AWS D1.1 · Section 4.17 · Tabella 4.5

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

AWS D1.1:2025 Sezione 4.17 con Tabella 4.5 organizza i dettagli in otto categorie di intervallo di tensione: A, B, B*, C, D, E, E* e F. Ognuna ha la propria costante C_f e soglia F_TH che stabiliscono l'intervallo di tensione ciclica ammissibile. Queste non sono la Categoria di Preriscaldo dalla A alla G nella Tabella 5.11 o il Gruppo di Metallo Base I-V nella Tabella 5.6.

Due “Categorie” in D1.1 — non confonderle: la Tabella 5.11 utilizza la Categoria di Preriscaldo dalla A alla G (suddivisioni per processo della ricerca di preriscaldo prequalificato; D1.1:2025 ha aggiunto le Categorie E, F e G alle originali A–D). La Tabella 4.5 utilizza la Categoria di Intervallo di Tensione a Fatica A/B/B*/C/D/E/E*/F per valutare la resistenza a fatica dei dettagli di giunzione. Condividono le etichette delle lettere ma si riferiscono a diversi livelli del codice. Questa pagina riguarda la Tabella 4.5. I gradi di Metallo Base sono raggruppati separatamente in Gruppi I–V nella Tabella 5.6; vedi il Riferimento Rapido D1.1.

Tabella 4.5 vs Tabella 5.11 — Le Due “Categorie” in D1.1

AWS D1.1:2025 riutilizza la parola “Categoria” per due concetti completamente non correlati. La collisione causa più confusione di quasi ogni altra sovrapposizione terminologica nel codice:

Preheat Categoria A through G (Table 5.11): per-process subdivisions of the prequalified Preriscaldo lookup. Category A is SMAW with other-than-Basso Idrogeno 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 Metallo Base) to look up Minimo 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.

I due sistemi non si mappano l'uno sull'altro. A572 Gr 50 nel Gruppo Acciaio I (Tabella 5.6) saldato con SMAW a Basso Idrogeno (Categoria di Preriscaldo B nella Tabella 5.11) all'estremità di una Saldatura d'Angolo trasversale su una flangia in tensione rientra nella Categoria di Fatica C nella Tabella 4.5 — tre etichette di lettere indipendenti per tre decisioni indipendenti sulla stessa Saldatura fisica. La categoria di preriscaldo determina la Temperatura di officina; la categoria di fatica determina il dimensionamento dei dettagli e la vita di inizio della cricca. Questa pagina copre la seconda — Tabella 4.5.

Come Trovare la Categoria del Tuo Dettaglio

Secondo la Sezione 4.17.2, l'intervallo di tensione calcolato non deve superare F_SR calcolato dalle Formule (4-12) a (4-19). La procedura:

Identify the detail configuration — what kind of Saldatura, 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 Saldatura, (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 Spessore, 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.

Le tensioni calcolate sono nominali — secondo la Sezione 4.16.1, “Le tensioni non devono essere amplificate da fattori di concentrazione della tensione per discontinuità geometriche locali.” La categoria stessa incorpora l'effetto della geometria (vedi Commento C-4.17.2 sulla base NCHRP).

Categorie dalla A alla F — Analisi per Categoria

Le otto categorie di intervallo di tensione nella Tabella 4.5, in ordine dalla meno alla più penalizzata:

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 Saldatura d'Angolo 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*

L'ordine non è arbitrario. Ogni passo di due categorie dimezza approssimativamente l'intervallo di tensione di soglia — A→C scende da 24 a 10 ksi (58%), B→D scende da 16 a 7 ksi (56%), C→E scende da 10 a 4.5 ksi (55%). Un dettaglio di Categoria A con una soglia di 24 ksi tollera circa un ordine di grandezza in più di tensione ciclica rispetto a un dettaglio di Categoria E* con una soglia di 2.6 ksi (rapporto 9.2×) — per la stessa tensione nominale sulla sezione trasversale.

B* ed E* — Le Categorie con Asterisco

L'asterisco su B* ed E* segnala una versione più restrittiva della categoria senza asterisco. Entrambe sono categorie reali con i propri valori C_f e F_TH nella Tabella 4.5, non artefatti tipografici.

