Small craft — Hull construction and scantlings — Part 5: Design pressures for monohulls, design stresses, scantlings determination

This document defines the dimensions, design local pressures, mechanical properties and design stresses for the scantlings determination of monohull small craft with a hull length (LH) or a load line length (see NOTE 1) of up to 24 m. It considers all parts of the craft that are assumed to be watertight or weathertight when assessing stability, freeboard and buoyancy in accordance with ISO 12217. NOTE 1 The load line length is defined in the IMO "International Load Lines Convention 1966/2005", it can be larger than LH for craft with overhangs. This length also sets up at 24 m the lower limit of several IMO conventions. The main core of this document determines the local design pressures and stresses for monohulls and details the possible scantlings methods derived from these pressures and stresses, both for monohulls and multihulls (see NOTE 2). The assessment process requires, where relevant, the application of Annexes. This document is applicable to small craft, in intact condition, of the two following types: — recreational craft, including recreational charter vessels; — small commercial craft and workboats, see Clause 12 and Annex J. It is not applicable to racing craft designed only for professional racing. NOTE 2 Local pressures and stresses for multihulls are given in ISO 12215-7. This document is applicable to the structures supporting windows, portlights, hatches, deadlights, and doors. For the complete scantlings of the craft, this document is intended to be used with ISO 12215-8 for rudders, ISO 12215-9 for appendages and ISO 12215-10 for rig loads and rig attachments. This document covers small craft built from the following materials: — fibre-reinforced plastics, either in single skin or sandwich construction; — aluminium or steel alloys; — glued wood or plywood (single skin or sandwich), excluding traditional wood construction; — non-reinforced plastics for craft with a hull length less than 6 m (see Annex D). Throughout this document, unless otherwise specified, dimensions are in (m), areas in (m2), masses in (kg), forces in (N), moments in (N.m), pressures in kN/m2 (1 kN/m2 = 1 kPa), stresses and elastic modulus in N/mm2 (1 N/mm2 = 1 Mpa). Max(a;b;c) means that the required value is the maximum of a, b, and c; and min(d;e;f) means that the required value is the minimum of d, e, and f.

Petits navires — Construction de coques et échantillonnage — Partie 5: Pressions de conception pour monocoques, contraintes de conception, détermination de l'échantillonnage

Ce document définit les dimensions, les pressions de conception locales, les propriétés mécaniques et les contraintes de conception pour la détermination de l'échantillonnage des petits navires monocoques d'une longueur de coque (LH) ou d'une longueur de ligne de charge (voir la NOTE 1) jusqu'à 24 m. Il prend en compte toutes les parties du bateau considérées étanches à l'eau ou aux intempéries lors de l'évaluation de la stabilité, du franc-bord et de la flottabilité conformément à l'ISO 12217. NOTE 1 La longueur de la ligne de charge ou «longueur de référence» est définie dans la «Convention Internationale sur les lignes de charge 1966/2005» de l'OMI. Elle peut être supérieure à LH pour les bateaux comportant des élancements. Cette longueur établit également à 24 m la limite inférieure de plusieurs conventions de l'OMI. Le corps principal de ce document détermine les pressions locales et les contraintes de conception pour les monocoques et détaille les méthodes d'échantillonnage possibles dérivées de ces pressions et contraintes, aussi bien pour les monocoques que pour les multicoques (voir la NOTE 2). Le processus d'évaluation nécessite, le cas échéant, l'application d'Annexes. Ce document est applicable pour les petits navires à l'état intact des deux types suivants: — les bateaux de plaisance, y compris les bateaux de location avec équipage professionnel («Charter»); — les petits navires à usage commercial et bateaux de travail, voir l'Article 12 et l'Annexe J. Il n'est pas applicable aux bateaux de course conçus uniquement pour les courses professionnelles. NOTE 2 Les pressions et contraintes locales pour les multicoques sont données dans l'ISO 12215‑7. Ce document est applicable aux structures supportant les fenêtres, hublots, panneaux, tapes et portes. Pour l'échantillonnage complet du bateau, le présent document est prévu pour être utilisé avec l'ISO 12215‑8 pour les gouvernails, l'ISO 12215‑9 pour les appendices et l'ISO 12215‑10 pour les efforts du gréement et les points d'ancrage du gréement. Ce document couvre les petits navires construits dans les matériaux suivants: — plastiques renforcés en construction monolithique ou sandwich; — les alliages d'aluminium ou d'acier; — le bois moulé ou le contreplaqué (monolithique ou sandwich), en excluant la construction traditionnelle en bois; — les plastiques non renforcés pour les bateaux de moins de 6 m, (voir l'Annexe D). Dans tout le présent document et sauf spécification contraire, les dimensions sont en (m), le surfaces en (m2), les masses en (kg), les forces en (N), les moments en (Nm), les pressions en kN/m2 (1 kN/m2 = 1 kPa), les contraintes et modules d'élasticité en N/mm2 (1 N/mm2 = 1 Mpa). L'expression Max (a; b; c) signifie que la valeur maximale requise est le maximum de a, b, et c, et que Min (d; e; f) signifie le minimum de d, e, et f.

