Nachweis von Schweißnähten nach AISC

Kehlnähte werden nach AISC 360 - Kapitel J2 überprüft. Die Festigkeit von CJP-Nutschweißnähten wird als die des Grundwerkstoffs angenommen und nicht überprüft.

Kehlnähte

Die Bemessungsfestigkeit ϕR_n und die zulässige Festigkeit R_n/Ω von Schweißverbindungen werden im Schweißnahtnachweis des Anschlusses bewertet.

ϕ = 0,75    (Load and Resistance Factor Design, LRFD, änderbar in den Normeinstellungen)

Ω = 2,00    (Allowable Strength Design, ASD, änderbar in den Normeinstellungen)

Die verfügbare Festigkeit von Schweißverbindungen wird gemäß AISC 360-16 – J2.4 bewertet

R_n = F_nw A_we

F_nw = 0,6 F_EXX (1,0 + 0,5 sin^1.5θ )

Wo:

• F_nw – Nennspannung des Schweißgutes
• A_we – Wirksame Fläche der Schweißnaht
• F_EXX – Elektroden-Klassifizierungsnummer, d.h. angegebene minimale Zugfestigkeit
• θ – Belastungswinkel gemessen von der Längsachse der Schweißnaht [°]

Die Festigkeit des Grundmetalls wird ausgewertet, wenn die Option in der Normeinstellung (Kapazität des Grundmetalls an der Schweißfläche) ausgewählt ist.

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

Wo:

• F_nBM = 0,6 F_u – Nennfestigkeit des Grundmetalls – AISC 360-16 – J4.2 (J4-4)
• $A_{BM}=A_{we}\sqrt{2}$ – Querschnittsfläche des Grundmetalls
• F_u – Angegebene Mindestzugfestigkeit

Alle für die Nachweise erforderlichen Werte werden in Tabellen ausgegeben.

Die Schweißnahtdiagramme zeigen Spannungen gemäß folgender Formeln:

Wenn das Grundmetall deaktiviert ist (passende Elektrode wird verwendet):

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

Wenn das Grundmetall aktiviert ist (passende Elektrode wird nicht verwendet):

$$\sigma = \max \left \{  \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{1+0,5 \sin^{1,5}{\theta}}, \, \frac{\sqrt{ \sigma_{\perp}^2 + \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 }}{\sqrt{2} F_u / F_{EXX}} \right \}$$

CJP-Nutschweißnähte

Die AISC-Tabelle J2.5 zur Spezifizierung identifiziert vier Belastungsbedingungen, die mit Nutschweißnähten verbunden sein können, und zeigt, dass die Festigkeit der Verbindung entweder durch das Grundmetall bestimmt wird oder dass die Belastungen bei der Bemessung der Schweißnähte, die die Teile verbinden, nicht berücksichtigt werden müssen. Dementsprechend wird, wenn CJP-Nutschweißnähte (Complete Joint Penetration) mit Zusatzwerkstoff mit entsprechender Festigkeit hergestellt werden, die Festigkeit einer Verbindung durch das Grundmetall bestimmt/kontrolliert und es sind keine Nachweise der Schweißnahtfestigkeit erforderlich.