ISO/DIS 12215-7

Small craft -- Hull construction and scantlings

Petits navires -- Construction de coques et échantillonnage

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 12215-7
ISO/TC 188 Secretariat: SIS
Voting begins on: Voting terminates on:
2006-05-04 2006-10-04

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

Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 7:
Scantling determination of multihulls
Petits navires — Construction de coques et échantillons —
Partie 7: Détermination de l'échantillonnage pour les multicoques
ICS 47.080
ISO/CEN PARALLEL ENQUIRY

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

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

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

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

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

vote in ISO and formal vote in CEN.

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

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

stage.

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

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

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

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

REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

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

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

WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
© International Organization for Standardization, 2006
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ISO/DIS 12215-7
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ii ISO 2006 – All rights reserved
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Contents Page

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

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

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

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

3 Terms and definitions ...........................................................................................................................1

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

5 General ...................................................................................................................................................5

6 Dimensions, areas, and data................................................................................................................5

6.1 Dimensions ............................................................................................................................................5

6.2 Boat speed .............................................................................................................................................6

6.3 Wind speed ............................................................................................................................................6

6.4 Areas.......................................................................................................................................................7

7 Pressure adjusting coefficients ...........................................................................................................7

7.1 Area pressure distribution factor k ...............................................................................................7

7.2 Dead rise pressure reduction factor k ...........................................................................................7

7.3 Longitudinal pressure distribution factor k .....................................................................................7

7.4 Wet deck longitudinal pressure reduction factor k ...................................................................7

LWD

7.5 Speed correction factor k ................................................................................................................8

7.6 Superstructure and deckhouse pressure reduction factor k ....................................................9

SUP

7.7 Vertical pressure reduction factor k ................................................................................................9

7.8 Wet deck vertical pressure correction factor k ..........................................................................9

ZWD

7.9 Dynamic load factor for multihulls n .......................................................................................10

CGMH

8 Calculation of local loads ...................................................................................................................10

8.1 General .................................................................................................................................................10

8.2 Bottom pressure for multihulls P ...............................................................................................10

BMH

8.3 Side pressure for multihulls P ....................................................................................................10

SMH

8.4 Deck design pressure for multihulls P ......................................................................................11

DMH

8.5 Superstructure design pressure for multihulls P ................................................................11

SUP MH

8.6 Wet deck / cross beam pressure .......................................................................................................11

9 Calculation of global loads.................................................................................................................11

9.1 Sailing catamarans..............................................................................................................................11

9.2 Sailing trimarans .................................................................................................................................12

9.3 Global loads on sailing catamarans due to rig and sail forces ......................................................12

9.4 Calculation of global loads due to the sea .......................................................................................15

10 Scantlings equation and design stresses.........................................................................................16

10.1 Design stresses and scantling equations for local pressure loads...............................................16

10.2 Design stresses and scantling equations for global loads due to rig and sail forces.................16

11 Analysis of global loads .....................................................................................................................17

11.1 General .................................................................................................................................................17

12 Mast beam analysis.............................................................................................................................17

12.1 General .................................................................................................................................................17

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ISO/DIS 12215-7

12.2 Shear force .......................................................................................................................................... 17

12.3 Bending moment................................................................................................................................. 18

12.4 Shear stress in the web...................................................................................................................... 19

12.5 Analysis of other beams. ................................................................................................................... 21

Annex A (normative) Example of mast beam calculation............................................................................ 23

A.1 General................................................................................................................................................. 23

A.2 Preliminary calculations .................................................................................................................... 23

A.3 Mast beam calculation ....................................................................................................................... 24

A.4 Web shear stress analysis................................................................................................................. 25

Annex B (normative) Example of Twisting moment analysis with differential deflection of

crossbeams......................................................................................................................................... 26

B.1 Theory.................................................................................................................................................. 26

B.2 Worked example ................................................................................................................................. 27

Annex C (normative) Technical background behind rig loads calculation................................................ 28

C.1 Balance between forces and moments ............................................................................................ 28

C.2 Rig dimension and forces.................................................................................................................. 28

C.2.1 The main rig dimensions are............................................................................................................. 28

C.2.2 Force and moment of sails and appendages...................................................................................29

C.3 Calculation of forces .......................................................................................................................... 29

C.4 Loads on the mast and mast bulkhead ............................................................................................ 30

Bibliography..................................................................................................................................................... 33

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ISO/DIS 12215-7
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.