General Information

Status
Published
Publication Date
12-May-2019
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
13-May-2019
Completion Date
13-May-2019
Ref Project

RELATIONS

Buy Standard

Standard
ISO 12215-5:2019 - Small craft -- Hull construction and scantlings
English language
126 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 12215-5:2019 - Petits navires -- Construction de coques et échantillonnage
French language
134 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12215-5
Second edition
2019-05
Small craft — Hull construction and
scantlings —
Part 5:
Design pressures for monohulls,
design stresses, scantlings
determination
Petits navires — Construction de coques et échantillonnage —
Partie 5: Pressions de conception pour monocoques, contraintes de
conception, détermination de l'échantillonnage
Reference number
ISO 12215-5:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
Contents Page

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

Introduction ..............................................................................................................................................................................................................................vii

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

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

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

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 4

5 General ............................................................................................................................................................................................................................ 6

5.1 Materials ....................................................................................................................................................................................................... 6

5.2 Overall procedure for scantlings determination........................................................................................................ 6

6 Main dimensions, data and areas ........................................................................................................................................................ 7

6.1 Dimensions and data ......................................................................................................................................................................... 7

6.2 Areas ................................................................................................................................................................................................................ 7

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 7

7 Dimensions of panels and stiffeners ................................................................................................................................................ 9

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 9

7.2 Rectangular grid of panels and stiffeners .....................................................................................................................10

7.3 Non-rectangular panels ................................................................................................................................................................12

7.3.1 Trapezoidal or triangular panels ....................................................................................................................12

7.3.2 Other shapes .....................................................................................................................................................................13

7.4 Pressure on a panel or a stiffener ........................................................................................................................................14

8 Pressure adjusting factors .......................................................................................................................................................................15

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................15

8.2 Design category factor k .......................................................................................................................................................15

8.3 Dynamic load factor k ..........................................................................................................................................................15

DYN

8.4 Longitudinal pressure distribution factor k ............................................................................................................16

8.5 Area pressure reduction factor k ..................................................................................................................................17

8.6 Superstructures and deckhouse pressure reduction factor k ............................................................18

SUP

8.7 Pressure correcting factor k for slamming of light and stable sailing craft ..............................18

SLS

9 Design pressures ...............................................................................................................................................................................................19

9.1 Design pressure for motor craft ............................................................................................................................................19

9.2 Design pressure for sailing craft ...........................................................................................................................................21

9.3 Watertight bulkheads and integral tank boundaries design pressure ................................................22

9.3.1 General...................................................................................................................................................................................22

9.3.2 Integral tanks wash plates ....................................................................................................................................23

9.3.3 Collision bulkheads ....................................................................................................................................................23

9.3.4 Non-watertight or partial bulkheads ..........................................................................................................24

9.3.5 Centreboards of lifting keel wells ...................................................................................................................24

9.3.6 Transmission of pillar loads ................................................................................................................................24

9.3.7 Loads from outboard engines ............................................................................................................................24

10 Mechanical properties and design stresses ..........................................................................................................................24

10.1 Boat building quality factor k .............................................................................................................................................

BB 24

10.2 Assessment method factor k ............................................................................................................................................25

10.3 Design stresses according to material and calculation method ................................................................25

11 Methods for structural analysis and scantlings determination .......................................................................27

11.1 The six available methods ..........................................................................................................................................................27

11.2 Method 1: "Simplified" method .............................................................................................................................................27

11.3 Method 2: "Enhanced" method (ply by ply analysis) ..........................................................................................28

11.4 Method 3: "Developed" method for any laminate, including non-balanced laminates .........28

11.5 Method 4: "Direct test method" .............................................................................................................................................28

11.6 Method 5: "FEM" Finite Element Method .....................................................................................................................28

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)

11.6.1 General considerations ............................................................................................................................................28

11.6.2 General guidance for assessment by 3-D numerical procedures ........................................29

11.6.3 Boundary assumptions and load application ......................................................................................29

11.6.4 Model idealisation .......................................................................................................................................................29

11.7 Method 6: Alternative test: Drop test ...............................................................................................................................29

11.8 "Good practice" minimal thickness ....................................................................................................................................30

12 Craft for professional use: Commercial craft and workboats .............................................................................30

13 Owner's manual .................................................................................................................................................................................................30

13.1 General ........................................................................................................................................................................................................30

13.2 Normal mode of operation ........................................................................................................................................................30

