Tableaux des tailles de vis : diamètres de jauge, tailles de trous et clous par rapport aux vis

Comprendre le dimensionnement des vis : comment fonctionne le système de jauge

Unux États-Unis, les tailles de vis suivent un système de numérotation de calibre dans lequel un numéro de calibre plus élevé signifie un diamètre plus grand. Ce système s'applique aussi bien aux vis à bois, aux vis à tôle, aux vis autotaraudeuses et aux vis à métaux. La relation entre le numéro de calibre et le diamètre réel est définie par une formule fixe :

Diamètre (pouces) = (Jauge × 0,013) 0,060

Cela signifie qu'une vis n° 0 a un diamètre principal de 0,060 pouces et que chaque augmentation ajoute 0,013 pouces. Les tailles les plus courantes rencontrées dans le travail du bois, la construction et le travail des métaux vont du n°4 au n°14, les n°8 et n°10 étant les bêtes de somme des applications de fixation générales.

En plus du calibre, le dimensionnement des vis comprend longueur (mesuré de la pointe au point d'appui le plus large de la tête - sous la tête pour les vis à tête plate, en haut de la tête pour les styles à tête cylindrique ou ronde) et fils par pouce (TPI) , qui varie selon l'application : vis à gros filetage pour le bois et les matériaux tendres, à filetage fin pour le métal et les supports plus durs.

Quelle est la taille d'une vis n° 12 et d'autres diamètres de jauge courants

En utilisant la formule de jauge, un La vis n° 12 a un diamètre majeur (filetage extérieur) de 0,216 pouces. , soit environ 7/32 pouces. Cela le place entre un #10 (0,190 po) et un #14 (0,242 po) — ce qui en fait une fixation robuste utilisée dans les connexions structurelles en bois, les charpentes de terrasse et les applications de tôlerie de gros calibre où un #10 n'a pas une résistance au cisaillement suffisante.

Vous trouverez ci-dessous la référence complète du diamètre des jauges à vis les plus couramment utilisées :

Notez que le diamètre principal est la mesure à travers les crêtes du filetage extérieur. Le diamètre de racine (mesuré à la base des filetages) est plus petit et détermine la résistance au cisaillement : une vis n° 10 avec un diamètre de racine d'environ 0,141 pouce résiste au cisaillement différemment d'une fixation à tige lisse de dimension extérieure égale.

Quel est le diamètre d'une vis n° 10 : dimensionnement du trou pilote et du trou de dégagement

A La vis n° 10 a un diamètre principal de 0,190 pouces (environ 3/16 de pouce ou 4,8 mm) . C'est l'une des tailles les plus largement utilisées dans la construction générale et le travail du bois – suffisamment grande pour fournir une résistance de maintien fiable dans la plupart des joints structurels, tout en restant gérable à conduire sans fendre les dimensions typiques du bois.

Pour chaque vis, deux tailles de trous de pré-perçage comptent : la trou pilote (percé dans la matière recevant les pas de vis) et le trou de dégagement (percé dans l'élément supérieur pour que la tige de la vis passe librement et resserre le joint). Pour une vis n°10 spécifiquement :

• Trou pilote dans le bois résineux : 3/32" (2,4 mm)
• Trou pilote dans le bois dur : 7/64" (2,8 mm)
• Trou de dégagement : 3/16" (4,8 mm) — correspond exactement au diamètre principal afin que les filetages n'engagent pas l'élément supérieur

Sauter le trou pilote dans le bois dur avec une vis n° 10 ou plus risque de fendre la pièce au niveau du grain final, en particulier dans les essences comme le chêne, l'érable et le cerisier où la fibre de bois est suffisamment dense pour générer une contrainte importante lorsque le fil coupe.

Tableau des tailles des trous de vis autotaraudeuses

Les vis autotaraudeuses coupent ou forment leur propre filetage au fur et à mesure qu'elles sont enfoncées, mais elles nécessitent toujours un trou pilote de taille correcte dans le matériau récepteur. Sans le bon avant-trou, la vis soit enlève le matériau (trou trop grand), soit se casse sous l'effet de la torsion (trou trop petit). Les exigences en matière de taille de trou varient selon le type de matériau : la tôle nécessite un dimensionnement différent de celui du plastique, et les autotaraudeurs à filetage et à filetage ont des exigences différentes au sein du même matériau.

Tailles des trous pilotes de vis autotaraudeuses pour tôle (filetage de type B / type AB)

Vis autotaraudeuses (trilobulaires) taraudeuses utilisés dans les thermoplastiques nécessitent des trous pilotes légèrement plus grands que les types à filetage, car ils déplacent le matériau plutôt que de le couper - le plastique déplacé a besoin d'un endroit pour s'écouler. Consultez toujours les recommandations spécifiques du fabricant de fixations pour les qualités de plastique, car la taille des avant-trous varie en fonction du type de résine et de l'épaisseur de la paroi.

Pour vis à pointe percée (autoperceuses) — identifié par une pointe de foret plutôt que par un cône pointu — aucun pré-perçage n'est requis dans la tôle jusqu'à l'épaisseur que la pointe est censée pénétrer. Les vis à pointe perceuse sont classées en fonction du nombre de plis métalliques qu'elles peuvent pénétrer : une pointe n° 3 pour des poignées en acier de calibre 10 (0,135") ; une pointe n° 5 pour des plaques d'acier jusqu'à 3/8 po.

