clause5.io/ welding/ aws-d1-8-seismic

Apa itu AWS D1.8?

AWS D1.8 melengkapi D1.1 untuk sambungan las dalam sistem penahan gaya seismik. Ini tidak menggantikan D1.1 — ini menambahkan persyaratan untuk las kritis-permintaan pada bangunan yang dirancang untuk ketahanan gempa per AISC 341. D1.8 menentukan ketangguhan logam pengisi, batas suhu antar lajur, dan evaluasi selubung masukan panas Lampiran A untuk logam pengisi kritis-permintaan, bukan PQR ekstra menyeluruh.

AWS D1.8/D1.8M — Kode Pengelasan Struktural — Suplemen Seismik — memberikan persyaratan pengelasan tambahan untuk anggota dan sambungan dalam sistem penahan gaya seismik (SFRS) struktur bangunan baja. Edisi saat ini adalah AWS D1.8:2021 (Edisi ke-4). D1.8 bukanlah kode mandiri — ini melengkapi AWS D1.1 dengan menambahkan persyaratan yang melampaui praktik pengelasan struktural standar untuk sambungan yang diharapkan mengalami deformasi inelastis signifikan selama gempa bumi tingkat desain.

Standar ini dikembangkan sebagai respons terhadap gempa bumi Northridge tahun 1994, yang mengungkapkan bahwa praktik pengelasan struktural standar tidak memadai untuk aplikasi seismik. Sambungan rangka momen pra-Northridge mengalami patah getas pada las alur flensa balok ke kolom pada tingkat tegangan yang jauh di bawah kapasitas plastis yang diharapkan. Investigasi pasca-Northridge mengidentifikasi beberapa faktor penyebab termasuk ketangguhan logam las yang tidak memadai, geometri lubang akses yang buruk, efek takik batang pendukung, dan kontrol kualitas yang tidak mencukupi. D1.8 mengatasi semua faktor ini melalui persyaratan material, fabrikasi, dan inspeksi yang ditingkatkan.

D1.8 dirujuk oleh AISC 341 (Ketentuan Seismik untuk Bangunan Baja Struktural) dan wajib untuk semua pengelasan dalam sistem penahan gaya seismik dalam kategori desain seismik D, E, dan F. Desain sambungan berasal dari AISC 358 (Sambungan Pra-Kualifikasi untuk Rangka Momen Baja Khusus dan Menengah) dan AISC 341 — D1.8 mengatur bagaimana sambungan tersebut dilas, dikualifikasi, dan diperiksa.

Las Kritis-Permintaan

D1.8 menetapkan las tertentu sebagai kritis-permintaan — las pada sambungan yang harus menahan deformasi inelastis selama peristiwa seismik. Las kritis-permintaan memerlukan logam pengisi dengan nilai ketangguhan CVN (40 ft-lbf pada 70 derajat F per Tabel 6.3; untuk layanan dingin di bawah 50 derajat F LAST, 40 ft-lbf pada LAST+20 derajat F), suhu antar lajur maksimum 550 derajat F, dan kriteria penerimaan pengujian ultrasonik yang ditingkatkan.

Konsep sentral dalam D1.8 adalah las kritis-permintaan — las yang harus menjaga integritas struktural melalui beberapa siklus deformasi inelastis besar selama peristiwa seismik. Las kritis-permintaan dikenakan persyaratan material, fabrikasi, dan inspeksi yang paling ketat dalam keluarga kode AWS D1.x.

Insinyur yang bertanggung jawab menetapkan las mana yang kritis-permintaan berdasarkan desain sambungan dan tuntutan deformasi yang diharapkan. Las kritis-permintaan umum meliputi:

Las alur CJP flensa balok ke kolom

Dalam rangka momen khusus dan menengah, las alur flensa balok ke flensa kolom adalah las yang paling kritis dalam sambungan. Las ini harus mentransmisikan kapasitas momen plastis penuh dari penampang balok melalui siklus rotasi besar yang berulang. Kegagalan pra-Northridge terkonsentrasi pada las ini.

Las link ke kolom dalam rangka penguat eksentrik

Balok link dalam EBF mengalami deformasi geser dan/atau lentur yang besar. Las yang menghubungkan link ke kolom harus menahan deformasi ini tanpa patah. Baik las flensa maupun web pada sambungan link ke kolom biasanya kritis-permintaan.

