AWS D1.1 · Section 4.17 · Tabela 4.5

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

A AWS D1.1:2025 Seção 4.17 com a Tabela 4.5 organiza os detalhes em oito categorias de faixa de tensão: A, B, B*, C, D, E, E* e F. Cada uma possui sua própria constante C_f e limite F_TH que estabelecem a faixa de tensão cíclica admissível. Estas não são a Categoria de Pré-aquecimento A a G na Tabela 5.11 ou o Grupo de Metal de Base I-V na Tabela 5.6.

Duas “Categorias” na D1.1 — não as confunda: A Tabela 5.11 usa a Categoria de Pré-aquecimento A a G (subdivisões por Processo de Soldagem da consulta de pré-aquecimento pré-qualificado; a D1.1:2025 adicionou as Categorias E, F e G às originais A–D). A Tabela 4.5 usa a Categoria de Faixa de Tensão de Fadiga A/B/B*/C/D/E/E*/F para classificar a resistência à fadiga dos detalhes da junta. Elas compartilham rótulos de letras, mas se referem a diferentes camadas do Código. Esta página trata da Tabela 4.5. Os graus de Metal de Base são agrupados separadamente em Grupos I–V na Tabela 5.6; consulte a Referência Rápida D1.1.

Tabela 4.5 vs Tabela 5.11 — As Duas “Categorias” na D1.1

A AWS D1.1:2025 reutiliza a palavra “Categoria” para dois conceitos completamente não relacionados. A colisão causa mais confusão do que quase qualquer outra sobreposição de terminologia no Código:

Preheat Categoria A through G (Table 5.11): per-process subdivisions of the Pré-qualificado Pré-aquecimento lookup. Category A is SMAW with other-than-Baixo Hidrogênio 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 Metal de Base) to look up Mínimo 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.

Os dois sistemas não se mapeiam um no outro. A572 Gr 50 no Grupo de aço I (Tabela 5.6) soldado com SMAW de Baixo Hidrogênio (Categoria de Pré-aquecimento B na Tabela 5.11) na Margem da solda de uma Solda de Filete transversal em uma flange de tração se enquadra na Categoria de fadiga C na Tabela 4.5 — três rótulos de letras independentes para três decisões independentes na mesma Soldagem física. A Categoria de Pré-aquecimento impulsiona a Temperatura da oficina; a Categoria de fadiga impulsiona o dimensionamento do detalhe e a vida de iniciação de trincas. Esta página cobre a segunda — Tabela 4.5.

Como Encontrar a Categoria do Seu Detalhe

De acordo com a Seção 4.17.2, a faixa de tensão calculada não deve exceder F_SR calculada pelas Fórmulas (4-12) a (4-19). O procedimento:

Identify the detail configuration — what kind of Soldagem, 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 Soldagem, (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 Espessura, 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.

As tensões calculadas são nominais — de acordo com a Seção 4.16.1, “As tensões não precisam ser amplificadas por fatores de concentração de tensão para Descontinuidades geométricas locais.” A Categoria em si incorpora o efeito da geometria (ver Comentário C-4.17.2 sobre a base NCHRP).

Categorias A a F — Análise por Categoria

As oito categorias de faixa de tensão na Tabela 4.5, em ordem da menos à mais penalizada:

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 Apoio 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 Trinca (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 Solda de Filete 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*

A ordem não é arbitrária. Cada passo de duas categorias reduz aproximadamente pela metade a faixa de tensão limite — A→C cai de 24 para 10 ksi (58%), B→D cai de 16 para 7 ksi (56%), C→E cai de 10 para 4.5 ksi (55%). Um detalhe da Categoria A com limite de 24 ksi tolera aproximadamente uma ordem de magnitude a mais de tensão cíclica do que um detalhe da Categoria E* com limite de 2.6 ksi (razão de 9.2×) — para a mesma tensão nominal na seção transversal.