13.3 Information to take care of sandwich plating ...........................................................................................................30

13.4 Information required by Annex J for commercial craft and workboats..............................................30

14 Application form ................................................................................................................................................................................................30

Annex A (normative) Application of methods of analysis 1 to 3 of Table 18 ...........................................................31

Annex B (normative) Mechanical properties and design stress of metals ................................................................58

Annex C (normative) FRP laminates properties and calculations ......................................................................................61

Annex D (normative) Drop test for craft <6 m .........................................................................................................................................73

Annex E (normative) Sandwich calculations .............................................................................................................................................76

Annex F (normative) Wood/plywood laminate properties and calculations .........................................................80

Annex G (normative) Geometric properties of stiffeners ............................................................................................................89

Annex H (normative) Laminate stack analysis for plating and stiffeners ..............................................................101

Annex I (informative) "Good practice " values for minimum thickness or dry fibre mass ...................116

Annex J (normative) Commercial craft and workboats — Additional requirements .................................118

Annex K (informative) Loads induced by outboard engines.................................................................................................121

Annex L (informative) Application form of ISO 12215-5 ..........................................................................................................123

Bibliography .........................................................................................................................................................................................................................125

iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 12215-5:2019(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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity

assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical

Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information

The committee responsible for this document is ISO/TC 188, Small craft.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 12215-5:2008, including its amendment

ISO 12215-5:2008/Amd 1:2014), which has been technically revised.

One of the main reasons to achieve this revision, after a decade implementing the first edition, was

to allow other scantlings calculation methods than those given in the 2008 edition, noting the huge

development of finite element analysis methods and software, and the trend already applied in ISO

12215-9 (keels and appendages) and ISO 12215-7 (multihulls).

Therefore, in this new edition, like in many other scantlings standards, the design pressure loads,

and the design stresses are given in the main body of the standard and, where needed, the scantlings

calculation methods are detailed in Annexes.
The main changes compared to the previous edition are as follows:

— clarification of the scope and of many definitions, dimensions, and assessment;

— definition of a theoretical hull/deck limit height Z in Table 3;
SDT
— renaming of n into k in Table 7;
GC DYN
— lowering of the values of k in the aft part of the craft in Table 8;

— deletion of k min, to better consider large panels, mainly sandwiches, in Table 9;

— improvement of the values of k in Table 10;
SUP

— modification of design pressures for motor and sailing craft in Tables 12 & 13;

— modification of design stresses introducing k and k factors in Tables 15 to 17;

BB AM

— incorporation of requirements for work boats in Table 2, Clause 12 and Annex J;

— possibility to use a wider range of assessment methods detailed in Table 18;
© ISO 2019 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
— move of the previous assessment method (now called "simplified") in Annex A;

— improvements/clarification of the simplified method (panel assessment, hard chined sections,

frameless sections, simple and double curvature, attached plating, requirements for core, etc.);

— development of Annex C for the determination of mechanical properties of composites;

— reminder in A.14 of the requirements of ISO 12215-9 on reinforcement of the hull in way of ballast

keel attachment;

— new Annex I only recommending minimum thickness for single skin and sandwich that are no longer

mandatory;

— new Annex J defining different types of commercial craft and workboats and their requirements;

— new Annex K defining loads induced by outboard engines;

— new Annex L proposing an application sheet of this document to explain how it has been used;

— for clarity, this edition generally uses tables to present formulas and requirements.

A list of all parts in the ISO 12215 series can be found in the ISO website.

NOTE The mechanical properties of ISO 12215-1 to -3 are largely superseded by the ones of this document.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
Introduction

The reason underlying the preparation of this document is that standards and recommended practices

for loads on the hull and the dimensioning of small craft differ considerably, thus limiting the general

worldwide acceptability of craft scantlings. This document has been set towards the minimal

requirements of the current practice.

The implementation of this document allows to achieve an overall structural strength that ensures the

watertight and weathertight integrity of the craft. This document is intended to be a tool to determine

the scantlings of a craft as per minimal requirements. It is not intended to be a structural design

procedure.

It is also emphasized that this document should only be used to check the main structural features

of a craft but should not be used as a scantlings guide. Users of this document should have practical

and theoretical experience in strength of materials and engineering, even if calculation software

are available. Many details can have a significant influence on the final stresses and strength of the

structure, ISO 12215-6 shows "established practice".

The scantlings requirements aim at providing adequate local strength. Serviceability issues such as

deflection under normal operating loads, global strength and its connected shell and deck stability

are not addressed in this document. The related criteria may need to be addressed by additional

considerations, as deemed necessary by the users of this document.

The mechanical property data supplied as default values make no explicit allowance for deterioration

in service nor provide any guarantee that these values can be obtained for any particular craft.

