ISO 20332:2016

Cranes — Proof of competence of steel structures

ISO 20332:2016 sets forth general conditions, requirements, methods, and parameter values for performing proof-of-competence determinations of the steel structures of cranes based upon the limit state method. It is intended to be used together with the loads and load combinations of the applicable parts of ISO 8686. ISO 20332:2016 is general and covers cranes of all types. Other International Standards can give specific proof-of-competence requirements for particular crane types. Proof-of-competence determinations, by theoretical calculations and/or testing, are intended to prevent hazards related to the performance of the structure by establishing the limits of strength, e.g. yield, ultimate, fatigue, and brittle fracture. According to ISO 8686‑1 there are two general approaches to proof-of-competence calculations: the limit state method, employing partial safety factors, and the allowable stress method, employing a global safety factor. Though it does not preclude the validity of allowable stress methodology, ISO 20332 deals only with the limit state method. Proof-of-competence calculations for components of accessories (e.g. handrails, stairs, walkways, cabins) are not covered by this International Standard. However, the influence of such attachments on the main structure needs to be considered.

Appareils de levage à charge suspendue — Vérification d'aptitude des charpentes en acier

ISO 20332:2016 détermine les conditions générales, les exigences, les méthodes et les valeurs de paramètres pour effectuer les déterminations de vérification d'aptitude des charpentes en acier des appareils de levage à charge suspendue, en se basant sur la méthode des états limites. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec les parties applicables de l'ISO 8686 concernant les charges et combinaisons de charges. ISO 20332:2016 est générale et couvre tous les types d'appareils de levage à charge suspendue. D'autres Normes internationales peuvent donner des exigences spécifiques de vérification d'aptitude pour des types particuliers d'appareils de levage. Des vérifications d'aptitude, par calculs théoriques et/ou essais, sont destinées à prévenir les risques en rapport avec la performance de la charpente en établissant les limites de résistance, par exemple élastique, à la rupture, à la fatigue, à la rupture fragile. Selon l'ISO 8686‑1, il existe deux approches générales pour les calculs de vérification d'aptitude: ce sont la méthode des états limites, utilisant des facteurs partiels de sécurité, et la méthode des contraintes admissibles, utilisant un facteur global de sécurité. Bien que l'ISO 20332 n'empêche pas la méthode des contraintes admissibles, elle traite uniquement de la méthode des états limites. ISO 20332:2016 ne couvre pas les calculs de vérification d'aptitude des accessoires (par exemple mains courantes, escaliers, passerelles, cabines). Cependant l'influence de telles fixations sur la charpente principale nécessite d'être prise en compte.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 31-May-2016
• ICS: 53.020.20 - Cranes
• Technical Committee: ISO/TC 96/SC 10 - Design principles and requirements
• Drafting Committee: ISO/TC 96/SC 10 - Design principles and requirements
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 12-Oct-2021

Relations

• Revises: ISO 20332:2008 - Cranes — Proof of competence of steel structures
• Effective Date: 25-Aug-2012
• Consolidated By: ISO 20896-1:2019 - Dentistry — Digital impression devices — Part 1: Methods for assessing accuracy
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20332
Second edition
2016-06-01
Corrected version
2018-11
Cranes — Proof of competence of steel
structures
Appareils de levage à charge suspendue — Vérification d'aptitude des
charpentes en acier
Reference number
ISO 20332:2016(E)
©
ISO 2016

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ISO 20332:2016(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2016
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2016 – All rights reserved

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ISO 20332:2016(E)
Contents
Foreword . 5
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
4  General . 8
4.1  General principles . 8
4.2  Documentation . 8
4.3  Alternative methods . 8
4.4  Materials of structural members . 8
4.5  Bolted connections . 11
4.5.1  Bolt materials . 11
4.5.2  General . 11
4.5.3  Shear and bearing connections . 11
4.5.4  Friction grip type (slip resistant) connections . 12
4.5.5  Connections loaded in tension . 12
4.6  Pinned connections . 12
4.7  Welded connections . 12
4.8  Proof-of-competence for structural members and connections . 13
5  Proof of static strength . 13
5.1  General . 13
5.2  Limit design stresses and forces . 14
5.2.1  General . 14
5.2.2  Limit design stress in structural members . 14
5.2.3  Limit design forces in bolted connections . 15
5.2.4  Limit design forces in pinned connections . 23
n stresses in welded connections . 27
5.2.5  Limit desig
5.3  Execution of the proof . 29
5.3.1  Proof for structural members . 29
5.3.2  Proof for bolted connections . 29
5.3.3  Proof for pinned connections . 29
5.3.4  Proof for welded connections . 30
6  Proof of fatigue strength . 31
6.1  General . 31
6.2  Limit design stresses . 32
6.2.1  Characteristic fatigue strength . 32
6.2.2  Weld qualit y . 33
6.2.3  Requirements for fatigue testing . 34
6.3  Stress histories . 35
6.3.1  Determination of stress histories . 35
6.3.2  Frequency of occurrence of stress cycles . 35
6.3.3  Stress history parameter . 36
6.3.4  Determination of stress history class, S . 39
6.4  Execution of the proof . 40
6.5  Determination of the limit design stress range . 40
6.5.1  Applicable methods . 40
6.5.2  Direct use of stress history parameter . 40
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ISO 20332:2016(E)
6.5.3  Use of S classes . 41
6.5.4  Independent concurrent normal and/or shear stresses . 42
7  Proof of elastic stability . 43
7.1  General . 43
7.2  Lateral buckling of members loaded in compression . 43
7.2.1  Critical buckling load . 43
7.2.2  Limit compressive design force . 44
7.3  Buckling of plate fields subjected to compressive and shear stresses . 46
7.3.1  General . 46
7.3.2  Limit design stress with respect to longitudinal stress σ . 48
x
7.3.3  Limit design stress with respect to transverse stress σ . 50
y
7.3.4  Limit design stress with respect to shear stress τ . 51
7.4  Execution of the proof . 52
7.4.1  Members loaded in compression . 52
7.4.2  Plate fields . 52
Annex A (informative) Limit design shear force, F , in shank per bolt and per shear plane
v,Rd
for multiple shear plane connections . 54
Annex B (informative) Preloaded bolts . 55
Annex C (normative) Design weld stresses, σ and τ . 57
w,Sd w,Sd
Annex D (normative) Values of slope constant, m, and characteristic fatigue strength, Δσ ,
c
Δτ . 61
c
Annex E (normative) Calculated values of limit design stress range, Δσ and Δσ . 85
Rd Rd,1
Annex F (informative) Evaluation of stress cycles — Example . 87
Annex G (informative) Calculation of stiffnesses for connections loaded in tension . 89
Bibliography . 92
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iv

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ISO 20332:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national
standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally
carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a
technical committee has been established has the right to be represented on that committee.
International organizations, governmental and non‐governmental, in liaison with ISO, also take part in
the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO)
principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html
The committee responsible for this document is ISO/TC 96, Cranes, Subcommittee SC 10, Design
principles and requirements.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 20332:2008), which has been technically
revised.
This corrected version of ISO 20332:2016 incorporates a correction in Formula (67).
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 20332:2016(E)