ISO 12215-7 was prepared by Technical Committee ISO/TC 188, Small craft, Subcommittee SC , .

ISO 12215 consists of the following parts, under the general title Hull construction — Scantlings:

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

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

 Part 3: Materials - Steel, aluminium, wood, other materials
 Part 4: Workshop and manufacturing
 Part 5: Design pressures for monohull, design stress, scantlings determination
 Part 6: Structural arrangements and details
 Part 7: Multihulls
 Part 8: Rudders
 Part 9: Appendages and rig attachments

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

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

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

major contribution to the production of this international standard
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ISO/DIS 12215-7
Introduction

The reason underlying the preparation of this International Standard is that standards and recommended

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

world wide acceptability of boats.

The objective of this standard is to achieve an overall structural strength that ensures the watertight and

weathertight integrity of the craft.

The working group considers this standard to have been developed applying present practice and sound

engineering principles. The design pressures of this standard shall be used only with the equations of this

standard.

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

this standard, provided methods supported by appropriate technology exist, consideration may be given to

their use provided equivalent strength to this standard is achieved.

The dimensioning according to this standard is regarded as reflecting current practice, provided the craft is

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

prevailing sea state.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 12215-7
Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 7:
Scantling determination of multihulls
1 Scope

This part of ISO 12215 applies to the determination of design loads, pressures, stresses, and to the

determination of the scantlings, including internal structural members of multihull small craft with a length of

the hull (L ) of up to 24 m according to ISO 8666. The construction material is planned to be fibre reinforced

plastics, aluminium or steel alloys, wood or other suitable boat building material. It only applies to boats in

intact condition.

The assessment shall generally include all parts of the craft that are assumed watertight or weathertight when

assessing stability, freeboard and buoyancy according to ISO 12217, all structural integral parts, and in

addition any highly loaded areas like attachment areas of ballast keels, centreboards, rudders, chain plates,

etc.
Hydrofoils are not covered in this part of 12215.

NOTE 1 Scantlings derived from this International Standard are primarily intended to apply to recreational craft

including charter vessels.
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 8666, Small craft — Principal data

ISO 12215-5, Small craft — Scantlings — Part 5: Design pressures for monohull, design stress, scantlings

determination

ISO 12215-6, Small craft — Scantlings — Part 6: Structural arrangements and details

ISO 12215-8, Small craft — Scantlings — Part 8: Rudders
ISO 12215-9, Small craft — Scantlings — Part 9: Appendages and rig attachments
3 Terms and definitions

For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.

3.1
design categories

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

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

prevailing sea state
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ISO/DIS 12215-7
3.1.1
design category A ("ocean")

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

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

3.1.2
design category B ("offshore")

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

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

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

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

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

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

force of Beaufort 4 or less
3.2
loaded displacement mass m LDC

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

ISO 8666

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

3.3
sailing craft

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

ISO 8666, expressed in m², of all sails that may be set at one time when sailing closed hauled (for the

2/3

headsails it is the area of the fore triangle) of As > 0,07 (m ) .The area of wing-masts is included in As

LDC

In the rest of this International Standard, non-sailing craft are considered as motor craft.

3.4
design category factor for multihulls

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

Table 1 — Values of design category factor for multihulls k
Design Category A B C D
Value of k
1 0,8 0,6 0,4
NOTE k is the same as in ISO 12215-5.
3.5
wet deck
underside area of the structure connecting hulls
NOTE Some multihulls have not wet deck but just crossbeams.
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4 Symbols

Unless specifically otherwise defined, the symbols shown in Table 2 are used in this International Standard.

