AWS D1.1 · Section 4.17 · Tabel 4.5

AWS D1.1 Fatigue Stress Categories Dijelaskan — A Through F

AWS D1.1:2025 Bagian 4.17 dengan Tabel 4.5 mengatur detail menjadi delapan kategori rentang tegangan: A, B, B*, C, D, E, E*, dan F. Masing-masing memiliki konstanta C_f dan ambang batas F_TH sendiri yang menetapkan rentang tegangan siklik yang diizinkan. Ini bukan Kategori Preheat A hingga G dalam Tabel 5.11 atau Kelompok Logam Induk I-V dalam Tabel 5.6.

Dua “Kategori” dalam D1.1 — jangan salah paham: Tabel 5.11 menggunakan Kategori preheat A hingga G (subdivisi per-proses dari pencarian preheat pra-kualifikasi; D1.1:2025 menambahkan Kategori E, F, dan G ke A–D asli). Tabel 4.5 menggunakan Kategori rentang tegangan fatik A/B/B*/C/D/E/E*/F untuk menilai kekuatan fatik detail sambungan. Mereka berbagi label huruf tetapi merujuk pada lapisan kode yang berbeda. Halaman ini tentang Tabel 4.5. Tingkat Logam Induk dikelompokkan secara terpisah ke dalam Kelompok I–V dalam Tabel 5.6; lihat Referensi Cepat D1.1.

Tabel 4.5 vs Tabel 5.11 — Dua “Kategori” dalam D1.1

AWS D1.1:2025 menggunakan kembali kata “Kategori” untuk dua konsep yang sama sekali tidak terkait. Tabrakan ini menyebabkan lebih banyak kebingungan daripada tumpang tindih terminologi lainnya dalam kode:

Preheat Kategori A through G (Table 5.11): per-process subdivisions of the prequalified preheat lookup. Category A is SMAW with other-than-Hidrogen Rendah electrodes; Category B is SMAW with low-hydrogen electrodes plus SAW, GMAW, and FCAW. The original A–D system was extended in D1.1:2025 to A–G covering newer process and steel combinations (see the D1.1:2025 changes guide for the E/F/G addition). Used together with the steel Group I–V classification in Table 5.6 (governed by § 5.3 Logam Induk) to look up Minimum preheat per Table 5.11, plus filler metals per Table 5.7 and essential variables per Table 5.5.
Fatigue stress range Category A through F (Section 4.17 + Table 4.5 + Figure 4.16): rates the fatigue strength of welded joint details. Category A is plain base metal away from welds. Category E* is the most-penalized configuration. Determines the allowable stress range a detail can carry over the design cycle count.

Kedua sistem tidak saling memetakan. A572 Gr 50 dalam Kelompok baja I (Tabel 5.6) yang dilas dengan SMAW Hidrogen Rendah (Kategori preheat B dalam Tabel 5.11) pada Las Toe Las Fillet melintang pada flensa tarik termasuk dalam Kategori fatik C dalam Tabel 4.5 — tiga label huruf independen untuk tiga keputusan independen pada Pengelasan fisik yang sama. Kategori preheat mendorong Suhu bengkel; kategori fatik mendorong ukuran detail dan umur inisiasi retak. Halaman ini mencakup yang kedua — Tabel 4.5.

Cara Menemukan Kategori Detail Anda

Berdasarkan Bagian 4.17.2, rentang tegangan yang dihitung tidak boleh melebihi F_SR yang dihitung dari Rumus (4-12) hingga (4-19). Prosedurnya:

Identify the detail configuration — what kind of weld, what joint type, where the load applies. Then locate the matching row in Table 4.5. The table has six sections: (1) plain material away from Pengelasan, (2) connected material in mechanically fastened joints, (3) welded joints joining components of built-up members, (4) longitudinal fillet welded end connections, (5) welded joints transverse to direction of stress, (6) base metal at welded transverse member connections.
Read the stress category for that row. Some rows have multiple categories depending on a sub-condition (flange Ketebalan, transition radius, weld termination grinding).
Read the constant C_f and the threshold F_TH from the same row.
If the live load stress range is below F_TH, no fatigue evaluation is required (per Section 4.15.1). Otherwise, compute F_SR from Formulas (4-12) and (4-13) using C_f and the design cycle count N.
Verify F_SR is at least F_TH (the formulas have F_TH as a floor).
Plot the operating point against the curves in Figure 4.16 for sanity check.