Cranes — Proof of competence of steel structures
1 Scope
This International Standard sets forth general conditions, requirements, methods, and parameter values
for performing proof‐of‐competence determinations of the steel structures of cranes based upon the
limit state method. It is intended to be used together with the loads and load combinations of the
applicable parts of ISO 8686.
This International Standard is general and covers cranes of all types. Other International Standards can
give specific proof‐of‐competence requirements for particular crane types.
Proof‐of‐competence determinations, by theoretical calculations and/or testing, are intended to
prevent hazards related to the performance of the structure by establishing the limits of strength, e.g.
yield, ultimate, fatigue, and brittle fracture.
According to ISO 8686‐1 there are two general approaches to proof‐of‐competence calculations: the
limit state method, employing partial safety factors, and the allowable stress method, employing a global
safety factor. Though it does not preclude the validity of allowable stress methodology, ISO 20332 deals
only with the limit state method.
Proof‐of‐competence calculations for components of accessories (e.g. handrails, stairs, walkways,
cabins) are not covered by this International Standard. However, the influence of such attachments on
the main structure needs to be considered.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 148‐1:2009, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 273:1979, Fasteners — Clearance holes for bolts and screws
ISO 286‐2:2010, Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system for tolerances on linear
sizes — Part 2: Tables of standard tolerance classes and limit deviations for holes and shafts. Corrected by
ISO 286‐2:2010/Cor 1:2013.
ISO 404:1992, Steel and steel products — General technical delivery requirements
ISO 898‐1:2013, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts,
screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread
ISO 4042:1999, Fasteners — Electroplated coatings
ISO 4301‐1:2016, Cranes and lifting appliances — Classification — Part 1: General
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1

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ISO 20332:2016(E)
ISO 4306‐1:2007, Cranes — Vocabulary — Part 1: General
ISO 5817:2014, Welding — Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding
excluded) — Quality levels for imperfections
ISO 7452:2013, Hot-rolled steel plates — Tolerances on dimensions and shape
ISO 7788:1985, Steel — Surface finish of hot-rolled plates and wide flats — Delivery requirements
ISO 8686‐1:2012, Cranes — Design principles for loads and load combinations — Part 1: General
ISO 8686‐2, Cranes — Design principles for loads and load combinations — Part 2: Mobile cranes
ISO 8686‐3, Cranes — Design principles for loads and load combinations— Part 3: Tower cranes
ISO 8686‐4, Cranes — Design principles for loads and load combinations— Part 4: Jib cranes
ISO 8686‐5, Cranes — Design principles for loads and load combinations— Part 5: Overhead travelling
and portal bridge cranes
ISO 9013:2002, Thermal cutting — Classification of thermal cuts — Geometrical product specification and
quality tolerances
ISO 9587:2007, Metallic and other inorganic coatings — Pretreatments of iron or steel to reduce the risk
of hydrogen embrittlement
ISO 12100, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Risk assessment and
risk reduction
ISO 15330:1999, Fasteners — Preloading test for the detection of hydrogen embrittlement — Parallel
bearing surface method
ISO 17659:2002, Welding — Multilingual terms for welded joints with illustrations
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12100, ISO 17659,
ISO 4306‐1:2007, Clause 6, and the following terms, definitions, symbols and abbreviated terms (see
Table 1) apply.
3.1
grade of steel
marking that defines the strength of steel, usually defining yield stress, f, sometimes also ultimate
y
strength, f
u
3.2
quality of steel
marking that defines the impact toughness and test temperature of steel
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2

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ISO 20332:2016(E)
Table 1 — Main symbols and abbreviations used in this International Standard
Symbol Description
A Cross‐section
A Equivalent area for calculation
eq
A Net cross‐sectional area at bolt or pin holes
n
A Minor area of the bolt
r
A Stress area of the bolt
S
a Geometric dimension
a Geometric dimension for weld penetration
hi
a Effective weld thickness
r
b Geometric dimension
c Geometric dimension
D Diameter of available cylinder of clamped material
A
D Inner diameter of hollow pin
i
D Outer diameter of hollow pin
o
d Diameter (shank of bolt, pin)
d Diameter of the hole
h
d Diameter of the contact area of the bolt head
w
d Diameter of the hole
0
E Modulus of elasticity
e, e Edge distances
1 2
F Force
F Tensile force in bolt
b
F Limit design bearing force
b,Rd
F , F Design bearing force
b,Sd bi,Sd
ΔF Additional force
b
F Reduction in the compression force due to external tension
cr
F Limit design tensile force
cs,Rd
F Limit force
d
F External force (on bolted connection)
e,t
F Characteristic value (force)
k
F Preloading force in bolt
p
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ISO 20332:2016(E)

Table 1 (continued)
Symbols Description
F Design preloading force
p,d
F Limit design force
Rd
F Design force of the element
Sd
F Limit design slip force per bolt and friction interface
s,Rd
F , F Limit design tensile forces per bolt
t1,Rd t2,Rd
F External tensile force per bolt
t,Sd
F Limit design shear force per bolt/pin and shear plane
v,Rd
F Design shear force per bolt/pin and shear plane
v,Sd
F Acting normal/shear force
σ,τ
f Out‐of‐plane imperfection of plate field
f Limit design compressive longitudinal stress
b,Rd,x
f Limit design compressive transverse stress
b,Rd,y
f Limit design buckling shear stress
b,Rd,τ
f Limit stress
d
f Characteristic value (stress)
k
f Limit design stress
Rd
f Ultimate strength of material
u
f Ultimate strength of bolts
ub
f Ultimate strength of the weld
uw
f Limit design weld stress
w, Rd
f Yield stress of material or 0,2 % offset yield strength
y
f Yield stress of bolts
yb
f Yield stress (minimum value) of base material or member
yk
f Yield stress of pins
yp
h Thickness of workpiece
h Distance between weld and contact area of acting load
d
I Moment of inertia
K Stiffness (slope) of bolt
b
K Stiffness (slope) of flanges
c
k Stress spectrum factor based on m of the detail under consideration
m
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4

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ISO 20332:2016(E)

Table 1 (continued)
Symbols Description
k* Specific spectrum ratio factor
k , k Buckling factors for plate fields
σx τ
L Length of compressed member
l Effective clamped length
k
l Gauge length for imperfection of plate field
m
l Effective weld length
r
l Weld length
w
l Effective length for tension without threat
1
l Effective length for tension with threat
2
M Limit design bending moment
Rd
M Design bending moment
Sd
m (Negative inverse) slope constant of log σ/log N curve
N Number of stress cycles to failure by fatigue
N Compressive force
c
N Critical buckling load of compressed member
k
N Limit design compressive force
Rd
N Design compressive force
Sd
N Number of cycles at the reference point
ref
N Total number of occurrences
t
NC Notch class
NDT Non‐destructive testing
n Number of stress cycles with stress amplitude of range i
i
n Number of equally loaded bolts
P Probability of survival
s
p, p Distances between bolt centres
1 2
Q Shear force
q Impact toughness parameter
i
R Design resistance
d
r Radius of wheel
S Class of stress history parameter, s
S Design stresses or forces
d
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ISO 20332:2016(E)