NOTE The symbols are shown in alphabetic order, not order of appearance.
Table 2 — Symbols, coefficients, parameters
Reference/Article
Symbol Unit Designation/Meaning of symbol
concerned
Principal dimensions and data
B m Beam between centres of buoyancy 6.1
B m Beam between upper shrouds chainplates 9.3.3
B m Beam of waterline according to ISO 8666 6.1
D m Depth of hull at mid length 9.4.2
L m Length of waterline according to ISO 8666 6.1
m kg Mass of loaded displacement 3.2, 7.8
LDC
V Knots Boat maximum speed if fully loaded condition 6.2, 7.2
W Knots Apparent wind speed in knots 6.3
AWK
Z m Wet deck freeboard above waterline 7.8
Calculation data, coefficients, pressures used for local loads (Articles 6 to 8)
k Area pressure distribution factor f 7.1
k Design category factor for multihulls 3.4
K Deadrise pressure reduction factor 7.2
K Longitudinal pressure distribution factor 7.3
k Wet deck longitudinal pressure distribution factor 7.4
LWD
k Superstructure and deckhouse pressure distribution factor 7.6
SUP
k Speed correction factor 7.5
K Vertical pressure reduction factor 7.7
k Wet deck vertical pressure correction factor 7.8
ZWD
g Dynamic load factor for multihulls 7.9
CGMH
P kN/m Bottom pressure for multihulls 8.2
BMH
Base bottom pressure for multihulls 8.2
BMH BASE kN/m
kN/m Minimal bottom pressure for multihulls 8.2
BMH MIN
P Deck pressure for multihulls 8.4
kN/m
DMH
kN/m Minimal deck pressure for multihulls 8.4
DMH MIN
Base deck pressure for multihulls 8.4
DMH BASE kN/m
kN/m Side pressure for multihulls 8.3
SMH
Minimal superstructure pressure for multihulls 8.3
SMH MIN kN/m
SUP MH kN/m Superstructure pressure for multihulls 8.5
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Reference/Article
Symbol Unit Designation/Meaning of symbol
concerned
kN/m Minimal superstructure pressure for multihulls 8.5
SUPMH MIN
P Wet deck pressure for multihulls 8.6
kN/m
WDMH
WDMH min kN/m Minimal wet deck pressure for multihulls 8.6
P 2
Base wet deck pressure for multihulls 8.6
WDMH base kN/m
E Degrees Deadrise at 0,4 L 6.1
0,4L WL
E Degrees Deadrise at section x 6.1

Calculation data, coefficients, pressures used for global loads (Articles 9 to 12)

A Sail area 3.3, C.2.1
S m
c mm Core thickness of sandwich web 12.4.1
C N Compression in the mast 9.3.3
F N Vertical load on windward chainplate 9.3.3
CPW
F N Vertical load on leeward chainplate 9.3.3
G Core shear modulus 12.4.1
C N/mm
E Tensile elastic modulus of the web material 12.4.1
t N/mm
H m Height of centre of effort of A above waterline 9.3.1, C.2.2
CE S
H mm height of the web on a beam 12.4
k * Min ratio between M and M 9.3.1
HD DH 3 DH 1
k * Shear bending coefficient 12.4.1
H m Height of centre of lateral underwater pressure 9.3.1, C.2.2
M Nm Longitudinal bending moment on each hull 9.4.2
M Nm Design righting moment for multihull 9.3.1
M Nm Righting moment corresponding to maximum stability 9.3.1
HD1
M Nm Design heeling/righting moment due to wind 9.3.1
HD2
M Nm Design righting moment corresponding to shroud strength 9.3.1
HD3
R N Ultimate strength of the upper shroud 9.3.1
t mm Single skin or sandwich thickness of the web 12.4.1
T Nm Twisting moment due to sea 9.4.3
T N Tension in the jib halyard 9.3.3,C.2.2
T N Tension in the headstay 9.3.3, C.2.2
T N Tension in the mainsail sheet and halyard 9.3.3, C.2.2
T N Tension in the upper shroud 9.3.3, C.2.2
t mm Thickness of the web 12.4
V N/mm Design direct stress in stiffener 10.2
W N/mm Effective shear stress for stiffening member 12.4
W N/mm Design shear stress for stiffening member 12.4
W N/mm Critical buckling shear stress in the web 12.4.1
rrit
The units used in Annexes are defined in these annexe
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5 General
The scantling determination shall be accomplished as follows:

 for local loads, the parameters given in article, 8, and paragraph 10.1 shall be used;

 for global loads, the method given in articles, 9, 10,11 and 12 shall be used;

