Avis Technique 1/ Annule et remplace l Avis Technique 1/ Bolfix

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1 Avis Technique 1/ Annule et remplace l Avis Technique 1/ Cheville métallique à expansion par vissage Metallic torque controlled expansion anchor Kraftkontrollierter Metallspreizdübel Bolfix Titulaire : BOL FM Zone Industrielle - Rue du Clos Reine F Aubergenville Tél. : Fax : Distributeur : Même adresse Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 2 décembre 1969) Groupe Spécialisé n 1 Béton moulé et fixations Vu pour enregistrement le 17 juillet 2001 Pour le CSTB : J.-D. Merlet, Directeur Technique Bulletin des Avis Techniques n 424 (novembre 2001) Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 4, avenue du Recteur-Poincaré, Paris Cedex 16 Tél. : Fax : Internet : Toute représentation ou reproduction de ce document faite sans le consentement du CSTB est illicite. Elle constitue une contrefaçon au sens de la loi du 11 mars CSTB 2001

2 Le Groupe Spécialisé n 1 de la Commission chargée de formuler des Avis Techniques a examiné le 9 novembre 2000, la cheville métallique de fixation à expansion par vissage BOLFIX présentée par la Société BOL FM et définie dans le Dossier Technique ci-après. Il a formulé sur ce procédé l Avis Technique ci-après. Cet Avis annule et remplace l Avis Technique 1/ Il est délivré conformément au "Guide Technique UEAtc relatif aux chevilles de fixation pour béton fissuré et non fissuré". Il ne vaut que pour les fabrications bénéficiant d'un Certificat de qualification CSTBat attaché à cet Avis, délivré par le CSTB. 1. Définition succincte 1.1 Description Cheville métallique à expansion par vissage de type goujon constituée d'un corps partiellement fileté en acier électrozingué ou schérardisé 19 Mn B4 en M et 30 Mn B3 en M12 et 9SMnPb 36 en M16 et d'une bague en acier électrozingué classe 8. Ces éléments, fournis dans les diamètres et 16 mm sont complétés par une rondelle d appui et un écrou. L'expansion de la cheville nécessite l'application d'un couple de serrage au moyen d'une clé dynamométrique. 1.2 Identification des produits Les chevilles BOLFIX portent le marquage défini au paragraphe 3.4. du Dossier Technique ; les boîtes et emballages portent, outre la dénomination BOLFIX, le repérage du lot de fabrication et le logotype de la marque CSTBat suivi du numéro de marquage du certificat correspondant. 2. AVIS 2.1 Domaine d'emploi accepté Fixation, sur un support en béton plein, armé ou non, de classe de résistance C20/25 à C50/60 considéré comme non fissuré, d'éléments, y compris de structure, dont la ruine compromettrait la stabilité des ouvrages, comporterait des risques pour la vie humaine et/ou engendrerait de graves conséquences, au sens du guide UEAtc et en cohérence avec le Guide EOTA 001. Cette cheville est adaptée aux applications dans lesquelles elle se trouve dans un environnement sec, en particulier à l'abri de tout risque de contact avec l'eau de pluie ou de condensation, et exempt d'agents agressifs pour l'acier. La gamme de dimensions comporte les diamètres de et 12 mm. Le présent Avis ne vise que les chevilles de fixation, soumises à des charges essentiellement statiques ; il ne vise pas les ouvrages dans lesquels elles sont implantées. 2.2 Appréciation sur la cheville de fixation 2.21 Satisfaction aux lois et règlements en vigueur * Stabilité Compte tenu de l'autocontrôle exercé en usine sur la qualité des pièces constitutives, la cheville BOLFIX employée seule ou en groupe dans un dispositif de fixation, sur la base des performances définies dans les tableaux des résistances caractéristiques, des déplacements, des distances caractéristiques et des distances minimales entre chevilles et entre cheville et bord libre inclus dans le présent Avis, et dans les conditions de mise en œuvre définies dans le Dossier Technique (cf. tableau 2) ainsi que dans le Cahier des Prescriptions Techniques ci-après, est apte à assurer pour sa part, avec la sécurité nécessaire, la stabilité des éléments qu'elle sert à fixer. * Sécurité en cas d'incendie Cette cheville ne comportant que des parties métalliques est par nature ininflammable. En ce qui concerne la résistance au feu