Table 1 (continued)
Symbols Description
s Stress history parameter
m
T Temperature
TIG Tungsten inert gas
t Thickness
U Class of working cycles
u Shape factor
v Diameter ratio
W Elastic section modulus
el
α Characteristic factor for bearing connection
α Characteristic factor for limit weld stress
w
γ Fatigue strength specific resistance factor
mf
γ General resistance factor
m
γ Partial safety factor
p
γ Total resistance factor
R
γ Total resistance factor of bolt
Rb
γ Total resistance factor for tension on sections with holes
Rc
γ Total resistance factor of members
Rm
γ Total resistance factor of pins
Rp
γ Total resistance factor of slip‐resistance connection
Rs
γ Specific resistance factor
s
γ Specific resistance factor of bolt
sb
γ Specific resistance factor of members
sm
γ Specific resistance factor of pins
sp
γ Specific resistance factor of slip‐resistance connection
ss
γ Specific resistance factor for tension on sections with holes
st
Δδ Additional elongation
t
δ Elongation from preloading
p
Θ Incline of diagonal members
i
κ Dispersion angle
λ Width of contact area in weld direction
µ Slip factor
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6

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ISO 20332:2016(E)

Table 1 (continued)
Symbols Description
ν Relative total number of stress cycles (normalized)
ν Ratio of diameters
D
σ Indicate the respective stress
Δ Stress range
σ
Δσ Stress range i
i
Maximum stress range
ˆ


σ Lower extreme value of stress cycle
b
Δσ Characteristic fatigue strength (normal stress)
c
σ Reference stress for plate buckling
e
σ Constant mean stress selected for one‐parameter classification of stress cycles
m
Δσ Limit design stress range (normal)
Rd
Δσ Limit design stress range for k* = 1
Rd,1
σ Design stress (normal)
Sd
Δσ Design stress range (normal)
Sd
σ Design compressive longitudinal stress
Sd,x
σ Design compressive transverse stress
Sd,y
σ Upper extreme value of stress cycle
u
σ Design weld stress (normal)
w, Sd
σ, σ Normal stress component in direction x, y
x y
Maximum stress amplitude
ˆ

a
min σ, max σ Extreme values of stresses
τ Shear stress
Δτ Characteristic fatigue strength (shear stress)
c
τ Design stress (shear)
Sd
Δτ Design stress range (shear)
Sd
Δτ Limit design stress range (shear)
Rd
τ Design weld stress (shear)
w, Sd
ϕ Dynamic factor
i
Ψ Stress ratio across plate fields
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ISO 20332:2016(E)
4 General
4.1 General principles
Proof‐of‐competence calculations shall be done for components, members, and details exposed to
loading or repetitive loading cycles that could cause failure, cracking, or distortion interfering with
crane functions.
NOTE See ISO 8686 for further information applicable to the various types of crane. Not all calculations are
applicable for every crane type.
4.2 Documentation
The documentation of the proof‐of‐competence calculations shall include the following:
— design assumptions including calculation models;
— applicable loads and load combinations;
— material properties;
— weld quality classes in accordance with ISO 5817;
— properties of connecting elements;
— relevant limit states;
— results of the proof‐of‐competence calculations and tests when applicable.
4.3 Alternative methods
The competence may be verified by experimental methods in addition to or in coordination with the
calculations. The magnitude and distribution of loads during tests shall correspond to the design loads
and load combinations for the relevant limit states.
Alternatively, advanced and recognized theoretical or experimental methods generally may be used,
provided that they conform to the principles of this International Standard.
4.4 Materials of structural members
It is recommended that steels in accordance with the following International Standards be used:
— ISO 630;
— ISO 6930‐1;
— ISO 4950‐1;
— ISO 4951‐1, ISO 4951‐2, and ISO 4951‐3.
Where other steels are used, the specific values of strengths f and f shall be specified. The mechanical
u y
properties and the chemical composition shall be specified in accordance with ISO 404. Furthermore,
the following conditions shall be fulfilled:
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ISO 20332:2016(E)
— the design value of f shall be limited to f/1,05 for materials with f/f < 1,05;
y u u y
— the percentage elongation at fracture A ≥ 7 % on a gauge length LS56, 5 (where S is the
0
00
original cross‐sectional area);
— the weldability or non‐weldability of the material shall be specified and, if intended for welding,
weldability demonstrated;
— if the material is intended for cold forming, the pertinent parameters shall be specified.
To allow the use of nominal values of plate thicknesses in the proof calculations, the minus tolerance of
the plate shall be equal or better than that of class A of ISO 7452:2013. Otherwise, the actual minimum
value of plate thickness shall be used.
When verifying the grade and quality of the steel (see referenced International Standards) used for
tensile members, the sum of impact toughness parameters, q, shall be taken into account. Table 2 gives
i
q for various influences. The required impact energy/test temperatures in dependence of q are
i

i
shown in Table 3 and shall be specified by the steel manufacturer on the basis of ISO 148‐1.

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ISO 20332:2016(E)
Table 2 — Impact toughness parameters, q
i
i Influence q
i
1 Operating temperature T (°C) 0 ≤ T 0
−10 ≤ T < 0 1
−20 ≤ T < −10 2
−30 ≤ T < −20 3
−40 ≤ T < −30 4
−50 ≤ T < −40 6
2
2 f ≤ 300 0
y
Yield stress f (N/mm)
y
300 < f ≤ 460 1
y
460 < f ≤ 700 2
y
700 < f ≤ 1 000 3
y
1 000 < f ≤ 1 300 4
y
3 Material thickness t (mm) t ≤ 10 0
Equivalent thickness t for solid bars:
10 < t ≤ 20 1
20 < t ≤ 40 2
d b
40 < t ≤ 60 3
60 < t ≤ 80 4
80 < t ≤ 100 5

100 < t ≤ 125 6
d b b 125 < t ≤ 150 7
t for 1,8: t
1,8 h 1,8
2
4 Δσ > 125 0
c
Characteristic value of stress range Δσ (N/mm) (see
c
Annex D)
80 < Δσ ≤ 125 1
c
56 < Δσ ≤ 80 2
c
40 < Δσ ≤ 56 3
c
30 < Δσ ≤ 40 4
c
Δσ ≤ 30 5
c
5 Utilization of static strength (see 5.3.1) σ > 0,75 × f 0
Sd Rdσ
0,5 × f < σ −1
Rdσ Sd
and
σ ≤ 0,75 × f
Sd Rdσ
0,25 × f < σ −2
Rdσ Sd
and
σ ≤ 0,5 × f
Sd Rdσ
σ ≤ 0,25 × f −3
Sd Rdσ

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10

h

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ISO 20332:
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 20332
ISO/TC 96/SC 10 Secretariat: DIN
Voting begins on: Voting terminates on:
2013-09-26 2013-12-26
Cranes — Proof of competence of steel structures
Appareils de levage à charge suspendue — Vérification d’aptitude des structures en acier
[Revision of first edition (ISO 20332:2008)]
ICS: 53.020.20
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FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 20332:2013(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
©
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2013

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ISO/DIS 20332:2013(E)

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ii © ISO 2013 – All rights reserved

