AWS D1.8 — Yapısal Kaynak Kodu Seismic Supplement
AWS D1.8, sismik kaynak uygulamaları için D1.1'i tamamlar. AISC 341 ve AISC 358 bağlantılarına göre tasarlanmış sismik kuvvetlere dayanıklı sistemlerdeki kaynaklar için talep-kritik kaynak gereksinimleri, maksimum Pasolar Arası Sıcaklık kontrolleri, ilave metaller için zorunlu CVN tokluk testi ve geliştirilmiş yeterlilik prosedürleri ekler.
Temel ayrım: D1.8, D1.1'i değiştirmez — onu tamamlar. Tüm D1.1 gereksinimleri hala geçerlidir. D1.8, maksimum Pasolar Arası Sıcaklık olan 550°F (Madde 6.7.1) ve CVN tokluk gereksinimleri dahil olmak üzere daha sıkı kontroller ekler: talep-kritik kaynaklar için 70°F'de 40 ft-lbf (54 J) (Table 6.3). Soğuk servis için (LAST < 50°F), 70/80 ksi ilave metaller için LAST+20°F'de test yapılır. AWS A5 sınıflandırmasına göre 0°F'de 20 ft-lbf'yi karşılayan ilave metaller, Clause 6.3.4(1) uyarınca üretim partisi CVN testinden muaftır. Ön Isıtma değerleri D1.1 Table 5.11'den gelir.
AWS D1.8 Nedir?
AWS D1.8, sismik kuvvetlere dayanıklı sistemlerdeki kaynaklı birleştirmeler için D1.1'i tamamlar. D1.1'i değiştirmez — AISC 341'e göre depreme dayanıklı olarak tasarlanmış binalardaki talep-kritik kaynaklar için gereksinimler ekler. D1.8, ilave metal tokluğunu, Pasolar Arası Sıcaklık limitlerini ve geliştirilmiş yeterlilik testini belirtir.
AWS D1.8/D1.8M — Yapısal Kaynak Kodu — Sismik Ek — çelik bina yapılarının sismik kuvvetlere dayanıklı sistemi (SFRS) içindeki elemanlar ve bağlantılar için ek Kaynak gereksinimleri sağlar. Mevcut sürüm AWS D1.8:2021 (4. Baskı)'dir. D1.8 bağımsız bir kod değildir — tasarım seviyesindeki depremler sırasında önemli inelastik deformasyona uğraması beklenen birleştirmeler için standart yapısal Kaynak uygulamasının ötesine geçen gereksinimler ekleyerek AWS D1.1'i tamamlar.
Standart, 1994 Northridge depremine yanıt olarak geliştirilmiştir; bu deprem, standart yapısal Kaynak uygulamalarının sismik uygulamalar için yetersiz olduğunu ortaya koymuştur. Northridge öncesi moment çerçeve bağlantıları, beklenen plastik kapasitenin çok altındaki gerilme seviyelerinde kiriş flanşı-kolon Oluk Kaynağı'lerinde kırılgan kırılma yaşamıştır. Northridge sonrası araştırmalar, yetersiz Kaynak Metali tokluğu, kötü erişim deliği geometrisi, yedek çubuk çentik etkileri ve yetersiz kalite kontrol dahil olmak üzere çeşitli katkıda bulunan faktörleri belirlemiştir. D1.8, geliştirilmiş malzeme, imalat ve muayene gereksinimleri aracılığıyla bu faktörlerin hepsini ele alır.
D1.8, AISC 341 (Yapısal Çelik Binalar İçin Sismik Hükümler) tarafından referans alınır ve sismik tasarım Kategori'leri D, E ve F'deki sismik kuvvetlere dayanıklı sistemlerdeki tüm Kaynaklar için zorunludur. Bağlantı tasarımları AISC 358 (Ön Yeterliliği Onaylanmış Özel ve Ara Çelik Moment Çerçeveleri Bağlantıları) ve AISC 341'den gelir — D1.8, bu bağlantıların nasıl kaynaklanacağını, yeterliliğinin nasıl sağlanacağını ve nasıl denetleneceğini yönetir.
