ISO 15698-1:2012
(Amendment)Steel for the reinforcement of concrete — Headed bars — Part 1: Requirements
Steel for the reinforcement of concrete — Headed bars — Part 1: Requirements
This part of ISO 15698 specifies requirements for headed steel bars to be used as reinforcement of concrete structures. This part of ISO 15698 is a product standard and not an application standard. It is intended to cover a large variety of products and also to support the development of new products. This part of ISO 15698 specifies requirements for headed reinforcing bars with heads made of steel. Heads or head-bar connections made using other materials, including metal-filled sleeves, are not covered by this part of ISO 15698. End anchorages consisting of a steel bar or other steel component positioned orthogonally at the end(s) of a bar and welded on-site to the bar are outside the scope of this part of ISO 15698. This part of ISO 15698 is intended to cover products which are manufactured in a continuous production that allows the products to be tested in accordance with a defined testing regime. Requirements and testing for headed bars under impact loading are outside the scope of this part of ISO 15698.
Aciers pour l'armature du béton — Barres avec platine d'ancrage — Partie 1: Exigences
La présente partie de l'ISO 15698 spécifie les exigences relatives aux barres en acier avec platine d'ancrage, pour utilisation comme armature des structures en béton. La présente partie de l'ISO 15698 est une norme de produit et non une norme d'application. Elle est destinée à couvrir une large variété de produits et également à venir à l'appui du développement de nouveaux produits. La présente partie de l'ISO 15698 spécifie les exigences relatives aux barres pour béton armé munies de platines d'ancrage en acier. Les platines d'ancrage ou les pièces de liaison barre-platine d'ancrage constituées d'autres matériaux, y compris les manchons avec métal de remplissage, ne sont pas couvertes par la présente partie de l'ISO 15698. Les platines d'ancrage consistant en une barre d'acier ou un autre élément en acier placé perpendiculairement à l'extrémité ou aux extrémités d'une barre et soudées à la barre sur chantier sont en dehors du domaine d'application de la présente partie de l'ISO 15698. La présente partie de l'ISO 15698 est destinée à couvrir des produits qui sont fabriqués dans le cadre d'une production continue permettant des essais des produits conformément à un plan d'essais défini. Les exigences et les essais relatifs aux barres avec platine d'ancrage soumis à un choc sont en dehors du domaine d'application de la présente partie de l'ISO 15698.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15698-1
First edition
2012-10-01
Steel for the reinforcement of concrete —
Headed bars —
Part 1:
Requirements
Aciers pour l’armature du béton — Barres avec platine d’ancrage —
Partie 1: Exigences
Reference number
ISO 15698-1:2012(E)
ISO 2012
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ISO 15698-1:2012(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2012
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Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 15698-1:2012(E)
Contents Page
Foreword ............................................................................................................................................................................iv
Introduction ........................................................................................................................................................................ v
1 Scope ...................................................................................................................................................................... 1
2 Normative references ......................................................................................................................................... 1
3 Terms and definitions ......................................................................................................................................... 2
4 Symbols ................................................................................................................................................................. 3
5 Requirements ....................................................................................................................................................... 4
5.1 Materials ................................................................................................................................................................. 4
5.2 Head shape and dimensions ............................................................................................................................ 4
5.3 Head bearing area ............................................................................................................................................... 5
5.4 Anchorage capacity ............................................................................................................................................ 5
5.5 Tolerances ............................................................................................................................................................. 5
6 Classification of headed bars .......................................................................................................................... 6
6.1 General ................................................................................................................................................................... 6
6.2 Series of headed bars ........................................................................................................................................ 7
7 Qualification testing ........................................................................................................................................... 7
7.1 General ................................................................................................................................................................... 7
7.2 Load transfer tests .............................................................................................................................................. 8
7.3 Robustness tests of head-to-bar connection ............................................................................................ 11
8 Manufacture ........................................................................................................................................................12
8.1 General .................................................................................................................................................................12
8.2 Welded headed bars .........................................................................................................................................12
8.3 Forged headed bars ..........................................................................................................................................12
8.4 Threaded headed bars .....................................................................................................................................12
8.5 Swaged and extruded headed bars ..............................................................................................................13
8.6 Shear-bolted sleeve-headed bars .................................................................................................................13
8.7 Labelling ..............................................................................................................................................................13
8.8 Information to be provided by the purchaser ............................................................................................13
9 Production testing .............................................................................................................................................14
9.1 Mechanical tests and performance requirements ....................................................................................14
9.2 Frequency of testing .........................................................................................................................................15
9.3 Retests .................................................................................................................................................................15
Annex A (informative) Categories of headed reinforcing bars .............................................................................16
Bibliography .....................................................................................................................................................................17
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ISO 15698-1:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15698-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 16, Steels for the
reinforcement and prestressing of concrete.ISO 15698 consists of the following parts, under the general title Steels for the reinforcement of concrete
― Headed bars:— Part 1: Requirements
— Part 2: Test methods
iv © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 15698-1:2012(E)
Introduction
Reinforcing bars with end anchorages have been used for many years, in particular in civil engineering
structures, such as marine structures (e.g. offshore platforms), bridges, structures for nuclear power plants,
etc. The properties and the requirements for the anchorage products have normally been specified for each
separate project. The properties have often been tested individually, due to the lack of standards for the
products. Some countries have, however, developed national standards or recommendations for requirements
and test methods for such products, e.g. USA.As a result of the discussions carried out in ISO/TC 17/SC 16, it has been agreed to name these anchorage
products “headed bars” as a general term for various types of heads at the bar end.