B* (C_f = 61 × 10⁸, F_TH = 12 ksi [83 MPa]) is the version of B applied when a longitudinal CJP Saldatura a Scanalatura 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 Resistenza 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 Discontinuità, 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]).

Per flange spesse con piastre di copertura più larghe della flangia e senza saldature attraverso le estremità, la linea 3.7 recita “Spessore della flangia > 0.8 in [20 mm] non è consentito.” La configurazione è irrecuperabile — il progetto deve modificare la larghezza della piastra di copertura, aggiungere saldature attraverso le estremità (il che la eleva da E* a E per flange sottili), o utilizzare una connessione diversa.

Soglia F_TH e Intervallo di Tensione Ammissibile F_SR

Due valori controllano la verifica a fatica. Hanno significati e punti decisionali diversi.

F_TH è l'intervallo di tensione di fatica di soglia — l'intervallo di tensione Massimo per una vita infinita. Secondo la Sezione 4.15.1: “Non è richiesta alcuna valutazione della resistenza a fatica se l'intervallo di tensione del carico vivo è inferiore all'intervallo di tensione di soglia, F_TH (vedi Tabella 4.5).” Se l'intervallo di tensione del carico vivo calcolato rimane al di sotto di F_TH per la Categoria del dettaglio, la connessione ha una vita ciclica infinita e la verifica a fatica è soddisfatta.

F_SR è l'intervallo di tensione ammissibile per una vita finita. Quando l'intervallo di tensione del carico vivo supera F_TH, il progetto deve calcolare F_SR dalle Formule (4-12) e (4-13) utilizzando la costante C_f per Categoria e il numero di cicli di progetto N (cicli al giorno × 365 × anni di vita di progetto). L'intervallo di tensione effettivo non deve superare 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*.

La Categoria F — tensione di taglio sulla gola delle saldature d'angolo — utilizza le Formule (4-14) e (4-15) con un diverso esponente di fatica (0.067 invece di 0.107). La modalità di rottura per taglio ha statistiche diverse dalla modalità di rottura per tensione che guida le Categorie dalla A alla E*.

Perché E ed E* Sono le Più Penalizzate

I dettagli di Categoria E ed E* condividono tre condizioni di penalità che insieme producono gli intervalli di tensione ammissibili più ripidi nella Tabella 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.

Il quadro della fatica è coerente con la metallurgia: le cricche iniziano alla più alta concentrazione di tensione, si propagano sotto carico ciclico e portano a frattura fragile se la sezione non può ridistribuire o arrestare la cricca. Le costanti di Categoria nella Tabella 4.5 sono state derivate dal programma di test NCHRP su campioni reali con geometrie realistiche (secondo il Commento C-4.17.2) — esse codificano le prestazioni reali a fatica, non le previsioni teoriche.

Dettaglio AASHTO E' = D1.1 E*

Le Specifiche di Progettazione dei Ponti AASHTO LRFD utilizzano il simbolo E' (con apice/apostrofo) per la Categoria di dettaglio a fatica più penalizzata. La Tabella 4.5 di AWS D1.1:2025 utilizza E* (con asterisco) per la stessa curva di intervallo di tensione ammissibile. Stessa costante C_f = 3.9 × 10⁸, stessa soglia F_TH = 2.6 ksi [18 MPa].

Le due notazioni sono intercambiabili. AASHTO e AWS pubblicano documenti paralleli con un quadro di fatica coerente, quindi un commento che cita E' (contesto AASHTO, tipicamente lavori su ponti regolati da D1.5) si mappa direttamente a E* (contesto D1.1, tipicamente lavori di costruzione strutturale). In caso di dubbio su quale notazione stia utilizzando una fonte, i valori C_f e F_TH sono gli identificatori canonici.

Riferimento Incrociato: Tabella 4.5 (Progettazione) vs Tabella 8.1 (Ispezione)

La Tabella 4.5 è una Tabella di progettazione. Controlla l'intervallo di tensione ammissibile che un dettaglio può sopportare durante la sua vita di progetto, calcolato prima della Fabbricazione. Il punto decisionale è se l'F_SR del dettaglio è sufficiente per il caso di carico — in caso contrario, il progetto cambia (dettaglio diverso, sezione più grande, meno cicli tramite scarico del carico).

