque au niveau de la quille de lest..................................................................................19

9.3.2 Bordé de coque au niveau des boulons de quille............................................................................19

© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO/DIS 12215-9

9.4 Dimensions minimales des rondelles et épaisseur minimale de coque au droit des

rondelles ...............................................................................................................................................20

10 Résistance des points d’attache des bateaux à voiles....................................................................21

10.1 Préliminaire..........................................................................................................................................21

10.2 Généralités...........................................................................................................................................21

10.3 Moment de gîte / redressement dimensionnant...............................................................................22

10.3.1 Moment de gîte / redressement de conception pour les voiliers monocoques............................22

10.3.2 Moment de gîte / redressement de conception pour les voiliers multicoques .............................22

10.4 Calculs pour un seul mât ....................................................................................................................25

10.4.1 Compression du mât / Traction sur le hauban due au couple de gîte. ..........................................25

10.4.2 Charges de conception et charge de rupture sur les éléments de gréement et les

cadences...............................................................................................................................................26

10.5 Distribution du moment de gîte entre plusieurs mâts .....................................................................29

11 Transmission des charges du gréement à la structure...................................................................29

12 Pied de mât...........................................................................................................................................30

12.1 Mâts posés sur le pont........................................................................................................................30

12.1.1 Cloison en contreplaqué non raidi ou en sandwich (voir la Figure 10a).........................................30

12.1.2 Épontilles de mât (voir la Figure 10b)..................................................................................................31

12.1.3 Cloisons de mât avec un raidisseur muni de goussets au droit du mât. ......................................32

12.2 Mâts posés sur la quille (voir la Figure 10c) .....................................................................................32

12.3 Analyse par la méthode des éléments finis:.....................................................................................32

12.4 Méthode simplifiée d'échantillonnage du pied de mât ....................................................................32

Annexe A (normative) Informations sur les métaux et les boulons ............................................................34

A.1 Propriétés des métaux couramment utilisés ....................................................................................34

A.2 Choix du matériau des boulons .........................................................................................................35

A.2.1 Matériau de boulon résistant à la corrosion chimique ....................................................................35

A.2.2 Prévention de la corrosion électrolytique et galvanique.................................................................35

A.3 Serrage et pré serrage des boulons ..................................................................................................36

Annexe B (informative) Exemples de calcul des cadènes et de leur liaison ..............................................37

B.1 Formules...............................................................................................................................................37

B.2 Valeurs pré calculées pour des dimensions courantes de cadènes..............................................38

B.2.1 Généralités...........................................................................................................................................38

B.2.2 Cadènes allégées.................................................................................................................................38

B.2.3 Cadènes en acier inoxydable AISI 304 ou 316..................................................................................38

B.2.4 Cadènes en aluminium 5083...............................................................................................................39

B.3 Exemple de calcul de la liaison entre la cadène et la structure......................................................40

B.3.1 Exemple de liaison boulonnée ...........................................................................................................41

B.3.2 Exemple de liaison entre un gousset et la coque ............................................................................41

Annexe C (informative) Module d'inertie que quelques formes type...........................................................42

C.1 Dimensions...........................................................................................................................................42

Annexe D (informative) Exemples de calcul...................................................................................................44

D.1 Boulons de quille et varangues..........................................................................................................44

iv © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 12215-9
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 12215-9 a été élaborée par l’ISO/TC 188, Petits navires, en collaboration avec le CEN/TC SS T01,

Petits navires.

Cette deuxième/troisième/... édition annule et remplace la première/deuxième/... édition (), dont [l' (les)

article(s) / le(s) paragraphe(s) / le (les) tableau(x) / la (les) figure(s) / l' (les) annexe(s) a/ont] fait l'objet d'une

révision technique.

EN plus de la présente partie 9, l'ISO 12215 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général

Petits navires — Construction de la coque - Echantillonnage:

 Partie 1 : Matériaux – Résines thermodurcissables, renforcement de fibre de verre, stratifié de référence

 Partie 2 : Matériaux – Matériaux d’âme pour les constructions de type sandwich, matériaux enrobés

 Partie 3 : Matériaux – Acier, alliages d’aluminium, bois, autres matériaux
 Partie 4 : Atelier de construction et fabrication

 Partie 5 : Pressions de conception pour monocoques, contraintes de conception, détermination des

échantillonnages
 Partie 6 : Dispositions structurelles et détails de construction
 Partie 7 : Multicoques
 Partie 8 : Gouvernails

L’élaboration des parties 1 à 9 de l’ISO 12215 doit beaucoup à l’énergie et au travail de M. Fritz HARTZ qui

s’est investi au début du projet et a été l’animateur de l’ISO/TC 188/GT 18 jusqu’à son décès le