The advantage of headed bars, as compared to ordinary bond anchored bars, is that the bar can be loaded
up to the ultimate capacity of the bar at its end in a very stiff fixing without slip at the end of the bar. In some
cases, the head at the bar end is designed such that the end anchorage is combined with a bond anchorage
to achieve the ultimate capacity of the bar. The bond length will then be substantially reduced as compared to
the bond length without an end anchorage.The goal of this part of ISO 15698 is to specify requirements to the product in a neutral way, i.e. not to refer
to specific types and geometries of heads, and to specify test methods such that the variety of headed bars
currently on the market are covered, as well as new types that might be developed in the future.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15698-1:2012(E)
Steel for the reinforcement of concrete — Headed bars —
Part 1:
Requirements
1 Scope
This part of ISO 15698 specifies requirements for headed steel bars to be used as reinforcement of
concrete structures.This part of ISO 15698 is a product standard and not an application standard. It is intended to cover a large
variety of products and also to support the development of new products.This part of ISO 15698 specifies requirements for headed reinforcing bars with heads made of steel. Heads or
head-bar connections made using other materials, including metal-filled sleeves, are not covered by this part
of ISO 15698.End anchorages consisting of a steel bar or other steel component positioned orthogonally at the end(s) of a
bar and welded on-site to the bar are outside the scope of this part of ISO 15698.
This part of ISO 15698 is intended to cover products which are manufactured in a continuous production that
allows the products to be tested in accordance with a defined testing regime.Requirements and testing for headed bars under impact loading are outside the scope of this part of ISO 15698.
2 Normative referencesThe following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.ISO 630-2, Structural steels — Part 2: Technical delivery conditions for structural steels for general purposes
ISO 4950-2, High yield strength flat steel products — Part 2: Products supplied in the normalized or controlled
rolled conditionISO 4950-3, High yield strength flat steel products — Part 3: Products supplied in the heat-treated (quenched
+ tempered) conditionISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 6935-1, Steel for the reinforcement of concrete — Part 1: Plain barsISO 6935-2, Steel for the reinforcement of concrete — Part 2: Ribbed bars
ISO 15698-2, Steel for the reinforcement of concrete — Headed bars — Part 2: Test methods
ISO 16020, Steel for the reinforcement and prestressing of concrete — VocabularyISO 17660-1, Welding of reinforcing steel — Part 1: Load-bearing welded joints
ISO 22965-2, Concrete — Part 2: Specification of constituent materials, production of concrete and
compliance of concrete© ISO 2012 – All rights reserved 1
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ISO 15698-1:2012(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16020 and the following apply.
3.1head
separate piece of steel of any shape firmly attached to the end of a bar or a protuberance of the bar itself at the
end, used to anchor a steel reinforcing bar in concrete3.2
headed bar
steel reinforcing bar that has steel head(s) on one or both ends with the purpose of anchoring the bar in concrete
3.2.1welded headed bar
headed bar that has the head(s) welded onto the bar
3.2.2
forged headed bar
headed bar that has the head(s) integrally forged from the bar
3.2.3
threaded headed bar
headed bar that has the head(s) attached utilising tapered or straight threads internal to the head or by a
separate internally threaded nut or sleeve fixing the head to the threaded bar end(s)
3.2.4swaged or extruded headed bar
headed bar with the head(s) attached to the bar by swaging or extruding the head directly onto the bar or by
using a sleeve3.2.5
Shear-bolted sleeve-headed bar
headed bar with sleeve(s) attached to the bar by a series of shear bolts which indent into the surface of the
reinforcing bar and push the bar against the opposite internal surface of the sleeve
3.3loose head
head which is not permanently attached to the bar by the head manufacturer, but is attached on-site or in a
reinforcement workshop3.4
head bearing area
area of the head projected onto a plane orthogonal to the longitudinal axis of the bar minus the bar cross-
sectional area and minus any area of the head that extends more than one bar diameter from its main face,
representing the contact surface between head and concrete where the bar tensile force is transferred to the
concrete by compression stress3.5
head anchorage capacity
maximum force that can be transferred from the head of the bar to the surrounding concrete
3.6headed bar series
headed bars of identical shape and with the ratio between the head bearing area and the bar cross-sectional
area within specified maximum and minimum values, produced from identical materials, by the same production
method, but with different nominal bar diameters3.7
qualification test
test designed to verify the anchorage capacity (category) of a headed bar series
2 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 15698-1:2012(E)
3.8
manufacturer
organization which manufactures headed bars for concrete reinforcement
3.9
batch of headed bars
quantity of headed reinforcing bars that is represented by the specimens which have been tested
3.10affected zone
portion of the reinforcing bar where any properties of the bar, including the physical, metallurgical or material
characteristics, have been altered by fabrication of the headed bar, such as the heat-affected zone for forged
and welded headed bars, the location of threads for threaded headed bars, or the location of a sleeve
4 SymbolsFor the purposes of this document, the symbols in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols
Symbol Unit Designation
D mm Major dimension of head (see 5.2)
H,max
D mm Minor dimension of head (see 5.2)
H,min
α - Aspect ratio between the minor and the major head dimension (see 5.2)
d mm Nominal diameter of the reinforcing bar
R MPa Specified characteristic (or nominal) yield strength value of the reinforcing bar. For
eH,specreinforcement steel without a distinct yield plateau, the characteristic R may
p0,2,spec
be used
R MPa Specified characteristic (or nominal) 0,2 % proof stress of the reinforcing bar
p0,2,specR MPa Actual 0,2 % proof stress of the reinforcing bar
p0,2,act
R MPa Specified characteristic (or nominal) tensile strength value of the reinforcing bar
m,specR MPa Actual tensile strength value of the reinforcing bar to be tested
m,act
(R /R ) - Specified characteristic tensile strength to yield strength ratio
m eH spec
A % Percentage total elongation of the reinforcing bar at maximum force
A % Percentage total elongation after fracture by a gauge length of 5d
A % Percentage total elongation after fracture by a gauge length of 10d
A mm Nominal cross-sectional area of the reinforcing bar
B,nom
A mm Actual cross-sectional area of the reinforcing bar
B,act
F N The portion of the reinforcing bar’s force intended to be anchored by bond (see
7.2.2, Category B1)2σ MPa Stress range for high-cycle elastic fatigue loading test
σ MPa Maximum stress in axial load fatigue test
max
ε % Strain at actual yield strength of the reinforcing bar. For reinforcement steel without
y,acta distinct yield plateau the strain at actual 0,2 % proof stress may be used, taken as
ε = R /E+2×10p0,2,act p0,2,act
δ mm Anchor head movement
1 MPa = 1 N/mm
© ISO 2012 – All rights reserved 3
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ISO 15698-1:2012(E)
5 Requirements
5.1 Materials
5.1.1 Steel for reinforcing bars
Steel reinforcing bars shall comply with ISO 6935-1 and ISO 6935-2 or any other product standard for steel
reinforcing bars as specified by the purchaser.For welded headed bars, the steel reinforcing bars, in accordance with ISO 6935-1 and ISO 6935-2, shall be
of the weldable (W) type. Other types of weldable steel reinforcing bars shall be permitted if specified and
agreed upon by the purchaser and manufacturer and only if the suitability of the head and bar materials for
the welding process specified is demonstrated by a welding procedure qualification according to ISO 17660-1,
unless otherwise agreed upon by the purchaser and manufacturer.For forged bars, threaded headed bars and shear-bolted sleeve-headed bars, any type of reinforcing bars may
be used.For swaged or extruded headed bars, any ribbed type of reinforcing bars may be used.
