Sprawdzenie normowe spoin (EN)

Spoiny pachwinowe są sprawdzane zgodnie z EN 1993-1-8. Wytrzymałość spoin czołowych przyjmuje się jako równą wytrzymałości materiału podstawowego i nie jest sprawdzana.

Spoiny pachwinowe

Nośność obliczeniowa

Plastyczna redystrybucja naprężeń w spoinach jest stosowana w celu automatycznego unikania osobliwości naprężeń w elementach spoiny i redystrybucji naprężeń na dalszą długość spoiny. Wytrzymałość spoiny w przybliżeniu odpowiada obliczeniom ręcznym, a naprężenia są prawidłowo rozłożone w przypadku złożonych zagadnień, takich jak spawanie do niesztywnego pasa (EN 1993-1-8 – pkt 4.10). Naprężenia w przekroju gardła spoiny pachwinowej są wyznaczane zgodnie z EN 1993-1-8 pkt 4.5.3. Naprężenia są obliczane na podstawie naprężeń w elemencie spoiny. Moment gnący wokół podłużnej osi spoiny nie jest uwzględniany.

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

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

Stopień wykorzystania spoiny

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

gdzie:

• σ_w,Ed – naprężenie zastępcze w spoinie
• σ_w,Rd – nośność spoiny
• β_w – współczynnik korelacji (EN 1993-1-8 – Tabela 4.1)
• f_u – wytrzymałość na rozciąganie, przyjmowana jako mniejsza z dwóch łączonych materiałów podstawowych lub zgodnie z materiałem wybranym przez użytkownika
• γ_M2 – współczynnik bezpieczeństwa (EN 1993-1-8 – Tabela 2.1; edytowalny w ustawieniach normy)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – naprężenia w spoinie zgodnie z poniższym rysunkiem:

Wszystkie wartości wymagane do sprawdzenia są wydrukowane w tabelach. Ut jest stopniem wykorzystania najbardziej naprężonego elementu. Ponieważ stosowana jest plastyczna redystrybucja naprężeń w spoinie, jest to miarodajny stopień wykorzystania. Utc dostarcza informacji o stopniu wykorzystania na długości spoiny. Jest to stosunek rzeczywistego naprężenia we wszystkich elementach spoiny do obliczeniowej nośności naprężenia na całej długości spoiny.

Wykres naprężenia zastępczego w spoinie przedstawia następujące naprężenie:

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

Spoiny czołowe

Spoiny mogą być określone jako spoiny czołowe. Dla spoin czołowych przyjmuje się pełne przetopienie, dlatego takie spoiny nie są sprawdzane.

Wymagania konstrukcyjne

Minimalna grubość blach w połączeniach spawanych jest sprawdzana zgodnie z EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Dla przekrojów zamkniętych ze stali, grubość blachy powinna wynosić co najmniej 2,5 mm
• Dla pozostałych blach, grubość blachy powinna wynosić co najmniej 4 mm

Maksymalna grubość gardła spoiny pachwinowej jest sprawdzana dla równoległych blach. Wyświetlany jest błąd, gdy taka spoina jest niewykonalna ze względu na ograniczenia geometryczne.

Minimalna grubość gardła spoiny pachwinowej powinna wynosić co najmniej 3 mm zgodnie z EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). Błąd jest wyświetlany, gdy wymaganie to nie jest spełnione.

Ostrzeżenie jest wyświetlane, gdy grubość gardła spoiny jest mniejsza niż wymaganie podane w DIN EN 1993-1-8 – NA do 4.5.2:

\[a \le \sqrt{t_{max}}-0.5\]

gdzie:

• \(a\) – grubość gardła spoiny
• \(t_{max}\) – grubość grubszej łączonej blachy 
• jednostki muszą być podane w [mm]

Informacja jest wyświetlana, gdy grubość gardła spoiny jest mniejsza niż wymaganie dotyczące minimalnej ciągliwości złączy spawanych według FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Wymaganie to jest sprawdzane dla dwustronnych spoin pachwinowych przez:

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

gdzie:

• \(a\) – grubość gardła spoiny
• \(t\) – grubość blachy łączonej krawędzią
• \(\beta_w\) – współczynnik korelacji spoiny 
• \(\gamma_{M2}\) – współczynnik bezpieczeństwa dla śrub i spoin; edytowalny w ustawieniach normy
• \(f_y\) – granica plastyczności blachy
• \(f_u\) – wytrzymałość na rozciąganie spoiny
• \(\gamma_{M0}\) – współczynnik bezpieczeństwa dla blach; edytowalny w ustawieniach normy

Grubość gardła jednostronnej spoiny pachwinowej jest dwukrotnie większa niż dla dwustronnej spoiny pachwinowej.