B* e E* — As Categorias com Asterisco

O asterisco em B* e E* sinaliza uma versão mais rigorosa da Categoria sem marcação. Ambas são categorias reais com seus próprios valores de C_f e F_TH na Tabela 4.5, não artefatos tipográficos.

B* (C_f = 61 × 10⁸, F_TH = 12 ksi [83 MPa]) is the version of B applied when a longitudinal Solda de chanfro CJP 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 Resistência 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 Descontinuidade, 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]).

Para flanges espessas com chapas de cobertura mais largas que a flange e sem Soldagens nas extremidades, a linha 3.7 diz “Espessura da flange > 0.8 in [20 mm] não é permitida.” A configuração é irrecuperável — o projeto deve alterar a largura da chapa de cobertura, adicionar Soldagens nas extremidades (o que a eleva de E* para E para flanges finas) ou usar uma conexão diferente.

Limite F_TH e Faixa de Tensão Admissível F_SR

Dois valores controlam a verificação de fadiga. Eles têm significados e pontos de decisão diferentes.

F_TH é a faixa de tensão de fadiga limite — a faixa de tensão Máximo para vida infinita. De acordo com a Seção 4.15.1: “Nenhuma avaliação de resistência à fadiga será exigida se a faixa de tensão de carga viva for Menor que a faixa de tensão limite, F_TH (ver Tabela 4.5).” Se a faixa de tensão de carga viva calculada permanecer abaixo de F_TH para a Categoria do detalhe, a conexão tem vida cíclica infinita e a verificação de fadiga é satisfeita.

F_SR é a faixa de tensão admissível para vida finita. Quando a faixa de tensão de carga viva excede F_TH, o projeto deve calcular F_SR a partir das Fórmulas (4-12) e (4-13) usando a constante C_f por Categoria e a contagem de ciclos de projeto N (ciclos por dia × 365 × anos de vida útil do projeto). A faixa de tensão real não deve exceder 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*.

A Categoria F — tensão de cisalhamento na garganta de Soldas de Filete — usa as Fórmulas (4-14) e (4-15) com um expoente de fadiga diferente (0.067 em vez de 0.107). O modo de falha por cisalhamento tem estatísticas diferentes do modo de falha por tração que impulsiona as Categorias A a E*.

Por Que E e E* São as Mais Penalizadas

Os detalhes das Categorias E e E* compartilham três condições de penalidade que, juntas, produzem as faixas de tensão admissíveis mais íngremes na Tabela 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 Margem da solda 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.

A estrutura de fadiga é consistente com a metalurgia: Trincas iniciam na maior concentração de tensão, propagam sob carga cíclica e levam à fratura frágil se a seção não puder redistribuir ou deter a trinca. As constantes de Categoria na Tabela 4.5 foram derivadas do programa de teste NCHRP em espécimes reais com geometrias realistas (conforme Comentário C-4.17.2) — elas codificam o desempenho real de fadiga, não previsões teóricas.

Detalhe AASHTO E' = D1.1 E*

As Especificações de Projeto de Pontes AASHTO LRFD usam o símbolo E' (com apóstrofo) para a Categoria de detalhe de fadiga mais penalizada. A Tabela 4.5 da AWS D1.1:2025 usa E* (com asterisco) para a mesma curva de faixa de tensão admissível. Mesma constante C_f = 3.9 × 10⁸, mesmo limite F_TH = 2.6 ksi [18 MPa].

As duas notações são intercambiáveis. AASHTO e AWS publicam documentos paralelos com estrutura de fadiga consistente, então um comentário citando E' (contexto AASHTO, tipicamente trabalho de ponte regido pela D1.5) mapeia diretamente para E* (contexto D1.1, tipicamente trabalho de construção estrutural). Em caso de dúvida sobre qual notação uma fonte está usando, os valores de C_f e F_TH são os identificadores canônicos.