All parameters, coefficients, mechanical properties, etc. not given in this part of ISO 12215 shall be derived

from ISO 12215-5.
This part of ISO 12215 shall also be used in conjunction with:
 ISO 12215-6 for details;
 ISO 12215-8 for rudders;
 ISO 12215-9 for appendages and rig attachment.
6 Dimensions, areas, and data
6.1 Dimensions
Same dimensions as in 12215-5, and, in particular:
 is the length on the fully loaded waterline, the craft being at rest (m)

 B is the sum of the maximum waterline beams of the two hulls for catamarans or the maximum

waterline beam of the main hull for trimarans (m)

 B is , for a catamaran, horizontal distance between centres of buoyancy (m)

Where the bottom of the hull is made of approximately flat surfaces the deadrise is the actual deadrise (see E

and E in Figure 1), and where the bottom has round bilges, the deadrise shall be measured as the angle

between hull bottom lowest point (hull centreline) and the point where the bottom is tangent to a line angled

50° from horizontal (see E in Figure 1).

 E is the deadrise angle at 0,4· L forward of its the aft end, not to be taken less than 10°, nor more

0,4L
than 30°. (degrees)

 E is the deadrise angle at a distance x forward of its the aft end, not to be taken less than 10°.

(degrees)
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ISO/DIS 12215-7
ZWi
LWL
BCB
4 3 2
TWi
DWL
50°
Key
1 Bottom area
2 Outer side outer
3 Inner side inner
4 Wet deck
5 Front face of wet deck
6 Aft facing cross-beam
Figure 1 — General dimensions of a catamaran

In Figure 1, Z (m) is the wet deck height above waterline, the index i explains that this height is usually

variable and is shown at section i.
6.2 Boat speed

For motor craft V is, the maximum speed in calm water declared by the manufacturer, with the craft in m

LDC
conditions, this speed shall not be taken less than 4u L (knots)
For sailing craft, speed does not need to be declared.
6.3 Wind speed
V is the apparent wind speed for multihulls given in Table 3 (knots)
AWK

NOTE V is considered as the apparent wind speed just before a reef is taken. It is a theoretical value derived

AWK

from industry practice, that may differ from actual wind speed, according to sail shape, sail tension, fabric, etc.

6 © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO/DIS 12215-7
Table 3 — Values of V according to design category
AWK
Design category A & B C & D
36 for 12 d L < 15
32 for 15 d L < 18
V (knots)
AWK
30 for 18 d L < 20
25 for L > 20
6.4 Areas
The limit between bottom and side is the waterline for boats where V / L d 5 .

The limit between bottom and side is the chine where V / L ! 5 . If the chine is not clearly defined, it shall

be taken at a point where a tangent at 50° from the horizontal touches the hull (see Figure 1 in Part 5).

The wet deck area is the bottom and front area of any platform connecting the hulls or outriggers, including

the their connection (hard chined or curved) to the hull or outrigger. For local loads, the front and bottom of

crossbeams are considered as part of the wet deck.

The sides are divided into outer side and inner side where the latter is less exposed to local loads.

7 Pressure adjusting coefficients
7.1 Area pressure distribution factor k

Same as in ISO 12215-5, except that for all multihulls (sail and motor) k is the one for motor craft.

AR MIN

NOTE The reason for this difference is that sailing multihulls do not slam heavily on front topsides like sailing

monohulls do because they do not heel significantly.
7.2 Dead rise pressure reduction factor k
90E
k but shall not be taken smaller that 0,5 nor greater than 1 (1)

k is applied at any section x and is a function of the bottom deadrise angle E , measured

DR X

according ISO 12215-5. It lowers the bottom pressure if E > 30° and is equal to 0,5, its lower

limit for E = 60°.
7.3 Longitudinal pressure distribution factor k
Same as in 12215-5 except that n shall be used instead of n .
CGMH CG
7.4 Wet deck longitudinal pressure reduction factor k
LWD

 k is the wet deck longitudinal pressure distribution, as defined in Figure 4 and equations.