Considering the future development in technology and the boat types and small craft outside the scope

of this document, other methods than those described in this document exist, supported by appropriate

technology, that can be used provided that they lead to equivalent results.

The dimensioning according to this document 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.
© ISO 2019 – All rights reserved vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 12215-5:2019(E)
Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 5:
Design pressures for monohulls, design stresses, scantlings
determination
1 Scope

This document defines the dimensions, design local pressures, mechanical properties and design

stresses for the scantlings determination of monohull small craft with a hull length (L ) or a load line

length (see NOTE 1) of up to 24 m. It considers all parts of the craft that are assumed to be watertight or

weathertight when assessing stability, freeboard and buoyancy in accordance with ISO 12217.

NOTE 1 The load line length is defined in the IMO "International Load Lines Convention 1966/2005", it

can be larger than L for craft with overhangs. This length also sets up at 24 m the lower limit of several IMO

conventions.

The main core of this document determines the local design pressures and stresses for monohulls and

details the possible scantlings methods derived from these pressures and stresses, both for monohulls

and multihulls (see NOTE 2). The assessment process requires, where relevant, the application of

Annexes.

This document is applicable to small craft, in intact condition, of the two following types:

— recreational craft, including recreational charter vessels;
— small commercial craft and workboats, see Clause 12 and Annex J.
It is not applicable to racing craft designed only for professional racing.
NOTE 2 Local pressures and stresses for multihulls are given in ISO 12215-7.

This document is applicable to the structures supporting windows, portlights, hatches, deadlights,

and doors.

For the complete scantlings of the craft, this document is intended to be used with ISO 12215-8 for

rudders, ISO 12215-9 for appendages and ISO 12215-10 for rig loads and rig attachments.

This document covers small craft built from the following materials:
— fibre-reinforced plastics, either in single skin or sandwich construction;
— aluminium or steel alloys;

— glued wood or plywood (single skin or sandwich), excluding traditional wood construction;

— non-reinforced plastics for craft with a hull length less than 6 m (see Annex D).

Throughout this document, unless otherwise specified, dimensions are in (m), areas in (m ), masses

2 2

in (kg), forces in (N), moments in (N.m), pressures in kN/m (1 kN/m = 1 kPa), stresses and elastic

2 2

modulus in N/mm (1 N/mm = 1 Mpa). Max(a;b;c) means that the required value is the maximum of a,

b, and c; and min(d;e;f) means that the required value is the minimum of d, e, and f.

© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 8666:2016, Small craft — Principal data

ISO 12215-9:2012, Small craft — Hull construction and scantlings — Part 9: Sailing craft appendages

ISO 12217-1:2015, Small craft — Stability and buoyancy assessment and categorization — Part 1: Non-

sailing boats of hull length greater than or equal to 6 m

ISO 12217-2:2015, Small craft — Stability and buoyancy assessment and categorization — Part 2: Sailing

boats of hull length greater than or equal to 6 m

ISO 12217-3:2015, Small craft — Stability and buoyancy assessment and categorization — Part 3: Boats of

hull length less than 6 m
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
design categories

description of the sea and wind conditions for which a craft is assessed to be suitable

Note 1 to entry: The design categories are defined in ISO 12217 (all parts).

Note 2 to entry: The definitions of design categories are in line with the European Recreational Craft Directive

2013/53/EU.
3.2
loaded displacement
LDC

mass of water displaced by the craft, including all appendages, when in fully loaded ready for use

condition

Note 1 to entry: The fully loaded ready for use condition is further defined in ISO 8666.

3.3
sailing craft
craft for which the primary means of propulsion is wind power
Note 1 to entry: It is further defined in ISO 8666.

Note 2 to entry: In this document, non-sailing craft are considered as motor craft.

2 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
3.4
second moment of area
second moment

for a homogeneous material, sum of the component areas multiplied by the square of the distance

from centre of area of each component area to the neutral axis, plus the second moment of area of each

component area about an axis passing through its own centroid

Note 1 to entry: The second moment of area is also referred to in other documentation as the moment of inertia.

4 4
Note 2 to entry: It is expressed in mm or cm .
3.5
section modulus

for a homogeneous material, second moment of area divided by the distance to any point from the

3 3
neutral axis at which the bending stress is calculated, expressed in mm or cm

Note 1 to entry: The minimum section modulus is calculated to the furthest point from the neutral axis.

