Welding Across an I-Beam Flange — What D1.1, D1.5, and AASHTO Actually Say
Bir I-kirişin çekme flanşı boyunca Kaynak yapmak AWS D1.1 tarafından yasaklanmamıştır — yorulma kategorize edilmiştir. Madde 4.17 ve Tablo 4.5, enine kaynakları Kategori C, E veya E*'ye yerleştirerek izin verilen gerilme aralığını düşürür. D1.5 Clause 12, köprü işleri için FCM hükümlerini üstüne ekler.
Atölye sorusu: “flanş boyunca kaynak yapmayın” bir kod atıfı olmaksızın kutsal kabul edilir. Gerçek cevap iki standartta yer alır. AWS D1.1:2025, köprü olmayan yapısal işleri Madde 4.17 + Tablo 4.5 yorulma çerçevesi aracılığıyla ele alır. AASHTO/AWS D1.5:2025, köprü işlerini Madde 12 Kırılma Kontrol Planı aracılığıyla ele alır. İki katman üst üste biner ve bunları karıştırmak “her şey anekdot” sorununa neden olur.
Tek Paragrafta Genel Kural
Bir I-kiriş çekme flanşı boyunca enine Kaynak yapmak AWS D1.1:2025 tarafından yasaklanmamıştır. Bu, yorulma kategorize edilmiştir: Madde 4.17 ve Tablo 4.5, çekme yüklü plaka elemanlarındaki enine kaynakları Kategori C, E veya E*'ye yerleştirir, bu da boyuna kaynaklardan daha düşük bir izin verilen gerilme aralığı üretir. Aynı döngüsel yükü taşımak için kesitin büyümesi gerekir — bu nedenle gerçek bir projede tasarım bu detayı kullanmaz. AWS D1.5:2025 tarafından yönetilen köprü işlerinde, kırılma-kritik elemanların çekme bölgelerine yapılan tüm kaynaklar, D1.1 yorulma cezasının üzerine Madde 12 Kırılma Kontrol Planı hükümlerini tetikler — zorunlu CVN testi, hidrojen kontrollü Elektrotlar, kurutma programları ve nitelikli Inspectorlar. Statik yükleme ve EOR damgalı çizimler her iki durumda da genel kuralı geçersiz kılabilir. Kaynak sırasında canlı yük burkulması ayrı bir konudur.
Basit D1.1 (Köprü Olmayan) — Yorulma Kategorize Edilmiş, Yasaklanmamış
For structural steel work covered by AWS D1.1:2025 — buildings, industrial frames, transmission towers, anything that is not a highway bridge — the design rule for cyclically yüklendi transverse welds lives in Part C of Clause 4 (Sections 4.15 through 4.17). The framework is fatigue-design, not prohibition.
Madde 4.15.1'e göre: “Canlı yük gerilme aralığı eşik gerilme aralığı F_TH'den (bkz. Tablo 4.5) daha az ise yorulma direncine ilişkin bir değerlendirme yapılması gerekmez.” F_TH'nin altında detay sonsuz ömre sahiptir; F_TH'nin üzerinde izin verilen gerilme aralığı Formüller (4-12) ila (4-19) ve Tablo 4.5'teki kategori başına sabitler C_f ve F_TH'den gelir. Şekil 4.16, A, B, B*, C, D, E, E* ve F gerilme kategorileri için eğrileri grafiksel olarak çizer.
Where do transverse flange welds land? Section 4.17.2 states it directly: “For tension-loaded plate elements at cruciform, T and corner joint details with CJP welds, PJP welds, fillet welds or combinations of the preceding, transverse to the direction of stress… Kategori C” (Formulas 4-16 and 4-17). Specific configurations land per Tablo 4.5 Section 5:
- Line 5.4 — Kaynak Metali and Ana Malzeme in or adjacent to CJP groove welds in T- or corner joints, Kaynak reinforcement not removed: Category C (C_f = 44 × 10⁸; F_TH = 10 ksi [69 MPa]).
