Ambos Design de tensão admissível (ASD) e o método de Projeto por Fatores de Carga e Resistência (LRFD) estão disponíveis na Calculadora de Capacidade de Solda. O método ASD considera a tensão máxima admissível para uma junta soldada com base no tipo de junta e nos materiais de base, as tensões são então verificadas para garantir que não excedam os valores permitidos. Em comparação, o método LRFD não define um valor fixo de tensão admissível, mas envolve o cálculo de uma junta soldada com base em fatores como a resistência da solda, propriedades do material, e todos os resultados analíticos que acabamos de calcular podem ser puxados diretamente para módulos adjuntos para projeto de membros e conexões.

O padrão australiano para aço (AS 4100) usa uma abordagem de projeto de estado limite. Com esta abordagem, as cargas são contabilizadas nas ações de projeto e depois resolvidas em tensões de cisalhamento equivalentes nos grupos de solda.. A capacidade de cisalhamento da solda é então calculada e comparada com a tensão de cisalhamento máxima no grupo de solda..

Geralmente o comprimento de soldagem é calculado medindo a distância linear ao longo da junta entre os dois membros que precisam ser soldados.. Outros fatores também precisam ser considerados, como a espessura e o tipo de material a ser unido.. A geometria das seções também pode limitar fisicamente a capacidade do soldador de alcançar espaços e pode significar que certos lados de uma seção não podem ser soldados..

A resistência da solda é normalmente calculada como a resistência ao cisalhamento da solda ao falhar ao longo do menor plano de cisalhamento possível..

Para uma solda de ângulo, a área de cisalhamento da solda pode ser calculada multiplicando-se pela espessura da garganta da solda.. Para uma solda de ângulo igual, este é o tamanho da solda dividido por √2 . Para uma solda de ângulo desigual, o cálculo seria feito com alguns cálculos trigonométricos.

A resistência ao cisalhamento é normalmente 0.6 x a resistência à tração final.

O cálculo da resistência da solda depende do tipo de solda, mas o princípio geral permanece o mesmo: estamos verificando a falha através do plano mais fraco. Para uma solda de filete, calculamos a espessura da garganta da solda usando trigonometria, mas para outras soldas, como uma solda de topo com penetração total, o plano de falha será diferente. Se a solda de topo for mais forte que o material de aço e a solda de topo tiver uma área de seção transversal crítica maior ou igual à do material de base, talvez nem precisemos calcular a resistência da solda e podemos apenas verificar a capacidade do metal base, uma vez que será mais crítica.

A capacidade total de uma solda por unidade de comprimento é geralmente determinada como:

0.6 * f_você * t_t

Onde:

• f_você é a resistência à tração final da solda
• t_t é a espessura da garganta da solda

A resistência da solda de filete é calculada da mesma forma que a resistência da solda acima.

O AISC 360-16 calcula a resistência da solda com as seguintes equações:

LRFD: ϕRn = ϕ * F_{Momento da carga ao vivo} * A_nós

ASD: R_n / eles não representam o mesmo desafio de design que as conexões de momento_{Momento da carga ao vivo} * A_nós / Ω

Onde:

• Fnw é a tensão nominal do metal de solda
  • = 0.60 * F_{Momento da carga ao vivo} * (1.0 + 0.50 * sem^1.5(θ))
  • onde θ é o ângulo entre a linha de ação da força necessária e o eixo longitudinal da solda
  • F_{Momento da carga ao vivo} é a resistência de classificação do metal de adição
• Awe é a área efetiva da solda
• ϕ = 0.75
• Ω = 2

O Eurocode 3 (EC3) calcula a resistência da solda com a seguinte equação para o método simplificado:

F_C,Rd = um * f_você / (0.577 * b_C * c_{inclui cálculos detalhados passo a passo})

Onde:

• f_você = resistência à tração nominal última da parte mais fraca unida
• a = espessura da garganta da solda
  • para soldas de ângulo igual = t_C / √2
  • onde_C é o comprimento da perna
• b_C = Fator de correlação para soldas de ângulo
  • 0.80 para s 235 grau de aço
  • 0.85 para s 275 grau de aço
  • 0.90 para s 355 grau de aço
  • 1.00 para s 420 grau de aço
  • 1.00 para s 460 grau de aço
• c_{inclui cálculos detalhados passo a passo} = 1.25

Onde o cálculo acima é uma abordagem simplificada da resistência da solda, O Eurocódigo também possui um método direcional para calcular os requisitos de resistência da solda. A abordagem direcional considera as tensões normais na garganta da solda e as tensões de cisalhamento na garganta da solda de forma diferente, permitindo maior resistência na direção normal. A formulação para avaliar a resistência direcional da solda é:

[σ_⊥² + 3 (τ_⊥² + τ_||² )]^0.5 ≤f_você / (b_C * c_{inclui cálculos detalhados passo a passo})

e

σ_⊥² ≤ 0.9 * fu / γM2

Onde:

• σ_⊥ é a tensão normal perpendicular à garganta da solda
• τ_⊥ é a tensão de cisalhamento perpendicular ao eixo da solda
• τ_|| é a tensão de cisalhamento paralela ao eixo da solda

Caso não tenhamos tensões normais na solda podemos ver que se reorganizarmos a fórmula do método direto obteremos a mesma formulação do método simplificado.

