Exemple AISC J.1 Soudure d’angle en cisaillement longitudinal
Comme le montre la Figure 01 ci-dessus, une plaque de 1/4 de pouce d’épaisseur est soudée à une plaque de 3/8 pouces d’épaisseur. Les plaques sont de classe 50 selon l’ASTM A572. Soudure : Électrodes de 70 ksi, avec une aile de 3/16 pouces et une longueur de 27 pouces.
Plusieurs types d’assemblages sont disponibles, y compris des assemblages bout à bout, des assemblages en équerre, des assemblages à recouvrement et des assemblages en T. Pour le premier exemple, un assemblage à recouvrement et un angle simple sont sélectionnés (Figure 02). La disposition de la soudure contrôle si la soudure est disposée sur le bas ou le haut de la surface connectée. Un message d’erreur apparait et vous propose d’inverser l’orientation si la sélection initiale est incorrecte. Pour la taille de la soudure, entrez une épaisseur de gorge de 3/16 pouce x 0,707 = 0,13256 pouce. Sélectionnez d’abord la ligne pour la soudure, puis les deux surfaces devant être connectées. La longueur de soudure est égale à la longueur totale des lignes sélectionnées.
La « Configuration pour l’assemblage soudé » par défaut est modifiable dans le dossier « Analyse contrainte-déformation » (Figure 03). Désactivez les types de contrainte non pertinents.
La contrainte limite peut être calculée selon l’équation J2-4 de l’AISC (zone de soudure exclue) pour la vérification LRFD. Cette valeur est ensuite comparée à la contrainte résultante, σ|j+s+w|.
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φ |
Facteur de résistance LRFD |
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β |
Facteur de réduction = 1,2 - 0,002 (27,0 po/0,1875 po) ≤ 1,0 |
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Fnw |
Contrainte nominale du métal de soudure, ksi |
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kds |
Facteur d'augmentation de la résistance directionnelle (1,0 pour la direction longitudinale) |
Les « Options spéciales » (Figure 04) permettent de redistribuer les pics de contrainte locaux sur la longueur de la soudure. Sélectionnez « Uniforme » pour les charges de cisaillement et normales. Pour les charges de flexion, sélectionnez « Aucune » pour ignorer le moment non souhaité dans la contrainte résultante.
Les méthodes d’analyse des contraintes disponibles, Simplifiée et Directionnelle, sont celles de l’EN 1993-1-8 [3]. Sélectionnez la méthode « Simplifiée » pour cet exemple.
Après avoir effectué le calcul, sélectionnez « Contraintes dans les assemblages soudés » dans le menu déroulant pour afficher le résultat des contraintes (Figure 05). Le ratio de contraintes de l’exemple AISC est égal à 200 kips/206 kips = 0,971. Ce facteur est similaire au ratio de contrainte de 1,0 dans RFEM.
Exemple AISC J.2A Soudure d’angle chargée à l’angle
Dans ce deuxième exemple, un gousset de 3/4 pouce d’épaisseur est soudé au sommet de la semelle de la poutre (une semelle et une âme de 1,0 cm d’épaisseur sont présumées dans le modèle). Les charges sont appliquées à un angle de 60° par rapport à l’axe longitudinal de la soudure. Les plaques sont de classe 50 selon l’ASTM A572. Soudure : Électrodes de 70 ksi, avec une aile de 5/16 pources et une longueur de 15,4 pouces (Figure 01).
De manière similaire au flux de travail illustré ci-dessus, créez un nouvel assemblage soudé. Sélectionnez l’assemblage en T et la double soudure d’angle (Figure 06). Pour la taille de la soudure, entrez une épaisseur de gorge de 5/16 pouces x 0,707 = 0,221 pouces.
Une nouvelle « configuration pour les assemblages soudés » doit être ajoutée, car une contrainte limite différente est utilisée dans cet exemple.
Le facteur d’augmentation de la résistance directionnelle selon l’Équation J2-5 de l’AISC peut être utilisé pour augmenter la contrainte limite pour une soudure d’angle chargée à l’angle.
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kds |
Facteur d'amplification de la résistance directionnelle |
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θ |
Angle entre la ligne de l'effort appliqué et l'axe longitudinal de la soudure, degrés |
Contrainte limite selon l’équation J2-4 de l’AISC (zone de soudure exclue) pour la vérification LRFD :
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φ |
Facteur de résistance LRFD |
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Fnw |
Contrainte nominale du métal de soudure, ksi |
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kds |
Facteur d'augmentation de la résistance en direction |
Le ratio de contrainte de 1,0 dans RFEM a permis de vérifier la longueur requise calculée dans l’exemple selon l’AISC. Outre les contraintes, les efforts internes peuvent également être affichés graphiquement. La contrainte de cisaillement totale W peut être multipliée par la longueur de soudure pour vérifier la charge totale appliquée (Figure 07).
Veuillez noter que les exigences AISC supplémentaires pour les soudures d’angle doivent également être vérifiées. Cela inclut les tailles minimales et maximales, la longueur minimale, la longueur efficace et d'autres limitations traitées dans la clause J2.2b de l’AISC.