LWD
Linear i
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 12215-7
ISO/TC 188 Secrétariat: SIS
Début de vote: Vote clos le:
2006-05-04 2006-10-04

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Petits navires — Construction de coques et échantillons —
Partie 7:
Détermination de l'échantillonnage pour les multicoques
Small craft — Hull construction and scantlings —
Part 7: Scantling determination of multihulls
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ENQUÊTE PARALLÈLE ISO/CEN

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

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

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

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

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

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

à un vote formel au sein du CEN.

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

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

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

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

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

stage.

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

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

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

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

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

RÉGLEMENTATION NATIONALE.
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ISO/DIS 12215-7
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ISO/DIS 12215-7
Sommaire Page

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

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

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

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

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

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

5 Généralités .............................................................................................................................................5

6 Dimensions, zones et données ............................................................................................................6

6.1 Dimensions.............................................................................................................................................6

6.2 Vitesse du bateau ..................................................................................................................................7

6.3 Vitesse du vent.......................................................................................................................................7

6.4 Zones ......................................................................................................................................................7

7 Coefficients d'ajustement de pression................................................................................................7

7.1 Facteur de distribution de pression en fonction de la surface k ..................................................7

7.2 Facteur de réduction de pression dû à l'angle des fonds k ..........................................................8

7.3 Facteur de distribution longitudinale de pression k ........................................................................8

7.4 Facteur de réduction longitudinale de pression de fond de nacelle k ......................................8

LWD

7.5 Facteur de correction de vitesse pour voiliers multicoques k ......................................................9

7.6 Facteur de réduction de pression pour les superstructures ou les roufs k ..............................9

SUP

7.7 Facteur vertical de réduction de pression k .....................................................................................9

7.8 Coefficient vertical de correction de pression pour fond de nacelle k ...................................10

ZWD

7.9 Facteur de chargement dynamique pour multicoques n ........................................................10

CGMH

8 Calcul des charges locales.................................................................................................................10

8.1 Généralités ...........................................................................................................................................10

8.2 Pression de fond pour multicoques P ........................................................................................10

BMH

8.3 Pression de muraille pour les multicoques P ............................................................................11

SMH

8.4 Pression de conception de pont pour multicoques P ...............................................................11

DMH

8.5 Pression de conception pour superstructures de multicoques P ......................................11

SUP MH

8.6 Pression de fond de nacelle / bras de liaison...................................................................................12

9 Calcul des charges globales ..............................................................................................................12

9.1 Catamarans à voiles ............................................................................................................................12

9.2 Trimarans à voiles ...............................................................................................................................12

9.3 Charges globales sur les catamarans à voiles dues aux forces provenant du gréement et

des voiles..............................................................................................................................................12

9.4 Calcul des charges globales dues à la mer ......................................................................................15

10 Équations d’échantillonnage et contraintes de conception ...........................................................16

10.1 Contraintes de conception et équations d’échantillonnage pour les charges locales de

pression................................................................................................................................................16

10.2 Contraintes de conception et équations d’échantillonnage pour les charges globales

dues aux forces du gréement et des voiles......................................................................................16

11 Analyse des charges globales ...........................................................................................................17

11.1 Généralités ...........................................................................................................................................17

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12 Analyse de la poutre de mât...............................................................................................................17

12.1 Généralités ...........................................................................................................................................17

12.2 Effort tranchant....................................................................................................................................18

12.3 Moment de flexion ...............................................................................................................................18

12.4 Contrainte de cisaillement dans l'âme ..............................................................................................20

12.5 Analyse des autres poutres................................................................................................................22

Annexe A (normative) Exemple de calcul de la poutre de mât...................................................................23

A.1 Généralités ...........................................................................................................................................23

A.2 Calculs préliminaires ..........................................................................................................................23

A.3 Calcul de la poutre de mât..................................................................................................................24

A.4 Analyse de la contrainte de cisaillement dans l'âme.......................................................................25

Annexe B (normative) Exemple d'analyse du moment de torsion par flexion différentielle des

bras de liaisons ...................................................................................................................................26

B.1 Théorie..................................................................................................................................................26

