Como calculo a força de uma solda que une duas hastes cruzadas?

Ao considerar essa pergunta recente , comecei a me perguntar como determinar a resistência das soldas na malha de aço. Como AndyT aponta em seu comentário :

As soldas nas conexões destinam-se apenas a manter as barras em ângulos retos durante o manuseio - elas não se destinam a suportar carga.

A intenção do fabricante, é claro, não impede que alguém use o produto para suportar uma carga de qualquer maneira. Assim que tipo de carga pode este tipo de apoio de solda? Quais são / são os prováveis ​​modos de falha?

Essa solda tem geometria e carga diferentes das soldas de filete (que são o único tipo com o qual estou familiarizado). Eu acho que é chamado apropriadamente de solda flare-v groove , embora a maioria dos exemplos que posso encontrar mostre isso como unir uma barra redonda a uma barra ou placa plana. A geometria é diferente o suficiente para eu suspeitar que não sejam equivalentes, do ponto de vista do design.

Este manual técnico da AWS diz:

2.3.3.2 Tamanho efetivo da solda (ranhura de alargamento). O tamanho efetivo da solda para soldas de sulco de alargamento quando preenchido nivelado à superfície de uma barra redonda, uma dobra de 90 ° em uma seção formada ou um tubo retangular deve ser como mostrado na Tabela 2.1, exceto conforme permitido em 4.10.5.

A Tabela 2.1 indica que o tamanho efetivo da solda é 1/2 ou 3/8 do raio da superfície externa da solda. Ainda não tenho certeza se isso se aplica à geometria das barras cruzadas.

Quando eu estava aprendendo sobre soldas de filete, sempre foi assumido que a solda falharia primeiro no cisalhamento ao longo de sua garganta. Dado que uma malha quadrada não tem suporte cruzado e existe um único ponto de contato entre os membros (em vez de uma linha ou plano de contato), posso me dar ao luxo de fazer essa suposição?

Especialmente no caso em que existem apenas duas hastes em vez de uma grade de malha, essa solda pode ser carregada em diversas configurações. Vamos considerar apenas os casos de torção pura, tensão pura e cisalhamento puro. Suponha que a solda falhe diante dos membros.

As soldas na malha de arame soldada são mais do que apenas manter os fios juntos durante o manuseio. Existem requisitos específicos de força de solda para arame soldado. O projeto do reforço de arame soldado usa o número de fios transversais para determinar o comprimento do desenvolvimento. Esta é a razão pela qual é necessária uma força de solda. Você não pode quebrar as soldas enquanto a força é aplicada. É por causa dessa ancoragem mecânica que a malha de arame soldado pode ser considerada contínua com apenas uma sobreposição quadrada.

Especificações de solda

Existem duas especificações diferentes que podem ser aplicadas, dependendo do material a ser soldado.

• Os tapetes de vergalhão seguiriam o AWS D1.4.
• O fio soldado deve seguir o ASTM A185 (fio liso) ou ASTM A497 (fio deformado)

Vergalhão soldado - AWS D1.4

AWS D1.4 é a especificação de soldagem que abrange a soldagem de barras de reforço.

Não sei ao certo como é chamada a solda entre duas barras de cruzamento. Ele não é mencionado na AWS D1.4, mas um detalhe para a solda é mostrado no ACI 318 para a soldagem de barras transversais em mísulas. Os detalhes do comentário são mostrados abaixo.

Também de acordo com a Seção 11.9.6 (a) da ACI 318, a solda é necessária para desenvolver a força de escoamento total da barra.

Reforço de fio soldado

O arame soldado obtém uma fusão completa, como mostrado nesta imagem do Manual de prática padrão: Reforço estrutural de arame soldado do Wire Reinforcement Institute.

A resistência ao cisalhamento da solda é especificada pelo ASTM A185 (fio liso) ou ASTM A497 (fio deformado), dependendo do tipo de fio. Para todos, exceto o fio mais fino, a força de solda necessária é de 35.000 psi (240 MPa). Isso coloca a resistência da solda em cerca da metade da tensão de escoamento do fio (65.000 psi ou 70.000 psi).

Força em outras direções

Os requisitos de resistência à soldagem, como mostrado acima, são apenas para cisalhamento. Quando usada no concreto, esta é a única direção em que a força deve ser aplicada. Seria difícil determinar como essas soldas se comportariam ao descascar, torcer ou girar sobre o local de cruzamento.