ISO 10803:1999
(Main)Design method for ductile iron pipes
Design method for ductile iron pipes
Méthode de calcul des tuyaux en fonte ductile
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10803
First edition
1999-12-01
Design method for ductile iron pipes
Méthode de calcul des tuyaux en fonte ductile
A
Reference number
ISO 10803:1999(E)
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ISO 10803:1999(E)
Contents
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Design procedure .2
5 Design for internal pressure.3
5.1 Design equation.3
5.2 Design safety factors.4
6 Design for external loads.4
6.1 Design equation.4
6.2 Loads applied to the pipe .5
6.2.1 Pressure from earth loads .5
6.2.2 Pressure from traffic loads .6
6.3 Soil-pipe interaction .6
6.4 Allowable pipe diametral deflection.7
Annex A (informative) Allowable pressures .9
Annex B (informative) Allowable depths of cover.10
(informative)
Annex C Trench types.30
Annex D (informative) Soil classification.31
© ISO 1999
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or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Printed in Switzerland
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© ISO
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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 3.
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 10803 was prepared by Technical Committee ISO/TC 5, Ferrous metal pipes and
metallic fittings, Subcommittee SC 2, Cast iron pipes, fittings and their joints.
Annexes A to D of this International Standard are for information only.
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INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 10803:1999(E)
Design method for ductile iron pipes
1 Scope
This International Standard covers the design of ductile iron pipes used for conveying water, sewage and other
fluids:
with or without internal pressure;
with or without earth and traffic loading.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard 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 ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 2531:1998, Ductile iron pipes, fittings, accessories and their joints for water or gas applications.
ISO 6708:1995, Pipework components — Definition and selection of DN (nominal size).
ISO 7186:1996, Ductile iron products for sewage applications.
ISO 7268:1983/Amd.1:1984, Pipe components — Definition of nominal pressure — AMENDMENT 1.
ISO 10802:1992, Ductile iron pipelines — Hydrostatic testing after installation.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the term and definition given in ISO 7268:1983/Amd.1:1984 and the
following apply.
3.1
allowable operating pressure
internal pressure, excluding surge, that a component can safely withstand in permanent service
3.2
allowable maximum operating pressure
maximum internal pressure, including surge, that a component can safely withstand in service
3.3
allowable test pressure
maximum internal hydrostatic pressure which can be applied on site to a component in a newly installed pipeline
NOTE This test pressure is different from the system test pressure, which is related to the design pressure of the pipeline
and is intended to ensure its integrity and leak tightness.
1
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3.4
embedment
arrangement and type(s) of material around a buried pipeline which contribute to its structural performance
See Figure 1.
3.5
bedding
lower part of the embedment, made of the lower bedding (if necessary) and the upper bedding
See Figure 1.
3.6
bedding reaction angle
conventional angle used in the calculation model to account for the actual soil pressure distribution at pipe invert
3.7
compaction
deliberate densification of soil during the installation process
3.8
standard Proctor density
degree of soil compaction, as defined in AASHTO T99 using a 2,5 kg rammer and a 305 mm drop
4 Design procedure
The pipe wall thickness shall provide adequate strength against the internal pressure of the fluid and against the
effects of external loads due to backfill and traffic.
Using the equations given in clauses 5 and 6, the design of buried pipes can be performed either by calculating the
pipe wall thickness from the expected internal pressure and external loads, or by determining for each available
pipe wall thickness class the allowable pressures and heights of cover; these are shown in annex A and annex B
respectively.
The design equations allow the calculation of the minimum pipe wall thickness t as the larger of t and t :
1 2
t to resist hoop stresses due to internal pressure (see clause 5);
1
t to limit the diametral deflection and bending stresses caused by external loads (see clause 6).
2
The required nominal pipe wall thickness is then determined by adding the casting tolerance specified in ISO 2531
to the minimum pipe wall thickness t; the appropriate standard thickness class can thus be selected.
This procedure is based on separate design for internal pressure and for external loads; this is due to the marginal
effect of the combination of stresses for ductile iron pipes which is amply covered by the high design safety factors
(see 5.2).
NOTE National standards and regulations may specify other design methods.
2
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Key
1 Surface
2 Main backfill
3 Initial backfill
4 Depth of cover
5 Side fill
6 Embedment
7 Upper bedding
8 Lower bedding
9 Bedding
Figure 1 — Trench diagram
5 Design for internal pressure
5.1 Design equation
pD(-t)SF
1
t =
1
2
R
m
where
t is the minimum pipe wall thickness to resist hoop stresses due to internal pressure, in millimetres;
1
p is the internal pressure, in megapascals (see 5.2);
D is the pipe external diameter as specified in ISO 2531, in millimetres;
R is the minimum ultimate tensile strength of the material, in megapascals (420 MPa according to ISO 2531);
m
SF is the design safety factor (see 5.2).
3
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5.2 Design safety factors
The minimum pipe wall thickness, t , shall be calculated with a design safety factor of 2,5 for the maximum
1
allowable operating pressure and a design safety factor of 3 for the allowable operating pressure.
NOTE This allows field testing of installed ductile iron pipelines in compliance with ISO 10802 by application of test
pressures up to the allowable test pressures shown in annex A.
6 Design for external loads
6.1 Design equation
Kq
x
D = 100
8SE+ 0,061 '
where
Dis the pipe diametral deflection, in percent of external diameter D;
K is a deflection coefficient depending on the bedding reaction angle;
x
q is the vertical pressure at pipe crown due to all external loads, in megapascals;
EI
S = is the pipe diametral stiffness, in megapascals (see ISO 2531 and ISO 7186);
3
(Dt-)
m
E' is the modulus of soil reaction, in megapascals;
E is the modulus of elasticity of the pipe wall material in megapascals (170 000 MPa for ductile iron);
3
t++0,,65 0 0005DN
()
2
I = is the second moment of area of the pipe per unit length, in millimetres to the
12
third power;
D is the pipe external diameter as specified in ISO 2531, in millimetres;
tt+
2
t = is the calculation thickness for the diametral stiffness of the pipe, in millimetres;
m
2
t is the minimum pipe wall thickness to limit the diametral deflection and bending stress caused by
2
external loads, in millimetres;
is the nominal pipe wall thickness (see 6.4, note 2), in millimetres.
t
NOTE This design equation is based on the Spangler model (see Figure 2) where the vertical pressure q acting downward:
is uniformly distributed at the pipe crown over a diameter;
is in equilibrium with a pressure, acting upward at the pipe invert, uniformly distributed over the bedding reaction angle 2a;
causes a pipe deflection which gives rise to an horizontal reaction pressure at pipe sides, parabolically distributed over an
angle of 100°.
4
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Key
1 q
2 0,01 'DE
q
3
sina
Figure 2 — Spangler model
6.2 Loads applied to the pipe
The total vertical pressure q acting at pipe crown is the sum of two pressures:
q = q + q
1 2
where
q is the pressure from earth loads;
1
q is the pressure from traffic loads.
2
NOTE The pressure from traffic loads q is greater than that from normal static loads applied to the ground surface;
2
however any abnormal surface loading may require special consideration.
6.2.1 Pressure from earth loads
The following equation shall be used to calculate from the weight of the earth prism immediately above the pipe:
q
1
q = 0,001 gH
1
where
q is the pressure at pipe crown, in megapascals;
1
gis the unit weight of the backfill, in kilonewtons per cubic metre;
H is the height of cover (distance from pipe crown to ground surface), in metres.
5
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3
In the absence of other data, the unit weight of the soil shall be taken equal to 20 kN/m , to cover the vast majority
of cases. However, if a preliminary geotechnical survey determines that the actual unit weight will be less than
3 3
20 kN/m , the actual value may be used for determining q ; or, if the actual value will be greater than 20 kN/m , the
1
actual value shall be used.
6.2.2 Pressure from traffic loads
The value of q shall be calculated in compliance with national and/or local applicable standards and regulations.
2
However, the following simplified formula may be used to calculate q as it covers most of the regulations and types
2
of traffic:
b
-4
q = 0,04 (1- 2·10 DN)
2
H
where
q is the pressure at pipe crown, in megapascals;
2
bis a traffic load factor;
H is the height of cover, in metres;
DN is the nominal size.
NOTE 1 This formula is not applicable when H < 0,3 m.
Three types of traffic loading shall be considered:
main roads, b = 1,5: this is the general case, except access roads;
access roads, b = 0,75: roads where truck traffic is prohibited;
rural areas, b = 0,5: all other cases.