3.6
craft speed

for motor craft, maximum speed in calm water and in m condition that is declared by the

LDC
manufacturer, expressed in knots
3.7
displacement craft

craft whose maximum speed in flat water and m condition, declared by its manufacturer, is such

LDC
that VL<5
3.8
displacement mode

mode of running of a craft in the sea such that its mass is mainly supported by buoyancy forces

Note 1 to entry: This is the case where the actual speed in a seaway in m condition is such that its speed/

LDC
length ratio makes the craft behave as a displacement craft.
3.9
planing craft

craft whose maximum speed in flat water and in m condition, declared by its manufacturer, is

LDC
such that VL≥5

Note 1 to entry: This speed/length ratio limit has been arbitrarily set up in this document, but it may vary from

one craft to another according to hull shape and other parameters.
3.10
planing mode

mode of running of a craft in the sea such that its mass is significantly supported by forces coming from

dynamic lift due to speed in the water

Note 1 to entry: A planing craft in calm water runs in planing mode, but it may be obliged to significantly reduce

its speed when the sea gets worse, running in that case in displacement mode.
3.11
non-walking area

area of the working deck, cockpit or superstructures of a monohull at an inclination of more than 25°

to the horizontal in the longitudinal direction or more than 55° to the horizontal in the transverse

direction

Note 1 to entry: All other areas of the deck, cockpit bottom and superstructures are deemed walking areas.

© ISO 2019 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 12215-5:2019(E)
4 Symbols

Unless specified otherwise, the symbols shown in Table 1 are used in this document.

Table 1 — Data, factors, parameters
Symbol Unit Designation/meaning of symbol Ref/sub clause
Linear Dimensions of the craft , principal lengths and beams

B m Chine beam according to Figure 1, at 0,4 L from of its aft end Fig 1, Table 7

C WL
Maximum righting moment lever for light and stable sailing
GZ m Table 11
MAX<60
craft with all stability increasing devices active
L m Length of the hull 1
L m Length of waterline at rest, see Figure 2. Tables 3, 7, 8, 11, etc.
T m Max depth of canoe body, see Figure
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12215-5
Deuxième édition
2019-05
Petits navires — Construction de
coques et échantillonnage —
Partie 5:
Pressions de conception pour
monocoques, contraintes de
conception, détermination de
l'échantillonnage
Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 5: Design pressures for monohulls, design stresses, scantlings
determination
Numéro de référence
ISO 12215-5:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)
Sommaire Page

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

Introduction ..............................................................................................................................................................................................................................vii

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

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

4 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 4

5 Exigences générales .......................................................................................................................................................................................... 7

5.1 Matériaux ..................................................................................................................................................................................................... 7

5.2 Procédure générale de détermination de l’échantillonnage ........................................................................... 7

6 Dimensions principales, données et surfaces ........................................................................................................................ 8

6.1 Dimensions et données .................................................................................................................................................................... 8

6.2 Zones................................................................................................................................................................................................................ 8

6.2.1 Exigences générales ...................................................................................................................................................... 8

7 Dimensions des panneaux et raidisseurs ................................................................................................................................10

7.1 Dispositions générales ..................................................................................................................................................................10

7.2 Grille rectangulaire de panneaux et raidisseurs .....................................................................................................11

7.3 Panneaux non rectangulaires ..................................................................................................................................................13

7.3.1 Panneaux trapézoïdaux ou triangulaires .................................................................................................13

7.3.2 Autres formes ..................................................................................................................................................................14

7.4 Pression sur un panneau ou un raidisseur ..................................................................................................................15

8 Facteurs d’ajustement de pression .................................................................................................................................................16

8.1 Dispositions générales ..................................................................................................................................................................16

8.2 Facteur de catégorie de conception k ..........................................................................................................................

DC 16

8.3 Facteur de chargement dynamique k .......................................................................................................................

DYN 17

8.4 Facteur de distribution longitudinale de pression k ..........................................................................................

L 17

8.5 Facteur de réduction de pression selon la surface k .......................................................................................

AR 18

8.6 Facteur de réduction de pression pour les superstructures ou les roufs k ..............................

SUP 19

8.7 Facteur de correction de pression d’impact k pour les voiliers stables et légers ...............20

SLS

9 Pressions de conception ............................................................................................................................................................................21

9.1 Pression de conception pour les bateaux à moteur .............................................................................................21

9.2 Pression de conception pour les voiliers .......................................................................................................................23

9.3 Cloisons étanches et parois des réservoirs intégrés, pression de conception ..............................24

9.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................24

9.3.2 Cloisons antiroulis intégrées ..............................................................................................................................25

9.3.3 Cloisons d’abordage ...................................................................................................................................................26

9.3.4 Cloisons partielles ou non étanches .............................................................................................................26

9.3.5 Puits de dérive ou quille relevable ................................................................................................................26

9.3.6 Transmission des charges des épontilles ................................................................................................26

9.3.7 Charges provenant des moteurs hors-bord ...........................................................................................26

10 Propriétés mécaniques et contraintes de conception ................................................................................................26

10.1 Facteur de la qualité de la construction k ................................................................................................................

BB 26

10.2 Facteur de méthode d’évaluation k ..............................................................................................................................

