ISO 8375:2009
(Main)Timber structures — Glued laminated timber — Test methods for determination of physical and mechanical properties
Timber structures — Glued laminated timber — Test methods for determination of physical and mechanical properties
ISO 8375:2009 specifies test methods for determining the following characteristic values of glued laminated timber: modulus of elasticity in bending; shear modulus; bending strength; modulus of elasticity in tension parallel to the grain; tension strength parallel to the grain; modulus of elasticity in compression parallel to the grain; compression strength parallel to the grain; modulus of elasticity in tension perpendicular to the grain; tension strength perpendicular to the grain; modulus of elasticity in compression perpendicular to the grain; compression strength perpendicular to the grain and shear strength. In addition, the determination of dimensions, moisture content, and density are specified. The methods apply to rectangular shapes of glued laminated timber.
Structures en bois — Bois lamellé-collé — Méthodes d'essai pour la détermination de certaines propriétés physiques et mécaniques
L'ISO 8375:2009 spécifie des méthodes d'essai pour déterminer les valeurs caractéristiques suivantes du bois lamellé collé: le module d'élasticité en flexion, le module de cisaillement, la résistance à la flexion, le module d'élasticité en traction axiale, la résistance à la traction axiale, le module d'élasticité en compression axiale, la résistance à la compression axiale, le module d'élasticité en traction transversale, la résistance à la traction transversale, le module d'élasticité en compression transversale, la résistance à la compression transversale et la résistance au cisaillement. En outre, la détermination des dimensions, de la teneur en humidité et de la masse volumique est spécifiée. Les méthodes s'appliquent au bois lamellé collé de formes rectangulaires.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8375
Second edition
2009-02-01
Timber structures — Glued laminated
timber — Test methods for determination
of physical and mechanical properties
Structures en bois — Bois lamellé-collé — Méthodes d'essai pour la
détermination de certaines propriétés physiques et mécaniques
Reference number
ISO 8375:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 8375:2009(E)
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Published in Switzerland
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ISO 8375:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols . 2
5 Determination of dimensions of test specimens. 3
6 Determination of moisture content of test specimens . 4
7 Determination of density of test specimens .4
8 Conditioning of test specimens . 4
9 Determination of local (shear-free) modulus of elasticity of the beam in bending . 4
10 Determination of global modulus of elasticity of the beam in bending. 6
11 Determination of shear modulus of the beam — single span method. 8
12 Determination of shear modulus of the beam — variable span method . 10
13 Determination of bending strength of the beam . 11
14 Determination of the modulus of elasticity in tension parallel to the grain of the glued
laminated timber . 12
15 Determination of the parallel to the grain tension strength of the glued laminated timber. 13
16 Determination of the modulus of elasticity in compression parallel to the grain of the
glued laminated timber. 14
17 Determination of the parallel to grain compression strength of the glued laminated timber . 15
18 Determination of the modulus of elasticity in compression and tension perpendicular to
the grain of the glued laminated timber . 16
19 Determination of tension and compression strengths perpendicular to the grain of the
glued laminated timber. 18
20 Determination of shear strength parallel to the grain – small-specimen test . 22
21 Determination of shear strength parallel to the grain – full size beam test. 24
22 Test report . 26
Annex A (informative) Special processing of data . 27
Bibliography . 28
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ISO 8375:2009(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8375 was prepared by Technical Committee ISO/TC 165, Timber structures.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8375:1985), which has been technically revised.
iv © ISO 2009 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8375:2009(E)
Timber structures — Glued laminated timber — Test methods
for determination of physical and mechanical properties
1 Scope
This International Standard specifies test methods for determining the following characteristic values of glued
laminated timber: modulus of elasticity in bending; shear modulus; bending strength; modulus of elasticity in
tension parallel to the grain; tension strength parallel to the grain; modulus of elasticity in compression parallel
to the grain; compression strength parallel to the grain; modulus of elasticity in tension perpendicular to the
grain; tension strength perpendicular to the grain; modulus of elasticity in compression perpendicular to the
grain; compression strength perpendicular to the grain and shear strength.
In addition, the determination of dimensions, moisture content, and density are specified.
The methods apply to rectangular shapes of glued laminated timber.
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 3130, Wood — Determination of moisture content for physical and mechanical tests
ISO 3131, Wood — Determination of density for physical and mechanical tests
ASTM D198, Standard test methods of static tests of lumber in structural sizes
ASTM D2915, Standard practice for evaluating allowable properties for grades of structural lumber
ASTM D3737, Standard practice for establishing allowable properties for structural glued laminated timber
ASTM D4933, Standard guide for moisture conditioning of wood and wood-based materials
JAS 235, Standard for structural glued laminated timber
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
characteristic density
mean density obtained at a 75 % confidence limit with mass and volume corresponding to equilibrium
moisture content at a temperature of 20 °C and a relative humidity of 65 %
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ISO 8375:2009(E)
3.2
characteristic strength
lower 5-percentile value at a 75 % confidence limit obtained from the results of tests using test specimens at
an equilibrium moisture content resulting from a temperature of 20 °C and a relative humidity of 65 % or the
strength value at the observed moisture content when full size members are tested
3.3
characteristic stiffness
mean stiffness at a 75 % confidence limit obtained from the results of tests using test specimens at an
equilibrium moisture content resulting from a temperature of 20 °C and a relative humidity of 65 %
NOTE Annex A provides a set of guidelines for statistical processing of data to determine characteristic values as
defined in 3.1, 3.2 and 3.3.