Tegangan yang dihitung adalah nominal — berdasarkan Bagian 4.16.1, “Tegangan tidak perlu diperkuat oleh faktor konsentrasi tegangan untuk Diskontinuitas geometris lokal.” Kategori itu sendiri mencakup efek geometri (lihat Komentar C-4.17.2 pada dasar NCHRP).

Kategori A Hingga F — Penjelasan Per Kategori

Delapan kategori rentang tegangan dalam Tabel 4.5, dalam urutan dari yang paling sedikit hingga paling banyak dikenakan penalti:

Category	C_f	F_TH ksi [MPa]	Representative configuration
A	250 × 10⁸	24 [165]	Plain base metal away from any welding (line 1.1)
B	120 × 10⁸	16 [110]	Non-coated weathering steel base metal (1.2); continuous longitudinal CJP groove or fillet welds in built-up members (3.1); CJP transverse splices ground parallel to stress and inspected (5.1)
B*	61 × 10⁸	12 [83]	Continuous longitudinal CJP with backing left in place (3.2); continuous longitudinal PJP groove welds (3.2); CJP transverse splices with F_y ≥ 90 ksi at slope transitions (5.2)
C	44 × 10⁸	10 [69]	Members with reentrant corners (1.3); rolled cross sections with ground weld access holes R ≥ 1 in (1.4); base metal at drilled holes (1.5); CJP T- or corner joints with reinforcement not removed (5.4); transverse fillet pair on tension plate, toe crack (5.7); transverse fillet on rolled beam flange adjacent to stiffeners (5.8)
D	22 × 10⁸	7 [48]	Drilled or reamed holes, lower limit (1.5); base metal at ends of longitudinal welds at weld access holes (3.3); CJP butt splices with backing left in place, tack welds inside groove (5.5)
E	11 × 10⁸	4.5 [31]	Base metal at ends of longitudinal intermittent Las Fillet segments (3.4); ends of partial-length cover plates (3.5, 3.6 thin flange); longitudinal fillet end connections, plate t ≤ 0.5 in (4.1); CJP butt splices with tack welds outside groove (5.5 lower)
E*	3.9 × 10⁸	2.6 [18]	Cover plates wider than the flange with welds across the ends, flange thickness > 0.8 in [20 mm] (3.6); cover plates wider than the flange without welds across ends (3.7) for thin flanges — not permitted for thick flanges; longitudinal fillet end connections, t > 0.5 in [12 mm] (4.1); base metal at ends of longitudinal welds at weld access holes R < 1 in (3.3)
F	(separate formula 4-14, 4-15)	(see formulas)	Shear stress on the throat of fillet welds — uses Formulas (4-14) and (4-15), a different fatigue exponent than Categories A through E*

Urutan ini tidak sembarangan. Setiap langkah dua Kategori secara kasar mengurangi separuh rentang tegangan ambang batas — A→C turun 24 menjadi 10 ksi (58%), B→D turun 16 menjadi 7 ksi (56%), C→E turun 10 menjadi 4.5 ksi (55%). Detail Kategori A pada ambang batas 24 ksi mentolerir kira-kira satu urutan besaran tegangan siklik lebih banyak daripada detail Kategori E* pada ambang batas 2.6 ksi (rasio 9.2×) — untuk tegangan nominal yang sama pada penampang melintang.

B* dan E* — Kategori Tanda Bintang

Tanda bintang pada B* dan E* menandakan versi yang diperketat dari Kategori yang tidak bertanda. Keduanya adalah Kategori nyata dengan nilai C_f dan F_TH sendiri dalam Tabel 4.5, bukan artefak tipografi.

B* (C_f = 61 × 10⁸, F_TH = 12 ksi [83 MPa]) is the version of B applied when a longitudinal CJP Las Alur has backing left in place, or when the joint is a longitudinal PJP rather than CJP. The backing or the PJP root reduces the fatigue Kekuatan below clean CJP without backing (which is straight Category B). Same family of details, different sub-condition.

E* (C_f = 3.9 × 10⁸, F_TH = 2.6 ksi [18 MPa]) is the version of E applied when the configuration combines geometric discontinuity, transverse weld termination, and a thicker base metal section. The most common E* triggers: cover plates wider than the flange (lines 3.6 and 3.7), longitudinal fillet end connections on thick plates (line 4.1, t > 0.5 in [12 mm]), and weld access hole reentrant corners with smaller radius (line 3.3, R < 1 in [25 mm]).

Untuk flensa tebal dengan pelat penutup lebih lebar dari flensa dan tanpa Pengelasan melintasi ujung, baris 3.7 berbunyi “Ketebalan flensa > 0.8 in [20 mm] tidak diizinkan.” Konfigurasi tidak dapat diselamatkan — desain harus mengubah lebar pelat penutup, menambahkan Pengelasan melintasi ujung (yang mengangkatnya dari E* ke E untuk flensa tipis), atau menggunakan sambungan yang berbeda.

