AWS D1.8 — كود اللحام الإنشائي Seismic Supplement
يكمل AWS D1.8 الكود D1.1 لتطبيقات اللحام الزلزالي. يضيف متطلبات لحام حرجة للطلب، وضوابط درجة حرارة بين الممرات القصوى، واختبار متانة CVN إلزامي لمعدن الحشو، وإجراءات تأهيل محسّنة للحامات في أنظمة مقاومة القوى الزلزالية المصممة وفقًا لوصلات AISC 341 و AISC 358.
التمييز الرئيسي: لا يحل D1.8 محل D1.1 — بل يكمله. لا تزال جميع متطلبات D1.1 سارية. يضيف D1.8 ضوابط أكثر صرامة بما في ذلك الحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات وهو 550 درجة فهرنهايت (البند 6.7.1) ومتطلبات متانة CVN: 40 قدم-رطل (54 جول) عند 70 درجة فهرنهايت للحامات الحرجة للطلب (الجدول 6.3). للخدمة الباردة (LAST < 50 درجة فهرنهايت)، يتم الاختبار عند LAST+20 درجة فهرنهايت لحشوات 70/80 ksi. تُعفى معادن الحشو التي تلبي 20 قدم-رطل عند 0 درجة فهرنهايت لكل تصنيف AWS A5 من اختبار CVN لدفعة الإنتاج وفقًا للبند 6.3.4(1). تأتي قيم التسخين المسبق من D1.1 الجدول 5.11.
ما هو AWS D1.8؟
يكمل AWS D1.8 الكود D1.1 للمفاصل الملحومة في أنظمة مقاومة القوى الزلزالية. لا يحل محل D1.1 — بل يضيف متطلبات للحامات الحرجة للطلب في المباني المصممة لمقاومة الزلازل وفقًا لـ AISC 341. يحدد D1.8 متانة معدن الحشو، وحدود درجة حرارة بين الممرات، واختبار تأهيل محسّن.
AWS D1.8/D1.8M — كود اللحام الإنشائي — الملحق الزلزالي — يوفر متطلبات لحام إضافية للأعضاء والوصلات في نظام مقاومة القوى الزلزالية (SFRS) لهياكل المباني الفولاذية. الإصدار الحالي هو AWS D1.8:2021 (الإصدار الرابع). D1.8 ليس كودًا مستقلاً — بل يكمل AWS D1.1 عن طريق إضافة متطلبات تتجاوز ممارسة اللحام الإنشائي القياسية للمفاصل المتوقع أن تخضع لتشوه غير مرن كبير أثناء الزلازل على مستوى التصميم.
تم تطوير المعيار استجابة لزلزال نورثريدج عام 1994، والذي كشف أن ممارسات اللحام الإنشائي القياسية لم تكن كافية للتطبيقات الزلزالية. شهدت وصلات الإطار اللحظي قبل نورثريدج كسرًا هشًا في لحامات شفة العارضة إلى العمود عند مستويات إجهاد أقل بكثير من السعة البلاستيكية المتوقعة. حددت التحقيقات بعد نورثريدج عدة عوامل مساهمة بما في ذلك عدم كفاية متانة معدن اللحام، وهندسة فتحة الوصول السيئة، وتأثيرات شق قضيب الدعم، وعدم كفاية مراقبة الجودة. يعالج D1.8 جميع هذه العوامل من خلال متطلبات المواد والتصنيع والفحص المحسّنة.
يُشار إلى D1.8 بواسطة AISC 341 (أحكام الزلازل للمباني الفولاذية الإنشائية) وهو إلزامي لجميع أعمال اللحام في أنظمة مقاومة القوى الزلزالية في فئات التصميم الزلزالي D و E و F. تأتي تصاميم الوصلات من AISC 358 (وصلات مؤهلة مسبقًا لإطارات العزم الفولاذية الخاصة والمتوسطة) و AISC 341 — يحكم D1.8 كيفية لحام هذه الوصلات وتأهيلها وفحصها.
لحامات حرجة للطلب
D1.8 designates certain welds as demand-critical — welds in connections that must sustain inelastic deformation during a seismic event. Demand-critical welds require CVN toughness-rated filler metals (40 ft-lbf at 70 degrees F per Table 6.3; for cold service below 50 degrees F LAST, 40 ft-lbf at LAST+20 degrees F), الحد الأقصى 550 degrees F درجة حرارة بين الممرات, and enhanced فوق صوتي اختبار القبول criteria.