5.1.2 Steel for headsHeads shall be forged, machined or cut from casts of steel identified by a mill certificate. The chemical
composition of heads for welded headed bars shall comply with a standard for weldable structural steel, such
as quality C and D of ISO 630-2 or quality DD and E of ISO 4950. The impact test energy value shall be
minimum 27 J at 0 ºC. For headed bars where the danger of lamellar tearing of the head plate material exists,
laminations and lamellar tearing in the steel plate shall be avoided by the choice of a suitable parent material.
The steel plate shall be controlled by testing or inspection, for example in accordance with EN 10164. The
resistance to lamellar tearing shall be specified in the test report, see ISO 15698-2.
NOTE Steels of class Z15, Z25 or Z35 according to EN 10164 are examples of steels resistant to lamellar tearing.
The welding shall be carried out according to ISO 17660-1, unless otherwise agreed upon by the purchaser
and manufacturer.5.2 Head shape and dimensions
The head may have any shape.
The size of the concrete contact area is described by the major dimension D , see Figure 1, and the aspect
H,maxratio which is the ratio between the minor and the major dimension: α = D /D ≤ 1.
A H,min H,maxa) b) c) d)
Figure 1 — Definition of head geometry
The head thickness may be constant or variable as indicated in Figure 2. The thickness variation along the
head’s main axis is determined by the thickness profile, i.e., the section given by the plane spanned by the
head’s main axis and the bar axis.4 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 15698-1:2012(E)
5.3 Head bearing area
If part of the head bearing area is not in the same plane as the bearing area of the head itself, this shall be
stated in the test report.In some cases, such as when the head is attached to the bar using a sleeve, some of the bearing area will
be at the sleeve-to-bar intersection, at some distance from the head itself. This may be of importance in the
structural design and should, thus, be stated in the test report.The suitability of the head bearing area and head thickness shall be verified by qualification tests according
to ISO 15698-2.5.4 Anchorage capacity
The anchorage capacity is specified for three categories of loading:
— Category B: Anchorage capacity under static loading (Basic)
— Category F: Anchorage capacity under high-cycle elastic fatigue loading (Fatigue)
— Category S: Anchorage capacity under low-cycle elastic-plastic loading (Seismic)
NOTE 1 Categories B and F are subdivided into subcategories (B1, B2 and B3, F1 and F2), see 7.2.2, 7.2.3 and Annex A.
The anchorage capacity shall be verified by testing according to ISO 15698-2 for the relevant category.
Categories F and S shall be tested for bars intended for use in structural members exposed to fatigue and
earthquake, respectively, or on the purchaser’s request.NOTE 2 The anchorage capacity of the head depends on the strength of the head-to-bar connection, on the compressive
strength of the concrete and on the net head bearing area. For ribbed bars, the bond between steel and concrete may
contribute to the anchorage capacity, but this is only taken into account in Category B1 (see 7.2.2). The strength of the
head-to-bar connection may also be influenced by the production method of the reinforcing bars, such as hot–rolled or
hot–rolled and quenched and self-tempered (QST).NOTE 3 The concrete under the head is locally confined by the surrounding concrete. The qualification test set-up
represents the confinement by the surrounding concrete and reinforcement in a simplified way. Concrete design aspects
like embedment depth, concrete cover, spacing and confinement details are, thus, outside the scope of this standard.
NOTE 4 This standard does not cover safety elements introduced by, for example, the application of partial factors
for capacity (e.g. γ -values) to be applied to the tested values. The safety elements are referred to provisions in national
design standards.a) b) c)
Figure 2 — Examples of head thickness variation
5.5 Tolerances
Geometric tolerances for the head shall be within the limits given in Table 2. Tolerances for the reinforcing bars
and for material properties for the head are given in the product standards.© ISO 2012 – All rights reserved 5
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ISO 15698-1:2012(E)
Table 2 — Geometric tolerances
Geometric characteristic Maximum acceptable deviation
Major head dimension D ± 5 %
H,max
Aspect ratio α ± 10 %
Thickness profile ± 5 %
6 Classification of headed bars
6.1 General
Headed bars are distinguished by the characteristics of three main elements:
— Head
— Bar
— Method of attachment
The main characteristics of these three elements are:
Head:
— Major head dimension D in mm (see 5.2)
H,max
— Aspect ratio α = D /D ≤ 1 (see 5.2)
A H,min H,max
— Thickness profile (see 6.2)
— Nominal yield strength R
eH,spec
— Geometry of head-to-bar transition
— Method of production (cut from plate material, cut from bar material, forged or cast)
Bar:— Nominal diameter d
— Nominal yield strength R
eH,spec
— Ductility class (according to ISO 6935-1 and ISO 6935-2)
— Relative rib area (relevant for Category B1 only)
— Method of production (micro-alloyed, quenched and self-tempered)
Method of attachment:
— Forging
— Welding
— Threading
— Swaging
— Shear bolts
6 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 15698-1:2012(E)
6.2 Series of headed bars
A headed bar may represent any combination of the characteristics listed in 6.1. Headed bars may be divided
into series representing a specific combination of the characteristics and where only the bar diameter and the
head size vary. The head size shall be characterized by the major head dimension D . Within one series,
H,maxthe headed bars shall be classified according to the nominal bar diameter.
