รอยเชื่อม / รอยเชื่อมใน IDEA StatiCa

พื้นฐานทางทฤษฎี

อ่านข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับแบบจำลองรอยเชื่อมในพื้นฐานทางทฤษฎีของเรา ส่วนทั่วไปอธิบายแบบจำลองการคำนวณ:

พื้นฐานทางทฤษฎี: การวิเคราะห์การเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแบบเชื่อม

ส่วนเฉพาะของพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับมาตรฐานแห่งชาติแต่ละฉบับที่รองรับ:

• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (EN)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (AISC)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (CISC)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (AS)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (IS)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (HKG)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (GB)
• การตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อม (SP)

คุณสามารถดูการสาธิตที่ชัดเจนเกี่ยวกับการพัฒนาของความเค้นระหว่างการรับแรง รวมถึงการกระจายของความเค้นตามแนวรอยเชื่อมยาวได้ในบทความ รอยเชื่อมถูกจำลองอย่างไรใน IDEA StatiCa

นอกจากนี้ รอยเชื่อมและการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแบบเชื่อมยังถูกกล่าวถึงในบทความบล็อกของเรา การเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแบบเชื่อม – ควรกังวลหรือไม่? และ ลดต้นทุนรอยเชื่อมด้วยการผลิตที่ได้รับการปรับปรุง (ซึ่งกล่าวถึงการรวมกันของการถ่ายแรงผ่านรอยเชื่อมและการสัมผัสภายใต้แรงอัด)

ขนาดและความยาวของรอยเชื่อม

มีวิธีการกำหนดขนาดของรอยเชื่อมที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับภูมิภาค อ่านบทความ ขนาดและความยาวของรอยเชื่อม เพื่อทราบว่า IDEA StatiCa กำหนดขนาดรอยเชื่อมอย่างไร หรือในกรณีที่คุณต้องการทราบความยาวที่แน่นอนของรอยเชื่อม:

การตรวจสอบความถูกต้อง

ใน Support Center ของเรา คุณสามารถค้นหาการศึกษาตรวจสอบความถูกต้องมากมายที่อธิบายประสิทธิภาพของแบบจำลองการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแบบเชื่อมต่างๆ รวมถึงการเปรียบเทียบกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

การศึกษาตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองที่มีรอยเชื่อม

การอัปเดตในแต่ละเวอร์ชัน

ฟีเจอร์ต่อไปนี้เป็นส่วนหนึ่งของบันทึกการเผยแพร่ของ IDEA StatiCa และอาจเกี่ยวข้องกับรอยเชื่อม อ่านข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฟีเจอร์ในบทความเฉพาะภายใต้ลิงก์:

การตรวจสอบรอยเชื่อมที่ขาดหาย (เวอร์ชัน 20.1)

เราได้เพิ่มเครื่องมือที่มีประโยชน์อีกชิ้นเพื่อช่วยผู้ใช้ค้นหาส่วนที่ไม่ได้เชื่อมของการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ: ยูทิลิตีสำหรับวิเคราะห์แบบจำลองการเชื่อมต่อเพื่อหารอยเชื่อมที่อาจขาดหาย 

การนำเข้ารอยเชื่อมที่แนะนำ (เวอร์ชัน 20.1)

เมื่อนำเข้าการเชื่อมต่อจากซอฟต์แวร์ CAD ขณะนี้มีตัวเลือกในการเพิ่มรอยเชื่อมที่แนะนำ 

แบบจำลองรอยเชื่อมชนที่ได้รับการปรับปรุง (เวอร์ชัน 20.1)

ขนาดของรอยเชื่อมชนได้รับการแก้ไขสำหรับรอยเชื่อมชนแบบขอบต่อพื้นผิว 

ข้อกำหนดเฉพาะการตรวจสอบรอยเชื่อมตาม Eurocode (EN) และมาตรฐานอินเดีย (IS) (เวอร์ชัน 21.1)

เพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานและเพื่อความปลอดภัยของการออกแบบ ค่ากำลังที่พิจารณาในการตรวจสอบตามมาตรฐานของรอยเชื่อมจะถูกคำนวณใหม่จากค่ากำลังของเหล็กแม่สำหรับมาตรฐาน EN และ IS รวมถึงวัสดุรอยเชื่อมเอง

การรวมการดำเนินการรอยเชื่อมและการสัมผัส (เวอร์ชัน 22.1)

ตั้งแต่เวอร์ชัน 22.1 การดำเนินการรอยเชื่อมและการสัมผัสสามารถรวมกันได้

การตรวจสอบการชนกันของแผ่นและรอยเชื่อม (เวอร์ชัน 22.1)

แผ่นและส่วนประกอบของแบบจำลองอาจถูกวางในตำแหน่งที่ชนกับแผ่นและชิ้นส่วนอื่น 

การตรวจสอบรอยเชื่อมของหน้าตัดแบบเชื่อม (เวอร์ชัน 23.0)

IDEA StatiCa สามารถตรวจสอบรอยเชื่อมตามยาวของชิ้นส่วนที่มีหน้าตัดแบบเชื่อมได้แล้ว

การปรับปรุงการแสดงผลการตรวจสอบรอยเชื่อม (เวอร์ชัน 23.0)

การตรวจสอบรอยเชื่อมโดยใช้วิธี Finite Element แตกต่างจากการคำนวณการออกแบบแบบดั้งเดิม ในการคำนวณแบบดั้งเดิม ความเยื้องศูนย์เล็กน้อย การเสียรูป การบิด สัมประสิทธิ์ Poisson ฯลฯ อาจถูกละเว้น

การปรับปรุงรายละเอียดสำหรับสลักเกลียวและรอยเชื่อมตาม Eurocode (เวอร์ชัน 23.0)

การตรวจสอบรายละเอียดใน IDEA StatiCa Connection ได้รับการปรับปรุง วิศวกรสามารถมีภาพรวมที่ดีขึ้นของการออกแบบและการตรวจสอบตามมาตรฐานของสลักเกลียวและรอยเชื่อม ด้วยข้อมูลและคำแนะนำที่ครบถ้วนตาม Eurocode ที่ให้ไว้ในตารางการตรวจสอบและรายงาน

อิเล็กโทรดเชื่อมที่ผู้ใช้กำหนดเอง (เวอร์ชัน 23.1)

วัสดุรอยเชื่อมเป็นรายการที่แก้ไขได้ใน MPRL (Material and Product Range Library) ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถกำหนดอิเล็กโทรดเชื่อมได้อย่างอิสระโดยไม่ขึ้นกับเกรดเหล็กของแผ่นที่เชื่อม

หากต้องการเพิ่มวัสดุเชื่อมที่ผู้ใช้กำหนดเอง ไปที่แท็บ Materials เพิ่มวัสดุ Weld และ Edit คุณสมบัติของมัน

รอยเชื่อมทั่วไปที่ถูกเน้นในฉาก 3D (เวอร์ชัน 23.1)

มีการปรับปรุงเล็กน้อยในฉาก 3D ของแอป Connection เพื่อการนำทางที่ดีขึ้น โดยเฉพาะในแบบจำลองการเชื่อมต่อขนาดใหญ่ที่นำเข้าผ่านลิงก์ BIM จากแอปพลิเคชัน CAD

เมื่อเลือก รอยเชื่อมทั่วไปหรือการดำเนินการสัมผัส รอยเชื่อมในฉาก 3D จะถูกเน้นด้วยสีส้ม (ตามค่าเริ่มต้น)

คำเตือนสำหรับอิเล็กโทรดที่แข็งแกร่งกว่าแผ่น (เวอร์ชัน 23.1)

เมื่อเปิดใช้งาน การตรวจสอบรายละเอียด ใน Code setup ของแอป Connection ผู้ใช้จะได้รับคำเตือนหากวัสดุอิเล็กโทรดเชื่อมมีความแข็งแกร่งมากกว่าแผ่นที่เชื่อม ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยในการออกแบบ

ข้อกำหนดนี้ใช้กับ Eurocode (EN) และมาตรฐานอินเดีย (IS) ซึ่งมีข้อกำหนดที่ระบุว่ากำลังของรอยเชื่อมถูกกำหนดโดยกำลังสูงสุดที่น้อยกว่าของแผ่นที่เชื่อม และข้อกำหนดที่ว่าวัสดุที่เพิ่มเข้ามาของอิเล็กโทรดเชื่อมต้องมีความแข็งแกร่งมากกว่าวัสดุแม่ (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 และ IS 800:2007 - 10.5.7.1.1)

คำเตือนสำหรับรอยเชื่อมและสลักเกลียวที่เชื่อมต่อแผ่นเดียวกัน (เวอร์ชัน 23.1)

การออกแบบการเชื่อมต่อที่รวมรอยเชื่อมและสลักเกลียว หรือสลักเกลียวและสลักเกลียวอัดแรงล่วงหน้านั้นไม่ปลอดภัยและไม่ได้รับอนุญาตตามมาตรฐาน แอปพลิเคชัน Connection จะแจ้งเตือนคุณโดยอัตโนมัติหากมีการใช้ขั้นตอนการทำงานดังกล่าวในโครงการ เพื่อให้มั่นใจว่าการออกแบบถูกต้องและปลอดภัย

การออกแบบอัตโนมัติของรอยเชื่อมตามความเหนียว/กำลังเต็ม/กำลังเกิน (เวอร์ชัน 24.0)

การกำหนดขนาดรอยเชื่อมอัตโนมัติช่วยลดการป้อนข้อมูลและการตรวจสอบรอยเชื่อมแต่ละจุดด้วยตนเองที่น่าเบื่อและใช้เวลานาน ด้วยอัลกอริทึมอัตโนมัติ IDEA StatiCa ช่วยให้การสร้างแบบจำลองรวดเร็วขึ้นและการออกแบบการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแบบเชื่อมมีความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์

การกำหนดขนาดรอยเชื่อมอัตโนมัติตามการประมาณกำลัง (เวอร์ชัน 24.0)

การกำหนดขนาดรอยเชื่อมอัตโนมัติแก้ปัญหาการปรับขนาดรอยเชื่อมแต่ละจุดด้วยตนเองซึ่งน่าเบื่อและใช้เวลานาก ด้วยการทำให้กระบวนการนี้เป็นอัตโนมัติ IDEA StatiCa ช่วยให้คุณเร่งกระบวนการออกแบบได้อย่างมีนัยสำคัญและส่งเสริมการออกแบบรอยเชื่อมที่สม่ำเสมอมากขึ้นในทุกโครงการ

รอยเชื่อมร่องแบบเจาะทะลุบางส่วน (PJP) (เวอร์ชัน 24.0, 24.1, 25.0)

การรวมรอยเชื่อมร่องแบบเจาะทะลุบางส่วน หรือรอยเชื่อมชนแบบเจาะทะลุบางส่วน หรือเรียกสั้นๆ ว่ารอยเชื่อม PJP ใน IDEA StatiCa Connection ตอบสนองข้อกำหนดเฉพาะที่กำหนดไว้สำหรับรอยเชื่อมชน PJP ซึ่งแตกต่างจากข้อกำหนดสำหรับรอยเชื่อมฟิลเลต

ขนาดของรอยเชื่อมแบบเจาะทะลุบางส่วนจะถูกนำเข้าสู่การวิเคราะห์ด้วยค่าเดียวกับที่ป้อนเข้ามา IDEA StatiCa ไม่ทำการปรับแต่งใดๆ เช่น การลดขนาดรอยเชื่อมระบุ ซึ่งเป็นหน้าที่ของผู้ใช้ก่อนการป้อนข้อมูล

คำเตือนที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบรอยเชื่อม (เวอร์ชัน 24.1)

มีคำเตือนสองประเภทที่ฝังอยู่:

• 'ประเภทรอยเชื่อมถูกเปลี่ยนเป็นรอยเชื่อมชนเนื่องจากการเชื่อมต่อแบบขอบต่อขอบ' (การเปลี่ยนประเภทรอยเชื่อมที่เกิดจากการดำเนินการสร้างแบบจำลอง)
• 'ไม่สามารถสร้างรอยเชื่อมได้เนื่องจากข้อจำกัดทางเรขาคณิต' (ครอบคลุมสถานการณ์ที่ความไม่แม่นยำทางเรขาคณิตทำให้การสร้างรอยเชื่อมไม่สำเร็จ)

การปรับปรุงตามภูมิภาค (เวอร์ชัน 25.0)

สำหรับวิศวกรในท้องถิ่น เวอร์ชัน 25.0 มีการปรับปรุงหลายอย่าง เช่น รอยเชื่อม PJP ใน Eurocode การนำ ACI ใหม่มาใช้งานและไม่เฉพาะสำหรับวิศวกรในสหรัฐอเมริกา การตรวจสอบการยึดตามมาตรฐานจีน การแยกแยะคำศัพท์ของสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา และอื่นๆ อีกมากมาย

พื้นที่กระจายรอยเชื่อม (เวอร์ชัน 25.0)

พื้นที่กระจายรอยเชื่อมมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเวอร์ชัน 25.0 ในบทความต่อไปนี้ จะอธิบายอย่างชัดเจนว่าการกระจายแรงจากแผ่นหนึ่งไปยังอีกแผ่นหนึ่งผ่านรอยเชื่อมทำงานอย่างไรในปัจจุบัน

พื้นที่กระจายรอยเชื่อมแตกต่างกันอย่างมากระหว่างรอยเชื่อมชนและรอยเชื่อมฟิลเลต พื้นที่กระจายจากขอบแผ่นไปยังพื้นผิวของแผ่นอีกแผ่นถูกกำหนดตามรูปต่อไปนี้:

แรงที่มาจากแผ่นขอบจะถูกกระจายไปยัง node ของแผ่นพื้นผิวตามความใกล้ชิดของ node กับพื้นที่กระจายรอยเชื่อม

การเปลี่ยนแปลงในเวอร์ชัน 25.0 มีผลอย่างไร?

• พื้นที่กระจายลดลงสำหรับรอยเชื่อมชน
• พื้นที่กระจายของรอยเชื่อมฟิลเลตสะท้อนขนาดรอยเชื่อมฟิลเลตได้แม่นยำยิ่งขึ้น
• ความหนาของแผ่นพื้นผิวไม่มีผลต่อพื้นที่กระจายรอยเชื่อมอีกต่อไป

เหตุใดจึงมีการเปลี่ยนแปลง?

• เมื่อเร็วๆ นี้ เราได้ดำเนินการ โครงการร่วม กับ University of Coimbra และ ISISE เป้าหมายของโครงการคือการสร้างชุดแบบจำลองเชิงตัวเลขใน Abaqus (ซอฟต์แวร์ Finite Element ทั่วไปที่มี solid finite elements) และเปรียบเทียบผลลัพธ์กับ IDEA StatiCa Connection (shell finite elements) โดยมุ่งเน้นที่การเชื่อมต่อแบบโมเมนต์ระหว่างคานและเสาแบบเชื่อม การเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่า:
  • ผลลัพธ์ของเสาแบบรีดที่ไม่มีแรงอัดที่มีนัยสำคัญในเสาอยู่ในเกณฑ์ที่ดี 
  • ผลลัพธ์ของเสาที่เชื่อมด้วยรอยเชื่อมชนมีความไม่อนุรักษ์นิยมเล็กน้อย (ร้อยละ 5.8) นี่คือเหตุผลที่มีการเปลี่ยนแปลงนี้ – การลดพื้นที่กระจายรอยเชื่อมสำหรับรอยเชื่อมชน

รอยเชื่อมแผ่นวงกลม (เวอร์ชัน 26.0)