NOTE 2 In certain countries, national regulations require the use of higher values for b.
All pipelines shall be designed for at least b = 0,5 and pipelines laid adjacent to roads shall be designed to withstand
the full road loading. Finally, for pipelines which may be exposed to particularly high traffic loading, a factor b of 2 or
more may be adopted.
NOTE 3 For pipelines under railroads or airports or subjected to heavy construction traffic, special requirements will apply.
6.3 Soil-pipe interaction
The bedding reaction angle depends on the installation conditions (bedding, sidefill compaction) and on the pipe
diametral deflection (especially for large sizes).
The modulus of soil reaction E' of the sidefill depends upon the type of soil used for the embedment and upon the
trench type (see annex C). In the absence of applicable standards or other data, the values of E' indicated in
Table 1 may be used at the design stage for five typical trench types and for six soil groups (see annex D for the
classification of soils).
NOTE 1 These data are valid for pipes laid under embankments as well as in trenches.
NOTE 2 A preliminary geotechnical survey will allow classification of the soil and proper selection of E' values.
NOTE 3 E' values given in Table 1 apply when trench shoring is left in place or removed in such a way as to allow
compaction of sidefill against the native trench wall; otherwise, reduced E' values will apply.
6
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NOTE 4 In very poor ground, it may be necessary to use a soil stabilisation matting to prevent migration of the embedment
with resultant loss of soil reaction modulus E'.
Table 1 — Modulus of soil reaction E'
Trench type 1 2 345
Placement of Dumped Very light Light Medium High
embedment compaction compaction compaction compaction
Standard Proctor
a
> 75 > 80 > 85 > 90
density of sidefill
Bedding reaction angle
30° 45° 60° 90° 150°
(2a)
K 0,108 0,105 0,102 0,096 0,085
x
E' (MPa)
Soil Group A 4 4 5 7 10
Soil Group B 2,5 2,5 3,5 5 7
Soil Group C 1 1,5 2 3 5
Soil Group D 0,5 1 1,5 2,5 3,5
b b bbb
Soil Group E
b b bbb
Soil Group F
a
Depending on the type of soil and its moisture content, a standard proctor density of 70 % to 80 % will
normally be achieved by simply dumping the soil in the trench.
b
Use an E’ value of 0 unless it can be ensured that a higher value will be achieved consistently.
6.4 Allowable pipe diametral deflection
The allowable pipe diametral deflection D is indicated in Table 2 for the most frequently used pipes. These
max
values provide sufficient safety against yield bending strength of the pipe wall, lining deformation, joint leaktightness,
and hydraulic capacity of the pipe. However, national standards and/or the manufacturer’s catalogues may
introduce more stringent limitations, e.g. 3 % for cement mortar linings.
NOTE 1 For each DN, the allowable pipe diametral deflection, D, is the lowest of the three following limits:
max
a) D = 5 %;
1
b) D which provides a safety factor of 2 against irreversible damage of the lining:
2
for cement mortar linings (DN ˜ DN 300):
DN-300
, with a maximum of 4 %;D = 3 +
2
500
for flexible linings:
D = 2D, with a maximum of 10 %;
2 3
c) D which provides a safety factor of 1,5 against the yield bending strength of the ductile iron pipe wall
3
RDt ()-f
D = 100
3
Et
SF⋅⋅⋅DF
where
is the yield bending strength of the pipe wall material ( = 500 MPa for ductile iron);
R R
f f
is the pipe external diameter as specified in ISO 2531 and ISO 7186, in millimetres;
D
7
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t is the nominal pipe wall thickness, in millimetres;
SF is the safety factor (=1,5);
E is the modulus of elasticity of the pipe wall material (E = 170 000 MPa for ductile iron);
DF is the deformation factor which depends mainly on the pipe diametral stiffness (for ductile iron pipes,
DF = 3,5).
NOTE 2 The nominal pipe wall thickness, , is as specified in ISO 2531 for pipes complying with ISO 2531. For pipes
t
complying with ISO 7186, is equal to the minimum pipe wall thickness given in ISO 7186 plus the manufacturing tolerance
t
(1,3 + 0,001 DN, in millimetres).
Table 2 — Allowable pipe diametral deflection
D (%)
max
DN Pipes complying with ISO 7186 Pipes complying with ISO 2531
K9 K10
Cement-mortar a Cement-mortar a Cement-mortar a
Flexible lining Flexible lining Flexible lining
lining Lining lining
40 — — 0,45 0,45 0,45 0,45
50 — — 0,55 0,55 0,55 0,55
60 — — 0,65 0,65 0,65 0,65
65 — — 0,70 0,70 0,70 0,70
80 — — 0,85 0,85 0,85 0,85
100 1,65 1,65 1,05 1,05 1,05 1,05
125 2,00 2,00 1,30 1,30 1,20 1,20
150 2,30 2,30 1,55 1,55 1,40 1,40
200 2,70 2,70 1,90 1,90 1,70 1,70
250 2,95 2,95 2,20 2,20 2,00 2,00
300 3,00 3,20 2,50 2,50 2,25 2,25
350 3,10 3,50 2,70 2,70 2,45 2,45
400 3,20 3,75 2,90 2,90 2,60 2,60
450 3,30 3,95 3,05 3,05 2,75 2,75
500 3,40 4,20 3,25 3,25 2,90 2,90
600 3,60 4,55 3,55 3,55 3,20 3,20
700 3,80 4,25 3,75 3,75 3,40 3,40
800 4,00 4,50 4,00 4,00 3,55 3,55
900 4,00 4,65 4,00 4,15 3,75 3,75
1 000 4,00 4,85 4,00 4,30 3,85 3,85
1 100 4,00 4,45 4,00 4,45 4,00 4,00
1 200 4,00 4,55 4,00 4,55 4,00 4,10
1 400 4,00 4,75 4,00 4,75 4,00 4,25
1 500 4,00 4,80 4,00 4,80 4,00 4,35
1 600 4,00 4,90 4,00 4,90 4,00 4,40
1 800 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,50
2 000 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,60
2 200 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,70
2 400 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,75
2 600 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,85
a
Flexible linings are those linings which can withstand without cracking a pipe diametral deflection of two times
D.
max
8
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Annex A
(informative)
Allowable pressures
Table A.1 indicates the allowable pressures of K9 and K10 spigot and socket pipes complying with ISO 2531,
derived from the equation and data of clause 5.
NOTE Other limitations may prevent the full range of these pressures being used in an installed pipeline, such as some
specific types of joints, the type and design of the anchorage system, other pipeline components (tees, valves, flanges, etc.).
Table A.1 — Allowable pressures
Pressures in bars
K9 K10
Maximum Maximum
DN
Allowable Allowable
Allowable test Allowable test
allowable allowable
operating operating
pressure pressure
operating operating
pressure pressure
pressure pressure
40 64 77 96 64 77 96
50 64 77 96 64 77 96
60 64 77 96 64 77 96
65 64 77 96 64 77 96
80 64 77 96 64 77 96
100 64 77 96 64 77 96
125 64 77 96 64 77 96
150 64 77 96 64 77 96
200 62 74 79 64 77 96
250 54 65 70 61 73 78
300 49 59 64 56 67 72
350 45 54 59 51 61 66
400 42 51 56 48 58 63
450 40 48 53 45 54 59
500 38 46 51 44 53 58
600 36 43 48 41 49 54
700 34 41 46 38 46 51
800 32 38 43 36 43 48
900 31 37 42 35 42 47
1 000 30 36 41 34 41 46
1 100 29 35 40 32 38 43
1 200 28 34 39 32 38 43
1 400 28 33 38 31 37 42
1 500 27 32 37 30 36 41
1 600 27 32 37 30 36 41
1 800 26 31 36 30 36 41
2 000 26 31 36 29 35 40
2 200 26 31 36 29 35 40
2 400 25 30 35 29 34 39
2 600 25 30 35 28 34 39
NOTE 1 bar = 100 kPa
9
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Annex B
(informative)
Allowable depths of cover
B.1 General
The Tables B.1 to B.3 show the allowable depths of cover calculated from the equations and data of clause 6,
assuming three different values for b, six soil groups and five different trench types.
NOTE The E' value of 0 has been taken for soil groups E and F; this is a limit case which may occur in soils of very poor
load-bearing capacity and/or in uncompacted, very cohesive soils.