Talep-Kritik Kaynaklar
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), Maksimum 550 degrees F Pasolar Arası Sıcaklık, and enhanced Ultrasonik Testi Kabul criteria.
D1.8'deki merkezi kavram, talep-kritik kaynak — sismik bir olay sırasında büyük inelastik deformasyonun birden fazla döngüsü boyunca yapısal bütünlüğü koruması gereken bir kaynak. Talep-kritik kaynaklar, AWS D1.x kod ailesindeki en sıkı malzeme, imalat ve muayene gereksinimlerine tabidir.
Kayıtlı mühendis, bağlantı tasarımına ve beklenen deformasyon taleplerine göre hangi kaynakların talep-kritik olduğunu belirler. Yaygın talep-kritik kaynaklar şunları içerir:
- Kiriş flanşı-kolon CJP Groove Kaynak'leri
- Özel ve ara moment çerçevelerinde, kiriş flanşının kolon flanşına kaynaklanan Groove Weld'leri, bağlantıdaki en kritik kaynaklardır. Bu kaynaklar, kiriş kesitinin tam plastik moment kapasitesini büyük dönme döngüleri boyunca iletmelidir. Northridge öncesi arızalar bu kaynaklarda yoğunlaşmıştır.
- Eksantrik çaprazlı çerçevelerde bağlantı-kolon kaynakları
- EBF'deki bağlantı kirişi büyük kesme ve/veya eğilme deformasyonlarına uğrar. Bağlantıyı kolona bağlayan kaynaklar, kırılma olmadan bu deformasyonları sürdürmelidir. Bağlantı-kolon bağlantısındaki hem flanş hem de gövde kaynakları tipik olarak talep-kritiktir.
- Plastik mafsal bölgelerindeki kolon ek kaynakları
- Bir kolon eki beklenen plastik mafsal bölgesine düştüğünde, ek kaynakları tam kolon kesit kapasitesini geliştirebilmelidir. D1.8, bu konumlardaki kolon ekleri için talep-kritik malzeme ve muayene gereksinimleri ile CJP Groove Weld'leri gerektirir.
- Özel eş merkezli çaprazlı çerçevelerde çapraz bağlantı kaynakları
- SCBF'lerdeki köşe plakası bağlantıları, beklenen çapraz burkulma ve akma davranışını karşılamalıdır. Köşebendi kirişe, kolona veya çapraza bağlayan kaynaklar, bağlantı tipine ve beklenen deformasyon moduna bağlı olarak genellikle talep-kritik olarak belirlenir.
Sismik Kaynak İçin Termal Kontroller
D1.8, talep-kritik kaynaklar için Pasolar Arası Sıcaklık'ı maksimum 550 derece F ile sınırlar. Bu, aşırı ısının Isıdan Etkilenen Bölge'deki tokluğu bozmasını önler. Ön Isıtma, D1.1 Table 5.11'i takip eder — D1.8'in ayrı bir Ön Isıtma Tablo'su yoktur. Minimum Ön Isıtma (D1.1) ve maksimum Pasolar Arası (D1.8) kombinasyonu termal pencereyi tanımlar.
D1.8'in kendi Ön Isıtma Tablo'ları yoktur. Tüm Ön Isıtma gereksinimleri D1.1 Table 5.11'den gelir. Ancak D1.8, talep-kritik kaynaklar için maksimum Pasolar Arası Sıcaklık olan 550°F (288°C) ekler. Bu üst sınır, Isıdan Etkilenen Bölge'de sismik performans için gereken seviyenin altında kırılma tokluğunu azaltacak aşırı tane büyümesini önler.