- Line 5.7 — Pair of fillet welds on opposite sides of a tension-loaded plate element, transverse: Category C at the weld toe; root Çatlaklar use a separate formula.
- Line 5.8 — Base metal of tension-loaded plate elements and on built-up shapes and rolled beam webs or flanges at toe of transverse fillet welds, adjacent to welded transverse stiffeners: Category C.
Gerilmeye paralel boyuna kaynakları karşılaştırın (Tablo 4.5 Madde 3):
- Line 3.1 — Continuous longitudinal CJP groove welds in built-up members: Category B (C_f = 120 × 10⁸; F_TH = 16 ksi [110 MPa]).
- Line 3.2 — Continuous longitudinal CJP with backing left in place, or continuous PJP: Category B' (C_f = 61 × 10⁸; F_TH = 12 ksi [83 MPa]).
Same physical weld, different geometry. The transverse case loses roughly a factor of 2-4 on the threshold stress range and a similar margin on cycle life. To carry the same cyclic load with a transverse fillet, the section grows. On most non-bridge projects the engineer either reroutes the load path or uses a different connection — the rule of thumb is the field shorthand for “the category penalty makes this impractical.”
Mevcut D1.1'deki önemli bir çerçeve değişikliği: Madde 4.15.4 “Bu kod artık yedekli ve yedekli olmayan elemanlar arasında bir ayrım tanımamaktadır.” Kırılma-kritik kavramı D1.1'den D1.5'e taşınmıştır. Bu nedenle projeniz yalnızca D1.1 tarafından yönetiliyorsa, FCM bağlayıcı kodunuzda yer almaz. Projeniz D1.5 tarafından yönetiliyorsa, FCM yer alır.
Köprü Çalışması — D1.5 Madde 12 FCM Hükümleri
For highway bridges governed by AASHTO/AWS D1.5:2025, transverse welds on tension flanges trigger an additional layer beyond the D1.1 fatigue category penalty: the Clause 12 Fracture Control Plan (FCP). Per Section 12.1: “This clause shall apply to fracture-critical nonredundant members. All steel bridge members and member components specified on the contract drawings or elsewhere in the contract documents as fracture critical shall be subject to the additional provisions of this clause.”
Madde 12.2.2 elemanı tanımlar: “AASHTO LRFD Köprü Tasarım Şartnameleri, bir FCM'yi, gerilmeye maruz kalan ve arızasının köprünün bir kısmının veya tamamının çökmesine neden olabileceği bir çelik birincil eleman veya bunun bir kısmı olarak tanımlar.”
D1.5 Madde 12.2.2.1'deki bağlantı kuralı, mühendisleri hazırlıksız yakalayan kuraldır: “Bir FCM'nin çekme bölgesine kaynaklanmış herhangi bir bağlantı, yatak taban plakaları hariç, bağlantının herhangi bir boyutu FCM'deki hesaplanan çekme gerilmesine paralel yönde 100 mm [4 inç] aştığında bir FCM olarak kabul edilecektir.” Bir FCM kirişinin çekme flanşına enine kaynaklanmış 4 inç uzunluğunda bir takviye, kendisi bir FCM'dir. Onu bağlayan tüm kaynaklar FCP'yi miras alır.
D1.5 Madde 12.2.2.2'ye göre: “FCM'lere yapılan tüm kaynaklar, yatak taban plakalarına yapılanlar hariç, kırılma-kritik olarak kabul edilecek ve bu FCP'nin gerekliliklerine uygun olacaktır. Basınç elemanlarına veya eğilme elemanlarının basınç bölgelerine yapılan kaynaklar kırılma-kritik olarak tanımlanmayacaktır.”