La Tabella 8.1 è una Tabella di ispezione. Controlla i criteri di accettazione visiva (cricche, sottosquadro, porosità, profilo, fusione) per le saldature finite, separati per strutture caricate staticamente vs ciclicamente. Il punto decisionale è accettare/rifiutare dopo la Fabbricazione.

I professionisti spesso confondono i due perché entrambi fanno riferimento al “carico ciclico” ed entrambi hanno criteri separati statici-vs-ciclici. Sono livelli diversi di D1.1 e si applicano in momenti diversi del ciclo di vita del progetto:

	Table 4.5 (Section 4.17)	Table 8.1 (Section 8.9)
Code layer	Design of welded connections (Clausola 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: Cricche, Incisione Marginale, Porosità, profile, fusion, weld size
Cyclic vs static	Cyclic: full Table 4.5 framework. Static: framework does not apply (no fatigue check).	Cyclic: tighter Limiti per Item 7 (undercut), Item 8 (porosity), Item 1 (cracks zero either way). Static: looser limits.

Copertura dettagliata del livello di ispezione: sottosquadro, cricche, porosità, profilo, Esame Visivo.

“Due tabelle, entrambe con suddivisioni cicliche-vs-statiche, entrambe con etichette di lettere. Confonderle è l'errore più comune nell'esame Parte C. La Tabella 4.5 è ciò che l'ingegnere cerca durante la progettazione; la Tabella 8.1 è ciò che il CWI cerca alla stazione di ispezione. Stesso Codice, decisioni diverse.”
— CWI exam preparation, structural welding instruction

Welding Across an I-Beam Flange — Applied →

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Domande Frequenti

Qual è la differenza tra la Categoria di Preriscaldo AWS D1.1 dalla A alla G e la Categoria di Intervallo di Tensione a Fatica dalla A alla F?

Sono due concetti completamente diversi che condividono le etichette delle lettere in AWS D1.1. La Categoria di Preriscaldo dalla A alla G si trova nella Tabella 5.11 e suddivide la ricerca di Preriscaldo prequalificato per Processo di Saldatura — la Categoria A è SMAW con elettrodi diversi da quelli a Basso Idrogeno, la Categoria B è SMAW con Basso Idrogeno più SAW/GMAW/FCAW. L'originale A-D è stata estesa a A-G in D1.1:2025. Utilizzata insieme alla classificazione del Gruppo Acciaio I-V nella Tabella 5.6 per cercare il Preriscaldo Minimo. La Categoria di Intervallo di Tensione a Fatica dalla A alla F si trova nella Sezione 4.17 con la Tabella 4.5 e la Figura 4.16, e valuta la resistenza a fatica dei dettagli di giunzione — la Categoria A è Metallo Base semplice lontano dalle saldature, la Categoria E* è il dettaglio di Saldatura più penalizzato. I due sistemi non si mappano l'uno sull'altro. A572 Gr 50 nel Gruppo Acciaio I saldato con SMAW a Basso Idrogeno (Categoria di Preriscaldo B) all'estremità di una Saldatura d'Angolo trasversale su una flangia in tensione rientra nella Categoria di Fatica C nella Tabella 4.5 — tre etichette di lettere indipendenti per tre decisioni indipendenti.

Cosa sono F_TH e F_SR?

F_TH è l'intervallo di tensione di fatica di soglia — l'intervallo di tensione Massimo per una vita infinita. Secondo la Sezione 4.15.1 di AWS D1.1:2025, non è richiesta alcuna valutazione della resistenza a fatica se l'intervallo di tensione del carico vivo è inferiore a F_TH. Il valore F_TH dipende dalla Categoria di tensione del dettaglio ed è letto dalla Tabella 4.5: la Categoria A è 24 ksi [165 MPa], la Categoria B è 16 ksi [110 MPa], la Categoria C è 10 ksi [69 MPa], la Categoria D è 7 ksi [48 MPa], la Categoria E è 4.5 ksi [31 MPa], la Categoria E* è 2.6 ksi [18 MPa]. F_SR è l'intervallo di tensione ammissibile per una vita finita ed è calcolato dalle Formule (4-12) e (4-13) utilizzando la costante C_f per Categoria e il numero di cicli di progetto N. F_SR deve essere sempre almeno F_TH. La Figura 4.16 traccia graficamente le curve intervallo di tensione vs cicli per tutte le categorie.