Within one series, the nominal values of the characteristics shall be within the limits given in Table 3.
For heads with variable thickness, the thickness profile shall be similar for all head sizes within a series in the
sense that the deviation between the normalized profiles (t/D ) shall not, at any point, be more than the
H,maxlimits given in Table 3.
Table 3 — Accepted deviations of nominal values of characteristics within one series
Head characteristicsMajor head dimension D ± 5 %
H,max
Aspect ratio α ± 5 %
Thickness profile ± 5 %
Material strength Stay within one grade
Bar characteristics
The bars in one series shall be limited to one steel grade
according to ISO 6935-1 and ISO 6935-2 or to one steel class as
specified in national standards.
For Category B1, the relative rib area in one series shall be larger
than or equal to the relative rib area of the test specimens.
7 Qualification testing
7.1 General
Unless otherwise agreed with the purchaser, qualification testing shall be performed:
a) at the commencement of the production of a new or modified product;b) at the commencement of a new or modified method of production if this may affect the characteristics
specified in this part of ISO 15698.The purpose of the qualification testing is to verify the load transfer from the reinforcing bar to the head and
into the concrete.NOTE 1 The test set-up is designed to subject the headed bar to simplified but realistic conditions, in order to avoid
detailed and specific requirements for the head geometry and for the connection between the head and the bar. The
intention is to enable the development of new products that can meet the requirements of this part of ISO 15698 for the
behaviour of headed bars.For each series of headed bars and for each category, a number of qualification tests, as specified in 7.2 and
7.3, shall be performed. Each test shall consist of three specimens.The qualification testing shall comprise two series of tests:
— Load transfer test: A test with the head embedded in concrete for the verification of the head geometry
and its capacity for load transfer to the concrete. The various tests are related to categories according to
the intended application of the headed bar (see 5.4). The qualification testing shall verify to which category
the actual headed bar system belongs. Under certain conditions, the testing in concrete may be replaced
by special tests in air for Categories B2, B3, F1 and F2, see 7.2.1.— Robustness tests of head-to-bar connection: Tests in air with the purpose of testing the robustness of the
bar-to-head connection, e.g., with respect to skew loading.© ISO 2012 – All rights reserved 7
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ISO 15698-1:2012(E)
NOTE 2 Skew loading may be introduced in a structural concrete member, e.g. if the head is bearing on a transverse
bar on one side, generating a stiffer support than the surrounding concrete on the other side.
The manufacturer shall specify the concrete strength and type of concrete (e.g. normal-density concrete, lightweight
aggregate concrete or fibre-reinforced concrete) of the test specimen. The chosen concrete strength shall represent
the minimum concrete strength in which the head can be used to achieve its ultimate anchorage capacity.
NOTE 3 A concrete of at least grade B30 (ISO 22965-2) is recommended. Lower concrete grades may be permitted
according to national standards and regulations.The qualification test is valid for the concrete grade of the test specimen and all higher grades. However, for
lightweight aggregate concrete, very high strength concrete, fibre-reinforced concrete and other special types
of concrete, additional qualification tests should be considered. In this context, concrete of higher grade than
B90 (ISO 22695-2) should be considered “very high strength” concrete.NOTE 4 The limit for “very high strength concrete” may be specified by the purchaser. Very few tests on headed bars
with concrete above Grade B60 have been executed.The tests shall be performed according to ISO 15698-2.
The failure mode and load shall be clearly stated in the test report.
The manufacturer shall furnish documentation to the purchaser, in the form of independent certification or test
reports that confirms the suitability of head dimensions and shape for the intended application.
7.2 Load transfer tests7.2.1 General
For each series of headed bars, a representative number of bar diameters shall be tested. If a series consists
of two bar diameters, both diameters shall be tested. If the series consists of more than two diameters, the
smallest and the largest diameter shall be tested. Intermediate diameter qualification shall be tested in steps
of not more than 10 mm.For bars within one series and within a step of not more than 10 mm, the qualification testing may be omitted.