D1.1 minimum Ön Isıtma ve D1.8 maksimum Pasolar Arası kombinasyonu, talep-kritik Kaynak için kontrollü bir termal pencere oluşturur. Örneğin, 2 inç Kalınlık'ında flanşlara sahip bir A992 W36 kolonu, D1.1 Table 5.11'e göre Minimum 150°F Ön Isıtma ve D1.8'e göre Maksimum 550°F Pasolar Arası gerektirir. Kaynakçı, kiriş flanşı CJP Groove Weld'inin çok pasolu Kaynak işlemi boyunca Kaynak Metali'ni bu 150°F ila 550°F aralığında tutmalıdır.
Talep-kritik kaynaklar için Sıcaklık izleme, standart D1.1 Kaynak'ından daha titizdir. Maksimum Pasolar Arası Sıcaklık, her bir sonraki paso yatırılmadan önce doğrulanmalıdır. Temas termometreleri, talep-kritik uygulamalar için Sıcaklık gösteren kalemlere göre tercih edilir, çünkü eşik bir Indication yerine nicel bir okuma sağlarlar.
İlave Metal Gereksinimleri
D1.8, talep-kritik kaynaklar için ilave metallerin CVN tokluğunu karşılamasını gerektirir. Temel değer 0 derece F'de 20 ft-lbf'dir (Table 6.4). Soğuk servis (LAST 50 derece F'nin altında) için, LAST'ta 40 ft-lbf gereklidir. D1.1, CVN testi gerektirmez. Üretici değerleri onaylamalıdır. AISC 341 Tablo A3.1, yeterlilik sınıflandırmalarını listeler.
D1.8, talep-kritik kaynaklar için D1.1'in ötesinde ek ilave metal gereksinimleri getirir. En önemli gereksinim, zorunlu Charpy V-çentik (CVN) tokluk testidir. D1.8:2021, iki kademeli bir CVN sistemi kullanır. Clause 6.3.4(1) uyarınca temel gereksinim 0°F (−18°C)'de 20 ft-lbf (27 J)'dir — bu seviyeyi karşılayan Table 6.4'te listelenen ilave metaller, En Düşük Beklenen Servis Sıcaklığı (LAST) 50°F (10°C) veya üzerinde olduğunda üretim partisi testinden muaftır. SFRS, 50°F'nin altındaki servis sıcaklıklarına maruz kaldığında, Clause 6.2.2, LAST'ta veya üzerinde test edilen daha yüksek bir Minimum olan 40 ft-lbf (54 J) gerektirir.
İki kademeli CVN yapısı, ılıman iklimlerdeki projelerin (LAST ≥ 50°F), 0°F'de 20 ft-lbf sertifikalı Table 6.4 ilave metallerini ek parti testi olmadan kullanabileceği, soğuk iklim projelerinin (LAST < 50°F) ise gerçek servis Sıcaklık'ında parti sertifikalı 40 ft-lbf ilave metallerini kullanması gerektiği anlamına gelir. Standart D1.1 ilave metallerinin her iki tokluk seviyesini de karşılaması gerekmez. İmalatçılar, talep-kritik Kaynak için satın alınan ilave metalin belirli partisinin, geçerli D1.8 tokluk Kategori'sini karşılamak üzere test edildiğini ve sertifikalandırıldığını doğrulamalıdır. Sadece AWS ilave metal sınıflandırmasını (örn. E71T-1) belirtmek yeterli değildir — partiye özel test sonuçları incelenmelidir.
D1.8 ayrıca, talep-kritik uygulamalar için ilave metal üreticisinin Yayılabilir Hidrojen test sonuçlarının mevcut olmasını gerektirir. Kaynak Metali birikintisindeki daha düşük hidrojen seviyeleri, Isıdan Etkilenen Bölge'de hidrojen destekli çatlama riskini azaltır ve kaynaklı birleştirmenin genel tokluğunu artırır.
Sismik İçin Prosedür ve Kaynakçı Yeterliliği
D1.8, D1.1 Clause 6 yeterliliğine ek gereksinimler ekler. Talep-kritik kaynaklar için PQR'ler, Kaynak Metali ve HAZ'nin CVN testini içermelidir. WPS Essential Variable'ları, yalnızca D1.1 altında Essential Variable olmayan Pasolar Arası Sıcaklık Maksimum'unu içerir. Kaynakçılar, belirli birleştirme konfigürasyonlarında yeterliliklerini göstermelidir.