Ambang Batas F_TH dan Rentang Tegangan yang Diizinkan F_SR

Dua nilai mengontrol pemeriksaan fatik. Mereka memiliki arti dan titik keputusan yang berbeda.

F_TH adalah rentang tegangan fatik ambang batas — rentang tegangan Maksimum untuk umur tak terbatas. Berdasarkan Bagian 4.15.1: “Tidak diperlukan evaluasi ketahanan fatik jika rentang tegangan beban hidup kurang dari rentang tegangan ambang batas, F_TH (lihat Tabel 4.5).” Jika rentang tegangan beban hidup yang dihitung tetap di bawah F_TH untuk Kategori detail, sambungan memiliki umur siklus tak terbatas dan pemeriksaan fatik terpenuhi.

F_SR adalah rentang tegangan yang diizinkan untuk umur terbatas. Ketika rentang tegangan beban hidup melebihi F_TH, desain harus menghitung F_SR dari Rumus (4-12) dan (4-13) menggunakan konstanta C_f per-Kategori dan jumlah siklus desain N (siklus per hari × 365 × tahun umur desain). Rentang tegangan aktual tidak boleh melebihi F_SR.

Formula (4-12) for ksi units: F_SR = (C_f / N)^0.107 ≥ F_TH. Formula (4-13) is the metric equivalent. Figure 4.16 plots these curves graphically for all categories from A through E*.

Kategori F — tegangan geser pada tenggorokan Las Fillet — menggunakan Rumus (4-14) dan (4-15) dengan eksponen fatik yang berbeda (0.067 bukan 0.107). Mode kegagalan geser memiliki statistik yang berbeda dari mode kegagalan tarik yang mendorong Kategori A hingga E*.

Mengapa E dan E* Paling Dikenakan Penalti

Detail Kategori E dan E* berbagi tiga kondisi penalti yang bersama-sama menghasilkan rentang tegangan yang paling curam dalam Tabel 4.5:

Geometric discontinuity at the weld termination: an abrupt change in cross section, such as the end of a cover plate or the termination of a longitudinal fillet weld. The discontinuity concentrates stress at the toe.
Tension loading across the discontinuity: the stress concentration drives crack initiation from the weld toe or the weld termination into the base metal.
Thicker base metal section: thicker sections constrain stress redistribution. A thin flange can yield locally and shed stress; a thick flange cannot. This is why line 3.6 splits E (flange thickness ≤ 0.8 in [20 mm]) from E* (flange thickness > 0.8 in [20 mm]) for the same physical cover plate detail.

Kerangka fatik konsisten dengan metalurgi: retakan berinisiasi pada konsentrasi tegangan tertinggi, menyebar di bawah beban siklik, dan menyebabkan patah getas jika penampang tidak dapat mendistribusikan atau menghentikan retakan. Konstanta Kategori dalam Tabel 4.5 berasal dari program uji NCHRP pada spesimen nyata dengan geometri realistis (menurut Komentar C-4.17.2) — mereka mengkodekan kinerja fatik aktual, bukan prediksi teoretis.

Detail AASHTO E' = D1.1 E*

Spesifikasi Desain Jembatan AASHTO LRFD menggunakan simbol E' (dengan prima/apostrof) untuk Kategori detail fatik yang paling dikenakan penalti. AWS D1.1:2025 Tabel 4.5 menggunakan E* (dengan tanda bintang) untuk kurva rentang tegangan yang diizinkan yang sama. Konstanta C_f = 3.9 × 10⁸ yang sama, ambang batas F_TH = 2.6 ksi [18 MPa] yang sama.

Kedua notasi dapat dipertukarkan. AASHTO dan AWS menerbitkan dokumen paralel dengan kerangka fatik yang konsisten, sehingga komentar yang mengutip E' (konteks AASHTO, biasanya pekerjaan jembatan yang diatur oleh D1.5) memetakan langsung ke E* (konteks D1.1, biasanya pekerjaan bangunan struktural). Jika ragu tentang notasi mana yang digunakan sumber, nilai C_f dan F_TH adalah pengidentifikasi kanonik.

Referensi Silang: Tabel 4.5 (Desain) vs Tabel 8.1 (Inspeksi)

Tabel 4.5 adalah Tabel desain. Ini mengontrol rentang tegangan yang diizinkan yang dapat dibawa oleh detail selama masa desainnya, dihitung sebelum Fabrikasi. Titik keputusan adalah apakah F_SR detail cukup untuk kasus beban — jika tidak, desain berubah (detail berbeda, penampang lebih besar, siklus lebih sedikit melalui pelepasan beban).