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ISO/DIS 20332.2
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviations . 2
4 General . 7
4.1 General principles . 7
4.2 Documentation . 7
4.3 Alternative methods . 7
4.4 Materials of structural members . 7
4.5 Bolted connections . 10
4.5.1 Bolt materials . 10
4.5.2 General . 10
4.5.3 Shear and bearing connections . 10
4.5.4 Friction grip type (slip resistant) connections . 11
4.5.5 Connections loaded in tension . 11
4.6 Pinned connections . 11
4.7 Welded connections . 11
4.8 Proof of competence for structural members and connections . 12
5 Proof of static strength . 12
5.1 General . 12
5.2 Limit design stresses and forces . 13
5.2.1 General . 13
5.2.2 Limit design stress in structural members . 13
5.2.3 Limit design forces in bolted connections . 14
5.2.4 Limit design forces in pinned connections . 23
5.2.5 Limit design stresses in welded connections . 27
5.3 Execution of the proof . 31
5.3.1 Proof for structural members . 31
5.3.2 Proof for bolted connections . 31
5.3.3 Proof for pinned connections . 31
5.3.4 Proof for welded connections . 32
6 Proof of fatigue strength . 33
6.1 General . 33
6.2 Limit design stresses . 34
6.2.1 Characteristic fatigue strength . 34
6.2.2 Weld quality . 35
6.2.3 Requirements for fatigue testing . 36
6.3 Stress histories . 37
6.3.1 Determination of stress histories . 37
6.3.2 Frequency of occurrence of stress cycles . 37
6.3.3 Stress history parameter . 39
6.3.4 Determination of stress history class, S . 41
6.4 Execution of the proof . 42
6.5 Determination of the limit design stress range . 42
6.5.1 Applicable methods . 42
6.5.2 Direct use of stress history parameter . 42
6.5.3 Use of S classes . 43
6.5.4 Independent concurrent normal and/or shear stresses . 44
7 Proof of elastic stability . 45
© ISO 2013 – All rights reserved iii

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ISO/DIS 20332.2
7.1 General . 45
7.2 Lateral buckling of members loaded in compression . 45
7.2.1 Critical buckling load . 45
7.2.2 Limit compressive design force . 46
7.3 Buckling of plate fields subjected to compressive and shear stresses . 49
7.3.1 General . 49
7.3.2 Limit design stress with respect to longitudinal stress  . 50
x
7.3.3 Limit design stress with respect to transverse stress . 52

y
7.3.4 Limit design stress with respect to shear stress  . 54
7.4 Execution of the proof . 55
7.4.1 Members loaded in compression . 55
7.4.2 Plate fields . 55
Annex A (informative)  Limit design shear force, F , in shank per bolt and per shear plane for
v,Rd
multiple shear plane connections . 57
Annex B (informative) Preloaded bolts . 58
Annex C (normative) Design weld stresses,  and  . 61
w,Sd w,Sd
C.1 Butt joint . 61
C.2 Fillet weld . 62
C.3 T-joint with full and partial penetration . 63
C.4 Effective distribution length under concentrated load . 64
Annex D (normative) Values of slope constant m and characteristic fatigue strength  ,  . 65
c
Annex E (normative) Calculated values of limit design stress range,   and  . 85
Rd Rd,1
Annex F (informative)  Evaluation of stress cycles — Example . 87
Annex G (informative) Calculation of stiffnesses for connections loaded in tension . 89
Bibliography . 92


iv © ISO 2013 – All rights reserved

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ISO/DIS 20332.2
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 20332 was prepared by Technical Committee ISO/TC 96, Cranes - Safety, Subcommittee SC 10, Design
principles and requirements.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 20332:2008). All parts in the document linked
to the subject "limit states" have been technically revised. This has been a complied revision of the document.
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ISO/DIS 20332.2
Cranes — Proof of competence of steel structures
1 Scope
This International Standard sets forth general conditions, requirements, methods and parameter values for
performing proof-of-competence determinations of the steel structures of cranes based upon the limit state
method. It is intended to be used together with the loads and load combinations of the applicable parts of
ISO 8686.
This International Standard is general and covers cranes of all types. Other International Standards may give
specific proof-of-competence requirements for particular crane types.
Proofs of competence, by theoretical calculations and/or testing, are intended to prevent hazards related to
the performance of the structure by establishing the limits of strength, e.g. yield, ultimate, fatigue, brittle
fracture.
In accordance with ISO 8686-1, there are two general approaches to proof-of-competence calculations: the
limit state method employing partial safety factors, and the allowable stress method employing a global safety
factor. ISO 20332 however deals only with the limit state method.
Proof-of-competence calculations for components of accessories (e.g. hand rails, stairs, walkways, cabins)
are not covered by this International Standard. However, the influence of such attachments on the main
structure needs to be considered.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 148-1:2009, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 273:1979, Fasteners — Clearance holes for bolts and screws
ISO 286-2:2010, ISO system of limits and fits — Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit
deviations for holes and shafts, corrected by ISO 286-2:1988/Cor 1:2006
ISO 404:1992, Steel and steel products — General technical delivery requirements
ISO 898-1:2009, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts,
screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread
ISO 4301-1:1986, Cranes and lifting appliances — Classification — Part 1: General
ISO 4306-1, Cranes — Vocabulary — Part 1: General
ISO 5817:2003, Welding — Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding
excluded) — Quality levels for imperfections, corrected by ISO 5817:2003/Cor 1:2006
ISO 7452:2013, Hot-rolled structural steel plates - Tolerances on dimensions and shape
ISO 7788:1985, Steel - Surface finish of hot-rolled plates and wide flats - Delivery requirements
ISO 8686 (all parts), Cranes — Design principles for loads and load combinations — Part 1: General
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1

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ISO/DIS 20332.2
ISO 9013:2002, Thermal cutting — Classification of thermal cuts — Geometrical product specification and
quality tolerances
ISO 12100-1:2004+A1:2009, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 1:
Basic terminology, methodology
ISO 12100-2:2004+A1:2009, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 2:
Technical principles
ISO 17659:2002, Welding — Multilingual terms for welded joints with illustrations
3 Terms, definitions, symbols and abbreviations
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12100-1, ISO 12100-2, ISO 17659
and ISO 4306-1:2007, Clause 6, and the following terms, definitions, symbols and abbreviations (see Table 1)
apply.
3.1
grade of steel
marking that defines the strength of steel, usually defining yield stress, f , sometimes also ultimate strength, f
y u
3.2
quality of steel
marking that defines the impact toughness and test temperature of steel
Table 1 — Main symbols and abbreviations used in this International Standard
Symbols Description
A Cross-section
A Equivalent area for calculation
eq
A Net cross-sectional area at bolt or pin holes
n
A
Minor area of the bolt
r
A Stress area of the bolt
S
a Geometric dimension
a Geometric dimension for weld penetration
hi
a
Effective weld thickness
r
b Geometric dimension
D Diameter of available cylinder of clamped material
A
D Inner diameter of hollow pin
i
D Outer diameter of hollow pin
o
d Diameter (shank of bolt, pin)
d Diameter of the hole
h
d Diameter of the contact area of the bolt head
w
d Diameter of the hole
o
E Modulus of elasticity
e , e Edge distances
1 2