For Categories B2, B3, F1 and F2, the load transfer tests, both tensile and fatigue, may be performed in air
according to ISO 15698-2 if the following conditions are fulfilled:1) Net head bearing area of at least nine times the bar cross-section;
2) Entire head bearing area in one plane, perpendicular to the bar axis. It shall be permissible that 10 %
of the bearing area be located within one bar diameter from the main bearing plane;
3) The maximum specified yield strength of the bar is 500 MPa;4) The headed bar is intended for use in concrete of at least Grade B30 (ISO 22965-2);
5) The headed bar is intended for use in c...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15698-1
Première édition
2012-10-01
Aciers pour l’armature du béton — Barres
avec platine d’ancrage —
Partie 1:
Exigences
Steel for the reinforcement of concrete — Headed bars —
Part 1: Requirements
Numéro de référence
ISO 15698-1:2012(F)
ISO 2012
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ISO 15698-1:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 15698-1:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .....................................................................................................................................................................iv
Introduction ........................................................................................................................................................................ v
1 Domaine d’application ....................................................................................................................................... 1
2 Références normatives ...................................................................................................................................... 1
3 Termes et définitions .......................................................................................................................................... 2
4 Symboles ............................................................................................................................................................... 3
5 Exigences .............................................................................................................................................................. 4
5.1 Matériaux ............................................................................................................................................................... 4
5.2 Dimensions et forme de la platine d’ancrage .............................................................................................. 5
5.3 Surface d’appui de la platine d’ancrage ........................................................................................................ 5
5.4 Capacité d’ancrage ............................................................................................................................................. 5
5.5 Tolérances ............................................................................................................................................................. 6
6 Classification des barres avec platine d’ancrage ....................................................................................... 6
6.1 Généralités ............................................................................................................................................................ 6
6.2 Série de barres avec platine d’ancrage ......................................................................................................... 7
7 Essais de qualification ....................................................................................................................................... 8
7.1 Généralités ............................................................................................................................................................ 8
7.2 Essais de transmission des efforts ................................................................................................................ 9
7.3 Essais de robustesse de la liaison barre-platine d’ancrage ..................................................................12
8 Fabrication ..........................................................................................................................................................14
8.1 Généralités ..........................................................................................................................................................14
8.2 Barres avec platine d’ancrage soudée ........................................................................................................14
8.3 Barres avec platine d’ancrage forgée ..........................................................................................................14
8.4 Barres avec platine d’ancrage filetée ...........................................................................................................14
8.5 Barres avec platine d’ancrage sertie ou extrudée ....................................................................................14
8.6 Barres avec platine d’ancrage à vis de cisaillement et manchon à crémaillère ..............................15
8.7 Étiquetage ...........................................................................................................................................................15
8.8 Informations à fournir par l’acheteur ...........................................................................................................15
9 Essais de production .......................................................................................................................................16
9.1 Essais mécaniques et exigences de performance ...................................................................................16
9.2 Fréquence des essais ......................................................................................................................................17
9.3 Contre-essais .....................................................................................................................................................17
Annexe A (informative) Catégories de barres pour béton armé avec platine d’ancrage ..............................18
Bibliographie ....................................................................................................................................................................19
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ISO 15698-1:2012(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.L’ISO 15698-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 16, Aciers pour le
renforcement et la précontrainte du béton.L’ISO 15698 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Aciers pour l’armature du béton —
Barres avec platine d’ancrage:— Partie 1: Exigences
— Partie 2: Méthodes d’essai
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ISO 15698-1:2012(F)
Introduction
Les barres pour béton armé munies de platines d’ancrage sont utilisées depuis de nombreuses années, en
particulier dans les structures de génie civil telles que les structures marines (par exemple plates-formes
offshore), ponts, structures de centrales nucléaires, etc. Les caractéristiques et les exigences pour les produits
d’ancrage ont généralement été spécifiées pour chaque projet spécifique. Les caractéristiques ont souvent
fait l’objet d’essais particuliers en l’absence de normes de produits. Toutefois, certains pays, par exemple les
États-Unis, ont développé des normes ou des recommandations nationales relatives aux exigences et aux
méthodes d’essai pour de tels produits.Suite aux discussions au sein de l’ISO/TC 17/SC 16, il a été convenu d’utiliser le terme générique «barres
avec platine d’ancrage» (headed bars) pour désigner les différents types de produits avec platines d’ancrage
à l’extrémité d’une barre.L’avantage des barres avec platine d’ancrage, comparées aux barres ancrées par adhérence, est que la barre
peut être chargée jusqu’à la pleine capacité de la barre à son extrémité avec une fixation très rigide sans
glissement à l’extrémité de la barre. Dans certains cas, la platine d’ancrage à l’extrémité de la barre est conçue
de façon telle que l’ancrage d’extrémité est combiné avec un ancrage par adhérence pour obtenir la pleine
capacité de la barre. La longueur d’ancrage sera alors sensiblement réduite en comparaison de la longueur
d’ancrage sans platine d’ancrage.L’objectif de la présente partie de l’ISO 15698 est de spécifier les exigences relatives au produit de manière
neutre, c’est-à-dire sans se référer à des types et des géométries spécifiques de platines d’ancrage, et de
spécifier des méthodes d’essai couvrant la diversité des barres avec platine d’ancrage actuellement sur le
marché, ainsi que les nouveaux types qui pourraient être développés dans le futur.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15698-1:2012(F)
Aciers pour l’armature du béton — Barres avec platine
d’ancrage —
Partie 1:
Exigences
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 15698 spécifie les exigences relatives aux barres en acier avec platine d’ancrage,
pour utilisation comme armature des structures en béton.La présente partie de l’ISO 15698 est une norme de produit et non une norme d’application. Elle est destinée
à couvrir une large variété de produits et également à venir à l’appui du développement de nouveaux produits.
La présente partie de l’ISO 15698 spécifie les exigences relatives aux barres pour béton armé munies de
platines d’ancrage en acier. Les platines d’ancrage ou les pièces de liaison barre-platine d’ancrage constituées
d’autres matériaux, y compris les manchons avec métal de remplissage, ne sont pas couvertes par la présente
partie de l’ISO 15698.Les platines d’ancrage consistant en une barre d’acier ou un autre élément en acier placé perpendiculairement
à l’extrémité ou aux extrémités d’une barre et soudées à la barre sur chantier sont en dehors du domaine
d’application de la présente partie de l’ISO 15698.La présente partie de l’ISO 15698 est destinée à couvrir des produits qui sont fabriqués dans le cadre d’une
production continue permettant des essais des produits conformément à un plan d’essais défini.