des structures en béton dans lesquelles elle est implantée, elle n'est pas sensiblement modifiée par la présence de la cheville. Quant à celle des éléments fixés, si elle fait l'objet de justifications par essais ceux-ci doivent inclure les fixations par les chevilles; si elle fait l'objet d'une évaluation par un laboratoire de feu agréé, sur la base d'une comparaison avec des résultats connus, il y a lieu de vérifier que les mesures de protection des fixations (engravement des platines métalliques dans des réservations recouvertes par une protection minérale par exemple) sont compatibles avec la durée de stabilité visée; si la stabilité fait l'objet d'une évaluation par calcul, en l'absence de protection des fixations, la rupture de la fixation par l'acier ou par le béton doit-être appréciée par application respectivement des Règles FA (DTU P ) et FB (DTU P ). * Prévention des accidents lors de la mise en œuvre La mise en œuvre de ces chevilles ne comporte pas, par elle-même, de risque particulier, compte tenu de l'emploi d'une clé dynamométrique. Comme pour tout assemblage de ce type, en cas de dépassement important du couple nominal de serrage indiqué la rupture de la tige filetée pourrait s'accompagner d'une expulsion violente dont il y a lieu de se protéger (voir Cahier des Prescriptions Techniques). * Isolement acoustique En ce qui concerne la transmission des sons, l'ancrage de ces chevilles dans le béton est à considérer comme un ancrage rigide c'est-àdire qui n'a pas de capacité propre d'absorption ni d'élasticité. * Autres informations techniques Les déplacements sous effort de traction axiale F à l état limite de service sont donnés dans le tableau n 1. L attention est attirée sur le fait que les déplacements indiqués ici sont déduits de mesures effectuées dans les conditions conventionnelles d essai mettant en œuvre un dispositif de glissement (feuille de téflon) réduisant le frottement entre support en béton et pièce à fixer Durabilité Dans le domaine d'emploi accepté, les fixations constituées par ces chevilles sont considérées comme durables et sans influence sur la durabilité de la structure dans laquelle elles sont ancrées ni sur celle des éléments fixés. Elles ne nécessitent pas d'entretien spécifique Fabrication et assemblage des constituants Largement automatisée et pour partie décentralisée, la fabrication des constituants et leur assemblage nécessitent du soin ; ils font l'objet d'un autocontrôle surveillé suivi par le CSTB dans le cadre de la procédure des Certificats CSTBat. Les produits bénéficiant d'une telle certification sont repérables par la présence du logotype de la marque CSTBat suivie du numéro de marquage du certificat apposé sur les boîtes et emballages Mise en œuvre Elle nécessite un personnel qualifié et le respect attentif des conditions définies dans le Dossier Technique, dans la documentation technique et dans le présent Avis Technique. Le Titulaire de l'avis apportera, sur leur demande, son assistance technique aux entreprises auxquelles il fournit cette cheville d'ancrage. 2.3 Cahier des Prescriptions Techniques. Prescriptions techniques particulières à la cheville d'ancrage BOLFIX a) Conditions de conception des ouvrages Les données contenues dans le présent Avis Technique, établies sur la base d'essais de bon fonctionnement et d'essais de détermination des conditions admissibles d'emploi réalisés selon l'option n 10 du Guide Technique UEAtc permettent de calculer le dimensionnement des fixations par application de la méthode de conception B définie dans l'annexe C du Guide ATE 001. Dans chaque cas d'application, le choix des dimensions de la cheville dans la gamme disponible, la position précise des emplacements des fixations sur la structure et l'organisation des aciers de renfort dans cette structure doivent être déterminés par le bureau d'études techniques en fonction des efforts à équilibrer. Le béton de l'ouvrage support et le béton éventuel de l'élément à fixer doivent être exempts de composant chloruré (tels que des granulats ne pouvant pas justifier d'une teneur en ions-chlore < 1 0 / 00 et des adjuvants chlorés). La résistance à la compression moyenne du béton support doit être au moins égale à 23 MPa lors de la mise en œuvre des chevilles. La structure en béton destinée à recevoir les fixations doit être organisée selon les méthodes de calcul en vigueur pour assurer avec la sécurité nécessaire la stabilité d'ensemble et locale au voisinage des points de fixation sous les efforts engendrés par l'élément fixé. 2 1/00-765

