Verificação normativa de soldaduras (EN)

As soldaduras de ângulo são verificadas de acordo com a EN 1993-1-8. Considera-se que a resistência das soldaduras de topo é igual à do metal base e, por isso, não é verificada.

Soldaduras de ângulo

Resistência de cálculo

A redistribuição plástica nas soldaduras é utilizada para evitar automaticamente as singularidades de tensão nos elementos de soldadura, redistribuindo a tensão ao longo do comprimento da soldadura. A resistência da soldadura corresponde aproximadamente ao cálculo manual, e a tensão é corretamente distribuída em casos complexos, como a soldadura a um banzo não enrijecido (EN 1993-1-8 – Cl. 4.10). A tensão na secção da garganta de uma soldadura de ângulo é determinada de acordo com a EN 1993-1-8 Cl. 4.5.3. As tensões são calculadas a partir das tensões no elemento de soldadura. O momento fletor em torno do eixo longitudinal da soldadura não é considerado.

$$\sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )}$$

$$\sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}$$

Utilização da soldadura

$$U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\}$$

onde:

• σ_w,Ed – tensão equivalente na soldadura
• σ_w,Rd – resistência da soldadura
• β_w – fator de correlação (EN 1993-1-8 – Tabela 4.1)
• f_u – resistência última, escolhida como a menor dos dois materiais base ligados ou de acordo com o material escolhido pelo utilizador
• γ_M2 – fator de segurança (EN 1993-1-8 – Tabela 2.1; editável na configuração da norma)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – tensões na soldadura de acordo com a figura abaixo:

Todos os valores necessários para a verificação são apresentados em tabelas. Ut é a utilização do elemento mais solicitado. Uma vez que é utilizada a redistribuição plástica de tensão na soldadura, esta é a utilização determinante. Utc fornece informação sobre a utilização ao longo do comprimento da soldadura. É a razão entre a tensão real em todos os elementos da soldadura e a resistência de cálculo da tensão em todo o comprimento da soldadura.

O diagrama de tensão equivalente na soldadura mostra a seguinte tensão:

$$\sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \}$$

Soldaduras de topo

As soldaduras podem ser especificadas como soldaduras de topo. Considera-se a penetração total da junta para as soldaduras de topo, pelo que essas soldaduras não são verificadas.

Detalhamento

A espessura mínima da chapa em ligações soldadas é verificada de acordo com a EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Para secções de aço ocas, a espessura da chapa deve ser, no mínimo, 2,5 mm
• Para outras chapas, a espessura da chapa deve ser, no mínimo, 4 mm

A espessura máxima da garganta das soldaduras de ângulo é verificada para chapas paralelas. É emitido um erro caso essa soldadura não seja exequível devido a restrições geométricas.

A espessura mínima da garganta das soldaduras de ângulo deve ser, no mínimo, 3 mm, de acordo com a EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). É emitido um erro quando este requisito não é satisfeito.

É emitido um aviso quando a espessura da garganta da soldadura é superior ao requisito da DIN EN 1993-1-8 – NA to 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

onde:

• $a$ – espessura da garganta da soldadura
• $t_{max}$ – espessura da chapa ligada mais espessa 
• as unidades devem estar em [mm]

É emitida uma informação quando a espessura da garganta da soldadura é inferior ao requisito de ductilidade mínima de juntas soldadas na FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Este requisito é verificado para soldaduras de ângulo de dois lados por:

$$a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}$$

onde:

• $a$ – espessura da garganta da soldadura
• $t$ – espessura da chapa ligada pelo bordo
• $\beta_w$ – fator de correlação da soldadura 
• $\gamma_{M2}$ – fator de segurança para parafusos e soldaduras; editável na configuração da norma
• $f_y$ – tensão de cedência da chapa
• $f_u$ – resistência última da soldadura
• $\gamma_{M0}$ – fator de segurança para chapas; editável na configuração da norma

A espessura da garganta da soldadura para soldadura de ângulo de um só lado é o dobro da correspondente à soldadura de ângulo de dois lados.