แผ่นเสริมความแข็งรูปวงกลมถูกใช้กันทั่วไปเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับแผ่นเอวบาง แต่ก่อนเวอร์ชัน 26.0 ไม่สามารถกำหนดรอยเชื่อมสำหรับแผ่นเหล่านี้ได้โดยตรง

ด้วยเหตุนี้ ผู้ใช้จึงต้องพึ่งพาวิธีแก้ปัญหาชั่วคราว โดยทั่วไปคือการนำเข้าแผ่นเป็นรูปหลายเหลี่ยมจาก DXF ซึ่งเพิ่มขั้นตอนที่ไม่จำเป็นและลดประสิทธิภาพการสร้างแบบจำลอง

ด้วยการอัปเดตนี้ ขณะนี้สามารถกำหนดรอยเชื่อมโดยตรงสำหรับแผ่นเสริมความแข็งที่มีรูปทรงวงกลมได้แล้ว แผ่นจะถูกแบ่งเป็นส่วนๆ ภายใน คล้ายกับหน้าตัดกลวงวงกลม เพื่อให้มั่นใจว่าพฤติกรรมการวิเคราะห์มีความแม่นยำ จำนวนส่วนเป็นไปตาม การตั้งค่าโครงการ ทั่วไป เพื่อให้มีความสม่ำเสมอทั่วทั้งแบบจำลอง

การสัมมนาออนไลน์และวิดีโอ

ในอดีต เราได้จัดการสัมมนาออนไลน์หลายครั้งเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กแบบเชื่อม คุณสามารถหาแรงบันดาลใจได้จากการบันทึกต่อไปนี้:

รอยเชื่อมและสลักเกลียวใน IDEA StatiCa (AISC)

การสัมมนาออนไลน์นี้ครอบคลุมทฤษฎีเบื้องหลังสลักเกลียวและรอยเชื่อม และวิธีการสร้างแบบจำลองใน IDEA StatiCa นอกจากนี้ยังมีการอธิบายรายละเอียดการดำเนินการของส่วนประกอบทั้งสองนี้พร้อมเคล็ดลับ และสุดท้ายจะอธิบายการตีความผลลัพธ์และสูตรที่ใช้ในการตรวจสอบว่าเป็นไปตามข้อกำหนด AISC

การทำความเข้าใจผลลัพธ์รอยเชื่อมสำหรับ Eurocode

ตารางผลลัพธ์โดยละเอียดสามารถดูได้ในสูตรทั้งหมด แม้กระทั่งพร้อมค่าต่างๆ นอกจากนี้ยังมีการให้ความเค้นตามทิศทาง อัตราการใช้งานของรอยเชื่อมเห็นได้ชัดเจน แต่อัตราการใช้งานรวม Utc คำนวณจากกำลังของรอยเชื่อมทั้งหมด ตรวจสอบวิธีการทำงาน

เราสามารถหาความสอดคล้องของความเค้นในรอยเชื่อมกับการคำนวณด้วยมือได้หรือไม่?

ความเค้นในรอยเชื่อมถูกคำนวณในทิศทางหลักตาม EC และผลลัพธ์จะแสดงในแท็บผลลัพธ์ แม้ว่าการวิเคราะห์ใน IDEA StatiCa Connection จะอิงตาม วิธี Component-Based Finite Element แต่ในกรณีง่ายๆ ความเค้นสามารถเปรียบเทียบกับการคำนวณด้วยมือเพื่อตรวจสอบค่าผลลัพธ์ได้

การกำหนดรอยเชื่อมฟิลเลตตามแนวแผ่นเอว SHS และพื้นผิวแผ่น

หน้าตัดกลวงและโดยเฉพาะมุมโค้งของหน้าตัดนั้นบางครั้งยุ่งยากในการจัดการเกี่ยวกับการเชื่อม ฯลฯ ดูวิธีการกำหนดรอยเชื่อมฟิลเลตอย่างง่ายบนทั้งสองด้านของชิ้นส่วน SHS พร้อมกับมุมที่ต้องเชื่อมต่อกับพื้นผิวของแผ่นอย่างถูกต้อง