10
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B.2 Allowable depths of cover for pipes according to ISO 7186, cement-mortar lining
See Table B.1.
NOTE For depths of cover less than 0,8 m, further consideration may be necessary.
Table B.1 — Allowable depths of cover for pipes according to ISO 7186, cement-mortar lining
Allowable depth of cover
DN Soil
m
group
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
Type 1 trench Type 2 trench Type 3 trench Type 4 trench Type 5 trench
100 A 20,5/20,5/20,4 21,1/21,1/21,0 22,2/22,2/22,2 24,7/24,7/24,6 29,7/29,7/29,6
B 19,8/19,8/19,7 20,4/20,4/20,3 21,5/21,5/21,4 23,6/23,6/23,6 27,9/27,9/27,8
C 19,1/19,1/19,0 19,9/19,9/19,8 20,7/20,7/20,7 22,6/22,6/22,5 26,7/26,7/26,6
D 18,9/18,9/18,8 19,7/19,7/19,6 20,5/20,5/20,4 22,3/22,3/22,2 25,8/25,8/25,7
E/F 18,7/18,6/18,6 19,2/19,2/19,1 19,8/19,7/19,7 21,0/21,0/20,9 23,7/23,7/23,7
125 A 14,3/14,3/14,2 14,8/14,7/14,6 15,8/15,8/15,7 18,1/18,0/17,9 22,6/22,5/22,5
B 13,5/13,4/13,3 13,9/13,8/13,7 14,9/14,8/14,8 16,8/16,7/16,7 20,4/20,4/20,3
C 12,6/12,6/12,5 13,3/13,3/13,1 14,0/13,9/13,8 15,5/15,5/15,4 19,0/18,9/18,9
D 12,3/12,3/12,2 13,0/13,0/12,8 13,7/13,7/13,5 15,2/15,2/15,1 17,9/17,9/17,8
E/F 12,1/12,0/11,9 12,4/12,4/12,3 12,8/12,8/12,6 13,6/13,6/13,4 15,4/15,3/15,3
150 A 11,6/11,6/11,5 12,0/11,9/11,8 13,0/13,0/12,9 15,3/15,3/15,2 19,8/19,8/19,7
B 10,7/10,6/10,5 11,0/10,9/10,8 12,0/11,9/11,8 13,8/13,8/13,7 17,3/17,3/17,2
C 9,7/9,6/9,4 10,3/10,2/10,1 10,9/10,9/10,8 12,4/12,3/12,2 15,7/15,6/15,5
D 9,3/9,3/9,1 9,9/9,9/9,8 10,6/10,5/10,4 12,0/12,0/11,8 14,4/14,4/14,3
E/F 9,0/8,9/8,8 9,3/9,2/9,0 9,6/9,5/9,3 10,2/10,1/10,0 11,5/11,5/11,3
200 A 10,1/10,1/9,9 10,4/10,3/10,2 11,5/11,5/11,3 14,0/13,9/13,8 18,7/18,7/18,6
B 8,9/8,9/8,7 9,2/9,2/9,0 10,3/10,3/10,1 12,3/12,2/12,1 15,8/15,8/15,7
C 7,8/7,7/7,5 8,4/8,4/8,2 9,1/9,0/8,8 10,5/10,5/10,3 13,9/13,8/13,7
D 7,4/7,3/7,1 8,0/8,0/7,8 8,7/8,6/8,4 10,1/10,1/9,9 12,4/12,4/12,3
E/F 7,0/6,9/6,7 7,2/7,2/6,9 7,4/7,4/7,2 7,9/7,9/7,7 9,0/8,9/8,8
11
---------------------- Page: 14 ----------------------
© ISO
ISO 10803:1999(E)
Table B.1 (continued)
Allowable depth of cover
DN Soil
m
group
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
Type 1 trench Type 2 trench Type 3 trench Type 4 trench Type 5 trench
250 A 9,6/9,5/9,3 9,9/9,8/9,7 11,1/11,0/10,9 13,6/13,6/13,5 18,6/18,6/18,5
B 8,3/8,3/8,1 8,6/8,5/8,3 9,7/9,7/9,5 11,8/11,7/11,6 15,4/15,4/15,3
C 7,1/7,0/6,7 7,7/7,6/7,4 8,4/8,3/8,1 9,9/9,8/9,7 13,3/13,3/13,2
D 6,6/6,6/6,3 7,3/7,2/6,9 7,9/7,9/7,7 9,4/9,3/9,2 11,7/11,7/11,5
E/F 6,2/6,1/5,8 6,4/6,3/6,0 6,6/6,5/6,3 7,0/6,9/6,7 8,0/7,9/7,7
300 A 8,5/8,4/8,3 8,8/8,7/8,5 9,9/9,9/9,7 12,5/12,4/12,3 17,3/17,3/17,2
B 7,2/7,1/6,9 7,4/7,3/7,1 8,6/8,5/8,3 10,6/10,5/10,4 14,1/14,1/14,0
C 5,9/5,8/5,5 6,5/6,5/6,2 7,2/7,1/6,9 8,6/8,6/8,4 11,9/11,9/11,8
D 5,5/5,4/5,1 6,1/6,0/5,7 6,8/6,7/6,4 8,2/8,1/7,9 10,3/10,3/10,1
E/F 5,0/4,9/4,6 5,2/5,1/4,8 5,3/5,3/4,9 5,7/5,6/5,3 6,5/6,4/6,2
350 A 7,7/7,6/7,4 7,9/7,9/7,7 9,1/9,1/8,9 11,7/11,6/11,5 16,6/16,5/16,4
B 6,3/6,3/6,0 6,6/6,5/6,2 7,7/7,6/7,4 9,7/9,6/9,5 13,2/13,2/13,1
C 5,0/4,9/4,6 5,6/5,5/5,2 6,3/6,2/5,9 7,7/7,6/7,4 11,0/10,9/10,8
D 4,6/4,4/4,0 5,2/5,1/4,7 5,8/5,7/5,4 7,2/7,1/6,9 9,3/9,3/9,1
E/F 4,1/3,9/3,5 4,2/4,1/3,7 4,4/4,2/3,8 4,7/4,5/4,2 5,3/5,2/4,9
400 A 7,0/7,0/6,7 7,3/7,2/6,9 8,4/8,4/8,2 11,0/11,0/10,8 15,9/15,9/15,8
B 5,6/5,6/5,3 5,8/5,7/5,4 7,0/6,9/6,7 9,0/8,9/8,7 12,5/12,4/12,3
C 4,2/4,1/3,7 4,8/4,8/4,4 5,5/5,4/5,1 6,9/6,8/6,6 10,2/10,1/10,0
D b 4,4/4,2/3,8 5,0/4,9/4,6 6,4/6,3/6,1 8,4/8,4/8,2
3,7/3,6/3,1
E/F c c b b 4,3/4,2/3,7
3,2/3,1/ 3,4/3,2/ 3,5/3,3/2,7 3,7/3,6/3,1
450 A 6,8/6,7/6,5 7,0/6,9/6,7 8,2/8,1/7,9 10,8/10,8/10,7 15,8/15,8/15,7
B 5,3/5,3/4,9 5,5/5,4/5,1 6,7/6,6/6,4 8,7/8,7/8,5 12,3/12,2/12,1
C b 4,5/4,4/4,0 5,2/5,1/4,8 6,6/6,5/6,3 9,9/9,8/9,7
3,9/3,7/3,2
D c 4,0/3,8/3,4 4,7/4,5/4,2 6,1/6,0/5,7 8,1/8,0/7,8
3,4/3,2/
E/F c c c c b
2,8/2,6/ 2,9/2,7/ 3,1/2,9/ 3,3/3,1/ 3,8/3,7/3,2
12
---------------------- Page: 15 ----------------------
© ISO
ISO 10803:1999(E)
Table B.1 (continued)
Allowable depth of cover
DN Soil
m
group
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
Type 1 trench Type 2 trench Type 3 trench Type 4 trench Type 5 trench
500 A 6,4/6,4/6,1 6,7/6,6/6,3 7,9/7,8/7,6 10,6/10,5/10,4 15,7/15,6/15,5
B 5,0/4,9/4,5 5,1/5,0/4,7 6,3/6,3/6,0 8,4/8,3/8,1 12,0/11,9/11,8
C b 4,1/3,9/3,5 4,8/4,7/4,3 6,2/6,1/5,8 9,5/9,5/9,3
3,4/3,3/2,7
D c b 4,2/4,1/3,7 5,6/5,6/5,3 7,7/7,6/7,4
2,9/2,7/ 3,6/3,4/2,9
E/F c c c c c
2,3/2,1/ 2,4/2,2/ 2,5/2,3/ 2,7/2,6/ 3,2/3,0/
600 A 6,3/6,2/5,9 6,4/6,3/6,1 7,7/7,7/7,4 10,5/10,5/10,3 15,8/15,8/15,7
B 4,7/4,6/4,2 4,8/4,7/4,4 6,1/6,0/5,7 8,2/8,2/8,0 11,9/11,9/11,8
C c b 4,4/4,3/3,9 5,9/5,8/5,5 9,3/9,3/9,1
3,0/2,8/ 3,7/3,6/3,1
D c c b 5,3/5,2/4,9 7,3/7,3/7,1
2,4/2,2/ 3,2/2,9/ 3,8/3,7/3,2
E/F c c b c c c c
1,8/ / 1,9/1,5 / 2,0/1,7/ 2,2/1,9/ 2,6/2,4/
700 A 7,4/7,3/7,1 7,6/7,6/7,4 9,0/9,0/8,8 12,0/12,0/11,9 17,7/17,7/17,6