Les exigences et les essais relatifs aux barres avec platine d’ancrage soumis à un choc sont en dehors du
domaine d’application de la présente partie de l’ISO 15698.2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).ISO 630-2, Aciers de construction — Conditions techniques de livraison pour aciers de construction métallique
d’usage généralISO 4950-2, Produits plats en acier à haute limite d’élasticité — Partie 2: Produits livrés à l’état normalisé ou
de laminage contrôléISO 4950-3, Produits plats en acier à haute limite d’élasticité — Partie 3: Produits livrés à l’état traité
(trempé + revenu)ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d’essai à température ambiante
ISO 6935-1, Aciers pour l’armature du béton — Partie 1: Barres lissesISO 6935-2, Aciers pour l’armature du béton — Partie 2: Barres à verrous
ISO 15698-2, Aciers pour l’armature du béton — Barres avec platine d’ancrage — Partie 2: Méthodes d’essai
ISO 16020, Aciers pour l’armature et la précontrainte du béton — VocabulaireISO 17660-1, Soudage — Soudage des aciers d’armatures — Partie 1: Assemblages transmettant des efforts
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ISO 15698-1:2012(F)
ISO 22965-2, Béton — Partie 2: Spécification des matériaux constituants, de la production du béton et de la
conformité du béton3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16020 ainsi que les suivants
s’appliquent.3.1
platine d’ancrage
pièce séparée en acier de forme quelconque fermement fixée à l’extrémité d’une barre ou une protubérance
de la barre proprement dite à l’extrémité, utilisée pour ancrer une barre en acier pour béton armé dans le béton
3.2barre avec platine d’ancrage
barre en acier pour béton armé qui comporte une ou plusieurs platines d’ancrage en acier à une ou aux deux
extrémités en vue d’ancrer la barre dans le béton3.2.1
barre avec platine d’ancrage soudée
barre avec platine d’ancrage qui comporte une ou plusieurs platines d’ancrage soudées sur la barre
3.2.2barre avec platine d’ancrage forgée
barre avec platine d’ancrage qui comporte une ou plusieurs platines d’ancrage intégralement forgées à
partir de la barre3.2.3
barre avec platine d’ancrage filetée
barre avec platine d’ancrage qui comporte une ou plusieurs platines d’ancrage fixées grâce à des filetages
coniques ou droits à l’intérieur de l’ancrage ou par l’intermédiaire d’un écrou ou manchon séparé fileté
intérieurement assurant la fixation de la platine d’ancrage à l’extrémité ou aux extrémités filetées de la barre
3.2.4barre avec platine d’ancrage sertie
barre avec platine d’ancrage qui comporte une ou plusieurs platines d’ancrage fixées à la barre par sertissage
ou extrusion de la platine d’ancrage directement sur la barre ou par l’intermédiaire d’un manchon
3.2.5barre avec platine d’ancrage à manchon(s) et vis de cisaillement
barre avec platine d’ancrage comportant un ou plusieurs manchons fixés à la barre par une série de vis de
cisaillement qui s’impriment dans la surface de la barre pour béton armé et poussent la barre contre la face
interne opposée du manchon3.3
platine d’ancrage à fixer ultérieurement
platine d’ancrage qui n’est pas fixée à la barre de manière permanente par le fabricant de platines d’ancrage
mais qui est fixée sur site ou dans un atelier d’armature3.4
surface d’appui de la platine d’ancrage
aire de la platine d’ancrage projetée sur un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal de la barre moins l’aire de
la section transversale de la barre et moins toute aire de la platine d’ancrage qui s’étend à plus d’un diamètre
de la barre à partir de sa face principale, représentant la surface de contact entre la platine d’ancrage et le
béton sur laquelle la force de traction dans la barre est transmise par le biais de contraintes de compression
3.5capacité d’ancrage de la platine d’ancrage
force maximale qui peut être transmise à partir de la platine d’ancrage de la barre au béton qui l’entoure
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ISO 15698-1:2012(F)
3.6
série de barres avec platine d’ancrage
ensemble de barres avec platine d’ancrage de forme identique et avec un rapport entre la surface d’appui
de la platine d’ancrage et l’aire de la section transversale de la barre compris entre des valeurs maximale et
minimale spécifiées, produites à partir de matériaux identiques, par la même méthode de production, mais
avec des diamètres nominaux de barre différents3.7
essai de qualification
essai conçu pour vérifier la capacité d’ancrage (catégorie) d’une ou de plusieurs séries de barres avec
platine d’ancrage3.8
fabricant
toute organisation qui fabrique des barres avec platine d’ancrage pour l’armature du béton
3.9lot de barres avec platine d’ancrage
quantité de barres pour béton armé avec platine d’ancrage qui est représentée par les échantillons qui ont été
soumis à essai3.10
zone affectée
partie de la barre pour béton armé où l’une quelconque des caractéristiques de la barre, y compris des
caractéristiques physiques, métallurgiques ou du matériau, a été altérée par la fabrication de la barre avec platine
d’ancrage, telle que la zone affectée par la chaleur (pour les barres avec platine d’ancrage forgée ou soudée), la
zone des filetages (pour les barres avec platine d’ancrage filetée), ou la zone de positionnement d’un manchon
4 SymbolesPour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Tableau 1 — SymbolesSymbole Unité Désignation
D mm Dimension majeure de la platine d’ancrage (voir 5.2)
H,max
D mm Dimension mineure de la platine d’ancrage (voir 5.2)
H,min
α — Rapport d’aspect entre la dimension majeure et la dimension mineure de la platine
d’ancrage (voir 5.2)d mm Diamètre nominal de la barre pour béton armé
R MPa Valeur caractéristique (ou nominale) spécifiée de la limite apparente d’élasticité de la
eH,specbarre pour béton armé. Pour les aciers pour béton armé ne présentant pas de palier
d’écoulement, R caractéristique (ou nominale) peut être utilisée.p0,2,spec
R MPa Valeur caractéristique (ou nominale) spécifiée de la limite conventionnelle d’élasticité à
p0,2,spec0,2 % de la barre pour béton armé
R MPa Valeur effective de la limite conventionnelle d’élasticité à 0,2 % de la barre pour béton armé
p0,2,actR MPa Valeur caractéristique (ou nominale) spécifiée de la résistance à la traction de la barre pour
m,specbéton armé
R MPa Valeur effective de la résistance à la traction de la barre pour béton armé à essayer
m,act(R /R ) — Rapport caractéristique spécifié de la résistance à la traction et de la limite apparente
m eH specd’élasticité
A % Allongement total pour cent à la force maximale de la barre pour béton armé
A % Allongement total pour cent après rupture pour une longueur entre repères de 5d
A % Allongement total pour cent après rupture pour une longueur entre repères de 10d
A mm Aire nominale de la section transversale de la barre pour béton arméB,nom
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Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
A mm Aire effective de la section transversale de la barre pour béton armé
B,act
F N Partie de la force de la barre pour béton armé destinée à être ancrée par adhérence (voir
7.2.2, catégorie B1)2σ MPa Étendue de variation de contrainte pour l’essai de fatigue à grand nombre de cycles dans le
domaine élastiqueσ MPa Contrainte maximale pour l’essai de fatigue sous force axiale
max
ε % Déformation à la limite apparente d’élasticité effective de la barre pour béton armé. Pour les
y,actaciers pour béton armé ne présentant pas de palier d’écoulement, la déformation à la limite
conventionnelle d’élasticité à 0,2 % effective peut être utilisée, prise égale àε = R /E + 2 × 10 .