3.4
minimum number of test specimens
for the determination of all characteristic values a minimum number of 30 test specimens is required unless
otherwise noted for the specific test involved
3.5
population
test specimens used to determine characteristic values should be representative of the population that they
are intended to represent
NOTE Specimen is used throughout this International Standard to mean test specimen as used in 3.4 and 3.5.
4 Symbols
2
A cross-sectional area (mm )
a distance between a loading position and the nearest support in a bending test (mm)
b width of cross section in a bending test, or the smaller dimension of the cross section (mm)
E modulus of elasticity in compression parallel to the grain (MPa)
c,0
E modulus of elasticity in compression perpendicular to the grain (MPa)
c,90
E global modulus of elasticity in bending (MPa)
m,g
E local modulus of elasticity in bending (MPa)
m,l
E apparent modulus of elasticity in bending (MPa)
m,app
E modulus of elasticity in tension parallel to the grain (MPa)
t,0
E modulus of elasticity in tension perpendicular to the grain (MPa)
t,90
F load (N)
F compressive load perpendicular to the grain (N)
c,90
F maximum compressive load perpendicular to the grain (N)
c,90,max
F estimated maximum compressive load perpendicular to the grain (N)
c,90,max,est
F maximum load (N)
max
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ISO 8375:2009(E)
F estimated maximum load (N)
max,est
F tensile load perpendicular to the grain (N)
t,90
F maximum tensile load perpendicular to the grain (N)
t,90,max
f compressive strength parallel to the grain (MPa)
c,0
f compressive strength perpendicular to the grain (MPa)
c,90
f bending strength (MPa)
m
f tensile strength parallel to the grain (MPa)
t,0
f tensile strength perpendicular to the grain (MPa)
t,90
f shear strength parallel to the grain (MPa)
v
G shear modulus (MPa)
G estimated shear modulus (MPa)
est
h depth of cross section in a bending test, or the larger dimension of the cross section, or the
test specimen height in perpendicular to grain tests (mm)
h gauge length (mm)
0
4
I second moment of area (mm )
K, k coefficients (—)
k coefficient for shear modulus (—)
G
l span in bending, or length of test specimen between the testing machine grips in compression
and tension (mm)
l gauge length for the determination of modulus of elasticity (mm)
1
l plate thickness (mm)
pt
3
S section modulus (mm )
w deformation (mm)
NOTE Suffixes “1” and “2”, refer to loads or deformations at particular points of a test, and are referred to throughout
this International Standard.
5 Determination of dimensions of test specimens
The dimensions of the test specimen shall be measured to an accuracy of 1 %. The dimension-measuring
devices shall be such as to permit measuring dimensions in millimetres to three significant figures. All
measurements shall be made when the test specimens are conditioned as specified in Clause 8. If the width
or thickness varies within a test specimen, these dimensions should be recorded as the average of three
separate measurements taken at different positions on the length of each specimen.
Where possible, the measurements should not be taken closer than 150 mm to the ends of the specimen.
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6 Determination of moisture content of test specimens
The moisture content of the test specimen shall be determined on a section taken from the test specimen.
In strength tests for bending, tension parallel and perpendicular to grain and compression parallel and
perpendicular to grain, the moisture content of the test specimen shall be determined as soon as practical
after testing, or the specimen shall be sealed to prevent any further moisture change until testing can be
initiated. The section shall be cut as close as possible to the fracture.
As an alternative, the provisions of ISO 3130 may be used for determining moisture content.
7 Determination of density of test specimens
If a density value is needed, the density shall be determined on a portion of the cross section or the entire
cross section taken from the test specimen near the fracture area.
In strength tests such as bending and parallel to grain, the density of the test specimen shall be determined
after the testing and the section shall be cut as close as possible to the fracture.
For perpendicular to grain test specimens, the density of the test specimens shall be determined prior to
testing from the measurements of mass and volume of the whole test specimen.
As an alternative, the provisions of ISO 3131 or ASTM D2915 may be used for determining density.
8 Conditioning of test specimens
The tests shall be carried out on specimens that are conditioned at the standard environment of (20 ± 2) °C
and (65 ± 5) % relative humidity. A test piece is conditioned when it attains constant mass. Constant mass is
considered to be attained when the results of two successive weighings, carried out at an interval of 6 h, do
not differ by more than 0,1 % of the mass of the test specimen.
As an alternative, the provisions of ASTM D4933 may be used to establish moisture conditioning.
Where the timber to be tested cannot be readily conditioned to the above standard environment, that fact shall
be reported and the moisture content of the test specimen shall be reported with the test results.
For small specimens, unless otherwise protected, test specimens shall not be removed from the conditioning
environment more than 1 h before testing.
Test specimens may be stored in the test area for up to 24 h if they are closely piled and vapour-tight wrapped.
9 Determination of local (shear-free) modulus of elasticity of the beam in bending
9.1 Test specimen
The test specimen shall have a minimum length to permit testing with a span of approximately 18 times the
depth of the section. The test span shall be reported.
9.2 Procedure
The test specimen shall be symmetrically loaded in bending at two points over a span of (18 ± 3) times the
depth as shown in Figure 1. The span between load heads shall be six times the specimen depth. All spans
and distances shall be noted and measured to the nearest millimetre.
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ISO 8375:2009(E)
NOTE 1 The intent of this International Standard is to test with a span equal to 18 times the depth; tolerances are
provided to enable testing of a broader range of specimens.
The test specimen shall be simply supported.
NOTE 2 Small steel plates of length not greater than one-half of the depth of the test specimen can be inserted
between the specimen and the loading heads or supports to minimize local indentation.
Lateral restraint shall be provided as necessary to prevent buckling. This restraint shall permit the specimen to
deflect without significant frictional resistance.