B 5,8/5,7/5,4 5,9/5,9/5,6 7,3/7,2/7,0 9,6/9,5/9,4 13,6/13,6/13,5
C 4,1/4,0/3,6 4,8/4,7/4,4 5,5/5,5/5,2 7,2/7,1/6,9 10,8/10,8/10,7
D b 4,2/4,1/3,7 5,0/4,9/4,5 6,5/6,5/6,2 8,8/8,8/8,6
3,5/3,4/2,8
E/F c c c b 3,9/3,7/3,3
2,9/2,7/ 3,1/2,8/ 3,2/3,0/ 3,4/3,2/2,7
800 A 7,3/7,3/7,1 7,6/7,5/7,3 9,0/8,9/8,8 12,1/12,1/12,0 18,1/18,0/18,0
B 5,6/5,5/5,3 5,8/5,7/5,4 7,2/7,1/6,9 9,6/9,5/9,4 13,7/13,7/13,6
C 3,8/3,7/3,3 4,6/4,5/4,1 5,3/5,3/5,0 7,0/6,9/6,7 10,8/10,8/10,7
D b 4,0/3,8/3,4 4,7/4,6/4,3 6,3/6,3/6,0 8,7/8,6/8,5
3,2/3,1/2,5
E/F c c c c b
2,6/2,4/ 2,7/2,5/ 2,8/2,6/ 3,0/2,8/ 3,5/3,3/2,8
900 A 7,0/7,0/6,8 7,2/7,2/7,0 8,7/8,6/8,5 11,8/11,7/11,6 17,6/17,6/17,5
B 5,3/5,2/4,9 5,4/5,4/5,1 6,8/6,8/6,6 9,2/9,2/9,0 13,3/13,3/13,2
C b 4,3/4,1/3,7 5,0/4,9/4,6 6,6/6,6/6,3 10,4/10,4/10,3
3,5/3,3/2,9
D c 3,6/3,5/3,0 4,4/4,3/3,9 6,0/5,9/5,7 8,3/8,2/8,0
2,9/2,7/
E/F c c c c c
2,2/2,0/ 2,3/2,1/ 2,4/2,2/ 2,6/2,4/ 3,1/2,9/
13
---------------------- Page: 16 ----------------------
© ISO
ISO 10803:1999(E)
Table B.1 (continued)
Allowable depth of cover
DN Soil
m
group
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
Type 1 trench Type 2 trench Type 3 trench Type 4 trench Type 5 trench
1 000 A 6,8/6,7/6,5 7,0/6,9/6,7 8,4/8,3/8,2 11,5/11,5/11,3 17,3/17,3/17,2
B 5,0/4,9/4,7 5,2/5,1/4,8 6,6/6,5/6,3 8,9/8,9/8,8 13,0/13,0/12,9
C b 4,0/3,8/3,5 4,7/4,7/4,3 6,3/6,3/6,1 10,1/10,1/10,0
3,2/3,1/2,6
D c b 4,1/4,0/3,6 5,7/5,6/5,4 7,9/7,9/7,7
2,6/2,4/ 3,4/3,2/2,7
E/F c c c c c
1,9/1,6/ 2,0/1,7/ 2,1/1,8/ 2,3/2,1/ 2,7/2,5/
1 100 A 7,7/7,6/7,4 7,9/7,8/7,6 9,3/9,3/9,2 12,5/12,4/12,3 18,4/18,4/18,3
B 5,9/5,9/5,6 6,1/6,0/5,8 7,5/7,5/7,3 9,9/9,9/9,8 14,1/14,1/14,0
C 4,2/4,1/3,7 4,9/4,8/4,5 5,7/5,6/5,3 7,3/7,3/7,1 11,2/11,2/11,1
D 3,6/3,4/3,0 4,3/4,2/3,9 5,1/5,0/4,7 6,7/6,7/6,4 9,1/9,0/8,9
E/F c b b b 3,9/3,8/3,4
3,0/2,8/ 3,1/2,9/2,3 3,2/3,0/2,5 3,4/3,2/2,8
1 200 A 7,4/7,4/7,2 7,7/7,6/7,4 9,1/9,0/8,9 12,2/12,2/12,1 18,2/18,1/18,1
B 5,7/5,6/5,4 5,9/5,8/5,6 7,3/7,2/7,0 9,7/9,6/9,5 13,8/13,8/13,7
C 3,9/3,8/3,5 4,7/4,6/4,3 5,4/5,4/5,1 7,1/7,0/6,8 10,9/10,9/10,8
D b 4,1/4,0/3,6 4,8/4,8/4,4 6,4/6,4/6,2 8,8/8,7/8,6
3,3/3,2/2,7
E/F c c c b 3,6/3,5/3,1
2,7/2,5/ 2,8/2,7/ 2,9/2,7/ 3,2/3,0/2,5
1 400 A 7,1/7,0/6,8 7,3/7,3/7,1 8,7/8,7/8,6 11,8/11,8/11,7 17,7/17,7/17,6
B 5,4/5,3/5,0 5,5/5,5/5,2 6,9/6,9/6,7 9,3/9,3/9,1 13,4/13,4/13,3
C 3,6/3,5/3,1 4,3/4,3/3,9 5,1/5,0/4,8 6,7/6,7/6,5 10,5/10,5/10,4
D b 3,7/3,6/3,2 4,5/4,4/4,1 6,1/6,0/5,8 8,3/8,3/8,2
3,0/2,8/2,3
E/F c c c c b
2,4/2,2/ 2,5/2,2/ 2,6/2,3/ 2,7/2,6/ 3,2/3,0/2,6
1 500 A 6,9/6,9/6,7 7,1/7,1/6,9 8,6/8,5/8,4 11,7/11,6/11,5 17,5/17,5/17,4
B 5,2/5,1/4,9 5,3/5,3/5,0 6,8/6,7/6,5 9,1/9,1/8,9 13,2/13,2/13,1
C 3,4/3,3/2,9 4,2/4,1/3,7 4,9/4,8/4,6 6,5/6,5/6,3 10,3/10,3/10,2
D b 3,5/3,4/3,0 4,3/4,2/3,9 5,9/5,8/5,6 8,1/8,1/7,9
2,8/2,7/2,0
E/F c c c c b
2,2/2,0/ 2,2/2,1/ 2,4/2,2/ 2,6/2,3/ 3,0/2,8/2,2
14
---------------------- Page: 17 ----------------------
© ISO
ISO 10803:1999(E)
Table B.1 (continued)
Allowable depth of cover
DN Soil
m
group
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
Type 1 trench Type 2 trench Type 3 trench Type 4 trench Type 5 trench
1 600 A 6,9/6,8/6,6 7,1/7,0/6,9 8,5/8,4/8,3 11,6/11,6/11,5 17,4/17,4/17,3
B 5,1/5,1/4,8 5,3/5,2/5,0 6,7/6,6/6,4 9,0/9,0/8,9 13,1/13,1/13,0
C 3,4/3,2/2,8 4,1/4,0/3,7 4,8/4,8/4,5 6,5/6,4/6,2 10,2/10,2/10,1
D b 3,5/3,4/3,0 4,2/4,2/3,8 5,8/5,8/5,5 8,1/8,0/7,9
2,8/2,6/2,0
E/F c c c c b
2,1/1,9/ 2,2/2,0/ 2,3/2,1/ 2,5/2,3/ 2,9/2,7/2,2
1 800 A 6,7/6,7/6,5 6,9/6,8/6,7 8,3/8,3/8,2 11,4/11,4/11,3 17,2/17,2/17,1
B 5,0/4,9/4,7 5,1/5,1/4,8 6,5/6,4/6,3 8,8/8,8/8,7 12,9/12,9/12,8
C 3,2/3,1/2,7 3,9/3,8/
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10803
Première édition
1999-12-01
Méthode de calcul des tuyaux en fonte
ductile
Design method for ductile iron pipes
A
Numéro de référence
ISO 10803:1999(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10803:1999(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.1
4 Procédure de calcul.2
5 Calcul à la pression interne .3
5.1 Formule de calcul .3
5.2 Coefficients de sécurité de calcul.4
6 Calcul aux charges externes .4
6.1 Formule de calcul .4
6.2 Charges appliquées au tuyau.5
6.2.1 Pression due aux charges des terres .5
6.2.2 Pression due aux charges roulantes .6
6.3 Interaction sol-tuyau .6
6.4 Ovalisation admissible du tuyau.7
Annexe A (informative) Pressions admissibles .9
Annexe B (informative) Hauteurs de couverture admissibles .10
(informative)
Annexe C Types de tranchées.30
Annexe D (informative) Classification des sols .31
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
© ISO
ISO 10803:1999(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO, participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 10803 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 5, Tuyauteries en métaux
ferreux et raccords métalliques, sous-comité SC 2, Tuyaux en fonte et raccords et leurs joints.