Perché la Categoria E* è la più penalizzata?

I dettagli di Categoria E* combinano tre condizioni di penalità: una discontinuità geometrica alla terminazione della Saldatura (che concentra la tensione), un carico di tensione attraverso tale discontinuità (che provoca l'inizio della cricca dall'estremità o dalla terminazione della Saldatura), e una sezione di Metallo Base più spessa (che limita la capacità della geometria di ridistribuire la tensione). La costante è C_f = 3.9 × 10⁸ e la soglia è F_TH = 2.6 ksi [18 MPa] — circa un ordine di grandezza inferiore di intervallo di tensione ammissibile rispetto alla Categoria B. Le configurazioni E* includono piastre di copertura più larghe della flangia con saldature attraverso le estremità e Spessore della flangia superiore a 0.8 in [20 mm] (linea 3.6), connessioni terminali di Saldatura d'Angolo longitudinali su piastre con Spessore superiore a 0.5 in [12 mm] (linea 4.1), e Metallo Base alle estremità delle saldature longitudinali in corrispondenza dei fori di accesso alla Saldatura con R inferiore a 1 in (linea 3.3). Nei dettagli con flange spesse, le piastre di copertura più larghe della flangia senza saldature attraverso le estremità non sono affatto consentite.

Perché AWS D1.1 non amplifica la tensione per la geometria della saldatura?

Secondo la Sezione 4.16.1, le tensioni e gli intervalli di tensione calcolati sono nominali — basati sull'analisi di tensione elastica a livello di elemento. Le tensioni non devono essere amplificate da fattori di concentrazione della tensione per discontinuità geometriche locali. Il Commento C-4.17.2 spiega il motivo: le curve di vita ciclica dell'intervallo di tensione nelle Formule (4-12) a (4-23) e nella Figura 4.16 sono state sviluppate dal National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) su campioni reali che incorporavano discontinuità geometriche realistiche. La costante di Categoria C_f incorpora già la concentrazione di tensione della geometria della giunzione, quindi l'applicazione di un fattore di intaglio separato raddoppierebbe l'effetto. Questo è il motivo per cui due saldature fisiche con la stessa tensione nominale possono avere vite a fatica selvaggiamente diverse — la Categoria cattura la geometria, la tensione nominale cattura il carico.

Come è correlato il Dettaglio AASHTO E' a D1.1 E*?

Le Specifiche di Progettazione dei Ponti AASHTO LRFD utilizzano il simbolo E' (con apice/apostrofo) per la Categoria di dettaglio a fatica più penalizzata. La Tabella 4.5 di AWS D1.1:2025 utilizza E* (con asterisco) per la stessa curva di intervallo di tensione ammissibile. Stessa costante C_f = 3.9 × 10⁸, stessa soglia F_TH = 2.6 ksi [18 MPa]. Le due notazioni sono intercambiabili — si riferiscono alla stessa curva di resistenza a fatica. AASHTO e AWS pubblicano documenti paralleli con un quadro di fatica coerente, quindi un commento che cita E' (AASHTO) si mappa direttamente a E* (D1.1).

Suggerimento per l'Esame CWI: Nell'esame CWI Parte C a libro aperto, i candidati perdono tempo a cercare “Categoria C” nella Tabella 5.11 quando la domanda riguarda la fatica, o nella Tabella 4.5 quando la domanda riguarda il Preriscaldo. Le due tabelle si trovano in clausole diverse e utilizzano le stesse etichette di lettere per concetti non correlati. Leggi attentamente il testo della domanda — se dice “Preriscaldo,” vai alla Tabella 5.11. Se dice “Metallo Base” o “grado di acciaio,” vai alla Tabella 5.6. Se dice “fatica,” “intervallo di tensione,” “carico ciclico,” o nomina un dettaglio (piastra di copertura, Saldatura d'Angolo trasversale, foro di accesso alla Saldatura), vai alla Tabella 4.5. Vedi CWI Exam Prep per la disciplina di navigazione a libro aperto.