المفهوم المركزي في D1.8 هو اللحام الحرج للطلب — وهو لحام يجب أن يحافظ على السلامة الهيكلية خلال دورات متعددة من التشوه غير المرن الكبير أثناء حدث زلزالي. تخضع اللحامات الحرجة للطلب لأكثر متطلبات المواد والتصنيع والفحص صرامة في عائلة أكواد AWS D1.x.
يحدد مهندس السجل اللحامات الحرجة للطلب بناءً على تصميم الوصلة ومتطلبات التشوه المتوقعة. تشمل اللحامات الحرجة للطلب الشائعة ما يلي:
- لحامات شفة العارضة إلى العمود CJP
- في إطارات العزم الخاصة والمتوسطة، تعتبر لحامات شفة العارضة إلى شفة العمود هي اللحامات الأكثر أهمية في الوصلة. يجب أن تنقل هذه اللحامات سعة العزم اللدن الكاملة لمقطع العارضة من خلال دورات متكررة من الدوران الكبير. تركزت الإخفاقات قبل نورثريدج في هذه اللحامات.
- لحامات الوصلة إلى العمود في الإطارات ذات الدعامات اللامركزية
- تخضع عارضة الوصلة في EBF لتشوهات قص و/أو انحناء كبيرة. يجب أن تتحمل اللحامات التي تربط الوصلة بالعمود هذه التشوهات دون كسر. عادة ما تكون لحامات الشفة والجناح عند وصلة الوصلة إلى العمود حرجة للطلب.
- لحامات وصلة العمود في مناطق المفصل اللدن
- عندما تقع وصلة العمود ضمن منطقة مفصل لدن متوقعة، يجب أن تكون لحامات الوصلة قادرة على تطوير السعة الكاملة لمقطع العمود. يتطلب D1.8 لحامات CJP للوصلات العمودية في هذه المواقع، مع متطلبات المواد والفحص الحرجة للطلب.
- لحامات وصلة الدعامات في الإطارات ذات الدعامات المركزية الخاصة
- يجب أن تستوعب وصلات لوحة التقوية في SCBFs سلوك انبعاج وخضوع الدعامة المتوقع. غالبًا ما يتم تحديد اللحامات التي تربط لوحة التقوية بالعارضة أو العمود أو الدعامة على أنها حرجة للطلب اعتمادًا على نوع الوصلة ووضع التشوه المتوقع.
الضوابط الحرارية للحام الزلزالي
يحدد D1.8 درجة حرارة بين الممرات بحد أقصى 550 درجة فهرنهايت للحامات الحرجة للطلب. يمنع هذا الحرارة الزائدة من تقليل المتانة في المنطقة المتأثرة بالحرارة. يتبع التسخين المسبق D1.1 الجدول 5.11 — لا يحتوي D1.8 على جدول تسخين مسبق منفصل. يحدد الجمع بين الحد الأدنى للتسخين المسبق (D1.1) والحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات (D1.8) النافذة الحرارية.
لا يحتوي D1.8 على جداول تسخين مسبق خاصة به. تأتي جميع متطلبات التسخين المسبق من D1.1 الجدول 5.11. ومع ذلك، يضيف D1.8 حدًا أقصى لدرجة حرارة بين الممرات يبلغ 550 درجة فهرنهايت (288 درجة مئوية) للحامات الحرجة للطلب. يمنع هذا الحد الأعلى النمو المفرط للحبيبات في المنطقة المتأثرة بالحرارة الذي من شأنه أن يقلل من متانة الكسر إلى ما دون المستوى المطلوب للأداء الزلزالي.
يخلق الجمع بين الحد الأدنى للتسخين المسبق لـ D1.1 والحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات لـ D1.8 نافذة حرارية محكومة للحام الحرج للطلب. على سبيل المثال، يتطلب عمود A992 W36 ذو شفة بسمك 2 بوصة حدًا أدنى للتسخين المسبق يبلغ 150 درجة فهرنهايت لكل D1.1 الجدول 5.11 وحدًا أقصى لدرجة حرارة بين الممرات يبلغ 550 درجة فهرنهايت لكل D1.8. يجب على اللحام الحفاظ على اللحام ضمن هذا النطاق من 150 درجة فهرنهايت إلى 550 درجة فهرنهايت طوال عملية اللحام متعدد الممرات للحام شفة العارضة CJP.