AM 27

10.3 Contraintes de conception selon les matériaux et la méthode de calcul ...........................................28

11 Méthodes d’analyse structurelle et de détermination de l’échantillonnage ......................................29

11.1 Les six méthodes disponibles ......... .........................................................................................................................................29

11.2 Méthode 1: méthode «Simplifiée» .......................................................................................................................................30

11.3 Méthode 2: méthode «Améliorée» (analyse pli par pli) ...................................................................................31

11.4 Méthode 3: méthode «Développée» pour tous les stratifiés, y compris ceux qui ne

sont pas équilibrés ............................................................................................................................................................................31

11.5 Méthode 4 «méthode directe d’essai» .............................................................................................................................31

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)

11.6 Méthode 5 «FEM» Méthode par éléments finis .......................................................................................................32

11.6.1 Considérations générales ......................................................................................................................................32

11.6.2 Lignes directrices générales pour l’évaluation par des procédures

numériques 3-D .............................................................................................................................................................32

11.6.3 Conditions aux limites et application des charges...........................................................................32

11.6.4 Idéalisation du modèle ............................................................................................................................................32

11.7 Méthode 6: Essai alternatif: Essai de chute .................................................................................................................33

11.8 Épaisseur minimale de «Bonne pratique» ...................................................................................................................33

12 Bateaux à utilisation professionnelle: bateaux commerciaux et bateaux de travail ..................33

13 Manuel du propriétaire ..............................................................................................................................................................................33

13.1 Dispositions générales ..................................................................................................................................................................33

13.2 Mode de fonctionnement normal ........................................................................................................................................33

13.3 Informations pour prendre soin d’un bordé en sandwich .............................................................................33

13.4 Informations requises par l’Annexe J pour les bateaux à utilisation commerciale et

les bateaux de travail ......................................................................................................................................................................34

14 Formulaire d’application ..........................................................................................................................................................................34

Annexe A (normative) Application des méthodes d’analyse 1 à 3 du Tableau 18 ..............................................35

Annexe B (normative) Propriétés mécaniques des métaux ......................................................................................................65

Annexe C (normative) Propriétés mécaniques et calculs des stratifiés ........................................................................67

Annexe D (normative) Essai de chute pour un bateau < 6 m ....................................................................................................79

Annexe E (normative) Calculs pour le sandwich ...................................................................................................................................82

Annexe F (normative) Propriété et calculs pour le bois laminé et le contreplaqué ........................................86

Annexe G (normative) Propriétés géométriques des raidisseurs .......................................................................................96

Annexe H (normative) Analyse pli par pli du bordé et des raidisseurs ....................................................................108

Annexe I (informative) Valeurs de «Bonnes pratiques» pour l’épaisseur minimale ou la

masse de fibre sèche ..................................................................................................................................................................................124

Annexe J (normative) Bateaux à utilisation commerciale et bateaux de travail — Exigences

supplémentaires ............................................................................................................................................................................................126

Annexe K (informative) Charges induites par les moteurs hors-bord .......................................................................129

Annexe L (informative) Feuille d’application de l’ISO 12215-5 .........................................................................................131

Bibliographie .......................................................................................................................................................................................................................133

iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 12215-5:2019(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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à

l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes

de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso

.org/iso/fr/foreword .html.

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 188, Petits navires.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 12215-5:2008, y compris son

Amendement ISO 12215-5:2008/Amd 1:2014), qui a fait l’objet d’une révision technique.

L’une des principales raisons d’effectuer cette révision, après une décennie d’application de la première

édition, était de permettre l’utilisation de méthodes de calcul d’échantillonnage autres que celles

présentées dans l’édition 2008, en tenant compte du développement considérable des méthodes et

logiciels d’analyse par éléments finis, ainsi que de la tendance déjà appliquée dans l’ISO 12215-9 (quilles

et appendices) et l’ISO 12215-7 (multicoques).

Par conséquent, dans cette nouvelle édition, comme dans de nombreuses autres normes sur

l’échantillonnage, les charges de pression de calcul et les contraintes de conception figurent dans le

corps principal de la norme et, lorsque nécessaire, les méthodes de calcul de l’échantillonnage sont

détaillées dans des Annexes.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— clarification du domaine d’application et de nombreuses définitions, dimensions et évaluations;

— définition d’une hauteur limite théorique de la liaison pont/coque Z au Tableau 3;

STD
— changement du nom de n en k au Tableau 7;
GC DYN
— diminution des valeurs de k dans la partie arrière du bateau au Tableau 8;

— suppression du k min, afin de mieux prendre en compte les grands panneaux, principalement

réalisés en construction sandwich, au Tableau 9;
© ISO 2019 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)
— amélioration des valeurs de k au Tableau 10;
SUP

— modification des pressions de conception pour les bateaux à moteur et à voiles aux Tableaux 12 et 13;