Tabel 8.1 adalah Tabel Inspeksi. Ini mengontrol Penerimaan Criteria Visual (retakan, Undercut, Porositas, profil, fusi) untuk Pengelasan yang sudah jadi, dipisahkan berdasarkan struktur yang dimuat secara statis vs siklik. Titik keputusan adalah terima/tolak setelah Fabrikasi.

Praktisi umumnya menggabungkan keduanya karena keduanya merujuk pada “pembebanan siklik” dan keduanya memiliki kriteria statis-vs-siklik yang terpisah. Mereka adalah lapisan D1.1 yang berbeda dan mereka berlaku pada waktu yang berbeda dalam siklus hidup proyek:

	Table 4.5 (Section 4.17)	Table 8.1 (Section 8.9)
Code layer	Design of welded connections (Pasal 4 Part C)	Inspection (Clause 8)
Decision point	Pre-fabrication: detail selection + section sizing	Post-fabrication: accept or reject the weld
Who applies it	Engineer of Record at design stage	CWI / qualified inspector after welding
Output	Allowable stress range F_SR; required detail category	Pass/fail per item: Retakan, undercut, porosity, profile, fusion, weld size
Cyclic vs static	Cyclic: full Table 4.5 framework. Static: framework does not apply (no fatigue check).	Cyclic: tighter Batas per Item 7 (undercut), Item 8 (porosity), Item 1 (cracks zero either way). Static: looser limits.

Cakupan sisi detail yang terkait dari lapisan Inspeksi: Undercut, retakan, Porosity, profil, Inspeksi Visual.

“Dua Tabel, keduanya dengan pembagian siklik-vs-statis, keduanya dengan label huruf. Mengacaukan keduanya adalah kesalahan ujian Bagian C yang paling umum. Tabel 4.5 adalah yang dicari insinyur selama desain; Tabel 8.1 adalah yang dicari CWI di stasiun Inspeksi. Kode yang sama, keputusan yang berbeda.”
— CWI exam preparation, structural welding instruction

Welding Across an I-Beam Flange — Applied →

Panduan Standar Terkait

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa perbedaan antara Kategori preheat AWS D1.1 A hingga G dan Kategori rentang tegangan fatik A hingga F?

Keduanya adalah konsep yang sama sekali berbeda yang berbagi label huruf dalam AWS D1.1. Kategori preheat A hingga G berada di Tabel 5.11 dan membagi pencarian preheat Prequalified berdasarkan Proses Pengelasan — Kategori A adalah SMAW dengan elektroda selain Hidrogen Rendah, Kategori B adalah SMAW dengan Hidrogen Rendah ditambah SAW/GMAW/FCAW. A-D asli diperluas menjadi A-G dalam D1.1:2025. Digunakan bersama dengan klasifikasi Kelompok baja I-V dalam Tabel 5.6 untuk mencari preheat Minimum. Kategori rentang tegangan fatik A hingga F berada di Bagian 4.17 dengan Tabel 4.5 dan Gambar 4.16, dan menilai kekuatan fatik detail sambungan — Kategori A adalah Logam Induk polos jauh dari Pengelasan, Kategori E* adalah detail Pengelasan yang paling dikenakan penalti. Kedua sistem tidak saling memetakan. A572 Gr 50 dalam Kelompok baja I yang dilas dengan SMAW Hidrogen Rendah (Kategori preheat B) pada Weld Toe Las Fillet melintang pada flensa tarik termasuk dalam Kategori fatik C dalam Tabel 4.5 — tiga label huruf independen untuk tiga keputusan independen.

Apa itu F_TH dan apa itu F_SR?

F_TH adalah rentang tegangan fatik ambang batas — rentang tegangan Maksimum untuk umur tak terbatas. Berdasarkan AWS D1.1:2025 Bagian 4.15.1, tidak diperlukan evaluasi ketahanan fatik jika rentang tegangan beban hidup kurang dari F_TH. Nilai F_TH tergantung pada Kategori tegangan detail dan dibaca dari Tabel 4.5: Kategori A adalah 24 ksi [165 MPa], Kategori B adalah 16 ksi [110 MPa], Kategori C adalah 10 ksi [69 MPa], Kategori D adalah 7 ksi [48 MPa], Kategori E adalah 4.5 ksi [31 MPa], Kategori E* adalah 2.6 ksi [18 MPa]. F_SR adalah rentang tegangan yang diizinkan untuk umur terbatas dan dihitung dari Rumus (4-12) dan (4-13) menggunakan konstanta C_f per-Kategori dan jumlah siklus desain N. F_SR harus selalu setidaknya F_TH. Gambar 4.16 memplot kurva rentang tegangan vs siklus secara grafis untuk semua Kategori.

