Entrambi Progettazione delle tensioni ammissibili (ASD) e progettazione del fattore di carico e resistenza (LRFD) sono disponibili nel calcolatore della capacità di saldatura. Il metodo ASD considera la sollecitazione massima ammissibile per un giunto saldato in base al tipo di giunto e ai materiali di base, vengono poi controllate le sollecitazioni per accertarsi che non superino i valori ammissibili. In confronto, il metodo LRFD non fissa un valore di sollecitazione ammissibile fisso ma prevede invece il calcolo di un giunto saldato in base a fattori come la resistenza della saldatura, proprietà dei materiali, e Caricamento in corso.

Lo standard australiano per l'acciaio (AS 4100) utilizza un approccio di progettazione agli stati limite. Con questo approccio i carichi vengono presi in considerazione nelle azioni di progettazione e quindi risolti in sollecitazioni di taglio equivalenti sui gruppi saldati. La capacità di taglio della saldatura viene quindi calcolata e confrontata con la massima sollecitazione di taglio sul gruppo saldato.

Generalmente la lunghezza di saldatura viene calcolata misurando la distanza lineare lungo il giunto tra i due elementi che devono essere saldati. È necessario considerare anche altri fattori, come lo spessore e il tipo di materiali da unire. La geometria delle sezioni può anche limitare fisicamente la capacità del saldatore di raggiungere gli spazi e può significare che alcuni lati di una sezione non possono essere saldati.

La resistenza della saldatura viene generalmente calcolata come la resistenza al taglio della saldatura in caso di rottura lungo il piano di taglio più piccolo possibile.

Per una saldatura d'angolo l'area di taglio della saldatura può essere calcolata moltiplicando per lo spessore della gola della saldatura. Per una saldatura d'angolo ad angolo uguale questa è la dimensione della saldatura divisa per √2 . Per una saldatura d'angolo disuguale il calcolo richiederebbe alcuni calcoli trigonometrici.

La resistenza al taglio è tipicamente 0.6 x il carico di rottura a trazione.

Il calcolo della resistenza della saldatura dipende dal tipo di saldatura, ma il principio generale rimane lo stesso: stiamo verificando la rottura attraverso il piano più debole. Per una saldatura d'angolo calcoliamo lo spessore della gola della saldatura utilizzando la trigonometria, ma per altre saldature come una saldatura di testa a penetrazione completa il piano di rottura sarà diverso. Se la saldatura di testa è più resistente del materiale in acciaio e la saldatura di testa ha un'area della sezione trasversale critica maggiore o uguale a quella del materiale di base, potremmo non aver nemmeno bisogno di calcolare la resistenza della saldatura e possiamo semplicemente controllare la resistenza della saldatura. capacità del metallo base poiché sarà più critica.

La capacità totale di una saldatura per unità di lunghezza è generalmente determinata come:

0.6 * f_u * t_t

dove:

• f_u è la resistenza a trazione ultima della saldatura
• t_t è lo spessore della gola della saldatura

La resistenza della saldatura d'angolo viene calcolata allo stesso modo della resistenza della saldatura sopra.

L'AISC 360-16 calcola la resistenza della saldatura con le seguenti equazioni:

LRFD: ϕ Rn = ϕ * F_nw * A_noi

ASD: R_n / non rappresentano la stessa sfida progettuale delle connessioni di momento_nw * A_noi / Ω

dove:

• Fnw è la tensione nominale del metallo saldato
  • = 0.60 * F_EXX * (1.0 + 0.50 * senza^1.5(θ))
  • dove θ è l'angolo tra la linea di azione della forza richiesta e l'asse longitudinale della saldatura
  • F_EXX è la resistenza alla classificazione del metallo d'apporto
• Awe è l'area effettiva della saldatura
• ϕ = 0.75
• Ω = 2

L'Eurocodice 3 (EC3) calcola la resistenza della saldatura con la seguente equazione per il metodo semplificato:

F_w,Rd = un * f_u / (0.577 * b_w * c_{Eurocodice di design con piastra di base in acciaio})

dove:

• f_u = carico di rottura nominale della parte più debole unita
• a = spessore della gola della saldatura
  • per saldature d'angolo uguali = t_w / √2
  • dove_w è la lunghezza della gamba
• b_w = Fattore di correlazione per saldature d'angolo
  • 0.80 per S 235 grado di acciaio
  • 0.85 per S 275 grado di acciaio
  • 0.90 per S 355 grado di acciaio
  • 1.00 per S 420 grado di acciaio
  • 1.00 per S 460 grado di acciaio
• c_{Eurocodice di design con piastra di base in acciaio} = 1.25

Dove il calcolo di cui sopra è un approccio semplificato alla resistenza della saldatura, L'Eurocodice dispone anche di un metodo direzionale per calcolare i requisiti di resistenza della saldatura. L'approccio direzionale considera le sollecitazioni normali sulla gola della saldatura e le sollecitazioni di taglio sulla gola della saldatura in modo diverso consentendo una resistenza maggiore nella direzione normale. La formulazione per valutare la resistenza direzionale della saldatura è:

[σ_⊥² + 3 (τ_⊥² + τ_||² )]^0.5 ≤ f_u / (b_w * c_{Eurocodice di design con piastra di base in acciaio})

e

σ_⊥² ≤ 0.9 * fu / γM2

dove:

• σ_⊥ è la tensione normale perpendicolare alla gola della saldatura
• τ_⊥ è lo sforzo di taglio perpendicolare all'asse della saldatura
• τ_|| è lo sforzo di taglio parallelo all'asse della saldatura

Nel caso in cui non avessimo tensioni normali sulla saldatura possiamo vedere che se riordiniamo la formula del metodo diretto otterremo la stessa formulazione del metodo semplificato.

L'AS4100:2020 calcola la resistenza della saldatura con la seguente equazione:

ϕ v_w = ϕ * 0.6 * f_uf * t_t * K_r

dove:

• ϕ = fattore di riduzione
  • 0.6 per scopi generali (GP) saldature d'angolo
  • 0.8 a scopo strutturale (SP) saldature d'angolo
• f_uf =resistenza alla trazione del metallo saldato
• t_t = spessore della gola della saldatura
  • per saldature d'angolo uguali = t_w / √2
  • dove tw è la lunghezza della gamba
• K_r = fattore di riduzione per connessioni a sovrapposizione
  • 1 per saldature tipiche e porzioni di sovrapposizione inferiori a 1.7 m di lunghezza
  • 1.10 - 0.06 lw per giunzioni sovrapposte tra 1.7 me 8 m di lunghezza
  • 0.62 per giunzioni sovrapposte maggiori di 8 m di lunghezza

Il calcolatore SkyCiv WeldStrength è utile per determinare quale può essere il carico massimo che un giunto tra due membri può sopportare in sicurezza prima di fallire. Il controllo della capacità di saldatura è una parte fondamentale del processo di ingegneria per garantire che le connessioni siano strutturalmente solide e soddisfino i requisiti degli standard di progettazione.

Il calcolatore della resistenza della saldatura SkyCiv Blodgett è utile in una serie di progetti di ingegneria strutturale che possono includere la costruzione di edifici, costruzione di ponti e molti altri progetti infrastrutturali. La saldatura trova applicazione anche nel settore automobilistico, aerospaziale, marino (costruzione navale), ferrovia, ingegneria offshore e mineraria. Spesso, a causa della natura e dei requisiti di sicurezza, queste industrie hanno particolari norme di saldatura che devono essere seguite.