p0,2,act p0,2,act
δ mm Mouvement de la platine d’ancrage
1 MPa = 1 N/mm
5 Exigences
5.1 Matériaux
5.1.1 Barres en acier pour béton armé
Les barres en acier pour béton armé doivent être conformes à l’ISO 6935-1 et à l’ISO 6935-2 ou à toute autre
norme de produit pour barres en acier pour béton armé telle que spécifiée par l’acheteur.
Pour les barres avec platine d’ancrage soudée, les barres en acier pour béton armé conformes à l’ISO 6935
doivent être du type soudable (W). D’autres types de barres en acier pour béton armé doivent être admis si
cela est spécifié et convenu par l’acheteur et le fabricant et seulement si l’aptitude au soudage des matériaux
constitutifs de la platine d’ancrage et des barres pour le procédé de soudage spécifié est démontrée par
une qualification du mode opératoire de soudage conformément à l’ISO 17660-1, sauf accord contraire entre
l’acheteur et le fabricant.Pour les barres forgées, les barres pour platine d’ancrage filetée et les barres avec platine d’ancrage à
manchon(s) et vis de cisaillement, tout type de barre pour béton armé peut être utilisé.
Pour les barres pour platine d’ancrage sertie, tout type de barre pour béton armé à verrous peut être utilisé.
5.1.2 Acier pour platines d’ancrageLes platines d’ancrage doivent être forgées, usinées ou découpées à partir de coulées d’acier identifiées par
un certificat d’usine. La composition chimique des platines d’ancrage pour les barres avec platine d’ancrage
soudée doit être conforme à une norme relative à des aciers de construction soudables, tels que les qualités C
et D de l’ISO 630-2 ou les qualités DD et E de l’ISO 4950. La valeur de l’énergie de rupture en flexion par choc
doit être au minimum de 27 J à 0 °C. Pour les barres avec platine d’ancrage pour lesquelles il existe un danger
d’arrachement lamellaire du matériau constitutif de la platine d’ancrage, ce danger doit être évité en choisissant
un matériau de base approprié. La plaque d’acier doit être contrôlée par des essais ou une inspection, par
exemple conformément à l’EN 10164. La résistance à l’arrachement lamellaire doit être spécifiée dans le
rapport d’essai (voir ISO 15698-2).NOTE Des aciers de classe Z15, Z25 ou Z35 conformément à l’EN 10164 sont des exemples d’aciers résistant à
l’arrachement lamellaire.Le soudage doit être réalisé conformément à l’ISO 17660-1, sauf accord contraire entre l’acheteur et le fabricant.
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ISO 15698-1:2012(F)
5.2 Dimensions et forme de la platine d’ancrage
La platine d’ancrage peut être d’une forme quelconque.
La taille de la zone de contact avec le béton est décrite par la dimension majeure D (voir Figure 1) et le
H,maxrapport d’aspect qui est le rapport entre la dimension mineure et la dimension majeure: α = D /D ≤ 1.
A H,min H,maxL’épaisseur de la platine d’ancrage peut être constante ou variable comme indiqué à la Figure 2. La variation de
l’épaisseur le long de l’axe principal de la platine d’ancrage est déterminée par le profil d’épaisseur, c’est-à-dire
la section dans le plan défini par l’axe principal de la platine d’ancrage et l’axe de la barre.
a) b) c) d)Figure 1 — Définition de la géométrie de la platine d’ancrage
a) b) c)
Figure 2 — Exemples de variation d’épaisseur de la platine d’ancrage
5.3 Surface d’appui de la platine d’ancrage
Si une partie de la surface d’appui de la platine d’ancrage ne se situe pas dans le même plan que la surface
d’appui de la platine d’ancrage elle-même, cela doit être indiqué dans le rapport d’essai.
Dans certains cas, par exemple lorsque la platine d’ancrage est fixée à la barre au moyen d’un manchon,
une partie de la surface d’appui peut être située à l’intersection manchon-barre, à une certaine distance de la
platine d’ancrage proprement dite. Cela peut être important dans la conception de la structure et il convient,
par conséquent, de l’indiquer dans le rapport d’essai.L’adéquation de la surface d’appui de la platine d’ancrage et de l’épaisseur de la platine d’ancrage doit être
vérifiée par des essais de qualification conformément à l’ISO 15698-2.5.4 Capacité d’ancrage
La capacité d’ancrage est spécifiée pour trois catégories de chargement:
— Catégorie B: Capacité d’ancrage sous chargement statique (Basique);
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ISO 15698-1:2012(F)
— Catégorie F: Capacité d’ancrage sous chargement de fatigue à grand nombre de cycles dans le
domaine élastique (Fatigue);— Catégorie S: Capacité d’ancrage sous chargement oligocyclique élasto-plastique (Sismique).
