Saldatura / Saldature in IDEA StatiCa
Sfondo Teorico
Leggi le informazioni essenziali sul modello di saldatura nel nostro Sfondo Teorico. La parte generale descrive il modello computazionale stesso:
Sfondo Teorico: Analisi dei collegamenti saldati
Parti specifiche dello Sfondo Teorico per ciascuno degli standard nazionali supportati:
- Verifica normativa delle saldature (EN)
- Verifica normativa delle saldature (AISC)
- Verifica normativa delle saldature (CISC)
- Verifica normativa delle saldature (AS)
- Verifica normativa delle saldature (IS)
- Verifica normativa delle saldature (HKG)
- Verifica normativa delle saldature (GB)
- Verifica normativa delle saldature (SP)
È possibile trovare una chiara dimostrazione di come la tensione si sviluppa durante il carico, nonché la distribuzione della tensione lungo le saldature lunghe, nell'articolo Come vengono modellate le saldature in IDEA StatiCa.
Inoltre, le saldature e i collegamenti saldati sono discussi nei nostri articoli del blog Collegamenti in acciaio saldati – preoccuparsi o no? e Ridurre i costi di saldatura con una fabbricazione ottimizzata (dove viene discussa una combinazione del trasferimento del carico attraverso una saldatura e il contatto in compressione).
Dimensione e lunghezza della saldatura
Esistono diversi modi in cui viene definita la dimensione della saldatura, a seconda della regione. Leggi l'articolo Dimensione e lunghezza della saldatura per scoprire come IDEA StatiCa definisce la dimensione della saldatura o nel caso in cui sia necessario conoscere la lunghezza esatta della saldatura:
Verifiche
Nel nostro Support Center è possibile trovare numerosi studi di verifica che descrivono le prestazioni di diversi modelli di collegamento saldato, nonché confronti con prove di laboratorio.
Studi di verifica su modelli con saldature
Aggiornamenti nelle versioni
Le seguenti funzionalità fanno parte delle note di rilascio di IDEA StatiCa e possono essere correlate alle saldature. Per ulteriori informazioni sulle funzionalità, consultare gli articoli dedicati tramite i link:
Verifica delle saldature mancanti (versione 20.1)
È stato aggiunto un ulteriore strumento utile per aiutare automaticamente l'utente a individuare le parti non saldate del collegamento: l'utilità per analizzare un modello di collegamento alla ricerca di saldature potenzialmente mancanti.
Importazione delle saldature raccomandate (versione 20.1)
Quando si importa un collegamento da un software CAD, è ora disponibile un'opzione per aggiungere le saldature raccomandate.
Modello aggiornato delle saldature di testa (versione 20.1)
La dimensione delle saldature di testa è stata corretta per le saldature di testa bordo-superficie.
Specifiche della verifica delle saldature secondo Eurocode (EN) e Indian Standard (IS) (versione 21.1)
Per conformarsi alle normative e garantire la sicurezza del progetto, il valore di resistenza considerato nella verifica normativa delle saldature viene ora calcolato dal valore di resistenza dell'acciaio base per le normative EN e IS e dal materiale di saldatura stesso.
Combinazione di operazioni di saldatura e contatto (versione 22.1)
Dalla versione 22.1, le operazioni di saldatura e contatto possono essere combinate.
Verifica delle interferenze tra piastre e saldature (versione 22.1)
Le piastre e le parti del modello possono essere posizionate in modo da collidere con le altre piastre e gli altri elementi.
Verifica delle saldature di sezioni saldate (versione 23.0)
IDEA StatiCa è ora in grado di verificare le saldature longitudinali degli elementi con sezioni trasversali saldate.
Visualizzazione migliorata della verifica delle saldature (versione 23.0)
La verifica delle saldature tramite il Metodo degli Elementi Finiti differisce dai calcoli di progetto tradizionali. Nei calcoli tradizionali, piccole eccentricità, deformazioni, torsioni, coefficiente di Poisson, ecc. possono essere trascurati.
Miglioramenti ai dettagli costruttivi per bulloni e saldature secondo Eurocode (versione 23.0)
La verifica dei dettagli costruttivi in IDEA StatiCa Connection è migliorata. Gli ingegneri possono avere una migliore panoramica del progetto e della verifica normativa di bulloni e saldature grazie a informazioni e raccomandazioni dettagliate secondo l'Eurocode fornite nelle tabelle di verifica e nel Report.