What does the FCP add? Mandatory CVN toughness Testi per Section 12.6.3. Hydrogen-controlled electrodes per the H-designator system (H4, H8, H16). Strict Elektrot drying and storage schedules per Sections 12.6.4 through 12.6.6. Lead Inspector qualification Gereksinimler (Minimum three years of steel bridge fabrication Muayene per D1.5 Section 12.16.1.1). Separate Ön Isıtma tables (Tables 12.4 through 12.8) that add hydrogen and Isı Girdisi as lookup axes beyond steel grade and Kalınlık.
Bu kombinasyon, köprü işlerinde “flanş boyunca kaynak yapmak” işlemini pahalı hale getirir: D1.1'in yorulma Kategori cezası kesit boyutunu belirler, ardından D1.5'in FCP'si NDE, Elektrot kontrolleri ve Inspector maliyetini ekler.
Statik ve Döngüsel — Kural Neden Var?
D1.1 Madde 4'ün C Bölümü (Maddeler 4.15 ila 4.18), döngüsel olarak yüklü bağlantıları yönetir. Statik yüklemeyi yönetmez. Statik yerçekimi yükü taşıyan 1 inç enine Kaynaklı 1/2 inç Kalınlıkta bir flanş, Tablo 4.5 tarafından hiç kısıtlanmaz — yorulma çerçevesi yalnızca canlı yük F_TH'nin üzerinde bir gerilme aralığı ürettiğinde devreye girer.
Atölye gerçeği, sahada bir flanş boyunca kaynak yapılan çoğu durumun yapının ömrü boyunca döngüsel hale gelmesidir. Bir treyler şasisi yol salınımını görür. Bir köprü kamyon yüklemesini görür. Bir vinç yolu kaldırma döngülerini görür. Hatta bir endüstriyel bina bile, inşaattan beş yıl sonra birisi yapıya bir HVAC ünitesi, bir konveyör veya titreşimli ekipman cıvatalarsa döngüsel yük alabilir. Genel kural, detayın Kategorisinin Kaynakçının orijinal niyetini değil, yapıyı takip etmesi nedeniyle mevcuttur.
Per Section 4.16.1: “Calculated stresses and stress ranges shall be nominal, based upon elastic stress analysis at the member level. Stresses need not be amplified by stress concentration factors for local geometrical discontinuities.” The category constants in Table 4.5 already bake in the stress concentration of the joint geometry. The Commentary C-4.17.2 is explicit: “The stress range cycle life curves criteria provided by Formulas (4-12) through (4-23) and plotted graphically in Figure 4.16 were developed through research sponsored by National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) on actual details which incorporated realistic geometrical discontinuities making it inappropriate to amplify calculated stresses to account for notch effect.”
That answers the “why don’t we just amplify the stress” question. The category itself is the amplification — the NCHRP test program ran real specimens with real geometric discontinuities to derive the curves.
Kiriş Yük Altındayken Kaynak Yapmak — Canlı Yük Burkulması (Ayrı Bir Konu)
A common shop comment is “you can’t weld across the flange while the beam is under load — it could buckle.” That is correct, but it is a different concern from fatigue category. The live-load-buckling issue is a localized loss of section stiffness during the welding operation: the Isıdan Etkilenen Bölge temporarily loses yield Dayanım as it passes through the critical Sıcaklık range, and if the member is carrying live gravity load at that moment, the heated cross-section can deflect, twist, or buckle laterally.
This is a fabrication-sequence and shoring concern, not a fatigue category concern. Welds made during fabrication on members not yet under load (the typical shop-fab case) do not raise this concern. Welds made on existing structures under load (retrofits, repairs, attachment installation on operating equipment) require either temporary shoring to remove the load or a calculated check that the residual section can carry the load while a strip is at elevated temperature.
For Onarım work specifically, D1.1 Clause 10 governs welded modification or repair of existing structures, including the heat-effect-on-loaded-member analysis the Engineer must perform.