Load shall be applied at a constant rate and the test should be completed within approximately 300 s but not
less than 180 s.
NOTE 3 Ideally, the load application rate is determined from the results of preliminary tests. The objective is that the
average time to reach F is 300 s.
max
The maximum load applied shall not exceed the proportional limit load or cause damage to the piece.
Figure 1 — Test arrangement for measuring local modulus of elasticity in bending
The loading equipment used shall be capable of measuring the load to an accuracy of 1 % of the load applied
to the test specimen or, for loads less than 10 % of the applied maximum load, with an accuracy of 0,1 % of
the maximum applied load.
The deformation, w, shall be measured at the neutral axis, at the centre of a central gauge length of five times
the depth of the section as shown in Figure 1.
The deformation measuring devices and recording system shall be such as to permit measuring deflections to
the nearest millimetre.
NOTE 4 ASTM D198 provides a description of an acceptable deflection measuring device and the yoke.
9.3 Expression of results
The local modulus of elasticity in bending, E , is given by the equation
m,l
2
al F −F
()
12 1
E = (1)
m,l
16lw −w
()
21
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ISO 8375:2009(E)
where
F − F is an increment of load on the straight-line portion of the load deformation curve, in newtons
2 1
w − w is the increment of deformation corresponding to F − F , in millimetres
2 1 2 1
(see Figure 2 for F − F and w − w plot).
2 1 2 1
The other symbols are as given in Clause 4.
The local modulus of elasticity should be reported to no more than three significant figures.
Key
X deformation (mm)
Y load (N)
Figure 2 — Load-deformation graph within the range of elastic deformation
10 Determination of global modulus of elasticity of the beam in bending
10.1 Test specimen
The test specimen shall have a minimum length to permit testing with a span of approximately 18 times the
depth of the section as shown in Figure 3. The test span shall be reported.
10.2 Procedure
The test specimen shall be symmetrically loaded in bending at two points over a span of (18 ± 3) times the
depth. The span between the load heads shall be six times the specimen depth. All spans and distances shall
be noted and measured to the nearest millimetre.
NOTE 1 The intent of this International Standard is to test with a span equal to 18 times the depth; tolerances are
provided to enable testing of a broader range of specimens.
The test specimen shall be simply supported.
NOTE 2 Small steel plates of length not greater than one-half of the depth of the test specimen can be inserted
between the specimen and the loading heads or supports to minimize local indentation.
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ISO 8375:2009(E)
Lateral restraint shall be provided as necessary to prevent buckling. This restraint shall permit the specimen to
deflect without significant frictional resistance.
Load shall be applied at a constant rate and the test should be completed within approximately 300 s but not
less than 180 s.
NOTE 3 Ideally, the load application rate is determined from the results of preliminary tests. The objective is that the
average time to reach F is 300 s.
max
The maximum load applied shall not exceed the proportional limit load or cause damage to the specimen.
Figure 3 — Test arrangement for measuring global modulus of elasticity in bending
The loading equipment used shall be capable of measuring the load to an accuracy of 1 % of the load applied
to the test specimen or, for loads less than 10 % of the applied maximum load, with an accuracy of 0,1 % of
the maximum applied load.
The deformation, w, shall be measured at the neutral axis at the centre of the span.
The deformation measuring devices and recording system shall be such as to permit measuring deflections to
the nearest millimetre.
NOTE 4 ASTM D198 provides a description of an acceptable defection measuring device and the yoke.
10.3 Expression of results
The global modulus of elasticity in bending, E , is given by the equation
m,g
3
3
⎡ ⎤
lF()−F 3aa
⎛⎞⎛⎞
21
E=−⎢ ⎥ (2)
m,g
⎜⎟⎜⎟
3
4ll
⎢ ⎥
bh()w −w ⎝⎠⎝⎠
21
⎣ ⎦
where
F − F is an increment of load on the straight-line portion of the load deformation curve, in newtons
2 1
w − w is the increment of deformation corresponding to F − F , in millimetres
2 1 2 1
(see Figure 2 for F − F and w − w plot).
2 1 2 1
The other symbols are as given in Clause 4.
The global modulus of elasticity should be reported to no more than three significant figures.
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ISO 8375:2009(E)
11 Determination of shear modulus of the beam — single span method
11.1 General
This method involves the determination of the local modulus of elasticity in bending, E , and the apparent
m,l
modulus of elasticity, E , for the same length of test specimen.
m,app
NOTE Measurement of the shear modulus of glued laminated timber presents considerable difficulty but values
suitable for use in design can be obtained by either one of the methods described in Clauses 11 and 12. The fixed span
method as described in this clause is commonly preferred due to its relative simplicity and reliability. The shear modulus
can also be estimated as G = E/16.
est
11.2 Determination of modulus of elasticity in bending
The local modulus of elasticity in bending shall be determined in accordance with Clause 9.
11.3 Determination of apparent modulus of elasticity
11.3.1 Test specimen
The test specimen shall be that used for the determination of the local modulus of elasticity in bending,
see 9.1.
11.3.2 Procedure
The test specimen shall be loaded in centre point bending over a span equal to the gauge length used in 9.2
and including the same test length, as shown in Figure 4 (see also Figure 1). In this case, l = l .
1
Figure 4 — Test arrangement for measuring apparent modulus of elasticity
The test specimen shall be simply supported.
NOTE 1 Small steel plates of length not greater than one-half of the depth of the test specimen can be inserted
between the specimen and the loading heads or supports to minimize local indentation.
Lateral restraint shall be provided as necessary to prevent buckling. This restraint shall permit the specimen to
deflect without significant frictional resistance.
