필릿 용접은 EN 1993-1-8에 따라 검토됩니다. 맞대기 용접의 강도는 모재와 동일한 것으로 가정하며 별도로 검토하지 않습니다.
필릿 용접
설계 저항력
용접부의 소성 재분배는 용접 요소의 응력 특이점을 자동으로 회피하고 응력을 용접 길이 방향으로 재분배하는 데 사용됩니다. 용접의 강도는 수계산 결과와 근사하게 일치하며, 비보강 플랜지에 대한 용접(EN 1993-1-8 – Cl. 4.10)과 같은 복잡한 경우에도 응력이 올바르게 분포됩니다. 필릿 용접의 목 단면에서의 응력은 EN 1993-1-8 Cl. 4.5.3에 따라 결정됩니다. 응력은 용접 요소의 응력으로부터 계산됩니다. 용접 종축 방향의 휨 모멘트는 고려하지 않습니다.
\[ \sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )} \]
\[ \sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}} \]
용접 이용률
\[ U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\} \]
여기서:
- σw,Ed – 용접부 등가 응력
- σw,Rd – 용접 저항력
- βw – 상관계수 (EN 1993-1-8 – Table 4.1)
- fu – 극한 강도, 연결된 두 모재 중 낮은 값 또는 사용자가 선택한 재료에 따라 결정
- γM2 – 안전계수 (EN 1993-1-8 – Table 2.1; Code setup에서 편집 가능)
- σ┴, τ┴, τ‖ – 아래 그림에 따른 용접부의 응력:
검토에 필요한 모든 값은 표에 출력됩니다. Ut는 가장 큰 응력을 받는 요소의 이용률입니다. 용접부의 응력 소성 재분배가 사용되므로, 이것이 결정적인 이용률입니다. Utc는 용접 길이 방향의 이용률 정보를 제공합니다. 이는 용접의 모든 요소에서의 실제 응력과 전체 용접 길이의 응력에 대한 설계 저항력의 비율입니다.
용접부 등가 응력 다이어그램은 다음 응력을 나타냅니다:
\[ \sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2} \right \} \]
맞대기 용접
용접은 맞대기 용접으로 지정할 수 있습니다. 맞대기 용접에는 완전 용입이 적용되므로 해당 용접은 검토하지 않습니다.
상세 규정
용접 연결부의 최소 플레이트 두께는 EN 1993-1-8 – 4.1(1)에 따라 검토됩니다:
- 중공 강재 단면의 경우, 플레이트 두께는 최소 2.5 mm 이상이어야 합니다
- 기타 플레이트의 경우, 플레이트 두께는 최소 4 mm 이상이어야 합니다
평행 플레이트에 대한 필릿 용접의 최대 용접 목 두께가 검토됩니다. 기하학적 제약으로 인해 해당 용접이 불가능한 경우 오류가 발생합니다.
필릿 용접의 최소 용접 목 두께는 EN 1993-1-8 – 4.5.2(2)에 따라 최소 3 mm 이상이어야 합니다. 이 요건이 충족되지 않으면 오류가 발생합니다.
용접 목 두께가 DIN EN 1993-1-8 – NA to 4.5.2의 요건보다 작은 경우 경고가 발생합니다:
\[a \le \sqrt{t_{max}}-0.5\]
여기서:
- \(a\) – 용접 목 두께
- \(t_{max}\) – 연결된 플레이트 중 두꺼운 플레이트의 두께
- 단위는 [mm]이어야 합니다
용접 목 두께가 FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4)의 용접 접합부 최소 연성 요건보다 작은 경우 정보가 표시됩니다. 이 요건은 양면 필릿 용접에 대해 다음과 같이 검토됩니다:
\[a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}\]
여기서:
- \(a\) – 용접 목 두께
- \(t\) – 단부로 연결된 플레이트의 두께
- \(\beta_w\) – 용접 상관계수
- \(\gamma_{M2}\) – 볼트 및 용접에 대한 안전계수; Code setup에서 편집 가능
- \(f_y\) – 플레이트 항복 강도
- \(f_u\) – 용접 극한 강도
- \(\gamma_{M0}\) – 플레이트에 대한 안전계수; Code setup에서 편집 가능
단면 필릿 용접의 용접 목 두께는 양면 필릿 용접의 두 배입니다.