Les annexes A à D de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 10803:1999(F)
Méthode de calcul des tuyaux en fonte ductile
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale traite du calcul des tuyaux en fonte ductile destinés au transport de l’eau, des
effluents et d’autres fluides
avec ou sans pression interne;
avec ou sans charges dues aux terres et au trafic.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l’ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 2531:1998, Tuyaux, raccords et accessoires en fonte ductile et leurs assemblages pour l’eau ou le gaz.
ISO 6708:1995, Composants de réseau de tuyauterie — Définition et sélection des DN (diamètre nominal).
ISO 7186:1996, Produits en fonte ductile pour l’assainissement.
ISO 7268:1983/Amd.1:1984, Tuyauterie — Définition de la pression nominale — AMENDEMENT 1.
ISO 10802:1992, Canalisations en fonte ductile — Essais hydrostatiques après pose.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, le terme et la définition donnés dans
l’ISO 7268:1983/Amd.1:1984 et les suivants s'appliquent.
3.1
pression de fonctionnement admissible
pression interne, coup de bélier exclu, qu’un composant peut supporter de façon sûre en service permanent
3.2
pression maximale de service
pression interne maximale, coup de bélier inclus, qu’un composant peut supporter de façon sûre en service
3.3
pression d’essai admissible
pression hydrostatique interne maximale qui peut être appliquée sur site à un composant d’une conduite
nouvellement posée
1
---------------------- Page: 4 ----------------------
© ISO
ISO 10803:1999(F)
NOTE Cette pression d’essai diffère de la pression d’essai du réseau, qui dépend de la pression de fonctionnement
prévue de la conduite, et est destinée à s’assurer de son intégrité et de son étanchéité.
3.4
enrobage
mode de mise en place et type(s) de matériau autour d’une conduite enterrée qui contribuent à son comportement
structurel
Voir Figure 1.
3.5
appui
partie inférieure de l’enrobage, composée du lit de pose (si nécessaire) et de l’assise
Voir Figure 1.
3.6
angle de réaction d’appui
angle conventionnel utilisé dans le modèle de calcul pour tenir compte de la distribution de la pression de sol réelle
à la base du tuyau
3.7
compactage
densification intentionnelle du sol pendant le processus de pose
3.8
densité Proctor normale
degré de compactage du sol, tel que défini dans AASHTO T99, en utilisant un mouton de 2,5 kg et une chute de
305 mm
4 Procédure de calcul
L’épaisseur de paroi du tuyau doit fournir une résistance adéquate à la pression interne du fluide et aux effets des
charges externes dues aux remblais et aux véhicules.
En utilisant les formules indiquées dans les articles 5 et 6, le calcul des tuyaux enterrés peut être mené soit en
calculant l’épaisseur de paroi du tuyau à partir de la pression interne et des charges externes prévues, soit en
déterminant pour chaque classe d’épaisseur de tuyau les pressions et hauteurs de couverture admissibles; celles-ci
sont indiquées dans l’annexe A et dans l’annexe B respectivement.
Les formules de calcul permettent la détermination de l’épaisseur minimale de paroi t comme étant la plus grande
des épaisseurs t et t :
1 2
t pour résister aux contraintes circonférentielles dues à la pression interne (voir article 5);
1
t pour limiter l’ovalisation et les contraintes de flexion causées par les charges externes (voir article 6).
2
L’épaisseur de paroi requise pour le tuyau est alors déterminée en ajoutant la tolérance de fonderie spécifiée dans
l’ISO 2531 à l’épaisseur minimale de paroi t; la classe d’épaisseur de paroi appropriée peut ainsi être choisie.
Cette procédure est fondée sur le calcul séparé pour la pression interne et pour les charges externes; cela est dû à
l’effet marginal de la combinaison des contraintes pour les tuyaux en fonte ductile qui est amplement couverte par
les coefficients de sécurité élevés (voir 5.2).
NOTE Les normes et réglementations nationales peuvent spécifier d’autres méthodes de calcul.
2
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Légende
1 Surface
2 Remblai principal
3 Remblai initial
4 Hauteur de couverture
5 Remblai latéral
6 Enrobage
7 Assise
8 Lit de pose
9 Appui
Figure 1 — Schéma de la tranchée
5 Calcul à la pression interne
5.1 Formule de calcul
pD(S-t )F
1
t =
1
2R
m
où
t est l’épaisseur minimale de paroi du tuyau pour qu’il résiste aux contraintes circonférentielles dues à la
1
pression interne, en millimètres;
p est la pression interne, en mégapascals (voir 5.2);
est le diamètre extérieur du tuyau tel que spécifié dans l’ISO 2531, en millimètres;
D
R est la résistance minimale à la rupture en traction du matériau, en mégapascals (420 MPa selon
m
l’ISO 2531);
SF est le coefficient de sécurité de calcul (voir 5.2).
3
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5.2 Coefficients de sécurité de calcul
L’épaisseur minimale de paroi, t , doit être calculée avec un coefficient de sécurité de calcul de 2,5 par rapport à la
1
pression maximale de service et un coefficient de sécurité de calcul de 3 par rapport à la pression de
fonctionnement admissible.
NOTE Cela permet d’essayer sur site les conduites en fonte ductile conformément à l’ISO 10802 en appliquant des
pressions d’essai pouvant atteindre les pressions d’essai admissibles indiquées dans l’annexe A.
6 Calcul aux charges externes
6.1 Formule de calcul
Kq
x
D = 100
8SE+0,061 '
où
D est l’ovalisation, en pour cent du diamètre extérieur D;
K est un coefficient d’ovalisation qui dépend de l’angle de réaction d’appui;
x
q est la pression verticale à la génératrice supérieure du tuyau due à toutes les charges externes, en
mégapascals;
EI
S = est la rigidité diamétrale du tuyau, en mégapascals (voir ISO 2531 et ISO 7186);
3
(Dt-)
m
E’ est le module de réaction du sol, en mégapascals;
E est le module d’élasticité du matériau de la paroi du tuyau, en mégapascals (170 000 MPa pour la fonte
ductile);
3
(t++0,,65 0 0005DN)
2
=
I est le moment d’inertie de la paroi du tuyau par unité de longueur, en millimètres à
12
la puissance trois;
D est le diamètre extérieur du tuyau tel que spécifié dans l’ISO 2531, en millimètres;
tt+
2
t = est l'épaisseur de calcul pour la rigidité diamétrale du tuyau, en millimètres;
m
2
t est l’épaisseur minimale de paroi du tuyau pour limiter l’ovalisation et les contraintes dues aux charges
2
externes, en millimètres;
t est l'épaisseur nominale de paroi du tuyau (voir 6.4, note 2), en millimètres.