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2

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ISO/DIS 20332.2
Table 2 (continued)
Symbols Description
F Force
F Tensile force in bolt
b
F Limit design bearing force
b, Rd
F ; F Design bearing force
b,Sd bi,Sd
F Additional force
b
F Reduction in the compression force due to external tension
cr
F Limit design tensile force
cs,Rd
F Limit force
d
F External force (on bolted connection)
e,t
F Characteristic value (force)
k
F Preloading force in bolt
p
F Design preloading force
p, d
F Limit design force
Rd
F Design force of the element
Sd
F Limit design slip force per bolt and friction interface
s, Rd
F F Limit design tensile force per bolt
t1, Rd , t2, Rd
F External tensile force per bolt
t, Sd
F Limit design shear force per bolt/pin and shear plane
v, Rd
F Design shear force per bolt/pin and shear plane
v, Sd
F Acting normal/shear force
,
f Out-of-plane imperfection of plate field
f Limit design compressive longitudinal stress
b,Rd,x
f Limit design compressive transverse stress
b,Rd,y
f Limit design buckling shear stress
b,Rd,
f Limit stress
d
f Characteristic value (stress)
k
f Limit design stress
Rd
f Ultimate strength of material
u
f Ultimate strength of bolts
ub
f Ultimate strength of the weld
uw
f Limit design weld stress
w, Rd
f Yield stress of material or 0,2 % offset yield strength
y
f
Yield stress of bolts
yb
f Yield stress (minimum value) of base material or member
yk
f Yield stress of pins
yp
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3

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ISO/DIS 20332.2
Table 2 (continued)
Symbols Description
h Thickness of workpiece
h Distance between weld and contact area of acting load
d
I Moment of inertia
K Stiffness (slope) of bolt
b
K
Stiffness (slope) of flanges
c
k Stress spectrum factor based on m of the detail under consideration
m
k* Specific spectrum ratio factor
Buckling factors for plate fields
k , k
x 
L Length of compressed member
l Effective clamped length
k
l Gauge length for imperfection of plate field
m
l Effective weld length
r
l Weld length
w
l Effective length for tension without threat
1
l Effective length for tension with threat
2
M
Limit design bending moment
Rd
M Design bending moment
Sd
m (negative inverse) slope constant of log /log N curve
N Number of stress cycles to failure by fatigue
N Compressive force
c
N Critical buckling load of compressed member
k
N Limit design compressive force
Rd
N Design compressive force
 Sd
N Number of cycles at the reference point
ref
N Total number of occurrences
t
NC Notch class
NDT Non destructive testing
n Number of stress cycles with stress amplitude of range i
i
 n Number of equally loaded bolts
P
Probability of survival
s
p , p Distances between bolt centres
1 2
Q Shear force
q Impact toughness parameter
i
R Design resistance
d
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4

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ISO/DIS 20332.2
Table 2 (continued)
Symbols Description

r Radius of wheel
S Class of stress history parameter, s
S
Design stresses or forces
d
s Stress history parameter
m
T Temperature
TIG Tungsten inert gas
t Thickness
U Class of working cycles
u Shape factor
v Diameter ratio
W
Elastic section modulus
el
Characteristic factor for bearing connection

 Characteristic factor for limit weld stress
w
Fatigue strength specific resistance factor

mf
General resistance factor

m
 Partial safety factor
p
 Total resistance factor
R
Total resistance factor of bolt

Rb
 Total resistance factor for tension on sections with holes
Rc
 Total resistance factor of members
Rm
Total resistance factor of pins

Rp
Total resistance factor of slip-resistance connection

Rs
 Specific resistance factor
s
 Specific resistance factor of bolt
sb
Specific resistance factor of members

sm
 Specific resistance factor of pins
sp
 Specific resistance factor of slip-resistance connection
ss
Specific resistance factor for tension on sections with holes

st
Additional elongation

 t
Elongation from preloading

p
Incline of diagonal members

i
 Dispersion angle
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5

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ISO/DIS 20332.2
Table 2 (continued)
Symbols Description
 Width of contact area in weld direction
µ Slip factor
 Relative total number of stress cycles (normalized)

Ratio of diameters
D
Indicate the respective stress

 Stress range
Stress range i

i
ˆ Maximum stress range

Lower extreme value of stress cycle

b
 Characteristic fatigue strength (normal stress)
c
 Reference stress for plate buckling
e
 Constant mean stress selected for one-parameter classification of stress cycles
m
 Limit design stress range (normal)
Rd
Limit design stress range for k* = 1

Rd,1
 Design stress (normal)
Sd
 Design stress range (normal)
Sd
Design compressive longitudinal stress

Sd,x
Design compressive transverse stress

Sd,y
 Upper extreme value of stress cycle
u
 Design weld stress (normal)
w, Sd
Normal stress component in direction x, y
 , 
x y
Maximum stress amplitude
ˆ
a
min , max  Extreme values of stresses
Shear stress

Characteristic fatigue strength (shear stress)

c
Design stress (shear)

Sd
 Design stress range (shear)
Sd
 Limit design stress range (shear)
Rd
Design weld stress (shear)

w, Sd
Dynamic factor

i
 Stress ratio across plate fields

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ISO/DIS 20332.2
4 General
4.1 General principles
Proof-of-competence calculations shall be done for components, members and details exposed to loading or
repetitive loading cycles that could cause failure, cracking or distortion interfering with crane functions.
NOTE See ISO 8686 for further information applicable to the various types of crane. Not all calculations are
applicable for every crane type.
4.2 Documentation
The documentation of the proof of competence calculations shall include:
 design assumptions including calculation models;
 applicable loads and load combinations;
 material properties;
 weld quality classes in accordance with ISO 5817;
 properties of connecting elements;
 relevant limit states;
 results of the proof of competence calculations. and tests when applicable.
4.3 Alternative methods
The competence may be verified by experimental methods in addition to, or in coordination with, the
calculations. The magnitude and distribution of loads during tests shall correspond to the design loads and
load combinations for the relevant limit states.
Alternatively, advanced and recognized theoretical or experimental methods generally may be used, provided
that they conform to the principles of this International Standard.
4.4 Materials of structural members
It is recommended that steels in accordance with the following International Standards should be used:
[1]
 ISO 630 as amended ;
[7]
 ISO 6930-1 ;
[3]
 ISO 4950 ;
[4], [5], [6]
 ISO 4951-1, ISO 4951-2 and ISO 4951-3 .
Where other steels are used, the specific values of strengths f and f shall be specified. The mechanical
u y
properties and the chemical composition shall be specified in accordance with ISO 404. Furthermore, the
following conditions shall be fulfilled:
 the design value of f shall be limited to f /1,05 for materials with f /f <1,05;
y u u y
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7

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ISO/DIS 20332.2
 the percentage elongation at fracture A≥7% on a gauge length L  5,65 S (where S is the original
0
0 0
cross-sectional area);
 the weldability or non-weldability of the material shall be specified and, if intended for welding, weldability
demonstrated;
 if the material is intended for cold forming, the pertinent parameters shall be specified.
To allow the use of nominal values of plate thicknesses in the proof calculations, the minus tolerance of the
plate shall be equal or better than that of class A of ISO 7452:2013. Otherwise. the actual minimum value of
plate thickness shall be used.
When verifying the grade and quality of the steel (see referenced International Standards) used for tensile
members, the sum of impact toughness parameters, q , shall be taken into account. Table 2 gives q for
i i
various influences. The required impact energy/test temperatures in dependence of q are shown in
 i
Table 3 and shall be specified by the steel manufacturer on the basis of ISO 148-1.
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8