AASHTO Detay E' = D1.1 E* — En Çok Cezalandırılan Kategori
AASHTO LRFD Köprü Tasarım Şartnameleri, en çok cezalandırılan yorulma detay Kategorisi için E' (asal/apostrof ile) sembolünü kullanır. AWS D1.1:2025 Tablo 4.5, eşdeğeri için E* (yıldız ile) kullanır — sabit C_f = 3.9 × 10⁸, eşik F_TH = 2.6 ksi [18 MPa]. İki gösterim aynı izin verilen gerilme aralığı eğrisini ifade eder.
E* nerede görünür? Tablo 4.5 Madde 3'e göre:
- Line 3.6 — Base metal at ends of partial-length welded cover plates wider than the flange, with welds across the ends, flange thickness > 0.8 in [20 mm]: E*.
- Line 3.7 — Cover plates wider than the flange without welds across the ends: E* for thin flanges; not permitted for flange thickness > 0.8 in [20 mm].
- Line 4.1 — Longitudinal fillet welded end connections, plate thickness t > 0.5 in [12 mm]: E*.
- Line 3.3 — Base metal at ends of longitudinal welds terminating at weld access holes, R ≥ 3/8 in [10 mm] without grinding: E*.
The pattern: E* fires on details that combine geometric Süreksizlik, transverse weld termination, and tension-flange location. On a CWI Part C exam or a structural engineer’s detail review, recognizing the E* / E' configurations is the difference between a detail that lasts the design life and one that fails by fatigue cracking from the weld toe in service.
Sekiz gerilme aralığı Kategorisinin (A'dan F'ye B* ve E* dahil) kategori bazında incelemesi için, D1.1 Yorulma Gerilme Kategorileri Açıklaması referans sayfasına bakın.
Kısıtlama Köşelerinde 1/4 İnç Kontur Köşe Kaynağı
One related provision sits in Section 4.18.3: “In transverse corner and T-joints subject to tension or tension due to bending, a single pass contouring Köşe Kaynağı, not less than 1/4 in [6 mm] in Boyut shall be added at reentrant corners.” This is a cyclically loaded rule (Part C governs) that smooths the geometric discontinuity at the weld toe in reentrant-corner CJP joints — the dashed contouring fillet shown on TC-U4a in Figure 5.1, for example. See the bevel-groove Kaynak Sembolü page for the contouring-vs-reinforcing fillet distinction in detail.
“Köprü olmayan işlerde, genel kural ‘flanş boyunca kaynak yapmayın’ bir kod yasağı değildir — Tablo 4.5'teki yorulma Kategori cezası kesiti ekonomik olmaktan çıkarır. Köprü işlerinde, D1.5 Clause 12, FCM uygulamasını üstüne ekler — bu farklı bir konudur. İkisini karıştırmak, kuralı gizemli gösterir.”
— Field observation, structural fabrication practice
İlgili Standart Kılavuzları
Sıkça Sorulan Sorular
Bir I-kiriş flanşı boyunca kaynak yapmak AWS koduna aykırı mıdır?
For non-bridge structural work governed by AWS D1.1, no — it is not prohibited. It is fatigue-categorized. Section 4.17 with Table 4.5 places transverse welds on tension-loaded plate elements at cruciform, T, and corner joints into Category C, E, or E* depending on the detail. The result is a lower allowable stress range than longitudinal welds, which forces a larger section to carry the same cyclic load. Under static loading the constraint disappears. For bridge work governed by AWS D1.5, fracture-critical members are subject to additional Clause 12 provisions. The Engineer of Record's stamped drawings and the WPS govern in either case.
Flanş üzerinde boyuna kaynak yapmak neden uygunken, enine kaynak yapmak cezalandırılır?