مراقبة درجة الحرارة للحامات الحرجة للطلب أكثر صرامة من اللحام القياسي D1.1. يجب التحقق من الحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات قبل ترسيب كل تمريرة لاحقة. تُفضل مقاييس الحرارة التلامسية على أقلام تحديد درجة الحرارة للتطبيقات الحرجة للطلب لأنها توفر قراءة كمية بدلاً من مؤشر عتبة.
متطلبات معدن الحشو
يتطلب D1.8 أن تلبي معادن الحشو للحامات الحرجة للطلب متانة CVN. الأساس هو 20 قدم-رطل عند 0 درجة فهرنهايت (الجدول 6.4). للخدمة الباردة (LAST أقل من 50 درجة فهرنهايت)، يلزم 40 قدم-رطل عند LAST. لا يتطلب D1.1 اختبار CVN. يجب على الشركة المصنعة التصديق على القيم. يسرد جدول AISC 341 A3.1 التصنيفات المؤهلة.
يفرض D1.8 متطلبات إضافية لمعدن الحشو تتجاوز D1.1 للحامات الحرجة للطلب. أهم متطلب هو اختبار متانة Charpy V-notch (CVN) الإلزامي. يستخدم D1.8:2021 نظام CVN من مستويين. المتطلب الأساسي لكل البند 6.3.4(1) هو 20 قدم-رطل (27 جول) عند 0 درجة فهرنهايت (−18 درجة مئوية) — تُعفى معادن الحشو المدرجة في الجدول 6.4 التي تلبي هذا المستوى من اختبار دفعة الإنتاج عندما تكون أدنى درجة حرارة خدمة متوقعة (LAST) 50 درجة فهرنهايت (10 درجات مئوية) أو أعلى. عندما يتعرض SFRS لدرجات حرارة خدمة أقل من 50 درجة فهرنهايت، يتطلب البند 6.2.2 حدًا أدنى أعلى يبلغ 40 قدم-رطل (54 جول) يتم اختباره عند أو أعلى من LAST.
يعني هيكل CVN ذو المستويين أن المشاريع في المناخات المعتدلة (LAST ≥ 50 درجة فهرنهايت) يمكنها استخدام معادن حشو الجدول 6.4 بمتانة 20 قدم-رطل عند 0 درجة فهرنهايت دون اختبار دفعة إضافي، بينما يجب على مشاريع المناخ البارد (LAST < 50 درجة فهرنهايت) استخدام معادن حشو بمتانة 40 قدم-رطل معتمدة للدفعة عند درجة حرارة الخدمة الفعلية. لا يُطلب من معادن الحشو القياسية D1.1 تلبية أي من مستويي المتانة. يجب على المصنعين التحقق من أن الدفعة المحددة من معدن الحشو المشتراة للحام الحرج للطلب قد تم اختبارها واعتمادها لتلبية مستوى متانة D1.8 المطبق. لا يكفي مجرد تحديد تصنيف معدن الحشو AWS (على سبيل المثال، E71T-1) — يجب مراجعة نتائج الاختبار الخاصة بالدفعة.
يتطلب D1.8 أيضًا أن تكون نتائج اختبار الهيدروجين القابل للانتشار لمصنع معدن الحشو متاحة للتطبيقات الحرجة للطلب. تقلل مستويات الهيدروجين المنخفضة في ترسيب اللحام من خطر التصدع الناتج عن الهيدروجين في المنطقة المتأثرة بالحرارة وتحسن المتانة الكلية للمفصل الملحوم.
تأهيل الإجراءات واللحام للزلازل
يضيف D1.8 متطلبات تكميلية لتأهيل البند 6 من D1.1. يجب أن تتضمن PQRs للحامات الحرجة للطلب اختبار CVN لمعدن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة. تشمل المتغيرات الأساسية لـ WPS الحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات، وهو ليس متغيرًا أساسيًا بموجب D1.1 وحده. يجب على اللحامين إظهار الكفاءة في تكوينات المفصل المحددة.
يعدل D1.8 متطلبات تأهيل D1.1 للحام الحرج للطلب. تصبح المتغيرات الأساسية التكميلية من D1.1 متغيرات أساسية لتأهيل WPS الحرج للطلب. هذا يعني أن التغييرات في مدخل الحرارة، وتقليل التسخين المسبق، وظروف المعالجة الحرارية بعد اللحام التي ستكون مسموح بها بموجب تأهيل D1.1 القياسي تتطلب إعادة تأهيل عندما يتم استخدام الإجراء للحامات الحرجة للطلب.