Referência Cruzada: Tabela 4.5 (Projeto) vs Tabela 8.1 (Inspeção)

A Tabela 4.5 é uma Tabela de projeto. Ela controla a faixa de tensão admissível que um detalhe pode suportar durante sua vida útil de projeto, calculada antes da Fabricação. O ponto de decisão é se o F_SR do detalhe é suficiente para o caso de carga — caso contrário, o projeto muda (detalhe diferente, seção maior, Menos ciclos via alívio de carga).

A Tabela 8.1 é uma Tabela de inspeção. Ela controla os Critérios de aceitação Visual (Trincas, Rebaixo, Porosidade, perfil, fusão) para Soldagens acabadas, separadas por estruturas estaticamente vs ciclicamente carregadas. O ponto de decisão é aceitar/rejeitar após a Fabricação.

Os profissionais geralmente confundem os dois porque ambos se referem a “carregamento cíclico” e ambos têm critérios separados estático-vs-cíclico. Eles são camadas diferentes da D1.1 e se aplicam em momentos diferentes no ciclo de vida do projeto:

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

Cobertura detalhada da camada de inspeção: Rebaixo, Trincas, Porosidade, perfil, Inspeção Visual.

“Duas tabelas, ambas com divisões cíclicas vs estáticas, ambas com rótulos de letras. Confundi-las é o erro mais comum no Exame C. A Tabela 4.5 é o que o engenheiro procura durante o projeto; a Tabela 8.1 é o que o CWI procura na estação de inspeção. Mesmo Código, decisões diferentes.”
— CWI exam preparation, structural welding instruction

Welding Across an I-Beam Flange — Applied →

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Perguntas Frequentes

Qual a diferença entre a Categoria de Pré-aquecimento A a G da AWS D1.1 e a Categoria de Faixa de Tensão de Fadiga A a F?

São dois conceitos completamente diferentes que compartilham rótulos de letras na AWS D1.1. A Categoria de Pré-aquecimento A a G está na Tabela 5.11 e subdivide a consulta de Pré-aquecimento pré-qualificado por Processo de Soldagem — a Categoria A é SMAW com eletrodos diferentes de Baixo Hidrogênio, a Categoria B é SMAW com Baixo Hidrogênio mais SAW/GMAW/FCAW. As categorias originais A-D foram estendidas para A-G na D1.1:2025. Usadas em conjunto com a classificação do Grupo de aço I-V na Tabela 5.6 para consultar o Pré-aquecimento Mínimo. A Categoria de Faixa de Tensão de Fadiga A a F está na Seção 4.17 com a Tabela 4.5 e a Figura 4.16, e classifica a resistência à fadiga dos detalhes da junta — a Categoria A é Metal de Base simples longe de Soldagens, a Categoria E* é o detalhe de Soldagem mais penalizado. Os dois sistemas não se mapeiam um no outro. A572 Gr 50 no Grupo de aço I soldado com SMAW de Baixo Hidrogênio (Categoria de Pré-aquecimento B) na Margem da solda de uma Solda de Filete transversal em uma flange de tração se enquadra na Categoria de fadiga C na Tabela 4.5 — três rótulos de letras independentes para três decisões independentes.

O que são F_TH e F_SR?

F_TH é a faixa de tensão de fadiga limite — a faixa de tensão Máximo para vida infinita. De acordo com a Seção 4.15.1 da AWS D1.1:2025, nenhuma avaliação de resistência à fadiga é exigida se a faixa de tensão de carga viva for Menor que F_TH. O valor de F_TH depende da Categoria de tensão do detalhe e é lido na Tabela 4.5: Categoria A é 24 ksi [165 MPa], Categoria B é 16 ksi [110 MPa], Categoria C é 10 ksi [69 MPa], Categoria D é 7 ksi [48 MPa], Categoria E é 4.5 ksi [31 MPa], Categoria E* é 2.6 ksi [18 MPa]. F_SR é a faixa de tensão admissível para vida finita e é calculada a partir das Fórmulas (4-12) e (4-13) usando a constante C_f por Categoria e a contagem de ciclos de projeto N. F_SR deve ser sempre de pelo Menos F_TH. A Figura 4.16 plota as curvas de faixa de tensão vs ciclos graficamente para todas as categorias.