O AS4100:2020 calcula a resistência da solda com a seguinte equação:

ϕ v_C =ϕ * 0.6 * f_uf * t_t * k_r

Onde:

• ϕ = fator de redução
  • 0.6 para uso geral (GP) soldas de filete
  • 0.8 para fins estruturais (SP) soldas de filete
• f_uf = resistência à tração do metal de solda
• t_t = espessura da garganta da solda
  • para soldas de ângulo igual = t_C / √2
  • onde tw é o comprimento da perna
• k_r = fator de redução para conexões de emenda sobreposta
  • 1 para soldas típicas e fatias de sobreposição menores que 1.7 m de comprimento
  • 1.10 - 0.06 lw para emendas entre voltas 1.7 me 8 m de comprimento
  • 0.62 para emendas sobrepostas maiores que 8 m de comprimento

A calculadora SkyCiv WeldStrength é útil para determinar qual a carga máxima que uma junta entre dois membros pode suportar com segurança antes de falhar. A verificação da capacidade da solda é uma parte fundamental do processo de engenharia para garantir que as conexões sejam estruturalmente sólidas e atendam aos requisitos padrão do projeto.

A calculadora de resistência de solda SkyCiv Blodgett é útil em uma variedade de projetos de engenharia estrutural que podem incluir construção civil, construção de pontes e muitos outros projetos de infraestrutura. A soldagem também tem aplicações na indústria automotiva, aeroespacial, marinho (construção naval), estrada de ferro, engenharia offshore e de mineração. Muitas vezes, devido à natureza e aos requisitos de segurança, estas indústrias têm regulamentações específicas de soldagem que precisam ser seguidas..

As soldas têm diversas vantagens sobre as conexões parafusadas que são:

• Sem remoção de material de aço. Considerando que as soldas apenas adicionam material à lateral de um membro, as conexões aparafusadas removerão material da seção de aço, reduzindo a capacidade da seção e introduzindo pontos de tensão concentrados no membro.
• As soldas são mais rígidas que as conexões parafusadas. Isso pode ajudar se um engenheiro estrutural tiver projetado uma conexão para ser fixa em vez de uma conexão de pino.
• Conexões soldadas podem proporcionar maior resistência, pois proporcionam uma junta contínua. As conexões aparafusadas podem ter limitação física de quantos parafusos podem ser fornecidos devido aos requisitos de espaçamento e fornecerão apenas pontos de restrição discretos.
• Os parafusos são extrusados ​​enquanto as soldas podem permanecer limpas e ocultas. As soldas correm ao longo das juntas existentes e são menos intrusivas visualmente do que os parafusos que serão espalhados mais longe da extremidade de uma viga e serão menos sutis do que as soldas.

Uma solda tratada como um padrão de linha em um método para representar graficamente ervas daninhas em desenhos de engenharia. A calculadora de capacidade de soldagem acima possui vinte e um padrões de solda disponíveis com base no tipo de solda Blodgett descrito no livro Design of Welded Structures. Esses padrões de solda representam uma variedade de diferentes tipos de seções transversais que são comumente encontrados em estruturas membros.

A versão AS 4100 a calculadora de capacidade de soldagem também permite importar as dimensões de seções de aço típicas e editar padrões de solda em arranjos personalizados. Os cálculos para padrões de solda personalizados são resolvidos usando o teorema do eixo paralelo e a teoria elástica.

Existem vários tipos de juntas de soldagem disponíveis que são usadas em engenharia estrutural. Alguns tipos comuns de articulações incluem juntas de topo, Juntas em T, Articulações sobrepostas, Juntas de canto, Juntas de Borda, Juntas de ranhura, Soldas de plugue, Juntas em Filete, Solda por pontos e soldas por costura.

Uma solda de junta de topo é usada para unir duas peças de metal de ponta a ponta que são paralelas entre si.

Uma solda de junta de filete é uma solda entre duas juntas perpendiculares (ou quase perpendicular) membros. Eles são comuns em placas de base e conexões viga-pilar.

Uma solda de junta sobreposta é usada para soldar duas peças de metal sobrepostas que são paralelas entre si e niveladas. Soldas de filete são usadas em um lado ou em ambos os lados da conexão.

A soldagem Blodgett é baseada em Omer W. Livro Blodgett Projeto de Estruturas Soldadas.

Também podemos projetar arranjos personalizados usando a área do segundo momento das soldas lineares e depois usando o teorema dos eixos paralelos para encontrar o resultado. A Blodgett Welding simplificou diferentes arranjos em uma série de fórmulas simples de aplicar para reduzir a quantidade de etapas nos cálculos.

A Calculadora de Capacidade de Solda SkyCiv considera que as propriedades incluem a resistência máxima da solda, o tamanho da solda e a profundidade da solda.

A calculadora de capacidade de soldagem retorna um resultado de capacidade de soldagem, bem como uma taxa de utilização para a conexão soldada. Além disso, os seguintes resultados também são fornecidos:

• Tamanho de solda preferido
• Capacidade de soldagem de membros
• Capacidade de solda de filete
• Tamanho Efetivo Máximo de Solda
• Força Máxima por Unidade de Solda

A calculadora de capacidade de solda SkyCiv requer a força aplicada ao longo do x, direções y e z, bem como o momento em torno dos eixos x e z.

Atualmente apenas o sistema de unidades imperiais está disponível para o AISC 360-16 calculadora e apenas o sistema métrico está disponível para o AS 4100 calculadora e EN 1993-1-8 calculadora de resistência de solda.

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