يجب أن تحدد WPS للحامات الحرجة للطلب كلاً من الحد الأدنى للتسخين المسبق (من D1.1 الجدول 5.11) والحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات (550 درجة فهرنهايت لكل D1.8). يجب إجراء اختبار تأهيل الإجراء ضمن هذه الحدود الحرارية. يجب أيضًا اختبار عينة التأهيل لمتانة CVN للتحقق من أن مزيج معدن الحشو، والمعدن الأساسي، ومعلمات اللحام ينتج مفصلاً بمتانة كسر كافية.
يسمح D1.8 باستخدام إجراءات WPS المؤهلة مسبقًا لـ D1.1 للحامات غير الحرجة للطلب في نظام مقاومة القوى الزلزالية. ومع ذلك، تتطلب اللحامات الحرجة للطلب إجراءات مؤهلة (وليست مؤهلة مسبقًا) مع متطلبات حرارية ومتانة إضافية. يجب على مهندس السجل تحديد اللحامات الحرجة للطلب بوضوح في وثائق العقد حتى يطبق المصنع الفئة الصحيحة من WPS.
Demand-critical welds require PQR test results demonstrating CVN toughness per the WPS مدخل الحرارة Envelope Testing متطلبات of D1.8 Annex A. Because D1.8 adds qualification requirements beyond D1.1, prequalified procedures that bypass PQR testing may not satisfy demand-critical connection requirements without additional testing. Where specified by the Engineer, post-لحام heat treatment (PWHT) follows D1.1 Section 7.8 requirements. All demand-critical welds require فحص by a qualified اللحام inspector.
كيف يقارن D1.8 بأكواد AWS الهيكلية الأخرى
D1.8 supplements D1.1 for seismic applications — it does not stand alone. D1.5 covers bridges with fracture-critical requirements. Both D1.8 and D1.5 add toughness requirements beyond D1.1. D1.8 uses demand-critical weld classification; D1.5 uses fracture-critical member classification. D1.8 references AISC 341; D1.5 references AASHTO.
D1.8 مقابل D1.1 (الهيكلي القياسي)
D1.1 covers المعيار لحام الفولاذ الإنشائي without seismic requirements. D1.8 supplements D1.1 by adding demand-critical weld categories, maximum interpass درجة الحرارة حدود, mandatory CVN toughness for filler metals, and stricter qualification requirements. All D1.1 requirements remain in effect — D1.8 only adds to them. A welder qualified under D1.1 must also meet D1.8 requirements when performing demand-critical welds; the D1.1 qualification alone is not sufficient.
D1.8 مقابل D1.3 (ألواح الصلب)
D1.3 covers sheet steel with السماكة at or below 3/16 inch. D1.8 does not directly address sheet steel connections, but cold-formed steel framing in seismic regions may involve both standards. D1.8 demand-critical requirements do not apply to sheet steel connections unless specifically designated by the engineer of record, which is uncommon because sheet steel connections are typically designed as flexible elements in the seismic force-resisting system.
D1.8 مقابل D1.5 (الجسور)
يحتوي كود لحام الجسور AWS D1.5 على أحكامه الخاصة بالأعضاء الحرجة للكسر (FCM) التي تخدم غرضًا مشابهًا لمتطلبات D1.8 الحرجة للطلب ولكن لتطبيقات الجسور بدلاً من تطبيقات المباني الزلزالية. يتطلب كل من D1.8 و D1.5 FCM متانة محسّنة لمعدن الحشو، وضوابط حرارية أكثر صرامة، وفحصًا إضافيًا. تختلف متطلبات المتانة المحددة ودرجات حرارة الاختبار بين الكودين لأن ظروف التحميل (زلزالي مقابل إجهاد) وبيئات الخدمة تختلف.