NOTE Cette formule de calcul se fonde sur le modèle de Spangler (voir Figure 2) où la pression verticale q dirigée vers le
bas:
est répartie uniformément sur un diamètre à la partie haute du tuyau;
est en équilibre avec une pression dirigée vers le haut, uniformément répartie à la base du tuyau sur l’angle de réaction
d’appui 2a;
provoque une ovalisation du tuyau qui donne naissance à une pression de réaction horizontale sur les flancs du tuyau, à
répartition parabolique sur un angle de 100°.
4
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Légende
1 q
2 0,01DE'
q
3
sina
Figure 2 — Modèle de Spangler
6.2 Charges appliquées au tuyau
La pression verticale totale, q, agissant à la partie haute du tuyau est la somme de deux pressions:
q = q + q
1 2
où
q est la pression due aux charges des terres;
1
q est la pression due aux charges roulantes.
2
NOTE La pression q due aux charges roulantes est plus grande que celle due aux charges statiques normales à la
2
surface du sol; toutefois, toute charge de surface exceptionnelle peut nécessiter une attention particulière.
6.2.1 Pression due aux charges des terres
La formule suivante doit être utilisée pour calculer q à partir du poids du prisme de terre immédiatement au-dessus
1
du tuyau:
q = 0,001gH
1
où
q est la pression à la partie haute du tuyau, en mégapascals;
1
g est le poids volumique du remblai, en kilonewtons par mètre cube;
H est la hauteur de couverture (distance de la génératrice du tuyau à la surface du sol), en mètres.
5
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3
En l’absence d’autres données, le poids volumique du remblai doit être pris égal à 20 kN/m , pour couvrir la grande
majorité des cas. Cependant, si une étude géotechnique préalable détermine que le poids volumique réel sera
3
inférieur à 20 kN/m , la valeur réelle peut être utilisée pour déterminer q ; ou, si la valeur réelle sera supérieure à
1
3
20 kN/m , la valeur réelle doit être utilisée.
6.2.2 Pression due aux charges roulantes
La valeur de q doit être calculée conformément aux normes et règlements nationaux et/ou locaux applicables.
2
Cependant, la formule simplifiée suivante peut être utilisée pour calculer q puisqu’elle couvre la plupart des
2
règlements et types de trafic:
b
-4
q = 0,04 (1- 2·10 DN)
2
H
où
q est la pression à la génératrice supérieure, en mégapascals;
2
best un coefficient de charges roulantes;
est la hauteur de couverture, en mètres;
H
DN est le diamètre nominal.
NOTE 1 Cette formule n’est pas applicable lorsque H < 0,3 m.
Trois types de charges roulantes doivent être pris en compte:
routes principales; b = 1,5: c’est le cas général, à l’exclusion des routes d’accès;
routes d’accès; b = 0,75: routes où la circulation des camions est interdite;
zones rurales; b = 0,5: tous les autres cas.
NOTE 2 Dans certains pays, les réglementations nationales peuvent prescrire l’utilisation de valeurs plus élevées pour b.
Toutes les canalisations doivent être conçues en prenant au moins b = 0,5, et les canalisations posées le long des
routes doivent être conçues pour supporter la totalité des charges roulantes. Enfin, pour les canalisations
susceptibles d’être soumises à des charges roulantes particulièrement élevées, un facteur b de 2 ou plus peut être
retenu.
NOTE 3 Des prescriptions particulières sont applicables aux canalisations sous les voies ferrées ou sous les aéroports ou
soumises à des charges roulantes élevées dues aux engins de construction.
6.3 Interaction sol-tuyau
L’angle de réaction d’appui dépend des conditions de pose (appui, compactage du remblai latéral) et de l’ovalisation
du tuyau (particulièrement pour les grands diamètres).
Le module de réaction du sol E’ du remblai latéral dépend du type de sol utilisé pour l’enrobage et du type de
tranchée (voir annexe C). En l’absence de normes applicables ou d’autres données, les valeurs de E’ indiquées
dans le Tableau 1 peuvent être utilisées au stade du projet pour cinq types de tranchée courants et six groupes de
sol (voir annexe D pour la classification des sols).
NOTE 1 Ces données sont valables pour des tuyaux posés en remblais indéfinis comme en tranchées.
NOTE 2 Une étude géotechnique préliminaire permet une classification du sol et un choix approprié des valeurs de E’.
6
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NOTE 3 Les valeurs de E’ indiquées dans le Tableau 1 s’appliquent lorsque le blindage de la tranchée est laissé en place ou
retiré de manière à permettre le compactage du remblai latéral au contact du sol en place de la paroi de la tranchée; dans le
cas contraire, des valeurs de E’ réduites s’appliquent.
NOTE 4 Dans de très mauvais sols, il peut être nécessaire d’utiliser une membrane de stabilisation du sol afin d’empêcher la
migration de l’enrobage et la perte de module de réaction du sol E’ qui en résulterait.
Tableau 1 — Module de réaction du sol E’
Type de tranchée 12 3 4 5
Compactage Compactage Compactage Compactage
Mise en place de l’enrobage Déversé
très léger léger moyen élevé
Densité Proctor normale du
a
> 75 > 80 > 85 > 90
remblai latéral
30° 45° 60° 90° 150°
Angle de réaction d’appui
(2a)
0,108 0,105 0,102 0,096 0,085
K
x
E’ (MPa)
Groupe de sol A 4 4 5 7 10
Groupe de sol B 2,5 2,5 3,5 5 7
Groupe de sol C 1 1,5 2 3 5
Groupe de sol D 0,5 1 1,5 2,5 3,5
b b b b b
Groupe de sol E
Groupe de sol F b b b b b
a
Selon le type de sol et sa teneur en eau, on obtient une densité Proctor normale de 70 % à 80 % en
déversant simplement le remblai dans la tranchée.
b
Utiliser une valeur de E’ égale à 0, sauf si l’on est assuré qu’une valeur plus grande peut être obtenue
de manière répétitive.
6.4 Ovalisation admissible du tuyau
L’ovalisation admissible du tuyau D est indiquée dans le Tableau 2 pour les tuyaux les plus fréquemment
max
utilisés. Ces valeurs fournissent une sécurité suffisante vis-à-vis de la limite élastique en flexion de la paroi du
tuyau, de la déformation du revêtement intérieur, de l’étanchéité des assemblages et de la capacité hydraulique des
tuyaux. Cependant, les normes nationales et/ou les catalogues des fabricants peuvent introduire des limitations
plus strictes, par exemple 3 % pour les revêtements intérieurs de mortier de ciment.
NOTE 1 Pour chaque DN, l’ovalisation admissible, D , est la plus petite des trois limites suivantes:
max
a) D = 5 %;
1
b) D , qui donne un coefficient de sécurité de 2 par rapport à un dommage irréversible du revêtement intérieur:
2
pour les revêtements intérieurs de mortier de ciment (DN > DN 300):
DN - 300
D = 3 + , avec un maximum de 4 %;
2
500
pour les revêtements flexibles:
D = 2D , avec un maximum de 10 %;
2 3
7
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c) D , qui donne un coefficient de sécurité de 1,5 par rapport à la limite élastique en flexion de la paroi du tuyau en fonte
3
ductile:
RD(-t)
f
D =100
3
. .
SF Et DF
où
R est la limite d’élasticité en flexion du matériau de la paroi du tuyau (R = 500 MPa pour la fonte ductile);
f f
D est le diamètre extérieur du tuyau tel que spécifié dans l’ISO 2531 et l’ISO 7186, en millimètres;
t est l’épaisseur nominale de paroi du tuyau, en millimètres;
SF est le coefficient de sécurité (= 1,5);
E est le module d’élasticité du matériau de la paroi du tuyau (E = 170 000 MPa pour la fonte ductile);
DF est le coefficient de déformation qui dépend surtout de la rigidité diamètrale du tuyau (pour les tuyaux en fonte
ductile, DF = 3,5).
NOTE 2 L’épaisseur nominale de paroi du tuyau, t, est telle que spécifiée dans l’ISO 2531 pour les tuyaux conformes à
l’ISO 2531. Pour les tuyaux conformes à l’ISO 7186, t est égale à l’épaisseur minimale de paroi indiquée dans l’ISO 7186
augmentée de la tolérance de fabrication (1,3 + 0,001DN, en millimètres).