Load shall be applied at a constant rate and the test should be completed within approximately 300 s but not
less than 180 s.
NOTE 2 Ideally, the load application rate is determined from the results of preliminary tests. The objective is that the
average time to reach F is 300 s.
max
8 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 8375:2009(E)
The maximum load applied shall not exceed the proportional limit or cause damage to the piece.
The loading equipment used shall be capable of measuring the load to an accuracy of 1 % of the load applied
to the test piece or, for loads less than 10 % of the maximum applied load, with an accuracy of 0,1 % of the
maximum applied load.
Deformations shall be measured at the centre of the span.
The deformation measuring devices and recording system shall be such as to permit measuring deflections to
the nearest millimetre.
NOTE 3 ASTM D198 provides a description of an acceptable deflection measuring device and the yoke.
11.3.3 Expression of results
The apparent modulus of elasticity, E , is given by the equation
m,app
3
lF()−F
12 1
E = (3)
m,app
48lw −w
()
21
where
F − F is an increment of load on the straight line portion of the load deformation curve, in newtons
2 1
w − w is the increment of deformation corresponding to F − F , in millimetres
2 1 2 1
(see Figure 2 for F − F and w − w plot).
2 1 2 1
The other symbols are as given in Clause 4.
The apparent modulus of elasticity should be reported to no more than three significant figures.
11.4 Calculation of shear modulus
The shear modulus, G, is given by the equation
2
kh
G
G= (4)
⎡⎤
11
2
l −
⎢⎥
1
EE
⎢⎥m,app m,l
⎣⎦
where
k = 1,2 for rectangular or square cross sections.
G
The other symbols are as given in Clause 4.
The shear modulus should be reported to no more than three significant figures.
© ISO 2009 – All rights reserved 9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 8375:2009(E)
12 Determination of shear modulus of the beam — variable span method
12.1 General
This method involves the determination of the apparent modulus of elasticity, E , for each test specimen
m,app
over a number of spans with the same cross section at the centre.
12.2 Test piece
The test specimen shall have a minimum length of 18 times the depth of the section.
12.3 Procedure
The test specimen shall be loaded in centre point bending over at least four different spans with the same
cross section at the centre of each. The spans shall be chosen so as to have approximately equal increments
2
of (h/l) between them, within the range 0,0025 to 0,035. The test spans shall be reported.
NOTE 1 Small steel plates of length not greater than one-half of the depth of the test specimen can be inserted
between the piece and the loading heads or supports to minimize local indentation.
The test specimen shall be simply supported.
Lateral restraint shall be provided as necessary to prevent buckling. This restraint shall permit the specimen to
deflect without significant frictional resistance.
Load shall be applied at a constant rate and the test should be completed within approximately 300 s but not
less than 180 s.
NOTE 2 Ideally, the load application rate is determined from the results of preliminary tests. The objective is that the
average time to reach F is 300 s.
max
The maximum load applied shall not exceed the proportional limit load or cause damage to the specimen.
The loading equipment used shall be capable of measuring the load to an accuracy of 1 % of the load applied
to the test specimen or, for loads less than 10 % of the applied maximum load, with an accuracy of 0,1 % of
the maximum applied load.
Deformations shall be measured at the centre of the span.
The deformation measuring devices and recording system shall be such as to permit measuring deflections to
the nearest millimetre.
12.4 Expression of results
12.4.1 General
The apparent modulus of elasticity for each specimen and each test span shall be calculated as described in
11.3.2 and 11.3.3.
12.4.2 Determination of K and K
1 2
2
For each specimen, the values of 1/E shall be plotted against (h/l) as shown in Figure 5 and the slope,
m,app
K , of the best straight line through the points shall be determined.
1
2
K is the intercept of the line at zero (h/l) .
2
10 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 8375:2009(E)
12.4.3 Shear modulus
The shear modulus, G, is given by the equation
G = k /K (5)
G 1
where
k = 1,2 for rectangular or square cross sections, and K is the slope of the straight line (see Figure 5).
G 1
1
∆
E
m,app
K =
1
2
∆(/hl)
Figure 5 — Determination of shear modulus — variable span method
13 Determination of bending strength of the beam
13.1 Test specimen
The test specimen shall have a minimum length to permit testing with a span of approximately 18 times the
depth of the section as shown in Figure 3. The test span shall be reported.
13.2 Procedure
The test specimen shall be symmetrically loaded in bending at two points over a span of (18 ± 3) times the
depth. The span between the load heads shall be six times the specimen depth. All spans and distances shall
be noted and measured to the nearest millimetre.
NOTE 1 The intent of this International Standard is to test with a span equal to 18 times the depth; tolerances are
provided to enable testing of a broader range of specimens.
The test specimen shall be simply supported.
© ISO 2009 – All rights reserved 11
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ISO 8375:2009(E)
NOTE 2 Small steel plates of length not greater than one-half of the depth of the test specimen can be inserted
between the specimen and the loading heads or supports to minimize local indentation.