B.2 Exemple de calcul ...............................................................................................................................27

Annexe C (normative) Bases techniques du calcul des efforts dans le gréement...................................28

C.1 Équilibre entre les forces et les moments ........................................................................................28

C.2 Dimensions et forces du gréement ...................................................................................................28

C.3 Calcul des forces.................................................................................................................................29

C.4 Forces dans le mât et la cloison de mât ...........................................................................................31

Bibliographie.....................................................................................................................................................33

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ISO/DIS 12215-7
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,

Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes

internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur

publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres

votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne

pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L'ISO 12215-7 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 188, Small craft, sous-comité SC , .

L'ISO 12215 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Petits navires — Construction

de la coque - Echantillonnage:

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

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

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

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

échantillonnages ;
 Partie 6 : Dispositions structurelles et détails de construction ;
 Partie 7 : Multicoques ;
 Partie 8 :Gouvernails ;
 Partie 9 : Bateaux à voiles – Appendices et points d’attache du gréement.

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

s’est investi au début du projet et a été l’animateur de l’ISO/TC 188/GT 18 jusqu’à son décès le 16 novembre

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

déterminante à la production de la présente norme internationale.
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ISO/DIS 12215-7
Introduction

Les raisons ayant servi de base à la préparation de la présente Norme Internationale sont que les normes et

les pratiques recommandées de détermination des charges sur la coque et du dimensionnement des Petits

Navires diffèrent considérablement entre elles, limitant ainsi l'acceptabilité des bateaux au niveau mondial.

L'objectif de la présente norme est d'obtenir une résistance générale de la structure qui garantit l'étanchéité et

l'intégrité du bateau contre l'envahissement.

Le groupe de travail considère que la présente norme a été développée en appliquant les pratiques actuelles

et des principes d'ingénierie valables. Les pressions de conception de la présente norme doivent être

uniquement utilisées avec les équations de la présente norme.

En considérant les évolutions futures de la technologie et des types de bateau, ou de bateaux qui sont

actuellement hors du champ d'application de la présente norme, et à condition qu'il existe des méthodes

s'appuyant sur une technologie appropriée, on peut accepter leur utilisation à condition que l'on puisse vérifier

que l'on obtient une résistance équivalente à elle exigée par la présente norme.

Les dimensionnements correspondants à la présente norme sont considérés comme reflétant la pratique

courante, à condition que le bateau soit manoeuvré avec le "sens marin" et à une vitesse appropriée à l'état

de la mer.
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PROJET 2006
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 12215-7
Petits navires — Construction de coques et échantillons —
Partie 7:
Détermination de l'échantillonnage pour les multicoques
1 Domaine d'application

La présente partie de l’ISO 12215 s’applique à la détermination des charges de conception, des pressions, et

contraintes, et à la détermination de l’échantillonnage, y compris la structure intérieure, des petits navires

multicoques d’une longueur de coque (L ), déterminée conformément à l’ISO 8666, inférieure ou égale à

24 m. Le matériau de construction est prévu pour être du plastique renforcé, des alliages d’aluminium ou

d’acier, du bois, ou tout autre matériau convenant à la construction navale. Elle s’applique uniquement aux

bateaux à l’état intact.

Cette évaluation inclut en général toutes les parties du bateau qui sont considérées comme étanches à l’eau

ou aux intempéries lorsqu’on évalue la stabilité, le franc-bord et la flottabilité conformément à l’ISO 12217,

tous les éléments structurels, et en supplément toutes les zones fortement chargées comme les zones de

fixation des quilles de lest, des dérives, des gouvernails, des cadènes, etc.
Les hydroptères ne sont pas couverts par la présente partie de l’ISO 12215.

NOTE Les échantillonnages établis à l’aide de la présente norme sont principalement destinés à s’appliquer sur les

bateaux de plaisance, y compris les bateaux de location ou de « charter ».
2 Références normatives

Les documents référencés 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 version du

document, (y compris les amendements) s’applique.
ISO 8666, Petits navires — Caractéristiques principales.

ISO 12215-5, Petits navires — Echantillonnage — Partie 5 : Pressions de conception pour monocoques,

contraintes de conception, détermination des échantillonnages.