Tableau des tailles de vis à bois à tête plate : diamètre de la tête et dimensions de la fraise

Les vis à bois à tête plate (également appelées vis à tête fraisée) ont une face inférieure conique qui s'installe au ras ou en dessous de la surface du bois lorsqu'elles sont enfoncées dans une fraise de taille appropriée. Connaissant le diamètre de la tête est essentiel pour sélectionner la bonne fraise : une fraise trop étroite laisse la tête fière de la surface ; trop large crée un espace visible autour de la tête qui collecte les débris et affaiblit le joint esthétiquement et structurellement.

L'angle standard inclus sur une vis à bois à tête plate fraisée est 82° pour les vis à bois (vs 90° pour les vis à métaux). L'utilisation d'une fraise à 90° sur des vis à bois laissera la tête légèrement saillante. Les embouts combinés fraise-trou pilote - vendus par taille de jauge à vis - percent le trou pilote, le trou de dégagement et la fraise en un seul passage et constituent le moyen le plus rapide de garantir une géométrie correcte pour chaque jauge.

Pourquoi utiliser des clous plutôt que des vis : le cas structurel et pratique

Les vis sont plus résistantes au retrait (tirant tout droit) – leurs filetages génèrent une force de maintien bien plus importante qu’une tige de clou lisse. Mais les clous surpassent les vis en termes de résistance au cisaillement , la résistance aux forces agissant perpendiculairement à l'axe de la fixation, et il s'agit de la direction de charge critique dans la plupart des applications de charpente structurelle. Comprendre quand chaque type de fixation est le bon choix évite à la fois la sur-ingénierie et les défaillances structurelles.

Résistance au cisaillement : là où les clous ont un net avantage

Un clou commun standard 16d (tige de 3,5" × 0,162") a une valeur de conception en cisaillement unique d'environ 141 lb selon la NDS (Spécification nationale de conception pour la construction en bois) . Une vis à bois n° 10 comparable du même diamètre supporte environ 90 à 110 lb en simple cisaillement, soit 25 à 35 % de moins. La raison est matérielle : les clous sont fabriqués à partir d’acier à faible teneur en carbone qui se déforme plastiquement sous charge (ductile), se plie avant de se casser et absorbe de l’énergie. La plupart des vis à bois sont durcies, ce qui les rend fragiles au cisaillement : elles se cassent plutôt que de se plier, sans aucun avertissement avant une défaillance.

C'est pourquoi les codes du bâtiment, y compris l'IRC et l'IBC, spécifient des clous, et non des vis, pour les connexions structurelles : revêtement mural aux poteaux, solive de bordure à la plaque d'appui, attaches anti-ouragan, supports de solives et connexions de poutres LVL. Le remplacement de vis à ces emplacements sans examen technique constitue une violation du code et une responsabilité structurelle potentielle.

Vitesse et coût dans les applications à grand volume

Une cloueuse à charpente pneumatique enfonce un clou 16d en moins d'une seconde, ne nécessitant aucun pré-perçage ni changement de mèche. Un pistolet à visser une vis structurelle de capacité de maintien équivalente prend 3 à 5 secondes par fixation avec un trou pilote correctement dimensionné, ou risque de fendre le bois sans un. Dans le cadre d'un système de plancher résidentiel standard nécessitant 800 à 1 200 fixations, la différence de vitesse est mesurée en heures. Les clous coûtent également beaucoup moins cher par fixation : les clous courants 16d en vrac coûtent environ 0,02 à 0,04 $ chacun, contre 0,15 à 0,50 $ pour des vis structurelles de capacité comparable.

Tolérance de charge dynamique

Les clous tolèrent mieux les charges cycliques et dynamiques – vibrations, mouvements sismiques, vent et dilatation/contraction thermique – que les vis. Leurs tiges lisses permettent un léger mouvement dans la fibre du bois sans se desserrer ni se fracturer. Les clous à tige annulaire et à tige spirale combinent cette ductilité avec une résistance au retrait considérablement améliorée, ce qui en fait la norme pour le revêtement de toit, l'installation de sous-planchers et les applications de bois traité où les deux facteurs comptent.

Quand les vis sont le bon choix

Les vis sont supérieures là où résistance au retrait, démontage ou alignement précis sont les principales exigences : l'installation des armoires, les planches de terrasse (où la résistance à l'arrachement sous la circulation piétonnière est importante), les charnières de porte, la fixation du matériel et toute application nécessitant un retrait futur sans dommage. L’engagement fileté dans les vis rapproche également étroitement les surfaces jointes pendant le vissage – ce que les clous ne peuvent pas reproduire sans un serrage supplémentaire.

La règle pratique : utiliser clous pour charpente structurelle, revêtement et toute connexion régie par des charges de cisaillement ou des calendriers de clouage du code du bâtiment . Utiliser vis pour travaux de finition, quincaillerie, assemblages nécessitant un démontage futur et joints non structurels où la résistance au retrait est la principale exigence .