Lateral restraint shall be
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8375
Deuxième édition
2009-02-01
Structures en bois — Bois lamellé-
collé — Méthodes d'essai pour la
détermination de certaines propriétés
physiques et mécaniques
Timber structures — Glued laminated timber — Test methods for
determination of physical and mechanical properties
Numéro de référence
ISO 8375:2009(F)
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ISO 2009
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ISO 8375:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Symboles et abréviations . 2
5 Détermination des dimensions des éprouvettes d'essai . 3
6 Détermination de la teneur en humidité des éprouvettes d'essai . 4
7 Détermination de la masse volumique des éprouvettes d'essai . 4
8 Conditionnement des éprouvettes d'essai . 4
9 Détermination du module local d'élasticité (sans cisaillement) de la poutre en flexion. 5
10 Détermination du module global d'élasticité de la poutre en flexion. 6
11 Détermination du module de cisaillement de la poutre — Méthode de la portée unique . 8
12 Détermination du module de cisaillement de la poutre — Méthode de la portée variable . 10
13 Détermination de la résistance à la flexion de la poutre . 12
14 Détermination du module d'élasticité en traction axiale du bois lamellé collé. 13
15 Détermination de la résistance à la traction axiale du bois lamellé collé. 14
16 Détermination du module d'élasticité en compression axiale du bois lamellé collé. 15
17 Détermination de la résistance à la compression axiale du bois lamellé collé . 16
18 Détermination du module d'élasticité transversale en compression et en traction du bois
lamellé collé. 16
19 Détermination des résistances à la traction et à la compression transversales du bois
lamellé collé. 19
20 Détermination de la résistance au cisaillement axial – Essai de petite éprouvette. 22
21 Détermination de la résistance au cisaillement axial – Essai de poutre en vraie grandeur . 25
22 Rapport d'essai . 27
Annexe A (informative) Traitement statistique des données. 29
Bibliographie . 30
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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 8375 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 165, Structures en bois.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8375:1985), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8375:2009(F)
Structures en bois — Bois lamellé-collé — Méthodes d'essai
pour la détermination de certaines propriétés physiques et
mécaniques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d'essai pour déterminer les valeurs caractéristiques
suivantes du bois lamellé collé: le module d'élasticité en flexion, le module de cisaillement, la résistance à la
flexion, le module d'élasticité en traction axiale, la résistance à la traction axiale, le module d'élasticité en
compression axiale, la résistance à la compression axiale, le module d'élasticité en traction transversale, la
résistance à la traction transversale, le module d'élasticité en compression transversale, la résistance à la
compression transversale et la résistance au cisaillement.
En outre, la détermination des dimensions, de la teneur en humidité et de la masse volumique est spécifiée.
Les méthodes s'appliquent au bois lamellé collé de formes rectangulaires.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3130, Bois — Détermination de l'humidité en vue des essais physiques et mécaniques
ISO 3131, Bois — Détermination de la masse volumique en vue des essais physiques et mécaniques
ASTM D198, Standard test methods of static tests of lumber in structural sizes
ASTM D2915, Standard practice for evaluating allowable properties for grades of structural lumber
ASTM D3737, Standard practice for establishing allowable properties for structural glued laminated timber
ASTM D4933, Standard guide for moisture conditioning of wood and wood-based materials
JAS 235, Standard for structural glued laminated timber
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
masse volumique caractéristique
masse volumique moyenne obtenue à une limite de confiance de 75 %, la masse et le volume correspondant
à la teneur en humidité d'équilibre à une température de 20 °C et une humidité relative de 65 %
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3.2
résistance caractéristique
plus faible valeur du cinquième percentile à une limite de confiance de 75 % obtenue à partir des résultats des
essais réalisés avec des éprouvettes d'essai à une teneur en humidité d'équilibre résultant d'une température
de 20 °C et d'une humidité relative de 65 % ou valeur de la résistance à la teneur en humidité observée lors
d'essais d'éléments de pleine dimension
3.3
rigidité caractéristique
rigidité moyenne à une limite de confiance de 75 % obtenue à partir des résultats des essais réalisés avec
des éprouvettes d'essai à une teneur en humidité d'équilibre résultant d'une température de 20 °C et d'une
humidité relative de 65 %
NOTE L'Annexe A fournit un ensemble de lignes directrices relatives au traitement statistique de données permettant
de déterminer les valeurs caractéristiques définies en 3.1, 3.2 et 3.3.
3.4
nombre minimal d'éprouvettes d'essai
pour la détermination de toutes les valeurs caractéristiques, un nombre minimal de 30 éprouvettes d'essai est
nécessaire, sauf indication contraire pour l'essai spécifique considéré
3.5
population
éprouvettes d'essai utilisées pour déterminer les valeurs caractéristiques et qui sont en règle générale
représentatives de la population qu'elles sont destinées à représenter
NOTE Le terme éprouvette utilisé dans tout le texte de la présente Norme internationale fait référence à l'éprouvette
d'essai telle que définie en 3.4 et 3.5.
4 Symboles et abréviations
2
A aire de la section transversale (mm )
a distance entre un point de chargement et l'appui le plus proche dans un essai de flexion (mm)
b largeur de la section transversale dans un essai de flexion, ou la plus petite dimension de la
section transversale (mm)
E module d'élasticité en compression axiale (MPa)
c,0
E module d'élasticité en compression transversale (MPa)
c,90
E module global d'élasticité en flexion (MPa)
m,g
E module local d'élasticité en flexion (MPa)
m,l
E module apparent d'élasticité en flexion (MPa)
m,app
E module d'élasticité en traction axiale (MPa)
t,0
E module d'élasticité en traction transversale (MPa)
t,90
F force (N)
F force en compression transversale (N)
c,90
F force maximale en compression transversale (N)
c,90,max
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F force maximale estimée en compression transversale (N)
c,90,max,est
F force maximale (N)
max
F force maximale estimée (N)
max,est
F force en traction transversale (N)
t,90
F force maximale en traction transversale (N)
t,90,max
f résistance à la compression axiale (MPa)
c,0
f résistance à la compression transversale (MPa)
c,90
f résistance à la flexion (MPa)
m
f résistance à la traction axiale (MPa)
t,0
f résistance à la traction transversale (MPa)
t,90
f résistance au cisaillement axial (MPa)
v
G module de cisaillement (MPa)
G module de cisaillement estimé (MPa)
est
h hauteur de la section transversale dans un essai de flexion ou la plus grande dimension de la
section transversale, ou la hauteur de l'éprouvette d'essai dans des essais transversaux (mm)
h longueur de référence (mm)
0
4
I moment quadratique d'une surface (mm )
K, k coefficients (—)
k coefficient pour le module de cisaillement (—)
G
l portée en flexion, ou longueur de l'éprouvette d'essai entre les mors de la machine d'essai en
compression et en traction (mm)
l longueur de référence pour la détermination du module d'élasticité (mm)
1
l épaisseur de la plaque (mm)
pt
3
S module de la section (mm )
w flèche (mm)
NOTE Les suffixes 1 et 2 correspondent aux forces ou flèches à des points particuliers d'un essai et sont référencés
dans le texte lorsque nécessaire.