16 novembre 2002. Tous les membres du GT 18 et du TC 188 souhaitent exprimer leur gratitude pour sa

contribution déterminante à la production de la présente norme internationale.
© ISO 2005 – Tous droits réservés v
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ISO/DIS 12215-9
Introduction

Les dimensionnements conformes à la présente Norme Internationale sont considérés comme reflétant la

pratique courante, à condition que le bateau soit manœuvré correctement avec le " sens marin", et à une

vitesse appropriée à l'état de la mer rencontré.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 12215-9
Petits navires — Construction de coques et échantillons —
Partie 9:
Bateaux à voiles — Appendices et points d'attache du gréement
1 Domaine d'application

La présente partie de l'ISO 12215 s'applique pour la détermination des chargements et de l'échantillonnage

des appendices et des points d'attache du gréement pour des bateaux à voiles d'une longueur de coque (L ),

mesurée conformément à l'ISO 8666, est inférieure ou égale à 24 m.
Elle s'applique aux :

 chargements / échantillonnage des appendices tels que, quille de lestage, dérives, etc (Articles 6 à 9) ;

 chargements / échantillonnage des points d'attache du gréements tels que, cadènes, tirants, épontilles de

mât et pied de mât (Articles 10 à 12).

La présente partie de l'ISO 12215 s'applique uniquement aux dispositions les plus courantes, d'autres

dispositions, y compris les quilles basculables transversalement, sont en dehors du champ d'application de la

présente partie de l'ISO 12215, les facteurs de sécurité donnés dans le présent document peuvent cependant

être utilisés lors de calculs structurels.

NOTE 1 Les quilles basculables transversalement peuvent nécessiter l'usage de facteurs de sécurité plus importants,

car elles travaillent en fait dans des conditions proches de celles du "bateau couché" pendant des périodes de temps plus

longues que celles envisagées dans le 6.1

Dans de nombreux cas, la présente partie de l'ISO 12215 doit être utilisée conjointement avec la partie 5 pour

le calcul des pressions et la détermination de l'échantillonnage, la partie 6 pour les détails, et la partie 8 pour

les gouvernails.

NOTE 2 Les échantillonnages conformes à la présente Norme Internationale sont principalement destinés à

s'appliquer au bateaux de plaisance, y compris des bateaux de location ("Charter".).

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 (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 8666, Petits navires — Données principales.

ISO 3506-1, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier inoxydable résistant à la

corrosion — Partie 1 : Vis et goujons.

ISO 898-1, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié —

Partie 1 : Vis et goujons.

ISO 12215-3, Petits navires — Construction de coques et échantillons — Partie 3 : matériaux : aciers, alliages

d'aluminium, bois, autres matériaux.
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ISO/DIS 12215-9

ISO 12217-2, Petits navires — Évaluation et catégorisation de la stabilité et de la flottabilité — Partie 2 :

Bateaux à voiles d'une longueur de coque supérieure ou égale à 6 m.
3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 12215, les termes et définitions suivants s'appliquent.

3.1
catégories ce conception

conditions de mer et de vent auxquelles le bateau est considéré comme approprié par la présente Norme

Internationale, à condition que le bateau soit manœuvré avec sens marin et utilisé et à une vitesse appropriée

à l'état de la mer rencontré
3.1.1
catégorie de conception A ("En haute mer")

catégorie de bateaux considérés comme convenant pour une navigation sur des mers avec des hauteurs significatives de

vagues supérieures à 4 m et des vitesses de vent pouvant dépasser la Force 8, sur l'échelle de Beaufort, à l’exclusion

toutefois de conditions exceptionnelles, comme par exemple les ouragans
3.1.2
catégorie de conception B ("Au large des côtes")

catégorie de bateaux considérés comme convenant pour une navigation sur des mers où l'on rencontre des hauteurs

significatives de vagues inférieures ou égales à 4 m et des vitesses de vent inférieures ou égales à Force 8 Beaufort

3.1.3
catégorie de conception C (" A proximité des côtes")

catégorie de bateaux considérés comme convenant pour une navigation sur des mers où l'on rencontre des hauteurs

significatives de vagues inférieures ou égales à 2 m et des vitesses de vent inférieures ou égales à Force 6 Beaufort

3.1.4
catégorie de conception D (" En eaux abritées")

catégorie de bateaux considérés comme convenant pour une navigation sur des eaux où l'on rencontre des hauteurs

significatives de vagues inférieures ou égales à 0,30 m avec des vagues occasionnelles de 0,5 m, provenant par exemple

d'un bateau passant à proximité, et des vitesses de vent typiques stables inférieures ou égales à Force 4 Beaufort

3.2
masse de déplacement en charge
LDC

masse du bateau, y compris tous ses appendices, lorsqu'il est en conditions de charge maximale comme

définies dans l'ISO 8666

NOTE Ce déplacement comprend toutes les options possibles telles que générateur, système d'air conditionné, etc.

