2.2 ÉVALUATION DES DONNÉES D ' ESSAIS
2.2.1 Calcul de la capacité des fixateurs
La conception de pointe des ancrages fait appel à ce qu ' on appelle la méthode de calcul de la résistance . Selon cette méthode , les résistances nominales sont d ' abord calculées pour tous les modes de rupture possibles des chevilles . Ensuite , des facteurs de réduction de la résistance sont appliqués à chaque résistance nominale afin d ' obtenir une résistance de calcul . Enfin , la résistance de calcul prépondérante est comparée à une charge pondérée . Les dispositions du chapitre 17 de l ' ACI 318 servent de base au calcul de la résistance .
Les données relatives au calcul de la résistance des chevilles mécaniques de Hilti dans le béton sont obtenues à partir des essais effectués conformément aux dispositions de l ' ACI 355.2 et de l ' ICC-ES AC193 . Les données relatives au calcul de la résistance des chevilles adhésives de Hilti dans le béton sont obtenues à partir des essais effectués conformément aux dispositions de l ' ACI 355.4 et de l ' ICC-ES AC308 .
Depuis 2003 , les codes du bâtiment IBC ont adopté la méthode de calcul de la résistance pour l ' ancrage dans le béton des chevilles préscellées ainsi que des chevilles postscellées .
Une autre méthode de conception-calcul des chevilles , appelée « calcul aux contraintes admissibles », est encore utilisée comme solution de rechange aux dispositions sur le calcul de résistance , particulièrement pour les applications d ' ancrage dans les matériaux supports en maçonnerie . La section 2.2.2 présente des explications détaillées des dispositions de conception des contraintes admissibles utilisées par Hilti . Les données relatives au calcul des contraintes admissibles des chevilles mécaniques de Hilti sont obtenues à partir des essais effectués en vertu des normes ASTM E488 , ICC-ES AC01 et AC106 . Les données relatives au calcul aux contraintes admissibles des chevilles adhésives de Hilti sont obtenues à partir des essais effectués en vertu des normes ASTM E1512 , ASTM E488 , ICC-ES AC58 et AC60 .
Il existe deux méthodes d ' élaboration des charges admissibles : ( 1 ) utiliser un coefficient de sécurité approprié à la charge de rupture moyenne déterminée en fonction d ' un nombre donné d ' essais individuels ; ou ( 2 ) utiliser une méthode statistique avec les données d ' essai qui associent la charge utile admissible à la variabilité de
rendement du fixateur .
2.2.2 CHARGES ADMISSIBLES
Par le passé , on obtenait les charges admissibles des chevilles en utilisant un coefficient de sécurité global pour pondérer la valeur extrême moyenne des résultats d ' essais , comme le montre l ' équation ( 2.2.1 ).
F tous = F v ( 2.2.1 )
Où :
F = valeur de rupture moyenne des données d ' essai ( échantillon ) v = coefficient de sécurité global
Pour les chevilles postscellées , des coefficients de sécurité globaux de 4 à 8 constituent une pratique courante de l ' industrie depuis près de trois décennies . On suppose que le coefficient de sécurité global couvre les variations prévues dans les conditions d ' installation au chantier et dans le rendement des chevilles par rapport aux essais en laboratoire .
Il faut toutefois noter que les coefficients de sécurité globaux appliqués à la moyenne ne tiennent pas compte explicitement du coefficient de variation ; à savoir , toutes les chevilles sont considérées comme étant égales par rapport à la variabilité dans les données d ' essai .
2.2.3 ÉVALUATION STATISTIQUE DES DONNÉES
L ' expérience tirée d ' un grand nombre d ' essais sur des chevilles a démontré que les charges de rupture se rapprochent généralement d ' une fonction de densité gaussienne normale , comme l ' illustre la figure 2.2.1 . Cela permet l ' utilisation de techniques d ' évaluation statistique qui associent la résistance à la variabilité de rendement du système relié à une cheville particulière .
L ' IBC a adopté la valeur caractéristique du fractile de 5 % en tant que valeur de base permettant de déterminer les charges calculées publiées d ' après les résultats des essais menés sur les chevilles quant au calcul de la résistance . Il y a une probabilité de 90 % que 95 % des charges d ' essai soient supérieures à la valeur du fractile de 5 %. Pour calculer la valeur du fractile de 5 %, soustraire un certain nombre d ' écarts-types des données d ' essai de la moyenne , selon le nombre d ' essais . Voir l ' éq . ( 2.2.2 ) et le tableau statistique de D . B . Owen , fourni en référence . Afin de calculer la valeur du fractile de 5 % pour une série de 5 essais , il faut multiplier l ' écarttype par k = 3,401 et soustraire ce résultat de la moyenne .
Owen , D . B ., ( 1962 ). Handbook of Statistical Tables , section 5.3 .
Lecture : Addison-Wesley Publishing .
Fréquence (%)
Densité de probabilité
Fig . 2.2.1
Histogramme des résultats d ’ essais
Densité de probabilité
Charge de rupture
Distribution statistique des charges de rupture des chevilles , qui démontre l ' importance du fractile de 5 %
R k
= F - k · s = F ( 1 - k · cv ) ( 2.2.2 ) Où :
R k
|
= |
résistance caractéristique du système d ' ancrage soumis à l ' essai |
F |
= |
résistance à la rupture moyenne du système d ' ancrage soumis à l ' essai |
k |
= |
valeur de distribution de l ' échantillon d ' essai , de taille n |
s |
= |
écart-type des données d ' essai |
cv |
= |
coefficient de variation = s F |
Ainsi , les séries d ' essais possédant un faible écart-type affichent |
des valeurs de calcul caractéristiques du fractile de 5 % plus |
élevées . Cela est typique des modes de rupture ductile de l ' acier . |
Les charges calculées de la résistance caractéristique peuvent être converties en charges admissibles . Se reporter à la section 3.1.6 .
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