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ISO/DIS 20332.2

Table 3 — Impact toughness parameters, q
i

i Influence q
i
1 0  T 0
-10  T < 0 1
2
-20  T < -10
Operating temperature T (°C)
3
-30  T < -20
4
-40  T < -30
-50  T < -40 6
2 f  300 0
y
1
300 < f  460
y
2
Yield stress f (N/mm ) 2
y 460 < f  700
y
700 y
1 000 y
3 Material thickness t (mm) 0
t  10
Equivalent thickness t for solid bars:
1
10 < t  20
2
20 < t  40
40 < t  60 3
60 < t  80 4

5
80 < t  100
d b
b
6
100 < t  125
t for  1,8 : t
1,8 h 1,8
125 < t  150 7
4 0
 > 125
c
80 <   125 1
c
56<   80 2
c
Characteristic value of stress range 
c
2
(N/mm ) (see Annex D)
3
40<   56
c
4
30<   40
c
5
 30
c
0
5 Utilization of static strength (see 5.3.1)
  0,75 f
Sd Rdσ

0,5 f 
-1
Rdσ Sd
and

  0,75 f
Sd Rdσ

0,25 f 
Rdσ Sd -2
and

  0,5 f
Sd Rdσ
-3
  0,25 f
Sd Rdσ


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ISO/DIS 20332.2
Table 4 — Impact toughness requirement for q
 i

q  5 6  q  8 9  q  11 12  q  14
i i i i
Impact energy/
27 J / + 20C 27 J / 0C 27 J /  20C 27 J /  40C
test temperature requirement
4.5 Bolted connections
4.5.1 Bolt materials
For bolted connections, bolts of the property classes (bolt grades) ISO 898-1:2009, 4.6, 5.6, 8.8, 10.9 or 12.9,
shall be used. Table 4 shows nominal values of the strengths.

Table 5 — Property classes (bolt grades)
Property class
4.6 5.6 8.8 10.9 12.9
(bolt grade)
2
f (N/mm) 240 300 640 900 1 080
yb
2
f (N/mm ) 400 500 800 1 000 1 200
ub
Where necessary, the designer should ask the bolt provider to demons
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 20332
Deuxième édition
2016-06-01
Version corrigée
2018-11
Appareils de levage à charge
suspendue — Vérification d'aptitude
des charpentes en acier
Cranes — Proof of competence of steel structures
Numéro de référence
ISO 20332:2016(F)
©
ISO 2016

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ISO 20332:2016(F)

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CH-1214 Vernier, Genève
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ISO 20332:2016(F)
Contents
Avant-propos . 5
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes, définitions, symboles et abréviations . 3
4  Généralités . 8
4.1  Principes généraux . 8
4.2  Documentation . 8
4.3  Méthodes alternatives . 9
4.4  Matériaux des éléments de charpente (structuraux) . 9
4.5  Assemblages boulonnés . 11
4.5.1  Matériaux des boulons . 11
4.5.2  Généralités . 11
4.5.3  Assemblages travaillant au cisaillement et à la pression diamétrale . 11
4.5.4  Assemblages de type résistant au glissement . 12
4.5.5  Assemblages travaillant en traction . 12
4.6  Assemblages articulés . 12
4.7  Assemblages soudés . 13
4.8  Vérification des éléments de charpente (structuraux) et des assemblages . 13
5  Vérification de la résistance statique . 14
5.1  Généralités . 14
5.2  Contraintes et efforts limites de calcul . 14
5.2.1  Généralités . 14
5.2.2  Contrainte limite de calcul des éléments de charpente . 15
5.2.3  Efforts limites de calcul des assemblages boulonnés . 16
5.2.4  Efforts limites de calcul dans les assemblages articulés . 24
raintes limites de calcul pour les assemblages soudés . 28
5.2.5  Cont
5.3  Réalisation de la vérification . 31
5.3.1  Vérification des éléments de charpente . 31
5.3.2  Vérification des assemblages boulonnés . 31
5.3.3  Vérification des assemblages articu lés . 32
5.3.4  Vérification des assemblages soudés . 32
6  Vérification de la résistance à la fatigue . 33
6.1  Généralités . 33
6.2  Contraintes limites de calcul . 34
6.2.1  Valeurs caractéristiques de résistance à la fatigue . 34
6.2.2  Qualité de soudage . 35
6.2.3  Exigences pour des essais de fatigue . 37
6.3  Historiques de contrainte . 37
6.3.1  Détermination des historiques de contrainte . 37
6.3.2  Fréquence d’occurrence des cycles de contraintes . 38
6.3.3  Paramètre d'historique de contrainte . 39
6.3.4  Détermination des classes d'historique de contrainte, S . 41
6.4  Réalisation de la vérification . 42
6.5  Détermination de l'étendue de contrainte limite de calcul. 43
6.5.1  Méthodes applicables . 43
6.5.2  Utilisation directe du paramètre d'historique de contrainte . 43
6.5.3  Utilisation des classes S . 43
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii

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ISO 20332:2016(F)
6.5.4  Contraintes normale et/ou de cisaillement indépendantes et concurrentes . 45
7  Vérification de la stabilité élastique . 45
7.1  Généra lités . 45
7.2  Flambage latéral des éléments chargés en compression . 46
7.2.1  Charge critique de flambage . 46
7.2.2  Effort limite de compression de calcul . 47
7.3  Voilement des plaques soumises à des contraintes de compression et de cisaillement . 49
7.3.1  Généra lités . 49
7.3.2  Contrainte limite de calcul pour la contrainte longitudinale, σ . 51
x
7.3.3  Contrainte limite de calcul pour la contrainte transversale σ . 53
y
7.3.4  Contrainte limite de calcul pour la contrainte de cisaillement τ . 55
7.4  Réalisation de la vérification . 56
7.4.1  Eléments chargés en compression . 56
7.4.2  Plaques . 56
Annexe A (informative) Effort limite de cisaillement de calcul F dans une tige, par
v,Rd
boulon et par plan de cisaillement pour des assemblages à plans de cisaillement
multiples . 58
Tableau A.1 — Effort limite de cisaillement de calcul F par boulon ajusté et par plan de
v,Rd
cisaillement pour des assemblages à plan de cisaillement multiples . 58
Tableau A.2 — Effort limite de cisaillement de calcul F dans la tige par boulon normal et
v,Rd
par plan de cisaillement pour les assemblages à plans de cisaillement multiples . 58
Annexe B (informative) Boulons précontraints . 59
Tableau B.1 — Couples de serrage (Nm) pour atteindre le niveau maximal admissible de
précharge 0,7 × F . 59
y
Tableau B.2 — Effort limite de glissement de calcul F par boulon et par plan de friction
S,Rd
pour un effort de précharge de calcul F = 0,7 × f × A . 60
p,d yb s
Annexe C (normative) Contraintes de calcul de soudure σ et τ . 61
W,Sd W,Sd
Annexe D (normative) Valeurs de constante de pente m et de résistance à la fatigue
caractéristique Δσ , Δτ . 66
c c
Annexe E (normative) Valeurs calculées d’étendues de contrainte limites de calcul Δσ et
Rd
Δσ . 90
Rd,1
Annexe F (informative)  Evaluation des cycles de contraintes — Exemple . 92
Annexe G (informative) Calcul des rigidités pour des assemblages travaillant en traction . 94
Bibliographie . 97

iv © ISO 2016 – Tous droits réservés

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ISO 20332:2016(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le
droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet
de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails
concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés
lors de l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations
de brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l'OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant‐propos —
Informations supplémentaires.
L'ISO 20332 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 96, Appareils de levage à charge suspendue,
sous‐comité SC 10, Conception, principes et exigences.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 20332:2008), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
La présente version corrigée de l'ISO 20332:2016 inclut une correction dans la Formule (67).
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NORME INTERNATIONALE ISO 20332:2016(F)