3.3
bateau à voiles

bateau dont le moyen principal de propulsion est la force du vent, et dont la surface totale de profil (As, telle

que définie dans l'ISO 8666), exprimée en m², de toutes les voiles pouvant être établies ensemble lorsque le

bateau est au près serré (pour les voiles d'avant il s'agit de la surface du triangle avant) est telle que

2/3
As > 0,07(m )
LDC
La surface des mats-aile est comprise dans As.
3.4
facteur de catégorie de conception pour les appendices et le gréement
DCA

facteur corrigeant les exigences en fonction de catégorie de conception, ses valeurs sont indiquées dans le

Tableau 1
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 12215-9

Tableau 1 — Valeurs du facteur de catégorie de conception k pour les appendices et le gréement

DCA
Catégorie de conception A &B C & D
Valeur de k
1 0,75
DCA
4 Symboles

Sauf définition spécifique contraire, les symboles indiqués dans le Tableau 2 sont utilisés dans la présente

partie de l'ISO 12215
Tableau 2 — Symboles, coefficients, et paramètres

NOTE Les symboles, coefficients, et paramètres sont classés par ordre alphabétique.

Référence/Article
Symbole Unité Désignation / signification d symbole
concerné
a m Distance verticale entre le CG de quille et la liaison de la quille 6.2.1
Surface de voilure (GV + triangle AV) comme définie dans
m 10.3.2
l'ISO 8666
b m Distance horizontale entre l'axe du bateau et la cadène 10.4.1
m Bau entre les centres de carène des coques d'un catamaran 10.3.2
B mm Bau de la coque, comme défini à l'ISO 8666 10.3.1
mm Distance entre la ligne d'appui et l'axe du boulon opposé 9.1.1
Valeur maximale de b
b mm 9.1.1
i MAX i
Valeur maximale de b
mm 9.2
Q max
Distance verticale entre le sommet de la quille et la mi-hauteur de
c m 6.2.1
la varangue
d,d
mm Diamètre nominal du boulon ou du boulon n°i 8.1.4
mm Diamètre à fond de filet du boulon N°i 8.1.2
neck
mm Diamètre à fond de filet de boulon requis 8.1.1
neck
Charge sur le gréement, la cadène, le pied de mat, la liaison avec
F N 10.4.2.2
la structure
N Force verticale au niveau du CG de la quille de lest 6.2.3
QVd
N Force ou effort tranchant 8.4, 8.5, 8.6
N Force longitudinale en bas de la quille de lest 6.2.4
QLd
F N Force de redressement de conception en bout de dérive 6.3.3
TIP
Compression nominale sur le mat/ traction sur la cadène due à la
N 9.3.1
gîte
Hauteur du centre de surface de AS au dessus de la flottaison en
h m 10.3.2
charge
« à suivre »
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ISO/DIS 12215-9
Tableau 2 — (suite)
Référence/Article
Symbole Unité Désignation / signification d symbole
concerné
Hauteur du centre de la surface immergée sous la flottaison en
m 10.3.2
charge
Distance verticale entre l’extrémité de la dérive et sa liaison avec
m 6.3.3
TIP
la coque
Facteur de catégorie de conception pour les appendices et les
* 3.4
DCA
attaches de gréement
Coefficient sur le gréement, la cadène, le pied de mat ou la liaison
* 10.4.2.2
avec la coque
* Facture de correction de vitesse pour les voiliers 10.3.2
m Largeur de la varangue 8.4
m Distance longitudinale entre les boulons les plus avant et arrière 6.2.2
Bolts
L m Longueur de coque selon l’ISO 8666 6.2.4
Longueur de la corde haute de la quille ou de la semelle
mm 8.2
supérieure
L m Longueur de la flottaison, bateau en charge 9.2.2
kg Déplacement en charge (avec toutes les options) 3.2, 6.1.3
LDC
Nm Moment de conception de derive relevable 6.3.1
Moment de flexion de conception pour les dérives de bateau
Nm 6.3.3
CRB
redressable près chavirage
Nm Moment de gîte / de redressement 9.2.1
Nm Moment de flexion de conception de quille à sa jonction 6.2.1
HQd
* Nombre de varangues liées à la quille 8.6.1
Nb min de personnes pour le redressement du bateau selon
* 6.3.3
l’ISO 12217
P mm Pas du filetage du boulon 8.1.4
Q kg Masse de la quille de lestage 6.2.1
Nm Moment de redressement à 30° de gîte 9.2.1
M30
NM Moment de redressement de l’équipage 9.2.1
M crew
cm3 Module d’inertie de la quille de lestage (SM en anglais) 7.2.1
T m Tirant d’eau maximum selon l’ISO 8666 6.2.4
noeuds Vitesse de conception de dérive pour un monocoque 6.2.21
MONO
noeuds Vitesse de conception de dérive pour un multicoque 6.2.21
...