Longitudinal welds parallel to the line of stress fall into Section 3 of D1.1 Table 4.5 — typically Category B or B' (continuous CJP or PJP groove welds joining built-up members). The crack initiation point is internal weld discontinuities, which research has shown produce a higher allowable stress range. Transverse welds across a tension flange fall into Section 5 — Category C for CJP T or corner joints with reinforcement not removed (line 5.4), Category C for transverse fillets adjacent to stiffeners on rolled beam flanges (line 5.8), and Category E or E* for cover plates wider than the flange (lines 3.6, 3.7). The crack initiates at the weld toe under cyclic tension, which is a much shorter fatigue life. Same physical weld, different geometry, different category.
AASHTO Detay E' nedir ve neden D1.1 E* ile eşleşir?
AASHTO LRFD Köprü Tasarım Şartnameleri, en çok cezalandırılan yorulma detay Kategorisi için E' (asal/apostrof ile) sembolünü kullanır. AWS D1.1:2025 Tablo 4.5, eşdeğeri için E* (yıldız ile) kullanır — 3.9 × 10⁸ sabiti ve 2.6 ksi [18 MPa] eşik gerilme aralığı. İki gösterim aynı izin verilen gerilme aralığı eğrisini ifade eder. Her ikisi de flanştan daha geniş kaplama plakaları, uçları boyunca kaynak yapılmamış kaplama plakaları ve 0.5 inç [12 mm]'den daha Kalın plakalar üzerindeki boyuna köşe uç bağlantıları gibi detaylar için geçerlidir. AASHTO ve AWS paralel belgeler yayınlar — bir yorum E' (AASHTO) atıfta bulunduğunda, D1.1 eşdeğeri E*'dir.
AWS D1.1 hala kırılma-kritik elemanları tanıyor mu?
Hayır. AWS D1.1:2025 Madde 4.15.4 şunu belirtir: "Bu kod artık yedekli ve yedekli olmayan elemanlar arasında bir ayrım tanımamaktadır." Kırılma-kritik eleman (FCM) kavramı, köprü işleri için tamamen AASHTO/AWS D1.5 Madde 12'de yer alır. D1.1 Yorumu, yedekli/yedekli olmayan ayrımının, gerçek yorulma performansı farklılıklarına değil, başarısızlık sonucunun yargısına dayandığını açıklar. AASHTO, köprüler için (çökme riskinin somut olduğu yerlerde) bu kavrama ihtiyaç duymaya devam etti, bu yüzden D1.5'e taşındı. Yalnızca D1.1'den çalışıyorsanız, FCM kodunuzda yer almaz. D1.5'ten çalışıyorsanız, FCM'lerin çekme bölgelerine yapılan tüm kaynaklar (yatak taban plakası istisnasıyla) kırılma-kritiktir ve Madde 12 hükümlerini tetikler.
Kısıtlama köşeleri için 1/4 inç kontur köşe kaynağı kuralı nedir?
AWS D1.1:2025 Section 4.18.3 requires a single-pass contouring fillet weld of not less than 1/4 in [6 mm] in size at reentrant corners of transverse corner and T-joints subject to tension or tension due to bending. This is a cyclically loaded fatigue rule, not a static rule — Part C of Clause 4 governs cyclically loaded connections. A contouring fillet smooths the geometric discontinuity at the weld toe, moving the crack initiation point and improving the fatigue category for that detail. It applies on top of the prequalified joint detail (Figures 5.1 through 5.10) — for example, the dashed contouring fillet shown on TC-U4a in Figure 5.1. The Engineer specifies it on contract drawings; if not shown, the 1/4 in minimum still applies for any reentrant-corner joint in the cyclically loaded regime.
CWI Exam Tip: Table 4.5 (fatigue design) and Table 8.1 (Görsel Muayene acceptance) test together on the CWI Part C exam — practitioners commonly confuse them. Table 4.5 governs allowable stress range BEFORE fabrication. Table 8.1 governs accept/reject AFTER fabrication. Two different decisions on the same physical weld, two different Kod layers. See CWI Exam Prep for the open-book navigation discipline.