Verificação normativa de soldaduras (EN)

As soldaduras de ângulo são verificadas de acordo com a EN 1993-1-8. Considera-se que a resistência das soldaduras de topo é igual à do metal de base, pelo que não são verificadas.

Soldaduras de ângulo

Resistência de cálculo

A redistribuição plástica nas soldaduras é utilizada para evitar automaticamente as singularidades de tensão nos elementos de soldadura, redistribuindo a tensão ao longo do comprimento da soldadura. A resistência da soldadura corresponde aproximadamente ao cálculo manual, e a tensão é distribuída corretamente em situações complexas, como a soldadura a um banzo não enrijecido (EN 1993-1-8 – Cl. 4.10). A tensão na secção da garganta de uma soldadura de ângulo é determinada de acordo com a EN 1993-1-8, Cl. 4.5.3. As tensões são calculadas a partir das tensões no elemento de soldadura. O momento fletor em torno do eixo longitudinal da soldadura não é tido em conta.

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

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

Utilização da soldadura

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

em que:

• σ_w,Ed – tensão equivalente na soldadura
• σ_w,Rd – resistência da soldadura
• β_w – fator de correlação (EN 1993-1-8 – Quadro 4.1)
• f_u – resistência à rotura, adotada como o menor valor dos dois materiais de base ligados ou de acordo com o material escolhido pelo utilizador
• γ_M2 – coeficiente de segurança (EN 1993-1-8 – Quadro 2.1; editável em Code setup)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – tensões na soldadura de acordo com a figura seguinte:

Todos os valores necessários para a verificação são apresentados em tabelas. Ut é a utilização do elemento mais solicitado. Dado que se utiliza a redistribuição plástica da tensão na soldadura, esta é a utilização condicionante. Utc fornece informação sobre a utilização ao longo do comprimento da soldadura. Corresponde ao quociente entre a tensão atuante em todos os elementos da soldadura e a resistência de cálculo à tensão em todo o comprimento da soldadura.

O diagrama da tensão equivalente na soldadura mostra a seguinte tensão:

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

Soldaduras de topo

As soldaduras podem ser definidas como soldaduras de topo. Considera-se penetração completa da junta nas soldaduras de topo, pelo que estas soldaduras não são verificadas.

Disposições construtivas

A espessura mínima das chapas das ligações soldadas é verificada de acordo com a EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Para secções ocas de aço, a espessura da chapa deve ser, no mínimo, 2,5 mm
• Para as restantes chapas, a espessura da chapa deve ser, no mínimo, 4 mm

A espessura máxima da garganta das soldaduras de ângulo é verificada para chapas paralelas. É emitido um erro quando a soldadura não é exequível devido a restrições geométricas.

A espessura mínima da garganta das soldaduras de ângulo deve ser, no mínimo, 3 mm de acordo com a EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). É emitido um erro quando este requisito não é satisfeito.

É emitido um aviso quando a espessura da garganta da soldadura é superior ao requisito da DIN EN 1993-1-8 – NA to 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

em que:

• $a$ – espessura da garganta da soldadura
• $t_{max}$ – espessura da chapa ligada mais espessa 
• as unidades devem ser em [mm]

É emitida uma informação quando a espessura da garganta da soldadura é inferior ao requisito de ductilidade mínima das juntas soldadas da FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Este requisito é verificado para soldaduras de ângulo de ambos os lados por:

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

em que:

• $a$ – espessura da garganta da soldadura
• $t$ – espessura da chapa ligada pelo bordo
• $\beta_w$ – fator de correlação da soldadura 
• $\gamma_{M2}$ – coeficiente de segurança para parafusos e soldaduras; editável em Code setup
• $f_y$ – tensão de cedência da chapa
• $f_u$ – resistência à rotura da soldadura
• $\gamma_{M0}$ – coeficiente de segurança para chapas; editável em Code setup

A espessura da garganta de uma soldadura de ângulo de um só lado é duas vezes superior à de uma soldadura de ângulo de ambos os lados.