5 Détermination des dimensions des éprouvettes d'essai
Les dimensions de l'éprouvette d'essai doivent être mesurées avec une précision de 1 %. Les dispositifs de
mesure des dimensions doivent permettre de mesurer des dimensions en millimètres avec trois chiffres
significatifs. Toutes les mesures doivent être réalisées lorsque les éprouvettes d'essai sont conditionnées tel
que défini à l'Article 8. Si la largeur ou l'épaisseur varie dans une même éprouvette d'essai, il convient
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d'enregistrer ces dimensions comme étant la moyenne de trois mesures différentes prises en différents points
de la longueur de chaque éprouvette.
Dans la mesure du possible, les mesures ne doivent pas être prises à moins de 150 mm des extrémités.
6 Détermination de la teneur en humidité des éprouvettes d'essai
La teneur en humidité de l'éprouvette d'essai doit être déterminée sur une section prise dans une éprouvette
d'essai.
Dans les essais de résistance pour la flexion, les tractions axiales et transversales et les compressions
axiales et transversales, la teneur en humidité de l'éprouvette d'essai doit être déterminée aussitôt que
possible après l'essai ou bien l'éprouvette doit être scellée pour éviter toute autre variation d'humidité avant
de commencer l'essai. La section doit être découpée aussi près que possible de la rupture.
En variante, les dispositions de l'ISO 3130 peuvent être utilisées pour déterminer la teneur en humidité.
7 Détermination de la masse volumique des éprouvettes d'essai
Si une valeur de masse volumique est requise, la masse volumique doit être déterminée à partir d'une tranche
de section transversale ou de la section transversale complète prise dans l'éprouvette d'essai près de la zone
de rupture.
Dans les essais de résistance en flexion et axiale par exemple, la masse volumique de l'éprouvette d'essai
doit être déterminée après essai et la section doit être découpée aussi près que possible de la rupture.
Pour des éprouvettes destinées à des essais transversaux, la masse volumique des éprouvettes d'essai doit
être déterminée avant essai à partir des mesures de la masse et du volume de l'éprouvette d'essai tout
entière.
En variante, les dispositions de l'ISO 3131 ou de l'ASTM D2915 peuvent être utilisées pour déterminer la
masse volumique.
8 Conditionnement des éprouvettes d'essai
Les essais doivent être réalisés sur des éprouvettes conditionnées dans l'atmosphère normalisée de
(20 ± 2) °C et (65 ± 5) % d'humidité relative. Une éprouvette d'essai est conditionnée lorsqu'elle a atteint une
masse constante. Une masse constante est considérée comme atteinte lorsque les résultats de deux pesées
successives, effectuées à un intervalle de 6 h, ne varient pas de plus de 0,1 % de la masse de l'éprouvette
d'essai.
En variante, les dispositions de l'ASTM D4933 peuvent être utilisées pour établir le conditionnement
d'humidité.
Lorsque le bois à soumettre à essai ne peut pas être facilement conditionné dans l'atmosphère normalisée
ci-dessus, cela doit être enregistré et la teneur en humidité de l'éprouvette d'essai doit être enregistrée dans
le rapport d'essai avec les résultats d'essai.
Pour de petites éprouvettes, et à moins d'avoir une autre protection, les éprouvettes d'essai ne doivent pas
être retirées de l'atmosphère de conditionnement plus d'une heure avant l'essai.
Les éprouvettes d'essai peuvent être stockées dans la zone d'essai pendant une durée maximale de 24 h à
condition d'être empilées et enveloppées d'un film étanche à la vapeur.
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9 Détermination du module local d'élasticité (sans cisaillement) de la poutre en
flexion
9.1 Éprouvette d'essai
L'éprouvette d'essai doit avoir une longueur minimale permettant de réaliser les essais avec une portée égale
à environ 18 fois la hauteur de la section. La portée d'essai doit être enregistrée dans le rapport d'essai.
9.2 Mode opératoire
L'éprouvette doit être chargée symétriquement en flexion en deux points sur une portée égale à 18 (± 3) fois
la hauteur, tel que représenté à la Figure 1. La distance entre les points de charge doit être égale à six fois la
hauteur de l'éprouvette. Toutes les portées et distances doivent être notées et mesurées au millimètre près.
NOTE 1 La présente Norme internationale a pour objet de réaliser l'essai avec une portée égale à 18 fois la hauteur.
Des tolérances sont prévues pour pouvoir réaliser les essais sur une plus grande plage d'éprouvettes.
L'éprouvette d'essai doit être supportée par des appuis simples.
NOTE 2 Pour minimiser le poinçonnement local, il est possible d'interposer, entre l'éprouvette et les têtes de
chargement ou les appuis, de petites plaques d'acier de longueur inférieure à la moitié de la hauteur de l'éprouvette
d'essai.