Elettrodi di saldatura definiti dall'utente (versione 23.1)
Il materiale di saldatura è un elemento modificabile nella MPRL (Material and Product Range Library). Ciò significa che è possibile definire gli elettrodi di saldatura indipendentemente dal grado di acciaio delle piastre collegate.
Per aggiungere un materiale di saldatura definito dall'utente, andare alla scheda Materiali, aggiungere un materiale di Saldatura e Modificare le sue proprietà.
Saldatura generale evidenziata nella scena 3D (versione 23.1)
È presente un semplice miglioramento nella scena 3D dell'app Connection per una migliore orientazione, specialmente nei modelli di collegamento più grandi importati tramite link BIM da applicazioni CAD.
Quando viene selezionata un'operazione di saldatura generale o di contatto, la saldatura nella scena 3D viene evidenziata in arancione (per impostazione predefinita).
Avviso per elettrodi più resistenti delle piastre (versione 23.1)
Quando la verifica dei dettagli costruttivi è attivata nel Code setup dell'app Connection, gli utenti ricevono un avviso se il materiale dell'elettrodo di saldatura è più resistente delle piastre saldate. Ciò contribuisce a garantire gli standard di sicurezza del progetto.
Questo si applica all'Eurocode (EN) e allo standard indiano (IS), che contengono clausole che definiscono che la resistenza della saldatura è determinata dalla minore resistenza ultima delle piastre collegate e requisiti che il materiale aggiunto degli elettrodi di saldatura deve essere più resistente del materiale base (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 e IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).
Avvisi per saldature e bulloni che collegano le stesse piastre (versione 23.1)
Il progetto di un collegamento che combina saldature e bulloni o bulloni e bulloni pretensionati non è sicuro e non è consentito dalle normative. L'applicazione Connection informa automaticamente l'utente se tale flusso di lavoro viene utilizzato in un progetto, per garantire un progetto corretto e sicuro.
Autodimensionamento delle saldature a duttilità/resistenza piena/sovraresistenza (versione 24.0)
Il dimensionamento automatico delle saldature elimina l'inserimento manuale tedioso e dispendioso in termini di tempo e la verifica di ciascuna saldatura. Con l'algoritmo di automazione, IDEA StatiCa fornisce una modellazione più rapida e un progetto assolutamente sicuro dei collegamenti saldati.
Dimensionamento automatico delle saldature per stima della capacità (versione 24.0)
Il dimensionamento automatico delle saldature affronta la difficoltà di regolare manualmente la dimensione di ciascuna saldatura, operazione che risulta sia tediosa che dispendiosa in termini di tempo. Automatizzando questo processo, IDEA StatiCa aiuta significativamente ad accelerare il processo di progettazione e favorisce progetti di saldatura più coerenti tra i vari progetti.
Saldature a piena penetrazione parziale (PJP) (versione 24.0, 24.1, 25.0)
L'integrazione delle saldature a piena penetrazione parziale, o saldature di testa a penetrazione parziale, o semplicemente saldature PJP in IDEA StatiCa Connection risponde ai requisiti specifici stabiliti per le saldature di testa PJP, distinti da quelli per le saldature a cordone d'angolo.
La dimensione di una saldatura a penetrazione parziale viene presa in analisi con lo stesso valore inserito. IDEA StatiCa non applica alcuna correzione, come la riduzione della dimensione nominale della saldatura – questo è a carico dell'utente prima dell'inserimento.
Avvisi relativi agli elementi di saldatura (versione 24.1)
Sono incorporati due tipi di avvisi:
- 'Tipo di saldatura modificato in saldatura di testa a causa del collegamento bordo-bordo' (modifica del tipo di saldatura causata da un'azione di modellazione)
- 'La saldatura non è stata creata a causa di restrizioni geometriche' (copre le situazioni in cui imprecisioni nella geometria causano una creazione non riuscita della saldatura)
Miglioramenti regionali (versione 25.0)
Per gli ingegneri locali, la versione 25.0 offre diversi miglioramenti come le saldature PJP secondo Eurocode, l'implementazione del nuovo ACI e non solo per gli ingegneri statunitensi, verifiche di ancoraggio per lo standard cinese, differenziazione della terminologia britannica e statunitense, e altro ancora.
