Come posso calcolare la resistenza di una saldatura che unisce due aste incrociate?

Considerando questa recente domanda , ho iniziato a chiedermi come determinare la resistenza delle saldature nella maglia d'acciaio. Come sottolinea AndyT nel suo commento :

Le saldature sui collegamenti hanno lo scopo di mantenere le barre ad angolo retto durante la movimentazione - non sono destinate a sostenere alcun carico.

L'intenzione del produttore, ovviamente, non impedisce a qualcuno di utilizzare il prodotto per supportare comunque un carico. Che tipo di carico può supportare questo tipo di saldatura? Qual è / sono le probabili modalità di errore?

Questa saldatura ha una geometria e un carico diversi rispetto alle saldature di raccordo (che sono l'unico tipo che conosco). Penso che sia correttamente chiamato saldatura a scanalatura flare-v , anche se la maggior parte degli esempi che posso trovare mostrano che come unire una barra rotonda a una barra piatta o piastra. La geometria è abbastanza diversa che sospetto che non siano equivalenti, dal punto di vista del design.

Questo manuale tecnico AWS dice:

2.3.3.2 Dimensioni di saldatura effettive (scanalatura svasata). Le dimensioni effettive della saldatura per le saldature con scanalature svasate quando riempite a filo con la superficie di una barra rotonda, una curva a 90 ° in una sezione formata o un tubo rettangolare devono essere quelle indicate nella Tabella 2.1, ad eccezione di quanto consentito dalla 4.10.5.

La Tabella 2.1 indica che la dimensione effettiva della saldatura è 1/2 o 3/8 del raggio della superficie esterna della saldatura. Tuttavia, non sono ancora sicuro che ciò si applichi alla geometria delle barre incrociate.

Quando stavo imparando a conoscere le saldature di raccordo, si presumeva sempre che la saldatura avrebbe fallito per prima nella cesoia lungo la sua gola. Dato che una maglia quadrata non ha rinforzi incrociati e che esiste un singolo punto di contatto tra i membri (piuttosto che una linea o un piano di contatto), posso permettermi di fare questo presupposto?

Soprattutto nel caso in cui ci siano solo due aste anziché una griglia a maglie, questa saldatura potrebbe essere caricata in una varietà di configurazioni. Consideriamo solo i casi di pura torsione, pura tensione e puro taglio. Supponiamo che la saldatura abbia esito negativo prima dei membri.

Le saldature su rete metallica saldata sono qualcosa di più del semplice tenere insieme i fili durante la manipolazione. Esistono requisiti specifici di resistenza della saldatura per filo saldato. La progettazione del rinforzo del filo saldato utilizza il numero di fili incrociati per determinare la lunghezza di sviluppo. Questo è il motivo per cui è richiesta una resistenza alla saldatura. Non è possibile interrompere le saldature mentre viene applicata la forza. È a causa di questo ancoraggio meccanico che la rete metallica saldata può essere considerata continua con una sola sovrapposizione quadrata.

Specifiche di saldatura

Esistono due diverse specifiche che potrebbero essere applicate a seconda del materiale da saldare.

• I tappetini Rebar seguiranno AWS D1.4.
• Il filo saldato dovrebbe seguire ASTM A185 (filo liscio) o ASTM A497 (filo deformato)

Tondo per cemento armato saldato - AWS D1.4

AWS D1.4 è la specifica di saldatura che copre la saldatura di barre di rinforzo.

Non sono sicuro di come si chiama la saldatura tra due barre trasversali. Non è richiamato in AWS D1.4, ma un dettaglio per la saldatura è mostrato in ACI 318 per la saldatura di barre trasversali su mensole. Il dettaglio del commento è mostrato sotto.

Sempre secondo ACI 318 Sezione 11.9.6 (a), la saldatura è necessaria per sviluppare la piena resistenza allo snervamento della barra.

Rinforzo del filo saldato

Il filo saldato ottiene una fusione completa, come mostrato in questa immagine dal Manuale di pratica standard: rinforzo strutturale del filo saldato dall'Istituto di rinforzo del filo.

La resistenza al taglio della saldatura è specificata da ASTM A185 (filo liscio) o ASTM A497 (filo deformato) a seconda del tipo di filo. Per tutti tranne il filo più sottile, la resistenza di saldatura richiesta è di 35 MPI (240 MPa). Ciò pone la resistenza di saldatura a circa metà della resistenza di snervamento del filo (65.000 psi o 70.000 psi).

Forza in altre direzioni

I requisiti di resistenza della saldatura come mostrato sopra sono solo per il taglio. Se utilizzato nel calcestruzzo, questa è l'unica direzione in cui deve essere applicata la forza. Sarebbe difficile determinare come si comporterebbero queste saldature in peeling, torsione o rotazione attorno alla posizione dell'incrocio.