— modification des contraintes de conception en introduisant les facteurs k et k dans les

BB AM
Tableaux 15 à 17;

— incorporation d’exigences pour les bateaux de travail au Tableau 2, l’Article 12 et l’Annexe J;

— possibilité d’utiliser une gamme plus grande de méthodes d’évaluation, détaillées au Tableau 18;

— déplacement de la méthode d’évaluation précédente (désormais appelée «simplifiée») dans

l’Annexe A;

— améliorations/clarification de la méthode simplifiée (évaluation des panneaux, sections à bouchains

vifs, sections sans raidisseur, simple et double courbure, bordé associé, exigences pour les âmes des

sandwichs, etc.);

— amélioration de l’Annexe C pour la détermination des propriétés mécaniques des composites, en

conservant la méthode «simplifiée» précédente;

— rappel au A.14 des exigences de l’ISO 12215-9 relatives au renfort de la coque au niveau de la fixation

de la quille de lest;

— nouvelle Annexe I qui ne donne que des recommandations pour les épaisseurs minimales de stratifié

monolithique ou des peaux de sandwich, qui ne sont plus obligatoires;

— nouvelle Annexe J qui définit différents types de bateaux à utilisation commerciale et de travail et

leurs exigences;
— nouvelle Annexe K qui définit les forces induites par les moteurs hors-bord;

— nouvelle Annexe L qui propose une feuille d’application du présent document afin d’expliquer

comment il a été utilisé;

— dans un but de clarté la présente édition fait largement appel à des tableaux pour présenter les

formules et les exigences.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 12215 se trouve sur le site Web de l’ISO.

NOTE Les propriétés mécaniques de l’ISO 12215-1 à −3 sont largement remplacées par celles du présent

document.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/members .html.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)
Introduction

La raison qui été à l’origine de la préparation du présent document est que les normes et les pratiques

recommandées de détermination des charges sur la coque et de dimensionnement des Petits Navires

diffèrent considérablement entre elles, limitant ainsi l’acceptabilité de l’échantillonnage des bateaux au

niveau mondial. Le présent document se situe dans la partie basse de la gamme des exigences de la

pratique courante.

L’application du présent document permet d’obtenir une résistance générale de la structure qui garantit

l’intégrité à l’eau et aux intempéries du bateau. Ce document a pour objectif de constituer un outil

d’évaluation de l’échantillonnage d’un bateau par rapport aux exigences minimales. Il n’est pas destiné à

constituer une procédure de conception de la structure.

Il est également souligné qu’il convient que le présent document soit uniquement utilisé pour vérifier

les principales caractéristiques structurelles d’un bateau, mais qu’il ne soit pas utilisé comme un

guide d’échantillonnage. Il convient que ce document ne soit utilisé que par des personnes ayant une

expérience pratique et théorique en matière de résistance des matériaux et d’ingénierie, même si des

logiciels de calcul sont disponibles. De nombreux détails peuvent avoir une influence significative sur

les contraintes finales et la résistance de la structure, l’ISO 12215-6 donne des détails de «pratique

établie».

Les exigences d’échantillonnage ont principalement pour objectif d’obtenir une résistance locale

adéquate. Les exigences de fonctionnement telles que la déformation sous les charges normales

de fonctionnement, la résistance globale et la stabilité de la coque et du pont qui y sont liées ne sont

pas prises en compte dans ce document. Les critères utilisés peuvent devoir être complétés par des

considérations supplémentaires jugées nécessaires par les utilisateurs du présent document.

Les propriétés mécaniques données comme valeurs par défaut n’incluent pas de marge spécifique

pour une détérioration provenant de l’utilisation et ne garantissent aucunement que ces valeurs soient

atteintes sur un type particulier de bateau. Compte tenu des évolutions futures de la technologie et

des types de bateau et de petits navires qui sont actuellement hors du domaine d’application de ce

document, il existe d’autres méthodes que celles décrites dans le présent document, s’appuyant sur

une technologie appropriée, et qui peuvent être utilisées à condition qu‘elles obtiennent des résultats

équivalents.

Les dimensionnements correspondant au présent document sont considérés comme reflétant la

pratique courante, à condition que le bateau soit manœuvré avec un bon sens marin et à une vitesse

appropriée à l’état de la mer rencontré.
© ISO 2019 – Tous droits réservés vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 12215-5:2019(F)
Petits navires — Construction de coques et
échantillonnage —
Partie 5:
Pressions de conception pour monocoques, contraintes de
conception, détermination de l'échantillonnage
1 Domaine d’application

Ce document définit les dimensions, les pressions de conception locales, les propriétés mécaniques et

les contraintes de conception pour la détermination de l’échantillonnage des petits navires monocoques

d’une longueur de coque (L ) ou d’une longueur de ligne de charge (voir la NOTE 1) jusqu’à 24 m. Il

prend en compte toutes les parties du bateau considérées étanches à l’eau ou aux intempéries lors de

l’évaluation de la stabilité, du franc-bord et de la flottabilité conformément à l’ISO 12217.

