Mối hàn góc được kiểm tra theo AISC 360 - Chương J2. Cường độ của mối hàn rãnh CJP được giả định bằng với kim loại cơ bản và không được kiểm tra.
Mối hàn góc
Cường độ thiết kế, ϕRn, và cường độ cho phép, Rn/Ω, của các liên kết hàn được đánh giá trong kiểm tra tiêu chuẩn mối hàn liên kết.
ϕ = 0.75 (Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng, LRFD, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn)
Ω = 2.00 (Thiết kế theo cường độ cho phép, ASD, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn)
Cường độ sẵn có của các liên kết hàn được đánh giá theo AISC 360-16 – J2.4
Rn = Fnw Awe
Fnw = 0.6 FEXX (1.0 + 0.5 sin1.5θ )
trong đó:
- Fnw – ứng suất danh nghĩa của vật liệu hàn
- Awe – diện tích hiệu dụng của mối hàn
- Awe = Lc*Th
- FEXX – số phân loại điện cực, tức là cường độ kéo tối thiểu quy định
- θ – góc tính toán giữa trục dọc của mối hàn và hướng lực tổng hợp tác dụng tại phần tử hữu hạn chịu ứng suất lớn nhất của mối hàn.
Lưu ý rằng hệ số tăng cường độ theo phương không được áp dụng cho các mối hàn tại cạnh của tiết diện rỗng chữ nhật (AISC 360-16:2022 – J2.4.(2).
Cường độ kim loại cơ bản được đánh giá nếu tùy chọn được chọn trong Cài đặt tiêu chuẩn (Khả năng chịu lực của kim loại cơ bản tại mặt nóng chảy).
Rn = FnBM ABM – AISC 360-16 – J2.4 (J2-2)
trong đó:
- FnBM = 0.6 Fu – cường độ danh nghĩa của kim loại cơ bản – AISC 360-16 – J4.2 (J4-4)
- \( A_{BM}=A_{we}\sqrt{2} \) – diện tích mặt cắt ngang của kim loại cơ bản
- Fu – cường độ kéo tối thiểu quy định
Tất cả các giá trị cần thiết cho kiểm tra được in trong bảng.
trong đó:
- Xu – điện cực hàn được sử dụng
- Th – chiều dày cổ mối hàn (tính từ Ls)
- Ls – kích thước chân mối hàn (nhập bởi người dùng)
- \(L\) – tổng chiều dài mối hàn
- \(L_c\) – chiều dài phần tử mối hàn tới hạn
- Loads – hiệu ứng tải trọng tới hạn cho mối hàn đang xét
- \(F_n\) – lực trong phần tử mối hàn tới hạn
- \(\phi\)Rn – sức kháng của mối hàn
- Ut – hệ số sử dụng của phần tử mối hàn tới hạn
Lực, \(F_n\), và góc mối hàn, \(\theta\), được xác định từ các ứng suất \( \sigma_{\perp}, ,\ \tau_{\perp}, \, \tau_{\parallel}\), chiều dài và diện tích hiệu dụng của phần tử hữu hạn mối hàn. Các ứng suất này là kết quả đầu ra cơ bản của bộ giải phần tử hữu hạn.
Biểu đồ mối hàn hiển thị ứng suất theo các công thức sau:
Nếu kim loại cơ bản bị vô hiệu hóa (sử dụng điện cực phù hợp):
\[ \sigma = \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}} \]
Nếu kim loại cơ bản được kích hoạt (không sử dụng điện cực phù hợp):
\[ \sigma = \max \left \{ \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}, \, \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{\sqrt{2} F_u / F_{EXX}} \right \} \]
Ghi chú người dùng: Trong IDEA StatiCa, khi kích thước chân mối hàn được nhập là 0, giá trị sau đây được sử dụng:
- Đối với mối hàn góc một phía, chiều dày cổ mối hàn bằng tấm liên kết mỏng hơn.
- Đối với mối hàn góc hai phía, chiều dày cổ mối hàn bằng một nửa tấm liên kết mỏng hơn.
Mối hàn rãnh CJP
Bảng J2.5 của Tiêu chuẩn AISC xác định bốn điều kiện tải trọng có thể liên quan đến mối hàn rãnh và chỉ ra rằng cường độ của liên kết hoặc được kiểm soát bởi kim loại cơ bản hoặc tải trọng không cần xem xét trong thiết kế các mối hàn liên kết các bộ phận. Theo đó, khi mối hàn rãnh Thấu Toàn Bộ (CJP) được thực hiện với kim loại hàn có cường độ phù hợp, cường độ của liên kết được kiểm soát bởi kim loại cơ bản và không cần kiểm tra cường độ mối hàn.
Mối hàn rãnh PJP
Cường độ thiết kế, ϕRn, và cường độ cho phép, Rn/Ω, của mối hàn rãnh PJP được xác định theo AISC 360-22 – Bảng J2.5). Trường hợp bảo thủ nhất – loại tải trọng theo lực cắt – được giả định.
ϕ = 0.75 (Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng, LRFD, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn)
Ω = 2.00 (Thiết kế theo cường độ cho phép, ASD, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn)
Cường độ sẵn có của các liên kết hàn được đánh giá theo AISC 360-16 – J2.4
Rn = Fnw Awe
trong đó:
- Fnw = 0.6 FEXX – ứng suất danh nghĩa của vật liệu hàn
- Awe – diện tích hiệu dụng của mối hàn
- Awe = Lc E
- FEXX – số phân loại điện cực, tức là cường độ kéo tối thiểu quy định
- Lc – chiều dài phần tử mối hàn tới hạn
- E – chiều dày cổ hiệu dụng của mối hàn PJP
Cường độ kim loại cơ bản được đánh giá nếu tùy chọn được chọn trong Cài đặt tiêu chuẩn (Khả năng chịu lực của kim loại cơ bản tại mặt nóng chảy).
Rn = FnBM ABM – AISC 360-22 – J2.4 (J4)
trong đó:
- FnBM = 0.6 Fu – cường độ danh nghĩa của kim loại cơ bản – AISC 360-22 – J4.2 (J4-4)
- \( A_{BM}=A_{we} \) – diện tích mặt cắt ngang của kim loại cơ bản được giả định bằng diện tích hiệu dụng của mối hàn
- Fu – cường độ kéo tối thiểu quy định của kim loại cơ bản