Appareils de levage à charge suspendue — Vérification d'aptitude
des charpentes en acier
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale détermine les conditions générales, les exigences, les méthodes et les
valeurs de paramètres pour effectuer les déterminations de vérification d'aptitude des charpentes en
acier des appareils de levage à charge suspendue, en se basant sur la méthode des états limites. Elle est
destinée à être utilisée conjointement avec les parties applicables de l'ISO 8686 concernant les charges
et combinaisons de charges.
La présente Norme internationale est générale et couvre tous les types d'appareils de levage à charge
suspendue. D'autres Normes internationales peuvent donner des exigences spécifiques de vérification
d'aptitude pour des types particuliers d’appareils de levage.
Des vérifications d'aptitude, par calculs théoriques et/ou essais, sont destinées à prévenir les risques en
rapport avec la performance de la charpente en établissant les limites de résistance, par exemple
élastique, à la rupture, à la fatigue, à la rupture fragile.
Selon l'ISO 8686‐1, il existe deux approches générales pour les calculs de vérification d'aptitude: ce sont
la méthode des états limites, utilisant des facteurs partiels de sécurité, et la méthode des contraintes
admissibles, utilisant un facteur global de sécurité. Bien que l’ISO 20332 n’empêche pas la méthode des
contraintes admissibles, elle traite uniquement de la méthode des états limites.
La présente Norme internationale ne couvre pas les calculs de vérification d'aptitude des accessoires
(par exemple mains courantes, escaliers, passerelles, cabines). Cependant l'influence de telles fixations
sur la charpente principale nécessite d'être prise en compte.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou en partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document, et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence (y compris les
éventuels amendements) s’applique.
ISO 148‐1:2009, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1:
Méthode d'essai
ISO 273:1979, Éléments de fixation — Trous de passage pour vis
ISO 286‐2:2010, Spécification géométrique des produits (GPS) — Système de codification ISO pour les
tolérances sur les tailles linéaires — Partie 2: Tableaux des classes de tolérance normalisées et des écarts
limites des alésages et des arbres. Corrigé par l’ISO 286‐2:2010/Cor 1:2013.
ISO 404:1992, Acier et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1

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ISO 20332:2016(F)
ISO 898‐1:2013, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier
allié — Partie 1: Vis, goujons et tiges filetées de classes de qualité spécifiées — Filetages à pas gros et
filetages à pas fin
ISO 4042:1999, Éléments de fixation — Revêtements électrolytiques
ISO 4301‐1:2016, Grues et appareils de levage — Vocabulaire — Partie 1: Généralités
ISO 4306‐1, Appareils de levage à charge suspendue — Vocabulaire — Partie 1: Généralités
ISO 5817:2014, Soudage — Assemblages en acier, nickel, titane et leurs alliages soudés par fusion
(soudage par faisceau exclu) — Niveaux de qualité par rapport aux défauts
ISO 7452:2013, Tôles en acier laminées à chaud — Tolérances sur les dimensions et la forme
ISO 7788:1985, Acier — État de surface des tôles et larges-plats laminés à chaud — Conditions de
livraison
ISO 8686‐1:2012, Appareils de levage à charge suspendue — Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charge — Partie 1: Généralités
ISO 8686‐2, Appareils de levage à charge suspendue — Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charge — Partie 2: Grues mobiles
ISO 8686‐3, Appareils de levage à charge suspendue — Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charge — Partie 3: Grues à tour
ISO 8686‐4, Appareils de levage à charge suspendue — Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charges — Partie 4: Grues à flèche
ISO 8686‐5, Appareils de levage à charge suspendue — Principes de calcul des charges et des
combinaisons de charges — Partie 5: Ponts roulants et ponts portiques
ISO 9013:2002, Coupage thermique — Classification des coupes thermiques — Spécification géométrique
des produits et tolérances relatives à la qualité
ISO 9587:2007, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Prétraitements du fer ou
de l'acier pour diminuer le risque de fragilisation par l'hydrogène
ISO 12100, Sécurité des machines — Principes généraux de conception — Appréciation du risque et
réduction du risque
ISO 15330:1999, Éléments de fixation — Essai de précharge pour la détection de la fragilisation par
l'hydrogène — Méthode des plaques parallèles
ISO 17659:2002, Soudage — Liste multilingue de termes relatifs aux assemblages et aux joints soudés,
avec illustrations

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ISO 20332:2016(F)
3 Termes, définitions, symboles et abréviations
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 12100, ISO 17659 et
l’ISO 4306‐1:2007, Article 6, ainsi que les termes, définitions, symboles et abréviations suivants (voir le
Tableau 1) s’appliquent.
3.1
nuance de l’acier
marquage qui définit la résistance de l’acier, définissant habituellement la limite d’élasticité, f, et
y
parfois la résistance à la traction, f
u
3.2
qualité de l’acier
marquage qui définit la résistance au choc et la température d’essai de l’acier
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ISO 20332:2016(F)
Tableau 1 — Principaux symboles et abréviations utilisés dans la présente Norme internationale
Symboles Description
A Section transversale
A Surface équivalente de calcul
eq
A Surface nette de la section transversale au droit de trous de boulon ou d’axe
n
A Surface réduite d’un boulon
r
A Section résistante d’un boulon
S
a Dimension géométrique
a Dimension géométrique de pénétration de soudure
hi
a Largeur de gorge efficace
r
b Dimension géométrique
c Dimension géométrique
D Diamètre du cylindre équivalent des éléments serrés
A
D Diamètre intérieur d’un axe creux
i
D Diamètre extérieur d’un axe creux
o
d Diamètre (tige de boulon, axe)
d Diamètre de trou
h
d Diamètre de la surface de contact de la tête de vis
w
d Diamètre de trou de passage
0
E Module d'élasticité
e, e Distances
1 2
F Force
F Force de traction dans un boulon
b
F Effort limite de pression diamétrale de calcul
b,Rd
F ; F Effort de pression diamétrale de calcul
b,Sd bi,Sd
ΔF Force supplémentaire
b
F Réduction de la force de compression due à une traction extérieure
cr
F Effort limite de traction de calcul
cs,Rd
F Force limite
d
F Force extérieure (sur un assemblage boulonné)
e,t
F Valeur caractéristique (force)
k
F Effort de précharge d’un boulon
p
F Effort de précharge de calcul
p,d
F Effort limite de calcul
Rd
F Effort de calcul de l'élément
Sd
F Effort limite de glissement de calcul par boulon et par plan de friction
s,Rd