Tableau 2 — Ovalisation admissible du tuyau
D (%)
max
Tuyaux conformes à Tuyaux conformes à l’ISO 2531
DN l’ISO 7186
K9 K10
Revêtement Revêtement Revêtement
Revêtement Revêtement Revêtement
de mortier de de mortier de de mortier de
a a a
flexible flexible flexible
ciment ciment ciment
40 — — 0,45 0,45 0,45 0,45
50 — — 0,55 0,55 0,55 0,55
60 — — 0,65 0,65 0,65 0,65
65 — — 0,70 0,70 0,70 0,70
80 — — 0,85 0,85 0,85 0,85
100 1,65 1,65 1,05 1,05 1,05 1,05
125 2,00 2,00 1,30 1,30 1,20 1,20
150 2,30 2,30 1,55 1,55 1,40 1,40
200 2,70 2,70 1,90 1,90 1,70 1,70
250 2,95 2,95 2,20 2,20 2,00 2,00
300 3,00 3,20 2,50 2,50 2,25 2,25
350 3,10 3,50 2,70 2,70 2,45 2,45
400 3,20 3,75 2,90 2,90 2,60 2,60
450 3,30 3,95 3,05 3,05 2,75 2,75
500 3,40 4,20 3,25 3,25 2,90 2,90
600 3,60 4,55 3,55 3,55 3,20 3,20
700 3,80 4,25 3,75 3,75 3,40 3,40
800 4,00 4,50 4,00 4,00 3,55 3,55
900 4,00 4,65 4,00 4,15 3,75 3,75
1 000 4,00 4,85 4,00 4,30 3,85 3,85
1 100 4,00 4,45 4,00 4,45 4,00 4,00
1 200 4,00 4,55 4,00 4,55 4,00 4,10
1 400 4,00 4,75 4,00 4,75 4,00 4,25
1 500 4,00 4,80 4,00 4,80 4,00 4,35
1 600 4,00 4,90 4,00 4,90 4,00 4,40
1 800 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,50
2 000 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,60
2 200 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,70
2 400 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,75
2 600 4,00 5,00 4,00 5,00 4,00 4,85
a
Les revêtements flexibles sont les revêtements qui peuvent admettre sans se fissurer une ovalisation du tuyau
égale à deux fois D .
max
8
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Annexe A
(informative)
Pressions admissibles
Le Tableau A.1 indique les pressions admissibles des tuyaux K9 et K10 à emboîture et bout uni conformes à
l’ISO 2531, calculées à l’aide de la formule et des données de l’article 5.
NOTE D’autres limitations peuvent empêcher l’utilisation de la totalité de cette gamme de pressions pour une conduite
posée, telles que des types de joints spéciaux, le type et la conception du système d’ancrage, les autres composants de la
conduite (tés, brides, robinetterie, etc.).
Tableau A.1 — Pressions admissibles
Pressions en bars
K9 K10
Pression de Pression Pression Pression de Pression Pression
DN
fonctionnement maximale de d’essai fonctionnement maximale de d’essai
admissible service admissible admissible service admissible
40 64 77 96 64 77 96
50 64 77 96 64 77 96
60 64 77 96 64 77 96
65 64 77 96 64 77 96
80 64 77 96 64 77 96
100 64 77 96 64 77 96
125 64 77 96 64 77 96
150 64 77 96 64 77 96
200 62 74 79 64 77 96
250 54 65 70 61 73 78
300 49 59 64 56 67 72
350 45 54 59 51 61 66
400 42 51 56 48 58 63
450 40 48 53 45 54 59
500 38 46 51 44 53 58
600 36 43 48 41 49 54
700 34 41 46 38 46 51
800 32 38 43 36 43 48
900 31 37 42 35 42 47
1 000 30 36 41 34 41 46
1 100 29 35 40 32 38 43
1 200 28 34 39 32 38 43
1 400 28 33 38 31 37 42
1 500 27 32 37 30 36 41
1 600 27 32 37 30 36 41
1 800 26 31 36 30 36 41
2 000 26 31 36 29 35 40
2 200 26 31 36 29 35 40
2 400 25 30 35 29 34 39
2 600 25 30 35 28 34 39
NOTE 1 bar = 100 kPa
9
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Annexe B
(informative)
Hauteurs de couverture admissibles
B.1 Généralités
Les Tableaux B.1 à B.3 indiquent les hauteurs de couverture admissibles calculées par les formules et avec les
données de l’article 6, en considérant trois valeurs différentes pour b, six groupes de sol et cinq types de tranchées
différents.
NOTE La valeur de 0 pour E’ a été prise en compte pour les groupes de sols E et F; cela constitue un cas limite qui peut
se produire dans les sols de très faible capacité portante et/ou dans des sols très cohérents non compactés.
10
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B.2 Hauteurs de couverture admissibles pour tuyaux conformes à l’ISO 7186, avec
revêtement de mortier de ciment
Voir Tableau B.1.
NOTE Pour les hauteurs de couverture inférieures à 0,8 m, il peut être nécessaire de prendre en compte des éléments
complémentaires.
Tableau B.1 — Hauteurs de couverture admissibles pour tuyaux conformes à l'ISO 7186
avec revêtement de mortier de ciment
Hauteur de couverture admissible
m
Groupe
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
DN
de sol Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée
Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5
100 A 20,5/20,5/20,4 21,1/21,1/21,0 22,2/22,2/22,2 24,7/24,7/24,6 29,7/29,7/29,6
B 19,8/19,8/19,7 20,4/20,4/20,3 21,5/21,5/21,4 23,6/23,6/23,6 27,9/27,9/27,8
C 19,1/19,1/19,0 19,9/19,9/19,8 20,7/20,7/20,7 22,6/22,6/22,5 26,7/26,7/26,6
D 18,9/18,9/18,8 19,7/19,7/19,6 20,5/20,5/20,4 22,3/22,3/22,2 25,8/25,8/25,7
E/F 18,7/18,6/18,6 19,2/19,2/19,1 19,8/19,7/19,7 21,0/21,0/20,9 23,7/23,7/23,7
125 A 14,3/14,3/14,2 14,8/14,7/14,6 15,8/15,8/15,7 18,1/18,0/17,9 22,6/22,5/22,5
B 13,5/13,4/13,3 13,9/13,8/13,7 14,9/14,8/14,8 16,8/16,7/16,7 20,4/20,4/20,3
C 12,6/12,6/12,5 13,3/13,3/13,1 14,0/13,9/13,8 15,5/15,5/15,4 19,0/18,9/18,9
D 12,3/12,3/12,2 13,0/13,0/12,8 13,7/13,7/13,5 15,2/15,2/15,1 17,9/17,9/17,8
E/F 12,1/12,0/11,9 12,4/12,4/12,3 12,8/12,8/12,6 13,6/13,6/13,4 15,4/15,3/15,3