Mengapa Kategori E* paling dikenakan penalti?

Detail Kategori E* menggabungkan tiga kondisi penalti: Discontinuity geometris pada terminasi Pengelasan (yang mengkonsentrasikan tegangan), pembebanan tarik melintasi Discontinuity tersebut (yang mendorong inisiasi retak dari Weld Toe atau terminasi), dan penampang Logam Induk yang lebih tebal (yang membatasi kemampuan geometri untuk mendistribusikan tegangan). Konstanta adalah C_f = 3.9 × 10⁸ dan ambang batas adalah F_TH = 2.6 ksi [18 MPa] — kira-kira satu urutan besaran rentang tegangan yang diizinkan lebih rendah daripada Kategori B. Konfigurasi E* meliputi pelat penutup lebih lebar dari flensa dengan Pengelasan melintasi ujung dan Ketebalan flensa lebih besar dari 0.8 in [20 mm] (baris 3.6), sambungan ujung Las Fillet longitudinal pada pelat lebih tebal dari 0.5 in [12 mm] (baris 4.1), dan Logam Induk pada ujung Pengelasan longitudinal pada lubang akses Pengelasan dengan R kurang dari 1 in (baris 3.3). Pada detail flensa tebal, pelat penutup lebih lebar dari flensa tanpa Pengelasan melintasi ujung sama sekali tidak diizinkan.

Mengapa AWS D1.1 tidak memperkuat tegangan untuk geometri pengelasan?

Berdasarkan Bagian 4.16.1, tegangan dan rentang tegangan yang dihitung adalah nominal — berdasarkan analisis tegangan elastis pada tingkat anggota. Tegangan tidak perlu diperkuat oleh faktor konsentrasi tegangan untuk Discontinuity geometris lokal. Komentar C-4.17.2 menjelaskan alasannya: kurva umur siklus rentang tegangan dalam Rumus (4-12) hingga (4-23) dan Gambar 4.16 dikembangkan oleh National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) pada spesimen aktual yang menggabungkan Discontinuity geometris realistis. Konstanta Kategori C_f sudah mencakup konsentrasi tegangan dari Joint Geometry, sehingga menerapkan faktor takik terpisah akan menghitung efeknya dua kali. Inilah mengapa dua Pengelasan fisik dengan tegangan nominal yang sama dapat memiliki umur fatik yang sangat berbeda — Kategori menangkap geometri, tegangan nominal menangkap beban.

Bagaimana Detail AASHTO E' terkait dengan D1.1 E*?

Spesifikasi Desain Jembatan AASHTO LRFD menggunakan simbol E' (dengan prima/apostrof) untuk Kategori detail fatik yang paling dikenakan penalti. AWS D1.1:2025 Tabel 4.5 menggunakan E* (dengan tanda bintang) untuk kurva rentang tegangan yang diizinkan yang sama. Konstanta C_f = 3.9 × 10⁸ yang sama, ambang batas F_TH = 2.6 ksi [18 MPa] yang sama. Kedua notasi dapat dipertukarkan — keduanya merujuk pada kurva kekuatan fatik yang sama. AASHTO dan AWS menerbitkan dokumen paralel dengan kerangka fatik yang konsisten, sehingga komentar yang mengutip E' (AASHTO) memetakan langsung ke E* (D1.1).

Tips Ujian CWI: Pada ujian CWI Bagian C Open-Book Exam, kandidat kehilangan waktu mencari “Kategori C” di Tabel 5.11 ketika pertanyaan tentang fatik, atau di Tabel 4.5 ketika pertanyaan tentang preheat. Kedua Tabel berada dalam klausa yang berbeda dan menggunakan label huruf yang sama untuk konsep yang tidak terkait. Baca batang pertanyaan dengan cermat — jika dikatakan “preheat,” pergi ke Tabel 5.11. Jika dikatakan “Logam Induk” atau “tingkat baja,” pergi ke Tabel 5.6. Jika dikatakan “fatik,” “rentang tegangan,” “beban siklik,” atau menyebutkan detail (pelat penutup, Las Fillet melintang, lubang akses Pengelasan), pergi ke Tabel 4.5. Lihat CWI Exam Prep untuk disiplin navigasi Open-Book Exam.