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ISO 20332:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Description
F F Efforts limites de traction de calcul par boulon
t1, Rd, t2, Rd
F Force extérieure de traction par boulon
t,Sd
F Effort limite de cisaillement de calcul par boulon/axe et par plan de cisaillement
v,Rd
F Effort de cisaillement de calcul par boulon/axe et par plan de cisaillement
v,Sd
F Effort normal/tranchant agissant
σ,τ
f Imperfection hors plan des plaques
f Contrainte limite longitudinale de compression de calcul
b,Rd,x

f Contrainte limite transversale de compression de calcul
b,Rd, y
f Contrainte limite de calcul de voilement par cisaillement
b,Rd,τ
f Contrainte limite
d
f Valeur caractéristique (contrainte)
k
f Contrainte limite de calcul
Rd
f Résistance à la traction d’un matériau
u
f Résistance à la traction de boulons
ub
f Résistance à la traction de soudure
uw
f Contrainte limite de calcul de soudure
w, Rd
f Limite d’élasticité, ou limite d’élasticité avec une déformation permanente de 0,2 %
y
f Limite d’élasticité des boulons
yb
f Limite d’élasticité (valeur nominale) d’un matériau de base ou d’un élément
yk
f Limite d’élasticité des axes
yp
h Epaisseur de pièce de fabrication
h Distance entre la soudure et la surface de contact de l’effort agissant
d
I Moment d’inertie
K Rigidité d'un boulon
b
K Rigidité des pièces assemblées
c
k Facteur du spectre de contrainte basé sur la valeur m de l'élément considéré
m
k* Facteur spécifique de rapport de spectres
k , k Facteurs de voilement pour les plaques
σx τ
L Longueur de l’élément comprimé
l Longueur efficace de serrage
k
l Longueur entre repères pour les imperfections des plaques
m
l Longueur efficace de soudure
r
l Longueur de soudure
w
l Longueur utile pour la traction sans filetage
1
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ISO 20332:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Description
l Longueur utile pour la traction avec filetage
2
M Moment limite de flexion de calcul
Rd
M Moment de flexion de calcul
Sd
m (pente inverse) constante de pente de la courbe log σ/log N
N Nombre de cycles de contrainte jusqu’à rupture par fatigue
N Effort de compression
c
N Effort critique de flambage d’un élément comprimé
k
N Effort de compression limite de calcul
Rd
N Effort de compression de calcul
Sd
N Nombre de cycles de contraintes de référence
ref
N Nombre total d'occurrences
t
NC Classe d'entaille(s)
NDT Essai non destructif
n Nombre de boulons à charge égale
P Probabilité de survie
s
p , p Distances entre centres de boulons
1 2
Q Effort tranchant
q Paramètre de résistance au choc
i
R Résistance de calcul
d
r Rayon de galet
S Classe du paramètre d'historique de contrainte, s
S Contraintes ou forces de calcul
d
s Paramètre d'historique de contrainte
m
T Température
TIG Soudage à l'arc en atmosphère inerte avec l'électrode de tungstène
t Epaisseur
U Classe de cycles de travail
u Facteur de forme
v Rapport des diamètres
W Module élastique de section
el
α Facteur caractéristique d'un assemblage à pression diamétrale
γ Facteur spécifique de résistance à la fatigue
mf
γ Facteur général de résistance
m
γ Facteur partiel de sécurité
p
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ISO 20332:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Description
γ Facteur total de résistance
R
γ Facteur total de résistance d'un boulon
Rb
γ Facteur total de résistance pour la traction sur des sections perforées
Rc
γ Facteur total de résistance d’éléments
Rm
γ Facteur total de résistance d’axes
Rp
γ Facteur total de résistance d'un assemblage résistant au glissement
Rs
γ Facteur spécifique de résistance
s
γ Facteur spécifique de résistance d'un boulon
sb
γ Facteur spécifique de résistance d’éléments
sm
γ Facteur spécifique de résistance d’axes
sp
γ Facteur spécifique de résistance d'un assemblage résistant au glissement
ss
γ Facteur spécifique de résistance pour la traction sur des sections perforées
st
Δδt Allongement supplémentaire
δ Allongement dû à la précharge
p
Θ Inclinaison des éléments diagonaux
i
κ Angle de diffusion
λ Largeur de la surface de contact dans la direction de la soudure
µ Facteur de glissement
ν Nombre total relatif des cycles de contrainte (réduit)
ν Rapport de diamètres
D
σ Indique la contrainte respective
Δσ Etendue de contrainte
Δσ Etendue de contrainte, i
i
ˆ Etendue de contrainte maximale

σ Valeur extrême inférieure de cycle de contrainte
b
Δσ Résistance à la fatigue caractéristique (contrainte normale)
c
σ Contrainte de référence pour le voilement des plaques
e
Contrainte moyenne constante choisie pour la classification à un paramètre des cycles
σ
m
de contrainte
Δσ Etendue de contrainte (normale) limite de calcul
Rd
Δσ 1 Etendue de contrainte limite de calcul pour k* = 1
Rd,
σ Contrainte (normale) de calcul
Sd
Δσ Etendue de contrainte (normales) de calcul
Sd
σ Contrainte longitudinale de compression de calcul
Sd, X
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ISO 20332:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Description
Δσ Contrainte transversale de compression de calcul
Sd, y
σ Valeur extrême supérieure de cycle de contrainte
u
σ , S Contrainte (normale) de calcul dans la soudure
w d
σ , σ Composante de contrainte normale dans la direction x, y
x y
Amplitude de contrainte maximale
ˆ

a
min σ, max σ Valeurs extrêmes de contraintes
τ Contrainte de cisaillement
Δτ Résistance à la fatigue caractéristique (contrainte de cisaillement)
c
τ Contrainte de calcul (cisaillement)
Sd
Δτ Etendue de contrainte de calcul (cisaillement)
Sd
Δτ Etendue de contrainte limite de calcul (cisaillement)
Rd
τ Contrainte de calcul dans la soudure (cisaillement)
w,Sd
ϕ Facteur dynamique
i
Ψ Rapport des contraintes à travers les plaques
4 Généralités
4.1 Principes généraux
Les calculs de vérification d'aptitude doivent être effectués pour les composants, les éléments et les
détails exposés au chargement ou aux cycles de chargement répétitifs à même de causer une
défaillance, une fissure ou une déformation interférant avec les fonctions de l'appareil de levage.
NOTE Voir l'ISO 8686 pour des informations supplémentaires applicables aux différents types d'appareils de
levage. Tous les calculs ne sont pas applicables à chaque type d'appareil de levage.
4.2 Documentation
La documentation de la vérification d'aptitude doit inclure:
— les hypothèses de calcul y compris les modèles de calcul;
— les charges et combinaisons de charges applicables;
— les propriétés des matériaux;
— les classes de qualité des soudures, conformément à l'ISO 5817;
— les propriétés des éléments d'assemblage;
— les états limites correspondants;
— les résultats des calculs de la vérification d’aptitude et si nécessaire des essais.
8 © ISO 2016 – T
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