150 A 11,6/11,6/11,5 12,0/11,9/11,8 13,0/13,0/12,9 15,3/15,3/15,2 19,8/19,8/19,7
B 10,7/10,6/10,5 11,0/10,9/10,8 12,0/11,9/11,8 13,8/13,8/13,7 17,3/17,3/17,2
C 9,7/9,6/9,4 10,3/10,2/10,1 10,9/10,9/10,8 12,4/12,3/12,2 15,7/15,6/15,5
D 9,3/9,3/9,1 9,9/9,9/9,8 10,6/10,5/10,4 12,0/12,0/11,8 14,4/14,4/14,3
E/F 9,0/8,9/8,8 9,3/9,2/9,0 9,6/9,5/9,3 10,2/10,1/10,0 11,5/11,5/11,3
200 A 10,1/10,1/9,9 10,4/10,3/10,2 11,5/11,5/11,3 14,0/13,9/13,8 18,7/18,7/18,6
B 8,9/8,9/8,7 9,2/9,2/9,0 10,3/10,3/10,1 12,3/12,2/12,1 15,8/15,8/15,7
C 7,8/7,7/7,5 8,4/8,4/8,2 9,1/9,0/8,8 10,5/10,5/10,3 13,9/13,8/13,7
D 7,4/7,3/7,1 8,0/8,0/7,8 8,7/8,6/8,4 10,1/10,1/9,9 12,4/12,4/12,3
E/F 7,0/6,9/6,7 7,2/7,2/6,9 7,4/7,4/7,2 7,9/7,9/7,7 9,0/8,9/8,8
11
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Tableau B.1 (suite)
Hauteur de couverture admissible
m
Groupe
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
DN
de sol Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée
Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5
250 A 9,6/9,5/9,3 9,9/9,8/9,7 11,1/11,0/10,9 13,6/13,6/13,5 18,6/18,6/18,5
B 8,3/8,3/8,1 8,6/8,5/8,3 9,7/9,7/9,5 11,8/11,7/11,6 15,4/15,4/15,3
C 7,1/7,0/6,7 7,7/7,6/7,4 8,4/8,3/8,1 9,9/9,8/9,7 13,3/13,3/13,2
D 6,6/6,6/6,3 7,3/7,2/6,9 7,9/7,9/7,7 9,4/9,3/9,2 11,7/11,7/11,5
E/F 6,2/6,1/5,8 6,4/6,3/6,0 6,6/6,5/6,3 7,0/6,9/6,7 8,0/7,9/7,7
300 A 8,5/8,4/8,3 8,8/8,7/8,5 9,9/9,9/9,7 12,5/12,4/12,3 17,3/17,3/17,2
B 7,2/7,1/6,9 7,4/7,3/7,1 8,6/8,5/8,3 10,6/10,5/10,4 14,1/14,1/14,0
C 5,9/5,8/5,5 6,5/6,5/6,2 7,2/7,1/6,9 8,6/8,6/8,4 11,9/11,9/11,8
D 5,5/5,4/5,1 6,1/6,0/5,7 6,8/6,7/6,4 8,2/8,1/7,9 10,3/10,3/10,1
E/F 5,0/4,9/4,6 5,2/5,1/4,8 5,3/5,3/4,9 5,7/5,6/5,3 6,5/6,4/6,2
350 A 7,7/7,6/7,4 7,9/7,9/7,7 9,1/9,1/8,9 11,7/11,6/11,5 16,6/16,5/16,4
B 6,3/6,3/6,0 6,6/6,5/6,2 7,7/7,6/7,4 9,7/9,6/9,5 13,2/13,2/13,1
C 5,0/4,9/4,6 5,6/5,5/5,2 6,3/6,2/5,9 7,7/7,6/7,4 11,0/10,9/10,8
D 4,6/4,4/4,0 5,2/5,1/4,7 5,8/5,7/5,4 7,2/7,1/6,9 9,3/9,3/9,1
E/F 4,1/3,9/3,5 4,2/4,1/3,7 4,4/4,2/3,8 4,7/4,5/4,2 5,3/5,2/4,9
400 A 7,0/7,0/6,7 7,3/7,2/6,9 8,4/8,4/8,2 11,0/11,0/10,8 15,9/15,9/15,8
B 5,6/5,6/5,3 5,8/5,7/5,4 7,0/6,9/6,7 9,0/8,9/8,7 12,5/12,4/12,3
C 4,2/4,1/3,7 4,8/4,8/4,4 5,5/5,4/5,1 6,9/6,8/6,6 10,2/10,1/10,0
b
D 3,7/3,6/3,1 4,4/4,2/3,8 5,0/4,9/4,6 6,4/6,3/6,1 8,4/8,4/8,2
c c b b
E/F 3,2/3,1/ 3,4/3,2/ 3,5/3,3/2,7 3,7/3,6/3,1 4,3/4,2/3,7
450 A 6,8/6,7/6,5 7,0/6,9/6,7 8,2/8,1/7,9 10,8/10,8/10,7 15,8/15,8/15,7
B 5,3/5,3/4,9 5,5/5,4/5,1 6,7/6,6/6,4 8,7/8,7/8,5 12,3/12,2/12,1
b
C 3,9/3,7/3,2 4,5/4,4/4,0 5,2/5,1/4,8 6,6/6,5/6,3 9,9/9,8/9,7
c
D 4,0/3,8/3,4 4,7/4,5/4,2 6,1/6,0/5,7 8,1/8,0/7,8
3,4/3,2/
c c c c b
E/F 2,8/2,6/ 2,9/2,7/ 3,1/2,9/ 3,3/3,1/ 3,8/3,7/3,2
12
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© ISO
ISO 10803:1999(F)
Tableau B.1 (suite)
Hauteur de couverture admissible
m
Groupe
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
DN
de sol
Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée
Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5
500 A 6,4/6,4/6,1 6,7/6,6/6,3 7,9/7,8/7,6 10,6/10,5/10,4 15,7/15,6/15,5
B 5,0/4,9/4,5 5,1/5,0/4,7 6,3/6,3/6,0 8,4/8,3/8,1 12,0/11,9/11,8
b
C 4,1/3,9/3,5 4,8/4,7/4,3 6,2/6,1/5,8 9,5/9,5/9,3
3,4/3,3/2,7
c b
D 2,9/2,7/ 3,6/3,4/2,9 4,2/4,1/3,7 5,6/5,6/5,3 7,7/7,6/7,4
c c c c c
E/F 2,3/2,1/ 2,4/2,2/ 2,5/2,3/ 2,7/2,6/ 3,2/3,0/
600 A 6,3/6,2/5,9 6,4/6,3/6,1 7,7/7,7/7,4 10,5/10,5/10,3 15,8/15,8/15,7
B 4,7/4,6/4,2 4,8/4,7/4,4 6,1/6,0/5,7 8,2/8,2/8,0 11,9/11,9/11,8
c b
C 3,0/2,8/ 3,7/3,6/3,1 4,4/4,3/3,9 5,9/5,8/5,5 9,3/9,3/9,1
c c b
D 5,3/5,2/4,9 7,3/7,3/7,1
2,4/2,2/ 3,2/2,9/ 3,8/3,7/3,2
c c b c c c c
E/F 1,8/ / 1,9/1,5 / 2,0/1,7/ 2,2/1,9/ 2,6/2,4/
700 A 7,4/7,3/7,1 7,6/7,6/7,4 9,0/9,0/8,8 12,0/12,0/11,9 17,7/17,7/17,6
B 5,8/5,7/5,4 5,9/5,9/5,6 7,3/7,2/7,0 9,6/9,5/9,4 13,6/13,6/13,5
C 4,1/4,0/3,6 4,8/4,7/4,4 5,5/5,5/5,2 7,2/7,1/6,9 10,8/10,8/10,7
b
D 3,5/3,4/2,8 4,2/4,1/3,7 5,0/4,9/4,5 6,5/6,5/6,2 8,8/8,8/8,6
c c c b
E/F 2,9/2,7/ 3,1/2,8/ 3,2/3,0/ 3,4/3,2/2,7 3,9/3,7/3,3
800 A 7,3/7,3/7,1 7,6/7,5/7,3 9,0/8,9/8,8 12,1/12,1/12,0 18,1/18,0/18,0
B 5,6/5,5/5,3 5,8/5,7/5,4 7,2/7,1/6,9 9,6/9,5/9,4 13,7/13,7/13,6
C 3,8/3,7/3,3 4,6/4,5/4,1 5,3/5,3/5,0 7,0/6,9/6,7 10,8/10,8/10,7
b
D 3,2/3,1/2,5 4,0/3,8/3,4 4,7/4,6/4,3 6,3/6,3/6,0 8,7/8,6/8,5
c c c c b
E/F
2,6/2,4/ 2,7/2,5/ 2,8/2,6/ 3,0/2,8/ 3,5/3,3/2,8
900 A 7,0/7,0/6,8 7,2/7,2/7,0 8,7/8,6/8,5 11,8/11,7/11,6 17,6/17,6/17,5
B 5,3/5,2/4,9 5,4/5,4/5,1 6,8/6,8/6,6 9,2/9,2/9,0 13,3/13,3/13,2
b
C 4,3/4,1/3,7 5,0/4,9/4,6 6,6/6,6/6,3 10,4/10,4/10,3
3,5/3,3/2,9
c
D 3,6/3,5/3,0 4,4/4,3/3,9 6,0/5,9/5,7 8,3/8,2/8,0
2,9/2,7/
c c c c c
E/F 2,2/2,0/ 2,3/2,1/ 2,4/2,2/ 2,6/2,4/ 3,1/2,9/
13
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© ISO
ISO 10803:1999(F)
Tableau B.1 (suite)
Hauteur de couverture admissible
m
Groupe
a
(b = 0,5/0,75/1,5)
DN
de sol
Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée Tranchée
Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5
1 000 A 6,8/6,7/6,5 7,0/6,9/6,7 8,4/8,3/8,2 11,5/11,5/11,3 17,3/17,3/17,2
B 5,0/4,9/4,7 5,2/5,1/4,8 6,6/6,5/6,3 8,9/8,9/8,8 13,0/13,0/12,9
b
C 3,2/3,1
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.