การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (AISC)

รอยเชื่อมฟิลเลตได้รับการตรวจสอบตามมาตรฐาน AISC 360 - บทที่ J2 ความแข็งแรงของรอยเชื่อมร่อง CJP ถือว่าเท่ากับโลหะฐานและไม่ได้รับการตรวจสอบ

รอยเชื่อมฟิลเลต

กำลังออกแบบ ϕR_n และกำลังที่ยอมให้ R_n/Ω ของจุดต่อเชื่อมได้รับการประเมินในการตรวจสอบรอยเชื่อมของการเชื่อมต่อ

ϕ = 0.75    (การออกแบบด้วยปัจจัยแรงและความต้านทาน, LRFD, แก้ไขได้ใน Code setup)

Ω = 2.00    (การออกแบบด้วยกำลังที่ยอมให้, ASD, แก้ไขได้ใน Code setup)

กำลังที่ใช้ได้ของจุดต่อเชื่อมได้รับการประเมินตามมาตรฐาน AISC 360-16 – J2.4

R_n = F_nw A_we

F_nw = 0.6 F_EXX (1.0 + 0.5 sin^1.5θ )

โดยที่:

• F_nw – ความเค้นระบุของวัสดุรอยเชื่อม
• A_we – พื้นที่ประสิทธิผลของรอยเชื่อม
  • A_we = Lc*Th
• F_EXX – หมายเลขจำแนกประเภทอิเล็กโทรด กล่าวคือ กำลังดึงต่ำสุดที่กำหนด
• θ – มุมที่คำนวณระหว่างแกนตามยาวของรอยเชื่อมและทิศทางแรงลัพธ์ที่กระทำใน finite element ที่มีความเค้นสูงสุดของรอยเชื่อม

โปรดทราบว่าการเพิ่มกำลังตามทิศทางไม่ได้ใช้สำหรับรอยเชื่อมที่ขอบของหน้าตัดกลวงสี่เหลี่ยมถูกเชื่อมต่อ (AISC 360-16:2022 – J2.4.(2).

กำลังของโลหะฐานได้รับการประเมินหากเลือกตัวเลือกใน Code setup (กำลังของโลหะฐานที่หน้าหลอมรวม)

R_n = F_nBM A_BM – AISC 360-16 – J2.4 (J2-2)

โดยที่:

• F_nBM = 0.6 F_u – กำลังระบุของโลหะฐาน – AISC 360-16 – J4.2 (J4-4)
• \( A_{BM}=A_{we}\sqrt{2} \) – พื้นที่หน้าตัดของโลหะฐาน
• F_u – กำลังดึงต่ำสุดที่กำหนด

ค่าทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบจะแสดงในตาราง

โดยที่:

• Xu – อิเล็กโทรดเชื่อมที่ใช้ 
• Th – ความหนาคอรอยเชื่อม (คำนวณจาก Ls)
• Ls – ขนาดขาเชื่อม (ผู้ใช้กำหนด)

• \(L\) – ความยาวรอยเชื่อมรวม
• \(L_c\) – ความยาวของ finite element รอยเชื่อมวิกฤต
• Loads – ผลของแรงกระทำวิกฤตสำหรับรอยเชื่อมที่พิจารณา
• \(F_n\) – แรงใน finite element รอยเชื่อมวิกฤต
• \(\phi\)Rn – กำลังต้านทานของรอยเชื่อม
• Ut – อัตราการใช้งานของ finite element รอยเชื่อมวิกฤต

แรง \(F_n\) และมุมรอยเชื่อม \(\theta\) ได้มาจากความเค้น \( \sigma_{\perp}, ,\ \tau_{\perp}, \, \tau_{\parallel}\) ความยาวและพื้นที่ประสิทธิผลของ finite element รอยเชื่อม ความเค้นเหล่านี้เป็นผลลัพธ์พื้นฐานของตัวแก้ finite element

ไดอะแกรมรอยเชื่อมแสดงความเค้นตามสูตรต่อไปนี้:

หากโลหะฐานถูกปิดใช้งาน (ใช้อิเล็กโทรดที่เข้าคู่กัน):

\[ \sigma = \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}} \]

หากโลหะฐานถูกเปิดใช้งาน (ไม่ใช้อิเล็กโทรดที่เข้าคู่กัน):

\[ \sigma = \max \left \{  \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0.5 \sin^{1.5}{\theta}}, \, \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{\sqrt{2} F_u / F_{EXX}} \right \} \]

หมายเหตุผู้ใช้: ใน IDEA StatiCa เมื่อกำหนดขนาดขาเชื่อมเป็น 0 จะใช้ค่าต่อไปนี้:

• สำหรับรอยเชื่อมฟิลเลตด้านเดียว ความหนาคอรอยเชื่อมเท่ากับแผ่นที่เชื่อมต่อที่บางกว่า
• สำหรับรอยเชื่อมฟิลเลตสองด้าน ความหนาคอรอยเชื่อมเท่ากับครึ่งหนึ่งของแผ่นที่เชื่อมต่อที่บางกว่า

รอยเชื่อมร่อง CJP

ตาราง J2.5 ของข้อกำหนด AISC ระบุเงื่อนไขการรับแรงสี่ประการที่อาจเกี่ยวข้องกับรอยเชื่อมร่อง และแสดงให้เห็นว่ากำลังของจุดต่อถูกควบคุมโดยโลหะฐาน หรือแรงไม่จำเป็นต้องพิจารณาในการออกแบบรอยเชื่อมที่เชื่อมต่อชิ้นส่วน ดังนั้น เมื่อรอยเชื่อมร่องแบบเจาะทะลุสมบูรณ์ (CJP) ทำด้วยโลหะเติมที่มีกำลังเข้าคู่กัน กำลังของการเชื่อมต่อจะถูกควบคุมโดยโลหะฐาน และไม่จำเป็นต้องตรวจสอบกำลังของรอยเชื่อม

รอยเชื่อมร่อง PJP

กำลังออกแบบ ϕR_n และกำลังที่ยอมให้ R_n/Ω ของรอยเชื่อมร่อง PJP ถูกกำหนดตามมาตรฐาน AISC 360-22 – ตาราง J2.5) โดยสมมติกรณีอนุรักษ์นิยมที่สุด – ประเภทแรงกระทำโดยแรงเฉือน 

ϕ = 0.75    (การออกแบบด้วยปัจจัยแรงและความต้านทาน, LRFD, แก้ไขได้ใน Code setup)

Ω = 2.00    (การออกแบบด้วยกำลังที่ยอมให้, ASD, แก้ไขได้ใน Code setup)

กำลังที่ใช้ได้ของจุดต่อเชื่อมได้รับการประเมินตามมาตรฐาน AISC 360-16 – J2.4

R_n = F_nw A_we

โดยที่:

• F_nw = 0.6 F_EXX – ความเค้นระบุของวัสดุรอยเชื่อม
• A_we – พื้นที่ประสิทธิผลของรอยเชื่อม
  • A_we = L_c E 
• F_EXX – หมายเลขจำแนกประเภทอิเล็กโทรด กล่าวคือ กำลังดึงต่ำสุดที่กำหนด
• L_c – ความยาวของ finite element รอยเชื่อมวิกฤต
• E – คอประสิทธิผลของรอยเชื่อม PJP

กำลังของโลหะฐานได้รับการประเมินหากเลือกตัวเลือกใน Code setup (กำลังของโลหะฐานที่หน้าหลอมรวม)

R_n = F_nBM A_BM – AISC 360-22 – J2.4 (J4)

โดยที่:

• F_nBM = 0.6 F_u – กำลังระบุของโลหะฐาน – AISC 360-22 – J4.2 (J4-4)
• \( A_{BM}=A_{we} \) – พื้นที่หน้าตัดของโลหะฐานที่สมมติให้เท่ากับพื้นที่ประสิทธิผลของรอยเชื่อม
• F_u – กำลังดึงต่ำสุดที่กำหนดของโลหะฐาน