Une contrainte latérale doit être exercée lorsque nécessaire pour éviter le déversement. Cette contrainte doit
permettre la déformation de l'éprouvette sans résistance de friction significative.
La force doit être appliquée à vitesse constante et il convient de terminer l'essai en environ 300 s sans que la
durée ne soit toutefois inférieure à 180 s.
NOTE 3 Idéalement, cette vitesse est déterminée à partir des résultats d'essais préliminaires. L'objectif est que le
temps pour atteindre F soit de 300 s.
max
La force maximale appliquée ne doit pas dépasser la charge limite proportionnelle ou provoquer
l'endommagement de l'éprouvette.
Figure 1 — Dispositif d'essai pour mesurer le module local d'élasticité en flexion
Le dispositif de chargement utilisé doit permettre la mesure de la force avec une précision de 1 % de la force
appliquée à l'éprouvette d'essai ou, pour des forces inférieures à 10 % de la force maximale appliquée, avec
une précision de 0,1 % de la force maximale appliquée.
La flèche, w, doit être mesurée sur l'axe neutre, au centre d'une longueur de référence centrale égale à cinq
fois la hauteur de la section tel que représenté à la Figure 1.
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Les dispositifs de mesure de la flèche et le système d'enregistrement doivent permettre de mesurer les
flèches au millimètre près.
NOTE 4 L'ASTM D198 fournit une description d'un dispositif de mesure de la flèche acceptable et du palonnier.
9.3 Expression des résultats
Le module local d'élasticité en flexion, E , est donné par l'équation
m,l
2
al F −F
()
12 1
E = (1)
m,l
16lw −w
()
21
où
F − F est un accroissement de force sur la partie linéaire de la courbe force/déplacement, en newtons
2 1
w − w est l'accroissement de flèche correspondant à F − F , en millimètres
2 1 2 1
(voir Figure 2 pour le positionnement de F − F et w − w ).
2 1 2 1
Les autres symboles sont tels que donnés dans l'Article 4.
Il convient d'exprimer le module local d'élasticité avec au maximum trois chiffres significatifs.
Légende
X flèche (mm)
Y force (N)
Figure 2 — Courbe force/flèche dans la plage des déplacements élastiques
10 Détermination du module global d'élasticité de la poutre en flexion
10.1 Éprouvette d'essai
L'éprouvette d'essai doit avoir une longueur minimale permettant de réaliser les essais avec une portée égale
à environ 18 fois la hauteur de la section, tel que représenté à la Figure 3. La portée d'essai doit être
enregistrée dans le rapport d'essai.
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10.2 Mode opératoire
L'éprouvette d'essai doit être chargée symétriquement en flexion en deux points sur une portée égale à
18 (± 3) fois la hauteur. La distance entre les points de charge doit être égale à six fois la hauteur de
l'éprouvette. Toutes les portées et distances doivent être notées et mesurées au millimètre près.
NOTE 1 La présente Norme internationale a pour objet de réaliser l'essai avec une portée égale à 18 fois la hauteur.
Des tolérances sont prévues pour pouvoir réaliser les essais sur une plus grande plage d'éprouvettes.
L'éprouvette d'essai doit être supportée par des appuis simples.
NOTE 2 Pour minimiser le poinçonnement local, il est possible d'interposer, entre l'éprouvette et les têtes de
chargement ou les appuis, de petites plaques d'acier de longueur inférieure à la moitié de la hauteur de l'éprouvette
d'essai.
Une contrainte latérale doit être exercée lorsque nécessaire pour éviter le déversement. Cette contrainte doit
permettre la déformation de l'éprouvette sans résistance de friction significative.
La force doit être appliquée à vitesse constante et il convient de terminer l'essai en environ 300 s sans que la
durée ne soit toutefois inférieure à 180 s.
NOTE 3 Idéalement, cette vitesse est déterminée à partir des résultats d'essais préliminaires. L'objectif est que le
temps pour atteindre F soit de 300 s.
max
La force maximale appliquée ne doit pas dépasser la charge limite proportionnelle ou provoquer
l'endommagement de l'éprouvette.
Figure 3 — Dispositif d'essai pour mesurer le module global d'élasticité en flexion
Le dispositif de chargement utilisé doit permettre la mesure de la force avec une précision de 1 % de la force
appliquée à l'éprouvette d'essai ou, pour des forces inférieures à 10 % de la force maximale appliquée, avec
une précision de 0,1 % de la force maximale appliquée.
La flèche, w, doit être mesurée sur l'axe neutre au centre de la portée.
Les dispositifs de mesure de la flèche et le système d'enregistrement doivent permettre la mesure des flèches
au millimètre près.
NOTE 4 L'ASTM D198 fournit une description d'un dispositif de mesure de la flèche acceptable et du palonnier.
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10.3 Expression des résultats
Le module global d'élasticité en flexion, E , est donné par l'équation
m,g
3
3
⎡⎤
lF()−F 3aa
⎛⎞⎛⎞
21
E=−⎢⎥ (2)
m,g
⎜⎟⎜⎟
3
4ll
⎢⎥
bh()w −w ⎝⎠⎝⎠
21
⎣⎦
où
F − F est un accroissement de force sur la partie linéaire de la courbe force/déplacement, en newtons
2 1
w − w est l'accroissement de flèche correspondant à F − F , en millimètres
2 1 2 1
(voir Figure 2 pour le positionnement de F − F et w − w ).
2 1 2 1
Les autres symboles sont tels que donnés dans l'Article 4.
Il convient d'exprimer le module global d'élasticité avec au maximum trois chiffres significatifs.