3 b) Conditions de fabrication et de contrôle des pièces Les exigences à satisfaire pour qu'une cheville puisse bénéficier d'un Certificat CSTBat attaché à l'avis Technique sont définies dans le "Guide technique UEAtc relatif aux chevilles de fixation pour béton fissuré et non fissuré" ainsi que dans les règles générales des certificats CSTBat et le règlement technique CSTBat sur les chevilles de fixation. La fabrication des pièces métalliques constituant ce dispositif doit faire l'objet de l'autocontrôle défini dans ces documents, portant notamment sur la qualité des aciers. Les chevilles BOLFIX doivent être conformes aux dessins et indications du Dossier Technique. c) Conditions de stockage et de transport Les pièces correspondant à chacune des gammes de dimensions doivent être groupées en lots clairement identifiés et portant les informations nécessaires à leur mise en œuvre, telles que précisées dans le Guide UEAtc. d) Conditions de mise en œuvre Les dispositions définies lors de la conception des supports doivent être strictement appliquées, notamment celles concernant le dimensionnement et l'enrobage des armatures de renfort en acier ordinaire et celles concernant la sécurité des personnes. Lors de l'application du couple de serrage nominal, l'applicateur doit se placer hors de l'axe de la cheville pour éviter d'être blessé en cas de rupture accidentelle du corps de la cheville. Conclusions Appréciation globale L'utilisation du dispositif dans le domaine d'emploi proposé est appréciée favorablement. Validité Jusqu au 31 décembre Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé Le présent renouvellement d Avis Technique s applique aux mêmes produits que ceux visés dans le précédent Avis, à l exception du filetage M16 qui n est plus visé ici. Seule la résistance caractéristique du filetage M6 a été légèrement réduite en application des critères d évaluation du Guide ATE, ce qui a permis de ne faire référence qu à la seule méthode de conception et de calcul de ce Guide dont les principes ne diffèrent d ailleurs pas fondamentalement de ceux définis dans la méthode homologue du Guide UEAtc. Les tableaux donnant les résistances caractéristiques des chevilles comportent également les valeurs des efforts à l état limite de service, calculées sur la base des coefficients partiels de sécurité proposés dans les Guides de référence lorsqu il n est pas fait d analyse détaillée des conditions propres au chantier et qui servent à l évaluation des déplacements sous charge. Ceci n exclut évidemment pas le choix d autres combinaisons de coefficients prenant en compte les conditions d emploi propres à une application, dans le respect des règles de calcul en vigueur. Il est rappelé dans l Avis que, comme toutes les chevilles en acier ordinaire revêtues d une protection par couche de zinc de 5 micromètres d épaisseur moyenne, cette cheville est adaptée aux applications dans lesquelles elle se trouve dans un environnement sec, en particulier à l abri de tout risque de contact direct ou indirect avec l eau de pluie ou de condensation et exempt d agents agressifs pour l acier. On trouve généralement dans un tel environnement la plupart des fixations à l intérieur des bâtiments d usage courant ainsi que les fixations en façade qui sont situées à l abri d un revêtement étanche à l eau (mur de type IV en façade à isolation intérieure et mur de type XII en façade à isolation extérieure), les autres environnements requérant l emploi de chevilles en acier inoxydable. Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n 1 B. BLACHE Pour le Groupe Spécialisé n 1 Le Président Ph. CUNIN CHEVILLE METALLIQUE A EXPANSION PAR VISSAGE BOLFIX Tableau 1 : Résistances caractéristiques en traction axiale, cisaillement et traction oblique BETON C20/25 NON FISSURE M6 M8 M10 M12 F uk (kn) 6 8, h ef (mm) γ 2 1,4 1,20 1,20 1,20 γ MP 2,52 2,16 2,16 2,16 γ MS F (kn) 1,70 2,65 3,64 5,29 Déplacement d (mm) sous charge F à court terme 0,1 0,2 0,1 0,1 Déplacement d (mm) sous charge F à long terme 1,6 1,7 1,7 1,7 F F uk = Résistance caractéristique à l arrachement en traction axiale, cisaillement et traction oblique γ 2 = Coefficient partiel de sécurité tenant compte de la sécurité de mise en œuvre γ MP = Coefficient de sécurité matériau pour le cas de la rupture par «pull out» γ MP = γ C x γ 1 x γ 2 On prend ici γ C = 1,5 et γ 1 = 1,2 (cf. guide technique UEAtc ) γ MS = Coefficient de sécurité matériau pour le cas de la rupture par l acier (cf. guide technique UEAtc ) F = UK γf X γ = M (P ou S) Effort axial à l état limite de service correspondant au déplacement conventionnel «d» indiqué dans l Avis Technique et à la valeur particulière γ F = 1,4 (cf.f du guide UEAtc) Tableau 2 : Distances caractéristiques et minimales en traction axiale, cisaillement et traction oblique BETON C20/25 NON FISSURE M6 M8 M10 M12 Ccr (mm) Scr (mm) Cmin (mm) Smin (mm) /

4 Dossier Technique établi par le demandeur A. Description 1. Destination et principe Les chevilles «BOLFIX», de type goujon, sont des chevilles métalliques à expansion par vissage destinées à s ancrer dans un béton, armé ou non, de classe de résistance C20/25 à C50/60 considéré comme non fissuré. Leur champ d application comporte la réalisation de fixations dont la ruine compromettrait la stabilité des ouvrages, comporterait des risques pour la vie humaine et/ou engendrerait des conséquences économiques importantes. Elles sont constituées d un corps de type goujon avec rondelle d appui et écrou hexagonal, d une bague d expansion évasée à une extrémité comportant trois fentes à 120. Tous ces éléments sont en acier. 2. Matériaux 2.1 Matériaux constitutifs des chevilles La qualité des matériaux constituant les chevilles (corps, bague d expansion, rondelles, écrous) ainsi que leurs caractéristiques sont résumées ci-après : Corps : MATERIAUX M6 M8 M10 M12 acier matricé acier matricé acier matricé acier matricé 19 Mn B4 DIN 1654 T4 19 Mn B4 DIN 1654 T4 19 Mn B4 DIN 1654 T4 30 Mn B3 DIN 1654 T4 RESISTANCES CARACTERISTIQUES : EN N/MM 2 électrozingué ou schérardisé électrozingué ou schérardisé électrozingué ou schérardisé électrozingué ou schérardisé Dimensions M6 M8 M10 M12 Type matricé matricé matricé matricé Matériaux 19MnB4 19MnB4 19MnB4 30MnB3 Section de rupture 2 en mm 13,8 26, f yk f uk A% Bague d expansion : Acier électrozingué C60 UNI Rondelle : Acier électrozingué DIN 125/1. Ecrou : Acier électrozingué classe 8 EN Matériaux support Béton de classe de résistance C 20/25 à C 50/ Outillage de mise en œuvre Il est constitué par : un perforateur de puissance adaptée un foret à béton de diamètre nominal égal au diamètre du corps un marteau une clé dynamométrique Ces goujons ne nécessitent pas d outillage spécifique de mise en œuvre. 3. Éléments de la cheville Les caractéristiques géométriques des éléments ci-après sont dans le tableau Corps C est une tige en acier matricée à froid (M6-M8-M10-M12) ou décolletée (M16), munie d un filetage dont la longueur varie suivant l épaisseur maximale des éléments à fixer. Le diamètre de l extrémité se termine par une forme cylindrique ou par un chanfrein. Vers la partie centrale du corps le diamètre est égal au diamètre nominal ; dans cette partie figure le marquage gravé. Une partie plus étroite, destinée à recevoir la bague d expansion, est située derrière un épaulement, dont le diamètre est le diamètre nominal. L extrémité inférieure comporte un cône destiné à provoquer l expansion de la bague. 3.2 Bague d expansion fendue Réalisée en tôle d acier, cette bague est constituée de trois secteurs évasés à leur extrémité inférieure, séparés par trois fentes à 120 dont l une est filante, les deux autres étant limitées à environ les deux tiers de la hauteur de la bague. L extrémité supérieure de cette bague comporte six ergots d arrêt. Elle est formée par emboutissage de la tôle puis sertissage autour du corps de la cheville, de sorte que son diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre de la section réduite du corps de la cheville, ce qui autorise une course de coulissement avant la mise en contact avec le cône d expansion. 