Kaynak kod kontrolü (AISC)

Köşe kaynakları AISC 360 - Bölüm J2'ye göre kontrol edilir. TBK (Tam Birleşim Kaynağı) oluk kaynaklarının dayanımı ana metal ile aynı kabul edilir ve kontrol edilmez.

Köşe kaynakları

Kaynaklı birleşimlerin tasarım dayanımı, ϕR_n, ve izin verilen dayanımı, R_n/Ω, bağlantı kaynağı kontrolünde değerlendirilir.

ϕ = 0.75    (Yük ve Dayanım Faktörü Tasarımı, LRFD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Ω = 2.00    (İzin Verilen Dayanım Tasarımı, ASD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Kaynaklı birleşimlerin mevcut dayanımı AISC 360-16 – J2.4'e göre değerlendirilir

R_n = F_nw A_we

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

burada:

• F_nw – kaynak malzemesinin nominal gerilmesi
• A_we – kaynağın etkin alanı

  • A_we = Lc*Th
• F_EXX – elektrot sınıflandırma numarası, yani minimum belirtilen çekme dayanımı
• θ – kaynağın boyuna ekseni ile kaynağın en çok zorlanmış sonlu elemanında etkiyen bileşke kuvvet yönü arasındaki hesaplanan açı.

Dikdörtgen içi boş yapısal kesit kenarının bağlandığı kaynaklarda yönsel dayanım artışının kullanılmadığına dikkat edilmelidir (AISC 360-16:2022 – J2.4.(2)).

Kod kurulumunda seçenek işaretlendiğinde ana metal dayanımı değerlendirilir (Birleşim yüzeyinde ana metal kapasitesi).

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

burada:

• F_nBM = 0.6 F_u – ana metalin nominal dayanımı – AISC 360-16 – J4.2 (J4-4)
• $A_{BM}=A_{we}\sqrt{2}$ – ana metalin kesit alanı
• F_u – belirtilen minimum çekme dayanımı

Kontrol için gereken tüm değerler tablolarda yazdırılır.

burada:

• Xu – kullanılan kaynak elektrotu 
• Th – kaynak boğaz kalınlığı (Ls'den hesaplanır)
• Ls – kaynak bacak boyutu (kullanıcı girişi)

• $L$ – toplam kaynak uzunluğu
• $L_c$ – kritik kaynak elemanının uzunluğu
• Loads – incelenen kaynak için kritik yük etkisi
• $F_n$ – kritik kaynak elemanındaki kuvvet
• $\phi$Rn – kaynak dayanımı
• Ut – kritik kaynak elemanının kullanım oranı

Kuvvet, $F_n$, ve kaynak açısı, $\theta$, $\sigma_{\perp}, ,\ \tau_{\perp}, \, \tau_{\parallel}$ gerilmelerinden, kaynak sonlu elemanının uzunluğundan ve etkin alanından türetilir. Bu gerilmeler, sonlu elemanlar çözücüsünün temel çıktısıdır.

Kaynak diyagramları aşağıdaki formüllere göre gerilmeyi gösterir:

Ana metal devre dışı bırakıldığında (eşleşen elektrot kullanılır):

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

Ana metal etkinleştirildiğinde (eşleşen elektrot kullanılmaz):

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

Kullanıcı Notu: IDEA StatiCa'da kaynak bacak boyutu 0 olarak girildiğinde aşağıdaki değer kullanılır:

• Tek taraflı köşe kaynağı için kaynak boğaz kalınlığı, bağlanan daha ince plakaya eşittir.
• Çift taraflı köşe kaynağı için kaynak boğaz kalınlığı, bağlanan daha ince plakanın yarısına eşittir.

TBK oluk kaynakları

AISC Şartname Tablosu J2.5, oluk kaynakları ile ilişkilendirilebilecek dört yükleme koşulunu tanımlar ve birleşimin dayanımının ya ana metal tarafından kontrol edildiğini ya da yüklerin parçaları birbirine bağlayan kaynakların tasarımında dikkate alınmasına gerek olmadığını gösterir. Buna göre, Tam Birleşim Penetrasyonlu (TBK) oluk kaynakları eşleşen dayanımlı dolgu metali ile yapıldığında, bağlantının dayanımı ana metal tarafından yönetilir veya kontrol edilir ve kaynak dayanımı üzerinde herhangi bir kontrol gerekmez.

KBK oluk kaynakları

Kısmi Birleşim Penetrasyonlu (KBK) oluk kaynağının tasarım dayanımı, ϕR_n, ve izin verilen dayanımı, R_n/Ω, AISC 360-22 – Tablo J2.5'e göre belirlenir. En muhafazakâr durum – kesme ile yük tipi – esas alınır. 

ϕ = 0.75    (Yük ve Dayanım Faktörü Tasarımı, LRFD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Ω = 2.00    (İzin Verilen Dayanım Tasarımı, ASD, Kod kurulumunda düzenlenebilir)

Kaynaklı birleşimlerin mevcut dayanımı AISC 360-16 – J2.4'e göre değerlendirilir

R_n = F_nw A_we

burada:

• F_nw = 0.6 F_EXX – kaynak malzemesinin nominal gerilmesi
• A_we – kaynağın etkin alanı

  • A_we = L_c E 
• F_EXX – elektrot sınıflandırma numarası, yani minimum belirtilen çekme dayanımı
• L_c – kritik kaynak elemanının uzunluğu
• E – KBK kaynağının etkin boğazı

Kod kurulumunda seçenek işaretlendiğinde ana metal dayanımı değerlendirilir (Birleşim yüzeyinde ana metal kapasitesi).

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

burada:

• F_nBM = 0.6 F_u – ana metalin nominal dayanımı – AISC 360-22 – J4.2 (J4-4)
• $A_{BM}=A_{we}$ – kaynağın etkin alanına eşit kabul edilen ana metalin kesit alanı
• F_u – ana metalin belirtilen minimum çekme dayanımı