ISO 12215-6, Petits navires — Echantillonnage — Partie 6 : Dispositions structurelles et détails de

construction.
ISO 12215-8, Petits navires — Echantillonnage — Partie 8 : Gouvernails.

ISO 12215-9, Petits navires — Echantillonnage — Partie 9 : Bateaux à voiles — Appendices et points

d’attache du gréement.
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3 Termes et définitions

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

3.1
catégories ce conception

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

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

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

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

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

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

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

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

3.1.3
catégorie de conception C (« A proximité des côtes »)

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

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

3.1.4
catégorie de conception D (« En eaux abritées »)

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

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

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

3.2
masse de déplacement en charge m
LDC

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

définies dans l'ISO 8666

NOTE Ce déplacement inclut toutes les options possibles comme un groupe électrogène, l’air conditionné, etc.

3.3
bateau à voiles

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

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

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

2/3
> 0,07(m )
s LDC

Dans la suite de la présente Norme Internationale, les bateaux non voiliers sont dénommés « bateaux à

moteur ».
3.4
facteur de catégorie de conception pour les multicoques k

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

Tableau 1
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Tableau 1 — Valeurs du facteur de catégorie de conception pour les multicoques k
Catégorie de conception A B C D
Valeur de k
1 0,8 0,6 0,4
NOTE k est identique à celui de l’ISO 12215-5
3.5
fond de nacelle
partie inférieure de la structure reliant les coques

NOTE Certains multicoques n’ont pas de fond de nacelle, mais uniquement des bras de liaison.

4 Symboles

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

Norme Internationale.

NOTE Les symboles sont classes par ordre alphabétiques, et non par ordre d'apparition.

Tableau 2 — Symboles, coefficients, et paramètres
Référence/Article
Symbole Unité Désignation/Signification du symbole
concerné
Dimensions principales et données
m Bau entre les centres de carènes 6.1
m Bau entre les cadènes de galhauban 9.3.3
m Bau à la flottaison conformément à l’ISO 8666 6.1
D m Creux milieu (à mi-flottaison) 9.4.2
m Longueur de flottaison conformément à l’ISO 8666 6.1
kg Masse de déplacement en charge 3.2, 7.8
LDC
V noeuds Vitesse maximale du bateau à pleine charge 6.2, 7.2
noeuds Vitesse du vent apparent en noeuds 6.3
AWK
m Franc-bord du fond de nacelle au dessus de la flottaison 7.8

Données de calcul, coefficients, et pressions utilisées pour les efforts locaux (Articles 6 à 8)

Facteur de distribution de pression en fonction de la surface 7.1
Facteur de catégorie de conception pour multicoques 3.4
Facteur de réduction de pression selon l’angle du fond 7.2
Facteur longitudinal de distribution de pression 7.3
Facteur longitudinal de distribution de pression de fond de nacelle 7.4
LWD
Facteur de distribution de pression pour superstructures et roufs 7.6
SUP
(à suivre)
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Tableau 2 (suite)
Référence/Article
Symbole Unité Désignation/Signification du symbole
concerné
Facteur de correction de vitesse 7.5
Facteur vertical de réduction de pression 7.7
Facteur de correction de pression vertical pour fond de nacelle 7.8
ZWD
g Facteur de charge dynamique pour multicoques 7.9
CGMH
Pression de fond pour multicoques 8.2
kN/m
BMH
kN/m Pression de fond de base pour multicoques 8.2
BMH BASE
kN/m Pression minimale de fond pour multicoques 8.2
BMH MIN
kN/m Pression de pont pour multicoques 8.4
DMH
Pression minimale de pont pour multicoques 8.4
kN/m
DMH MIN
Pression de pont de base pour multicoques 8.4
kN/m
DMH BASE
kN/m Pression de muraille pour multicoques 8.3
SMH
kN/m Pression minimale de muraille pour multicoques 8.3
SMH MIN
Pression de superstructures pour multicoques 8.5
kN/m
SUP MH
Pression minimale de superstructures pour multicoques 8.5
kN/m
SUPMH MIN
kN/m Pression de fond de nacelle pour multicoques 8.6
WDMH
kN/m Pression minimale de fond de nacelle pour multicoques 8.6
WDMH min
kN/m Pression de base de fond de nacelle pour multicoques 8.6
WDMH base
Demi angle du fond à 0,4 L
Degrés 6.1
0,4L
Degrés Demi angle du fond à la section x 6.1

