Hegesztések szabványellenőrzése (AISC)

A sarokvarratokat az AISC 360 - J2. fejezet szerint ellenőrzik. A CJP horonyvarratok szilárdsága megegyezőnek tekintendő az alapanyagéval, és nem kerül ellenőrzésre.

Sarokvarratok

A tervezett szilárdság, ϕR_n, és a megengedett szilárdság, R_n/Ω, a hegesztett kötések esetén a kapcsolat varrat-ellenőrzésében kerül kiértékelésre.

ϕ = 0.75    (Terhelési és ellenállási tényező szerinti tervezés, LRFD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

Ω = 2.00    (Megengedett szilárdság szerinti tervezés, ASD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

A hegesztett kötések rendelkezésre álló szilárdsága az AISC 360-16 – J2.4 szerint kerül kiértékelésre

R_n = F_nw A_we

F_nw = 0.6 F_EXX (1.0 + 0.5 sin^1.5θ )

ahol:

• F_nw – a varratanyag névleges feszültsége
• A_we – a varrát hatékony területe

  • A_we = Lc*Th
• F_EXX – elektróda osztályozási szám, azaz a minimálisan előírt szakítószilárdság
• θ – a varrát hossztengelye és a varrát legjobban igénybevett végeselem-ében ható eredő erő iránya között számított szög.

Megjegyzendő, hogy az irányfüggő szilárdságnövelés nem alkalmazható olyan varratoknál, ahol téglalap keresztmetszetű zárt szelvény éle csatlakozik (AISC 360-16:2022 – J2.4.(2)).

Az alapanyag szilárdsága akkor kerül kiértékelésre, ha a Kódbeállításban ez a lehetőség ki van választva (Alapanyag kapacitása az olvadási felületen).

R_n = F_nBM A_BM – AISC 360-16 – J2.4 (J2-2)

ahol:

• F_nBM = 0.6 F_u – az alapanyag névleges szilárdsága – AISC 360-16 – J4.2 (J4-4)
• $A_{BM}=A_{we}\sqrt{2}$ – az alapanyag keresztmetszeti területe
• F_u – minimálisan előírt szakítószilárdság

Az ellenőrzéshez szükséges összes érték táblázatokban kerül megjelenítésre.

ahol:

• Xu – alkalmazott hegesztő elektróda 
• Th – varrat torokvastagsága (Ls-ből számítva)
• Ls – varrat szármérete (felhasználói bevitel)

• $L$ – teljes varrat hossza
• $L_c$ – kritikus varratelem hossza
• Loads – a vizsgált varratra vonatkozó kritikus teherhatás
• $F_n$ – erő a kritikus varratelemben
• $\phi$Rn – varrat ellenállása
• Ut – a kritikus varratelem kihasználtsága

Az $F_n$ erő és a $\theta$ varratszög a $\sigma_{\perp}, ,\ \tau_{\perp}, \, \tau_{\parallel}$ feszültségekből, a varrat végeselem hosszából és hatékony területéből kerül levezetésre. Ezek a feszültségek a végeselem-módszer megoldójának alapvető kimeneti adatai.

A varratdiagramok a következő képletek szerinti feszültséget mutatják:

Ha az alapanyag deaktiválva van (illeszkedő elektróda kerül alkalmazásra):

$$\sigma = \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}$$

Ha az alapanyag aktiválva van (nem illeszkedő elektróda kerül alkalmazásra):

$$\sigma = \max \left \{  \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}, \, \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{\sqrt{2} F_u / F_{EXX}} \right \}$$

Felhasználói megjegyzés: Az IDEA StatiCa-ban, ha a varrat szármérete 0-ként kerül megadásra, a következő érték kerül alkalmazásra:

• Egyoldalas sarokvarrát esetén a varrat torokvastagsága egyenlő a vékonyabb csatlakoztatott lemezzel.
• Kétoldalas sarokvarrát esetén a varrat torokvastagsága egyenlő a vékonyabb csatlakoztatott lemez felével.

CJP horonyvarratok

Az AISC Előírás J2.5 táblázata négy terhelési feltételt azonosít, amelyek horonyvarratokhoz kapcsolódhatnak, és megmutatja, hogy a csukló szilárdsága vagy az alapanyag által szabályozott, vagy a terheléseket nem szükséges figyelembe venni a részeket összekötő varratok tervezésénél. Ennek megfelelően, amikor a teljes kötésáthatású (CJP) horonyvarratokat illeszkedő szilárdságú töltőfémmel készítik, a kapcsolat szilárdsága az alapanyag által szabályozott, és a varrat szilárdságára vonatkozó ellenőrzések nem szükségesek.

PJP horonyvarratok

A tervezett szilárdság, ϕR_n, és a megengedett szilárdság, R_n/Ω, a PJP horonyvarratok esetén az AISC 360-22 – J2.5 táblázat szerint kerül meghatározásra). A legkonzervatívabb eset – nyírás szerinti terheléstípus – kerül feltételezésre. 

ϕ = 0.75    (Terhelési és ellenállási tényező szerinti tervezés, LRFD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

Ω = 2.00    (Megengedett szilárdság szerinti tervezés, ASD, a Kódbeállításban szerkeszthető)

A hegesztett kötések rendelkezésre álló szilárdsága az AISC 360-16 – J2.4 szerint kerül kiértékelésre

R_n = F_nw A_we

ahol:

• F_nw = 0.6 F_EXX – a varratanyag névleges feszültsége
• A_we – a varrát hatékony területe

  • A_we = L_c E 
• F_EXX – elektróda osztályozási szám, azaz a minimálisan előírt szakítószilárdság
• L_c – kritikus varratelem hossza
• E – a PJP varrát hatékony torokmérete

Az alapanyag szilárdsága akkor kerül kiértékelésre, ha a Kódbeállításban ez a lehetőség ki van választva (Alapanyag kapacitása az olvadási felületen).

R_n = F_nBM A_BM – AISC 360-22 – J2.4 (J4)

ahol:

• F_nBM = 0.6 F_u – az alapanyag névleges szilárdsága – AISC 360-22 – J4.2 (J4-4)
• $A_{BM}=A_{we}$ – az alapanyag keresztmetszeti területe, amelyet a varrát hatékony területével egyenlőnek feltételeznek
• F_u – az alapanyag minimálisan előírt szakítószilárdsága