Verificação normativa de soldaduras (EN)

As soldaduras de filete são verificadas de acordo com a EN 1993-1-8. A resistência das soldaduras de topo é assumida como igual à do metal de base e não é verificada.

Soldaduras de filete

Resistência de cálculo

A redistribuição plástica nas soldaduras é utilizada para evitar automaticamente as singularidades de tensão nos elementos de soldadura, redistribuindo a tensão ao longo do comprimento da soldadura. A resistência da soldadura corresponde aproximadamente ao cálculo manual, e a tensão é corretamente distribuída para situações complexas como a soldadura a um banzo não enrijecido (EN 1993-1-8 – Cl. 4.10). A tensão na secção da garganta de uma soldadura de filete é determinada de acordo com a EN 1993-1-8 Cl. 4.5.3. As tensões são calculadas a partir das tensões no elemento de soldadura. O momento fletor em torno do eixo longitudinal da soldadura não é tido em conta.

$$\sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )}$$

$$\sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}$$

Utilização da soldadura

$$U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\}$$

onde:

• σ_w,Ed – tensão equivalente na soldadura
• σ_w,Rd – resistência da soldadura
• β_w – fator de correlação (EN 1993-1-8 – Tabela 4.1)
• f_u – resistência última, tomada como o menor valor dos dois materiais de base ligados ou de acordo com o material escolhido pelo utilizador
• γ_M2 – coeficiente de segurança (EN 1993-1-8 – Tabela 2.1; editável na configuração normativa)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – tensões na soldadura de acordo com a figura abaixo:

Todos os valores necessários para a verificação são apresentados em tabelas. Ut é a utilização do elemento mais solicitado. Uma vez que é utilizada a redistribuição plástica de tensões na soldadura, esta é a utilização determinante. Utc fornece informação sobre a utilização ao longo do comprimento da soldadura. É o rácio entre a tensão real em todos os elementos da soldadura e a resistência de cálculo da tensão em todo o comprimento da soldadura.

O diagrama de tensão equivalente na soldadura apresenta a seguinte tensão:

$$\sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \}$$

Soldaduras de topo

As soldaduras podem ser especificadas como soldaduras de topo. Para as soldaduras de topo considera-se penetração total da junta e, por isso, tais soldaduras não são verificadas.

Pormenorização

A espessura mínima das chapas de ligações soldadas é verificada de acordo com a EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Para perfis ocos de aço, a espessura da chapa deve ser de pelo menos 2,5 mm
• Para outras chapas, a espessura da chapa deve ser de pelo menos 4 mm

A espessura máxima da garganta de soldaduras de filete é verificada para chapas paralelas. É emitido um erro quando tal soldadura não é viável devido a restrições geométricas.

A espessura mínima da garganta de soldaduras de filete deve ser de pelo menos 3 mm de acordo com a EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). É emitido um erro quando este requisito não é satisfeito.

É emitido um aviso quando a espessura da garganta da soldadura é inferior ao requisito da DIN EN 1993-1-8 – NA to 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

onde:

• $a$ – espessura da garganta da soldadura
• $t_{max}$ – espessura da chapa ligada mais espessa 
• as unidades devem estar em [mm]

É emitida uma informação quando a espessura da garganta da soldadura é inferior ao requisito de ductilidade mínima de juntas soldadas na FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Este requisito é verificado para soldaduras de filete de dupla face por:

$$a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}$$

onde:

• $a$ – espessura da garganta da soldadura
• $t$ – espessura da chapa ligada pelo bordo
• $\beta_w$ – fator de correlação da soldadura 
• $\gamma_{M2}$ – coeficiente de segurança para parafusos e soldaduras; editável na configuração normativa
• $f_y$ – tensão de cedência da chapa
• $f_u$ – resistência última da soldadura
• $\gamma_{M0}$ – coeficiente de segurança para chapas; editável na configuração normativa

A espessura da garganta para soldadura de filete de face simples é duas vezes superior à da soldadura de filete de dupla face.