D1.8, talep-kritik Kaynak için D1.1 yeterlilik gereksinimlerini değiştirir. D1.1'deki ek Essential Variable'lar, talep-kritik WPS yeterliliği için Essential Variable haline gelir. Bu, standart D1.1 yeterliliği altında izin verilebilecek Isı Girdisi, Ön Isıtma azaltma ve Kaynak Sonrası Isıl İşlem koşullarındaki değişikliklerin, prosedür talep-kritik kaynaklar için kullanıldığında yeniden yeterlilik gerektirdiği anlamına gelir.
Talep-kritik kaynaklar için WPS, hem Minimum Ön Isıtma'yı (D1.1 Table 5.11'den) hem de Maksimum Pasolar Arası Sıcaklık'ı (D1.8'e göre 550°F) belirtmelidir. Prosedür yeterlilik testi bu termal limitler dahilinde yapılmalıdır. Yeterlilik kuponu ayrıca, ilave metal, Ana Malzeme ve Kaynak parametrelerinin kombinasyonunun yeterli kırılma tokluğuna sahip bir birleştirme ürettiğini doğrulamak için CVN tokluk açısından test edilmelidir.
D1.8, sismik kuvvetlere dayanıklı sistemde talep-kritik olmayan kaynaklar için D1.1 Prequalified WPS prosedürlerinin kullanımına izin verir. Ancak, talep-kritik kaynaklar, ek termal ve tokluk gereksinimleri ile yeterliliği onaylanmış (Prequalified olmayan) prosedürler gerektirir. Kayıtlı mühendis, hangi kaynakların talep-kritik olduğunu sözleşme belgelerinde açıkça belirtmelidir, böylece İmalatçı doğru WPS Kategori'sini uygular.
Demand-critical welds require PQR test results demonstrating CVN toughness per the WPS Isı Girdisi Envelope Testing Gereksinimler 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-weld heat treatment (PWHT) follows D1.1 Section 7.8 requirements. All demand-critical welds require Muayene by a qualified Kaynak inspector.
D1.8 Diğer AWS Yapısal Kodlarla Nasıl Karşılaştırılır?
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 ve D1.1 (Standart Yapısal)
D1.1 covers Standart Yapısal Çelik Kaynağı without seismic requirements. D1.8 supplements D1.1 by adding demand-critical weld categories, maximum interpass Sıcaklık Sınırlar, 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 ve D1.3 (Sac Çelik)
D1.3 covers sheet steel with Kalınlık 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 ve D1.5 (Köprü)
AWS D1.5 Köprü Kaynak Kodu, D1.8 talep-kritik gereksinimlerine benzer bir amaca hizmet eden ancak bina sismik uygulamaları yerine köprü uygulamaları için kendi kırılma-kritik eleman (FCM) hükümlerine sahiptir. Hem D1.8 hem de D1.5 FCM, geliştirilmiş ilave metal tokluğu, daha sıkı termal kontroller ve ek muayene gerektirir. Yükleme koşulları (sismik ve yorulma) ve servis ortamları farklı olduğundan, iki kod arasındaki belirli tokluk gereksinimleri ve test Sıcaklık'ları farklılık gösterir.