Le saldature presentano numerosi vantaggi rispetto alle connessioni bullonate:

• Nessuna rimozione del materiale in acciaio. Mentre le saldature aggiungono solo materiale al lato di un elemento, le connessioni bullonate rimuoveranno materiale dalla sezione in acciaio, riducendo la capacità della sezione e introducendo punti di sollecitazione concentrati nell'elemento.
• Le saldature sono più rigide delle connessioni bullonate. Ciò può essere utile se un ingegnere strutturale ha progettato una connessione come connessione fissa anziché come connessione a perno.
• Le connessioni saldate possono fornire una resistenza maggiore poiché forniscono un giunto continuo. Le connessioni bullonate possono avere limitazioni fisiche sul numero di bulloni che possono essere forniti a causa dei requisiti di spaziatura e forniranno solo punti di vincolo discreti.
• I bulloni vengono estrusi mentre le saldature possono rimanere pulite e nascoste. Le saldature corrono lungo i giunti esistenti e sono meno invadenti dal punto di vista visivo rispetto ai bulloni che verranno distribuiti più lontano dall'estremità di una trave e saranno meno sottili delle saldature.

Una saldatura trattata come un modello di linea in un metodo per rappresentare graficamente le erbacce sui disegni tecnici. Il calcolatore della capacità di saldatura riportato sopra dispone di ventuno modelli di saldatura disponibili in base al tipo di saldatura Blodgett descritto nel libro Design of Welded Structures. Questi modelli di saldatura rappresentano una varietà di diversi tipi di sezioni trasversali che si trovano comunemente in ambito strutturale aste.

L'AS 4100 Il calcolatore della capacità di saldatura consente inoltre di importare le dimensioni delle tipiche sezioni di acciaio e di modificare i modelli di saldatura in disposizioni personalizzate. I calcoli per i modelli di saldatura personalizzati vengono risolti utilizzando il teorema dell'asse parallelo e la teoria elastica.

Sono disponibili diversi tipi di giunti di saldatura utilizzati nell'ingegneria strutturale. Alcuni tipi comuni di giunti includono giunti di testa, Giunti a T, Giunti del giro, Giunti angolari, Giunti di bordo, Giunti scanalati, Saldature a spina, Giunti filettati, Saldature a punti e saldature continue.

Una saldatura di testa viene utilizzata per unire due pezzi di metallo end-to-end paralleli tra loro.

Una saldatura a giunto d'angolo è una saldatura tra due perpendicolari (o quasi perpendicolare) aste. Sono comuni nelle piastre base e nelle connessioni trave-colonna.

Una saldatura a giunto sovrapposto viene utilizzata per saldare due pezzi di metallo sovrapposti, paralleli tra loro e posizionati a filo. Le saldature d'angolo vengono utilizzate su un lato o entrambi i lati della connessione.

Blodgett Welding è basato su Omer W. Libro Blodget Progettazione di strutture saldate.

Possiamo anche progettare disposizioni personalizzate utilizzando l'area del secondo momento delle saldature di linea e quindi utilizzando il teorema dell'asse parallelo per trovare il risultato. Blodgett Welding ha semplificato diverse disposizioni in una serie di formule semplici da applicare per ridurre il numero di passaggi nei calcoli.

Il calcolatore della capacità di saldatura SkyCiv prende le proprietà che includono la resistenza finale della saldatura, la dimensione della saldatura e la profondità della saldatura.

Il calcolatore della capacità di saldatura restituisce un risultato della capacità di saldatura nonché un rapporto di utilizzo per la connessione saldata. Oltre a ciò vengono forniti anche i seguenti risultati:

• Dimensione della saldatura preferita
• Capacità di saldatura degli elementi
• Capacità di saldatura d'angolo
• Dimensione massima effettiva della saldatura
• Forza massima per unità di saldatura

Il calcolatore della capacità di saldatura SkyCiv richiede la forza applicata lungo la x, direzioni y e z nonché il momento rispetto agli assi x e z.

Attualmente per l'AISC è disponibile solo il sistema di unità imperiali 360-16 calcolatore e per l'AS è disponibile solo il sistema metrico 4100 calcolatrice e EN 1993-1-8 calcolatore della resistenza della saldatura.

• Calcolatore di instabilità della colonna
• Calcolatrice della coppia dei bulloni
• Calcolatore della resistenza al fuoco RC
• Calcolatore della matrice di rigidità
• Calcolatore della connessione del kicker brace