Descrição

Três chapas são ligadas em duas configurações, nomeadamente com uma soldadura transversal e com uma soldadura longitudinal. A classe de aço, o comprimento e a espessura de garganta da soldadura são os parâmetros variáveis no estudo. A junta é carregada por uma força normal.

O modelo foi criado na aplicação IDEA StatiCa Connection.

Fig. 1: Geometria da ligação sobreposta soldada com soldadura transversal

Modelo Analítico

A resistência de cálculo por unidade de comprimento de uma soldadura de filete em situação de incêndio deve ser determinada por:

\[ F_{w,t,Rd}=F_{w,Rd}k_{w,\theta}\frac{\gamma_{M2}}{\gamma_{M,fi}}\]

onde \(k_{w,\theta}\) é obtido da EN 1993-1-2, Quadro D.1 para a temperatura adequada da soldadura; \(F_{w,Rd}\) é determinado a partir da EN 1993-1-8, Cl. 4.5.3.

Verificação

Quadro 1: Soldaduras de filete transversais

Fig. 2: Estudo paramétrico da temperatura para soldadura transversal

Fig. 3: Estudo paramétrico da classe de aço para soldadura transversal

Fig. 4: Estudo paramétrico do comprimento e espessura de garganta da soldadura transversal

A resistência das soldaduras de filete transversais é, na maioria dos casos, ligeiramente superior (em média 3 %) no CBFEM do que no modelo analítico. A exceção é a temperatura de 350 °C. A esta temperatura, a resistência das soldaduras é apenas ligeiramente afetada pelo incêndio, e a diferença entre os coeficientes parciais de segurança \(\gamma_{M,fi}=1.0\) e \(\gamma_{M2}=1.25\) supera a redução devida ao incêndio. O IDEA StatiCa não permite que a resistência de parafusos ou soldaduras em situação de incêndio seja superior à resistência à temperatura ambiente e assume o mínimo de:

• Resistência à ação multiplicada pelo fator de redução para a temperatura, \(k_{\theta}\), e dividida pelo coeficiente de segurança para a situação de incêndio, \(\gamma_{M,fi}\)
• Resistência à ação dividida pelo coeficiente de segurança para parafusos e soldaduras, \(\gamma_{M2}\)

Quadro 2: Soldaduras de filete longitudinais

Fig. 5: Estudo paramétrico da temperatura para soldadura longitudinal

Fig. 6: Estudo paramétrico da classe de aço para soldadura longitudinal

Fig. 7: Estudo paramétrico do comprimento e espessura de garganta da soldadura longitudinal

A resistência das soldaduras de filete longitudinais é, na maioria dos casos, ligeiramente inferior (em média 4 %) no CBFEM do que no modelo analítico. A exceção é a temperatura de 350 °C, pelo mesmo motivo que para as soldaduras transversais.

Exemplo de referência

Dados de entrada

Chapa 2-3: Perfil I personalizado

• Espessura t_2-3 = 12 mm
• Largura b_2-3 = 40 mm
• Aço S355

Chapa 1

• Espessura t₁ = 12 mm
• Largura b₁ = 50 mm
• Aço S355
• Tipo de modelo N-Vy-Vz

Soldadura, soldaduras de filete transversais

• Espessura de garganta a_b = 3 mm
• Comprimento da soldadura L_b = 40 mm

Temperatura: Ambos os elementos

• \(\theta=550\,^\circ C\)

Resultado

• Resistência de cálculo à tração F_Rd = 48 kN

Fig. 8: Exemplo de referência para a ligação sobreposta soldada 

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