NOTE 1 La longueur de la ligne de charge ou «longueur de référence» est définie dans la «Convention

Internationale sur les lignes de charge 1966/2005» de l’OMI. Elle peut être supérieure à L pour les bateaux

comportant des élancements. Cette longueur établit également à 24 m la limite inférieure de plusieurs conventions

de l’OMI.

Le corps principal de ce document détermine les pressions locales et les contraintes de conception

pour les monocoques et détaille les méthodes d’échantillonnage possibles dérivées de ces pressions et

contraintes, aussi bien pour les monocoques que pour les multicoques (voir la NOTE 2). Le processus

d’évaluation nécessite, le cas échéant, l’application d’Annexes.

Ce document est applicable pour les petits navires à l’état intact des deux types suivants:

— les bateaux de plaisance, y compris les bateaux de location avec équipage professionnel («Charter»);

— les petits navires à usage commercial et bateaux de travail, voir l’Article 12 et l’Annexe J.

Il n’est pas applicable aux bateaux de course conçus uniquement pour les courses professionnelles.

NOTE 2 Les pressions et contraintes locales pour les multicoques sont données dans l’ISO 12215-7.

Ce document est applicable aux structures supportant les fenêtres, hublots, panneaux, tapes et portes.

Pour l’échantillonnage complet du bateau, le présent document est prévu pour être utilisé avec

l’ISO 12215-8 pour les gouvernails, l’ISO 12215-9 pour les appendices et l’ISO 12215-10 pour les efforts

du gréement et les points d’ancrage du gréement.
Ce document couvre les petits navires construits dans les matériaux suivants:
— plastiques renforcés en construction monolithique ou sandwich;
— les alliages d’aluminium ou d’acier;

— le bois moulé ou le contreplaqué (monolithique ou sandwich), en excluant la construction

traditionnelle en bois;

— les plastiques non renforcés pour les bateaux de moins de 6 m, (voir l’Annexe D).

Dans tout le présent document et sauf spécification contraire, les dimensions sont en (m), le surfaces

2 2

en (m ), les masses en (kg), les forces en (N), les moments en (Nm), les pressions en kN/m (1 kN/

2 2 2

m = 1 kPa), les contraintes et modules d’élasticité en N/mm (1 N/mm = 1 Mpa). L’expression Max

© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)

(a; b; c) signifie que la valeur maximale requise est le maximum de a, b, et c, et que Min (d; e; f) signifie

le minimum de d, e, et f.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 8666:2016, Petits navires — Données principales

ISO 12215-9:2012, Petits navires — Construction de coques et échantillonnage — Partie 9: Appendices des

bateaux à voiles

ISO 12217-1:2015, Petits navires — Évaluation et catégorisation de la stabilité et de la flottabilité —-

Partie 1: Bateaux à propulsion non vélique d'une longueur de coque supérieure ou égale à 6 m

ISO 12217-2:2015, 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

ISO 12217-3:2015, Petits navires — Évaluation et catégorisation de la stabilité et de la flottabilité — Partie

3: Bateaux d'une longueur de coque inférieure à 6 m
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

L’ISO et la IEC gèrent des bases de données terminologiques à utiliser pour la normalisation aux adresses

suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https: //www .iso .org/obp;

— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http: //www .electropedia .org/.
3.1
catégories de conception

description des conditions de mer et de vent auxquelles le bateau est considéré comme approprié

Note 1 à l'article: Les catégories de conception sont définies dans l’ISO 12217 (toutes les parties).

Note 2 à l'article: Les définitions des catégories de conception sont en ligne avec la directive européenne 2013/53/

UE sur les bateaux de plaisance.
3.2
déplacement en charge
LDC

masse d’eau déplacée par le bateau, y compris tous ses appendices, lorsqu’il est en conditions de charge

maximale prêt à l’emploi

Note 1 à l'article: La condition de charge maximale prêt à l’emploi est définie plus complètement dans l’ISO 8666

3.3
bateau à voiles
voiliers
bateau dont le moyen principal de propulsion est la force du vent
Note 1 à l'article: Cette définition est plus complète dans l’ISO 8666.

Note 2 à l'article: Dans le présent document les bateaux non-voiliers sont considérés comme des bateaux à moteur

2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 12215-5:2019(F)
3.4
second moment des aires
second moment

pour un matériau homogène, il s’agit de la somme des produits des aires de chaque élément multiplié

par le carré de la distance entre le centre de surface de chaque élément et l‘axe neutre, additionné du

second mome
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.