3.3 Rondelle d appui et écrou H Ces pièces sont en acier et présentent les caractéristiques habituelles dans leur association avec la tige filetée sur laquelle elles s adaptent. 3.4 Principe de désignation et marquage des chevilles Les chevilles sont désignées par le sigle du fabricant, une lettre R, S ou L repérant le type de la cheville (en fonction de la longueur de filetage), le diamètre de filetage et, après un trait incliné, l épaisseur minimale de la pièce à fixer (tableau 1) à l exception des chevilles les plus courtes de chaque gamme pour laquelle le chiffre mentionné correspond à l épaisseur maximale de la pièce à fixer. L ensemble est gravé sur la partie lisse de la cheville. La bague d expansion porte le sigle du fabricant, le diamètre de perçage et le diamètre de filetage (identiques). Une lettre code permet l identification de la longueur totale de la cheville en fonction du diamètre de filetage. Le conditionnement est effectué dans des cartonnages adaptés aux dimensions des chevilles. Le marquage des emballages indique : la dénomination commerciale, les dimensions nominales, le n de lot de fabrication, le nombre de chevilles par carton, ainsi que la nature du traitement de surface. 3.5 Charges caractéristiques La résistance caractéristique pour chaque diamètre de chevilles est déterminée pour une résistance du béton égale à C 20/25 au moins. Elle est indépendante de l orientation de l effort et ne dépend, pour ce qui concerne les données extrinsèques à la cheville, que la profondeur minimale d enfoncement de la cheville dans le support, et des distances minimales d entr axes des chevilles et entre la cheville et le bord libre du support. L ensemble de ces valeurs sont données dans l Avis Technique. 4. Fabrication et auto-contrôle Les écrous et les rondelles d appui sont de provenance extérieure, les corps et les bagues d expansion sont fabriqués par FRIULSIDER (Filiale du groupe ETANCO) à Udine - Italie. L assemblage des chevilles est effectué par des automates d assemblage. L enregistrement et le stockage des résultats de ces contrôles assurent la traçabilité des produits. 4 1/00-765

5 5. Mise en œuvre des chevilles Les écrous, rondelles et bagues fendues sont fournis avec les corps des chevilles. 5.1 Dimensions de mise en œuvre Les données de mise en œuvre sont indiquées dans le tableau Description de la mise en œuvre 1. On perce, perpendiculairement à la surface du support, à l aide d un foret à béton conforme à la norme NF E , un trou au diamètre et à la profondeur préconisés dans le tableau n 2. La profondeur minimale de perçage donnée dans ce tableau correspond à un élément à fixer d épaisseur maximale t fix. Dans le cas d un élément à fixer d épaisseur moindre, la profondeur de perçage du trou est augmentée en proportion. 2. On nettoie le trou afin d éliminer les débris de forage. 3. On monte la rondelle et l écrou sur la cheville. 4. On enfonce la cheville dans le trou, à travers la pièce à fixer (voir : diamètre de passage du tableau n 2). L enfoncement est réalisé lorsque la rondelle est en contact avec la pièce à fixer. 5. Le couple de serrage nominal requis à appliquer est défini dans le tableau n 2. B. Résultats expérimentaux Des essais d aptitude à l emploi ainsi que des essais de détermination des conditions d emploi admissibles selon l option 10 du guide UEAtc de juin 1992 ont été réalisés au CSTB. Le tableau suivant donne la référence du rapport d essai. N de Institut Objet des essais rapport 96215/01 CSTB Marne la Vallée Arrachement droit, oblique ou de cisaillement. Essais avec charges pulsatoires. Essais de détermination des distances minimales entre axes et aux bords libres. Essais de couple. Essais sous charge longue durée. Les résultats obtenus ont donné lieu à une évaluation au CSTB, sur la base des critères définis dans le Guide UEAtc et en prenant en compte les modifications introduites par le Guide d ATE partie 1 et partie 2. C. Références Une soixantaine de chantiers dont la liste figure dans le dossier remis au CSTB. 1/

6 Tableaux et figures du Dossier Technique 6 1/00-765

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