| Aspect | D1.8 (Seismic) | D1.1 (Structural) |
|---|---|---|
| Scope | Supplements D1.1 for seismic | Structural steel (all loading) |
| Critical weld class | Demand-critical welds | None |
| Interpass max | 550°F for demand-critical | Not الكود-limited |
| CVN toughness | 40 ft-lbf at 70°F (Table 6.3) / 40 ft-lbf at LAST+20°F (cold) | Not required |
| Own preheat الجدول? | No — uses D1.1 Table 5.11 | Yes — Table 5.11 |
| Connection standard | AISC 341 compliance | D1.1 البند 4 |
أدلة المعايير ذات الصلة
الأسئلة المتكررة
لا. لا يحتوي AWS D1.8 على جداول تسخين مسبق خاصة به. يستخدم متطلبات التسخين المسبق من D1.1 الجدول 5.11. يكمل D1.8 الكود D1.1 عن طريق إضافة حد أقصى لدرجة حرارة بين الممرات يبلغ 550 درجة فهرنهايت (البند 6.7.1) ومتطلبات متانة CVN: 40 قدم-رطل (54 جول) عند 70 درجة فهرنهايت للحامات الحرجة للطلب (الجدول 6.3). للخدمة الباردة حيث تكون LAST أقل من 50 درجة فهرنهايت، يتم الاختبار عند LAST زائد 20 درجة فهرنهايت لحشوات 70/80 ksi. تُعفى معادن الحشو التي تلبي 20 قدم-رطل (27 جول) عند 0 درجة فهرنهايت لكل تصنيف AWS A5 من اختبار CVN لدفعة الإنتاج وفقًا للبند 6.3.4(1). تأتي جميع متطلبات التسخين المسبق الأساسية من D1.1.
اللحام الحرج للطلب هو لحام في نظام مقاومة القوى الزلزالية يتوقع أن يخضع لإجهاد غير مرن كبير أثناء زلزال التصميم. يجب أن تحافظ هذه اللحامات على سلامتها الهيكلية خلال دورات متعددة من التشوه الكبير دون كسر. تشمل الأمثلة لحامات شفة العارضة إلى العمود CJP في إطارات العزم الخاصة، ولحامات الوصلة إلى العمود في الإطارات ذات الدعامات اللامركزية، ولحامات وصلة العمود في منطقة المفصل اللدن المتوقعة. تتطلب اللحامات الحرجة للطلب معادن حشو بمتانة CVN معتمدة وضوابط حرارية أكثر صرامة من لحامات D1.1 القياسية.
يحدد AWS D1.8 الحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات بـ 550 درجة فهرنهايت (288 درجة مئوية) للحامات الحرجة للطلب. هذا أكثر تقييدًا من اللحام القياسي D1.1، الذي لا يفرض حدًا أقصى عامًا لدرجة حرارة بين الممرات. يمنع حد 550 درجة النمو المفرط للحبيبات في المنطقة المتأثرة بالحرارة الذي من شأنه أن يقلل من متانة الكسر. للحامات الحرجة للطلب، يؤدي الحفاظ على كل من الحد الأدنى للتسخين المسبق (من D1.1 الجدول 5.11) والحد الأقصى لدرجة حرارة بين الممرات (من D1.8) إلى إنشاء نافذة حرارية محكومة للحام.
AISC 341 (أحكام الزلازل للمباني الفولاذية الإنشائية) هو معيار التصميم الذي يحدد متطلبات نظام مقاومة القوى الزلزالية. يشير AISC 341 إلى AWS D1.8 لمتطلبات اللحام في التطبيقات الزلزالية. يأتي تصميم الوصلة من AISC 341 والوصلات المؤهلة مسبقًا في AISC 358 — تحدد هذه المعايير اللحامات المطلوبة ومواقعها. يحدد D1.8 كيفية صنع هذه اللحامات وتأهيلها وفحصها. معًا، يحل AISC 341 بالإضافة إلى D1.8 محل متطلبات D1.1 القياسية للحامات في نظام مقاومة القوى الزلزالية.
يتطلب AWS D1.8:2021 متانة 40 قدم-رطل (54 جول) عند 70 درجة فهرنهايت للحامات الحرجة للطلب لكل الجدول 6.3. لتطبيقات الخدمة الباردة حيث تكون LAST أقل من 50 درجة فهرنهايت، يتطلب البند 6.2.2 متانة 40 قدم-رطل (54 جول) تم اختبارها عند LAST زائد 20 درجة فهرنهايت لحشوات 70/80 ksi، أو عند LAST لحشوات 90 ksi. تُعفى معادن الحشو التي تلبي 20 قدم-رطل (27 جول) عند 0 درجة فهرنهايت لكل تصنيف AWS A5 (الجدول 6.4) من اختبار CVN لدفعة الإنتاج وفقًا للبند 6.3.4(1). قد لا تلبي معادن الحشو القياسية D1.1 هذه المتطلبات.