| 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 Kod-limited |
| CVN toughness | 40 ft-lbf at 70°F (Table 6.3) / 40 ft-lbf at LAST+20°F (cold) | Not required |
| Own preheat table? | No — uses D1.1 Table 5.11 | Yes — Table 5.11 |
| Connection standard | AISC 341 compliance | D1.1 Clause 4 |
İlgili Standart Kılavuzları
Sıkça Sorulan Sorular
Hayır. AWS D1.8'in kendi Ön Isıtma Tablo'ları yoktur. D1.1 Table 5.11'deki Ön Isıtma gereksinimlerini kullanır. D1.8, D1.1'i 550 derece Fahrenheit (Clause 6.7.1) Maksimum Pasolar Arası Sıcaklık ve CVN tokluk gereksinimleri ekleyerek tamamlar: talep-kritik kaynaklar için 70 derece Fahrenheit'ta 40 ft-lbf (54 J) (Table 6.3). LAST'ın 50 derece Fahrenheit'ın altında olduğu soğuk servis için, 70/80 ksi ilave metaller için LAST artı 20 derece Fahrenheit'ta test yapılır. AWS A5 sınıflandırmasına göre 0 derece Fahrenheit'ta 20 ft-lbf (27 J) karşılayan ilave metaller, Clause 6.3.4(1) uyarınca üretim partisi CVN testinden muaftır. Tüm Ana Malzeme Ön Isıtma gereksinimleri D1.1'den gelir.
Talep-kritik kaynak, sismik kuvvetlere dayanıklı sistemde, tasarım depremi sırasında önemli inelastik gerilime uğraması beklenen bir kaynaktır. Bu kaynaklar, büyük deformasyonun birden fazla döngüsü boyunca kırılma olmadan yapısal bütünlüklerini korumalıdır. Örnekler arasında özel moment çerçevelerindeki kiriş flanşı-kolon CJP Groove Weld'leri, eksantrik çaprazlı çerçevelerdeki bağlantı-kolon kaynakları ve beklenen plastik mafsal bölgesindeki kolon ek kaynakları bulunur. Talep-kritik kaynaklar, sertifikalı CVN tokluğuna sahip ilave metaller ve standart D1.1 kaynaklarından daha sıkı termal kontroller gerektirir.
AWS D1.8, talep-kritik kaynaklar için Maksimum Pasolar Arası Sıcaklık'ı 550 derece Fahrenheit (288 derece Celsius) ile sınırlar. Bu, genel bir Maksimum Pasolar Arası Sıcaklık getirmeyen standart D1.1 Kaynak'ından daha kısıtlayıcıdır. 550 derece limiti, Isıdan Etkilenen Bölge'de kırılma tokluğunu azaltacak aşırı tane büyümesini önler. Talep-kritik kaynaklar için, hem Minimum Ön Isıtma'yı (D1.1 Table 5.11'den) hem de Maksimum Pasolar Arası'nı (D1.8'den) korumak, Kaynak için kontrollü bir termal pencere oluşturur.
AISC 341 (Yapısal Çelik Binalar İçin Sismik Hükümler), sismik kuvvetlere dayanıklı sistem gereksinimlerini tanımlayan tasarım standardıdır. AISC 341, sismik uygulamalardaki Kaynak gereksinimleri için AWS D1.8'e atıfta bulunur. Bağlantı tasarımı AISC 341'den ve AISC 358'deki Prequalified bağlantılardan gelir — bu standartlar hangi kaynakların nerede gerekli olduğunu tanımlar. D1.8, bu kaynakların nasıl yapılması, yeterliliğinin nasıl sağlanması ve nasıl denetlenmesi gerektiğini tanımlar. Birlikte, AISC 341 artı D1.8, sismik kuvvetlere dayanıklı sistemdeki kaynaklar için standart D1.1 gereksinimlerini değiştirir.
AWS D1.8:2021, Table 6.3'e göre talep-kritik kaynaklar için 70 derece Fahrenheit'ta 40 ft-lbf (54 J) gerektirir. LAST'ın 50 derece Fahrenheit'ın altında olduğu soğuk servis uygulamaları için, Clause 6.2.2, 70/80 ksi ilave metaller için LAST artı 20 derece Fahrenheit'ta veya 90 ksi ilave metaller için LAST'ta test edilen 40 ft-lbf (54 J) gerektirir. AWS A5 sınıflandırmalarına göre (Table 6.4) 0 derece Fahrenheit'ta 20 ft-lbf (27 J) karşılayan ilave metaller, Clause 6.3.4(1) uyarınca üretim partisi CVN testinden muaftır. Standart D1.1 ilave metalleri bu gereksinimleri karşılamayabilir.