Por que a Categoria E* é a mais penalizada?

Os detalhes da Categoria E* combinam três condições de penalidade: uma Descontinuidade geométrica na terminação da Soldagem (que concentra a tensão), carregamento de tração através dessa Descontinuidade (que impulsiona a iniciação de Trincas da Margem da solda ou terminação) e uma seção de Metal de Base mais espessa (que limita a capacidade da geometria de redistribuir a tensão). A constante é C_f = 3.9 × 10⁸ e o limite é F_TH = 2.6 ksi [18 MPa] — aproximadamente uma ordem de magnitude Menor faixa de tensão admissível do que a Categoria B. As configurações E* incluem chapas de cobertura mais largas que a flange com Soldagens nas extremidades e Espessura da flange Maior que 0.8 in [20 mm] (linha 3.6), conexões de extremidade de filete longitudinal em chapas com Espessura Maior que 0.5 in [12 mm] (linha 4.1) e Metal de Base nas extremidades de Soldagens longitudinais em furos de acesso à Soldagem com R Menor que 1 in (linha 3.3). Em detalhes de flange espessa, chapas de cobertura mais largas que a flange sem Soldagens nas extremidades não são permitidas de forma alguma.

Por que a AWS D1.1 não amplifica a tensão para a geometria da solda?

De acordo com a Seção 4.16.1, as tensões e faixas de tensão calculadas são nominais — baseadas na análise de tensão elástica no nível do membro. As tensões não precisam ser amplificadas por fatores de concentração de tensão para Descontinuidades geométricas locais. O Comentário C-4.17.2 explica o porquê: as curvas de vida útil do ciclo de faixa de tensão nas Fórmulas (4-12) a (4-23) e na Figura 4.16 foram desenvolvidas pelo National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) em espécimes reais que incorporavam Descontinuidades geométricas realistas. A constante de Categoria C_f já incorpora a concentração de tensão da Geometria da junta, então aplicar um fator de entalhe separado dobraria a contagem do efeito. É por isso que duas Soldagens físicas com a mesma tensão nominal podem ter vidas de fadiga amplamente diferentes — a Categoria captura a geometria, a tensão nominal captura a carga.

Como o Detalhe E' da AASHTO se relaciona com o E* da D1.1?

As Especificações de Projeto de Pontes AASHTO LRFD usam o símbolo E' (com apóstrofo) para a Categoria de detalhe de fadiga mais penalizada. A Tabela 4.5 da AWS D1.1:2025 usa E* (com asterisco) para a mesma curva de faixa de tensão admissível. Mesma constante C_f = 3.9 × 10⁸, mesmo limite F_TH = 2.6 ksi [18 MPa]. As duas notações são intercambiáveis — elas se referem à mesma curva de resistência à fadiga. AASHTO e AWS publicam documentos paralelos com estrutura de fadiga consistente, então um comentário citando E' (AASHTO) mapeia diretamente para E* (D1.1).

Dica para o CWI Exam Prep: No Exame com Consulta CWI Part C, os candidatos perdem tempo procurando por “Categoria C” na Tabela 5.11 quando a pergunta é sobre fadiga, ou na Tabela 4.5 quando a pergunta é sobre Pré-aquecimento. As duas tabelas estão em cláusulas diferentes e usam os mesmos rótulos de letras para conceitos não relacionados. Leia o enunciado da pergunta cuidadosamente — se disser “Pré-aquecimento,” vá para a Tabela 5.11. Se disser “Metal de Base” ou “grau de aço,” vá para a Tabela 5.6. Se disser “fadiga,” “faixa de tensão,” “carga cíclica,” ou nomear um detalhe (chapa de cobertura, filete transversal, furo de acesso à Soldagem), vá para a Tabela 4.5. Veja CWI Exam Prep para a disciplina de navegação com consulta.