Données de calcul, coefficients, et pressions utilisés pour les efforts globaux (Articles 9 à 12)

m Surface de voilure 3.3, C.2.1
c mm Épaisseur d’âme pour âme de raidisseur en sandwich 12.4.1
N Compression dans le mât 9.3.3
N Force verticale sur la cadène au vent 9.3.3
CPW
N Force verticale sur la cadène sous le vent 9.3.3
N/mm Module de cisaillement de l’âme du sandwich 12.4.1
N/mm Module d’élasticité en traction du matériau d’âme de raidisseur 12.4.1
m Hauteur du centre d’effort de A au dessus de la flottaison 9.3.1, C.2.2
mm Hauteur de l’âme d’une poutre 12.4
k Rapport minimal entre M et M
* 9.3.1
HD DH3 DH1
(à suivre)
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Tableau 2 (fin)
Référence/Article
Symbole Unité Désignation/Signification du symbole
concerné
* Coefficient de cisaillement en flexion 12.4.1
m Hauteur du centre de pression des oeuvres vives 9.3.1, C.2.2
Nm Moment de flexion longitudinal dans chaque coque 9.4.2
Nm Moment de redressement de conception pour multicoques 9.3.1
Nm Moment de redressement correspondant à la stabilité maximale 9.3.1
HD1
Nm Moment de conception de gîte/redressement maximal dû au vent 9.3.1
HD2
Moment de redressement de conception correspondent à la
Nm 9.3.1
HD3
résistance du galhauban
N Résistance à la rupture du galhauban 9.3.1
t mm Épaisseur sandwich ou monolithique de l’âme 12.4.1
T Nm Moment de torsion dû à la mer 9.4.3
N Traction dans la drisse de foc 9.3.3,C.2.2
N Traction dans l’étai 9.3.3, C.2.2
N Traction dans l’écoute et la drisse de Grand voile 9.3.3, C.2.2
N Traction dans le galhauban 9.3.3, C.2.2
mm Épaisseur de l’âme d’un raidisseur 12.4
N/mm Contrainte directe de conception dans un raidisseur 10.2
Contrainte de cisaillement effective dans un raidisseur 12.4
τ N/mm
N/mm Contrainte de cisaillement de conception dans un raidisseur 12.4
N/mm Contrainte de cisaillement critique dans l’âme d’un raidisseur 12.4.1
rrit
Les symboles et unités utilisées dans les Annexes y sont définis
5 Généralités
La détermination de l’échantillonnage doit être effectuée comme suit :

 pour les charges locales, les paramètres donnés à l’article 8 et au paragraphe 10.1 doivent être utilisés ;

 pour les charges globales, les méthodes données dans les articles 9, 10,11 et 12 doivent être utilisées ;

Tous les paramètres, coefficients, propriétés mécaniques, etc. qui ne sont pas donnés dans la présente partie

de l’ISO 12215 doivent être pris dans l’ISO 12215-5.

La présente partie de l’ISO 12215 doit également être utilisée conjointement avec :

 l’ISO 12215-6 pour les détails de structure ;
 l’ISO 12215-8 pour les gouvernails ;

 l’ISO 12215-9 pour la fixation des appendices et les points d’attache du gréement.

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ISO/DIS 12215-7
6 Dimensions, zones et données
6.1 Dimensions
Les dimensions sont les mêmes que dans l’ISO 12215-5 et en particulier :
 L est la longueur de la flottaison en pleine charge, le bateau au repos (m)

 B est la somme des baus à la flottaison des deux coques pour les catamarans ou le bau

maximum de la coque centrale pour les trimarans (m)

 B est, pour un catamaran, la distance horizontale entre les centres de carènes des coques (m)

Lorsque le fond est réalisé avec des surfaces approximativement planes, le ½ angle du fond est l’angl

...