11 Détermination du module de cisaillement de la poutre — Méthode de la portée
unique
11.1 Généralités
La présente méthode implique la détermination du module local d'élasticité en flexion E et du module
m,l
apparent d'élasticité, E , pour la même longueur d'éprouvette d'essai.
m,app
NOTE La mesure du module de cisaillement du bois lamellé collé présente des difficultés considérables mais des
valeurs appropriées pour une utilisation dans les calculs de conception peuvent être obtenues par l'une ou l'autre des
méthodes décrites dans les Articles 11 et 12. La méthode de la portée fixe décrite dans le présent article est
généralement préférable en raison de sa relative simplicité et de sa fiabilité. Le module de cisaillement peut également
être estimé à G = E/16.
est
11.2 Détermination du module d'élasticité en flexion
Le module local d'élasticité en flexion doit être déterminé conformément à l'Article 9.
11.3 Détermination du module apparent d'élasticité
11.3.1 Éprouvette d'essai
L'éprouvette d'essai doit être celle qui est utilisée pour la détermination du module local d'élasticité en flexion,
voir 9.1.
11.3.2 Mode opératoire
L'éprouvette d'essai doit être chargée en flexion en un point situé à mi-longueur sur une portée égale à la
longueur de référence utilisée en 9.2 et comprenant la même longueur d'essai, tel que représenté à la
Figure 4 (voir également la Figure 1). Dans ce cas l = l .
1
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Figure 4 — Dispositif d'essai pour mesurer le module apparent d'élasticité
L'éprouvette d'essai doit être supportée par des appuis simples.
NOTE 1 Pour minimiser le poinçonnement local, il est possible d'interposer, entre l'éprouvette et les têtes de
chargement ou les appuis, de petites plaques d'acier de longueur inférieure à la moitié de la hauteur de l'éprouvette
d'essai.
Une contrainte latérale doit être exercée lorsque nécessaire pour éviter le déversement. Cette contrainte doit
permettre la déformation de l'éprouvette sans résistance de friction significative.
La force doit être appliquée à vitesse constante et il convient de terminer l'essai en environ 300 s sans que la
durée ne soit toutefois inférieure à 180 s.
NOTE 2 Idéalement, cette vitesse est déterminée à partir des résultats d'essais préliminaires. L'objectif est que le
temps pour atteindre F soit de 300 s.
max
La force maximale appliquée ne doit pas dépasser la charge limite proportionnelle ou provoquer
l'endommagement de l'éprouvette.
Le dispositif de chargement utilisé doit permettre la mesure de la force avec une précision de 1 % de la force
appliquée à l'éprouvette d'essai ou, pour des forces inférieures à 10 % de la force maximale appliquée, avec
une précision de 0,1 % de la force maximale appliquée.
Les flèches doivent être mesurées au centre de la portée.
Les dispositifs de mesure de la flèche et le système d'enregistrement doivent permettre la mesure des flèches
au millimètre près.
NOTE 3 L'ASTM D198 fournit une description d'un dispositif de mesure de la flèche acceptable et du palonnier.
11.3.3 Expression des résultats
Le module apparent d'élasticité, E , est donné par l'équation
m,app
3
lF −F
()
12 1
E = (3)
m,app
48lw −w
()
21
où
F − F est un accroissement de force sur la partie linéaire de la courbe force/déplacement, en newtons
2 1
w − w est l'accroissement de flèche correspondant à F − F , en millimètres
2 1 2 1
(voir Figure 2 pour le positionnement de F − F et w − w ).
2 1 2 1
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Les autres symboles sont tels que donnés dans l'Article 4.
Il convient d'exprimer le module apparent d'élasticité avec au maximum trois chiffres significatifs.
11.4 Calcul du module de cisaillement
Le module de cisaillement, G, est donné par l'équation
2
kh
G
G= (4)
⎡⎤
11
2
l −
⎢⎥
1
EE
⎢⎥m,app m,l
⎣⎦
où
k = 1,2 pour les sections transversales rectangulaires ou carrées.
G
Les autres symboles sont tels que donnés dans l'Article 4.
Il convient d'exprimer le module de cisaillement avec au maximum trois chiffres significatifs.
12 Détermination du module de cisaillement de la poutre — Méthode de la portée
variable
12.1 Généralités
La présente méthode implique la détermination du module apparent d'élasticité, E , pour chaque
m,app
éprouvette d'essai sur différentes portées, avec la même section transversale au centre.
12.2 Éprouvette d'essai
L'éprouvette d'essai doit avoir une longueur minimale égale à 18 fois la hauteur de la section.
12.3 Mode opératoire
L'éprouvette d'essai doit être chargée en flexion en un point situé à mi-longueur, sur au moins quatre portées
différentes ayant la même section transversale en leur centre. Les portées doivent être choisies pour avoir
2
des accroissements de (h/l) approximativement égaux entre eux, allant de 0,002 5 à 0,035. Les portées
d'essai doivent être enregistrées dans le rapport d'essai.
NOTE 1 Pour minimiser le poinçonnement local, il est possible d'interposer, entre l'éprouvette et les têtes de
chargement ou les appuis, de petites plaques d'acier de longueur inférieure à la moitié de la hauteur de l'éprouvette
d'essai.
L'éprouvette d'essai doit être supportée par des appuis simples.
Une contrainte latérale doit être exercée lorsque nécessaire pour éviter le déversement. Cette contrainte doit
permettre la déformation de l'éprouvette sans résistance de friction significative.
La force doit être appliquée à vitesse constante et il convient de terminer l'essai en environ 300 s sans que la
durée ne soit toutefois inférieure à 180 s.
NOTE 2 Idé
...
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