NOTE 1 Les catégories B et F sont subdivisées en sous-catégories (B1, B2 et B3, F1 et F2); voir 7.2.2, 7.2.3 et l’Annexe A.
La capacité d’ancrage doit être vérifiée par des essais conformément à l’ISO 15698-2 pour la catégorie applicable.
Les catégories F et S doivent être soumises à essai pour les barres destinées à être utilisées dans des structures
exposées à la fatigue et à des tremblements de terre respectivement ou sur demande de l’acheteur.
NOTE 2 La capacité d’ancrage de la platine d’ancrage dépend de la résistance de la liaison barre-platine d’ancrage, de
la résistance à la compression du béton et de la surface d’appui nette de la platine d’ancrage. Pour les barres à verrous,
l’adhérence entre l’acier et le béton peut contribuer à la capacité d’ancrage, mais cela est seulement pris en compte pour la
catégorie B1 (voir 7.2.2). La résistance de la liaison barre-platine d’ancrage peut également être influencée par la méthode
de production de la barre en acier pour béton armé, par exemple selon que la barre a été laminée à chaud, ou laminée à
chaud, trempée et auto-revenue (QST).NOTE 3 Le béton sous la platine d’ancrage est localement confiné par le béton environnant. Le montage pour essai de
qualification représente le confinement par le béton environnant et l’armature de manière simplifiée. Les aspects liés à la
conception du béton tels que profondeur d’encastrement, enrobage de béton, espacement et détails du confinement sont,
par conséquent, en dehors du domaine d’application de la présente norme.NOTE 4 La présente norme ne couvre pas les éléments de sécurité introduits par exemple par l’application de
coefficients partiels de sécurité (par exemple valeurs de γ ) à appliquer aux résultats d’essai. Les éléments de sécurité se
réfèrent aux dispositions des normes nationales de conception et de calcul.5.5 Tolérances
Les tolérances géométriques relatives aux platines d’ancrage doivent se situer à l’intérieur des limites données
dans le Tableau 2. Les tolérances pour la barre pour béton armé et pour les caractéristiques des matériaux
constituant les platines d’ancrage sont données dans les normes de produit.Tableau 2 — Tolérances géométriques
Caractéristique géométrique Écart maximal acceptable
Dimension majeure de la platine d’ancrage, D ± 5 %
H,max
Rapport d’aspect, α ± 10 %
Profil d’épaisseur ± 5 %
6 Classification des barres avec platine d’ancrage
6.1 Généralités
Les barres avec platine d’ancrage se distinguent par les caractéristiques de trois principaux éléments:
— Platine d’ancrage— Barre
— Méthode de fixation
Les principales caractéristiques de ces trois éléments sont:
— Platine d’ancrage:
— Dimension majeure de la platine d’ancrage, D , en millimètres (voir 5.2)
H,max
— Rapport d’aspect, α = D /D ≤ 1 (voir 5.2)
A H,min H,max
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ISO 15698-1:2012(F)
— Profil d’épaisseur (voir 6.2)
— Limite apparente d’élasticité nominale, R
eH,spec
— Géométrie de la transition barre-platine d’ancrage
— Méthode de production (découpe à partir de matériau sous forme de tôle, découpe à partir de matériau
sous forme de barre, forgeage ou moulage)— Barre:
— Diamètre nominal, d
— Limite apparente d’élasticité nominale, R
eH,spec
— Classe de ductilité (conformément à l’ISO 6935-1 et à l’ISO 6935-2)
— Aire relative des verrous (applicable seulement pour la catégorie B1)
— Méthode de production (micro-allié, trempé et auto-revenu)
— Méthode de fixation:
— Forgeage
— Soudage
— Filetage
— Sertissage
— Vis de cisaillement
6.2 Série de barres avec platine d’ancrage
Une barre avec platine d’ancrage peut représenter toute combinaison des caractéristiques énumérées en 6.1.
Les barres avec platine d’ancrage peuvent être réparties en séries représentant une combinaison spécifique
des caractéristiques et où seul le diamètre de la barre et la taille de la platine d’ancrage varient. La taille de la
platine d’ancrage doit être caractérisée par la dimension majeure de la platine d’ancrage, D . Au sein d’une
H,maxsérie, les barres avec platine d’ancrage doivent être classifiées selon le diamètre nominal de la barre.
Au sein d’une série, les valeurs nominales des caractéristiques doivent se situer à l’intérieur des limites
données dans le Tableau 3.Pour les platines d’ancrage avec épaisseur variable, le profil d’épaisseur doit être semblable pour toutes les
dimensions de platines d’ancrage au sein d’une série dans le sens que l’écart entre les profils normalisés
(t/D ) ne doit, en aucun point, être supérieur aux limites données dans le Tableau 3.
H,max© ISO 2012 – Tous droits réservés 7
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Tableau 3 — Écarts acceptables pour les valeurs nominales des caractéristiques au sein d’une série
Caractéristiques de la platine d’ancrageDimension majeure de la platine
± 5 %
d’ancrage D
H,max
Rapport d’aspect α ± 5 %
Profil d’épaisseur ± 5 %
Rester au sein d’une
Résistance du matériau
même nuance
Caractéristiques de la barre
Les barres d’une série doivent être limitées à une nuance d’acier
conformément à l’ISO 6935-1 et à l’ISO 6935-2 ou à une seule
classe d’acier telle que spécifiée dans des normes na
...
Questions, Comments and Discussion
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