Area di diffusione della saldatura (versione 25.0)
L'area di diffusione della saldatura è leggermente modificata nella versione 25.0. Nel seguente articolo viene spiegato chiaramente come funziona ora la distribuzione delle forze da una piastra all'altra attraverso le saldature.
L'area di diffusione della saldatura differisce notevolmente tra le saldature di testa e le saldature a cordone d'angolo. L'area di diffusione dal bordo della piastra alla superficie di un'altra piastra è definita secondo la figura seguente:
La forza proveniente dalla piastra di bordo viene quindi distribuita nei nodi della piastra di superficie in base alla vicinanza del nodo all'area di diffusione della saldatura.
Cosa comporta la modifica nella versione 25.0?
- L'area di diffusione è stata ridotta per le saldature di testa
- L'area di diffusione delle saldature a cordone d'angolo riflette ora in modo più accurato la dimensione della saldatura a cordone d'angolo
- Lo spessore della piastra di superficie è ora irrilevante per l'area di diffusione della saldatura
Perché sono state apportate le modifiche?
- Recentemente, abbiamo condotto un progetto congiunto con l'Università di Coimbra e ISISE. L'obiettivo del progetto era creare una serie di modelli numerici in Abaqus (pacchetto software generale agli elementi finiti con elementi finiti solidi) e confrontare i risultati con IDEA StatiCa Connection (elementi finiti a guscio). L'attenzione è rivolta ai collegamenti trave-colonna a momento saldati. Il confronto mostra che:
- I risultati delle colonne laminate senza una forza di compressione significativa nella colonna sono in buon accordo
- I risultati delle colonne saldate di testa sono leggermente non conservativi (del 5,8%). Ecco perché viene apportata questa modifica – riduzione dell'area di diffusione della saldatura per le saldature di testa.
Saldatura di piastra circolare (versione 26.0)
Le piastre di irrigidimento circolari sono comunemente utilizzate per rinforzare anime sottili, ma prima della versione 26.0 non era possibile definire saldature per queste piastre direttamente.
Di conseguenza, gli utenti dovevano ricorrere a soluzioni alternative, tipicamente importando la piastra come poligono da DXF, il che aggiungeva passaggi non necessari e riduceva l'efficienza della modellazione.
Con questo aggiornamento, le saldature possono ora essere definite direttamente per le piastre di irrigidimento con forma circolare. La piastra viene internamente discretizzata in segmenti, in modo simile alle sezioni cave circolari, garantendo un comportamento di analisi accurato. Il numero di segmenti rispetta le Impostazioni di progetto globali, garantendo coerenza nel modello.
Webinar e video
In passato, abbiamo tenuto diversi webinar sulla modellazione dei collegamenti saldati. È possibile trovare ispirazione nelle seguenti registrazioni:
Saldature e bulloni in IDEA StatiCa (AISC)
La sessione webinar tratta la teoria alla base dei bulloni e delle saldature e come vengono modellati in IDEA StatiCa. Vengono inoltre descritte in dettaglio le operazioni di questi due componenti con alcuni suggerimenti. Infine, verrà spiegata l'interpretazione dei risultati e le formule utilizzate per verificare che soddisfino i requisiti AISC.
Comprensione dei risultati delle saldature per Eurocode
La tabella dettagliata con i risultati può essere visualizzata in tutte le formule, anche con i valori. Vengono fornite anche le tensioni direzionali. Lo sfruttamento della saldatura è evidente. Ma lo sfruttamento complessivo Utc viene calcolato dalla capacità dell'intera saldatura. Scopri come funziona.
È possibile trovare una corrispondenza nella tensione della saldatura con i calcoli manuali?
La tensione in una saldatura viene calcolata nelle direzioni principali secondo l'EC e i risultati sono forniti nelle schede dei risultati. Sebbene l'analisi in IDEA StatiCa Connection sia basata su CBFEM, nei casi semplici la tensione può essere confrontata con i calcoli manuali per verificare i valori risultanti.
Impostazione delle saldature a cordone d'angolo lungo un'anima SHS e una superficie di piastra
Le sezioni cave e principalmente gli angoli curvi delle loro sezioni trasversali sono talvolta difficili da gestire per quanto riguarda la saldatura ecc. Scopri come impostare correttamente una semplice saldatura a cordone d'angolo su entrambi i lati di un elemento SHS, lungo i suoi angoli che devono essere collegati alla superficie di una piastra.