Las sambungan kolom di daerah sendi plastis

Ketika sambungan kolom jatuh dalam zona sendi plastis yang diharapkan, las sambungan harus mampu mengembangkan kapasitas penampang kolom penuh. D1.8 mensyaratkan las alur CJP untuk sambungan kolom di lokasi ini, dengan persyaratan material dan inspeksi kritis-permintaan.

Las sambungan penguat dalam rangka penguat konsentris khusus

Sambungan pelat penguat dalam SCBF harus mengakomodasi perilaku tekuk dan leleh penguat yang diharapkan. Las yang menghubungkan penguat ke balok, kolom, atau penguat seringkali ditetapkan sebagai kritis-permintaan tergantung pada jenis sambungan dan mode deformasi yang diharapkan.

Kontrol Termal untuk Pengelasan Seismik

D1.8 membatasi suhu antar lajur hingga maksimum 550 derajat F untuk las kritis-permintaan. Ini mencegah panas berlebihan merusak ketangguhan di daerah terpengaruh panas. Preheat mengikuti D1.1 Tabel 5.11 — D1.8 tidak memiliki tabel preheat terpisah. Kombinasi preheat Minimum (D1.1) dan antar lajur maksimum (D1.8) mendefinisikan jendela termal.

D1.8 tidak memiliki tabel preheat sendiri. Semua persyaratan preheat berasal dari D1.1 Tabel 5.11. Namun, D1.8 menambahkan suhu antar lajur maksimum 550°F (288°C) untuk las kritis-permintaan. Batas atas ini mencegah pertumbuhan butir berlebihan di daerah terpengaruh panas yang akan mengurangi ketangguhan patah di bawah tingkat yang dibutuhkan untuk kinerja seismik.

Kombinasi preheat minimum D1.1 dan antar lajur maksimum D1.8 menciptakan jendela termal terkontrol untuk pengelasan kritis-permintaan. Misalnya, kolom A992 W36 dengan flensa setebal 2 inci memerlukan preheat minimum 150°F per D1.1 Tabel 5.11 dan antar lajur maksimum 550°F per D1.8. Juru las harus menjaga lasan dalam rentang 150°F hingga 550°F ini selama pengelasan alur CJP flensa balok multi-lajur.

Pemantauan suhu untuk las kritis-permintaan lebih ketat daripada untuk pengelasan D1.1 standar. Suhu antar lajur maksimum harus diverifikasi sebelum mendepositkan setiap lajur berikutnya. Termometer kontak lebih disukai daripada krayon penunjuk suhu untuk aplikasi kritis-permintaan karena memberikan pembacaan kuantitatif daripada indikasi ambang batas.

Persyaratan Logam Pengisi

D1.8 mensyaratkan logam pengisi untuk las kritis-permintaan memenuhi ketangguhan CVN. Batas dasarnya adalah 20 ft-lbf pada 0 derajat F (Tabel 6.4). Untuk layanan dingin (LAST di bawah 50 derajat F), 40 ft-lbf pada LAST diperlukan. D1.1 tidak mensyaratkan pengujian CVN. Produsen harus mensertifikasi nilai. AISC 341 Tabel A3.1 mencantumkan klasifikasi yang memenuhi syarat.

D1.8 memberlakukan persyaratan logam pengisi tambahan di luar D1.1 untuk las kritis-permintaan. Persyaratan yang paling signifikan adalah pengujian ketangguhan Charpy V-notch (CVN) wajib. D1.8:2021 menggunakan sistem CVN dua tingkat. Persyaratan dasar per Pasal 6.3.4(1) adalah 20 ft-lbf (27 J) pada 0°F (−18°C) — logam pengisi yang tercantum dalam Tabel 6.4 yang memenuhi tingkat ini dikecualikan dari pengujian lot produksi ketika Suhu Layanan Terendah yang Diantisipasi (LAST) adalah 50°F (10°C) atau di atas. Ketika SFRS dikenakan suhu layanan di bawah 50°F, Pasal 6.2.2 mensyaratkan minimum yang lebih tinggi yaitu 40 ft-lbf (54 J) yang diuji pada atau di atas LAST.

Struktur CVN dua tingkat berarti bahwa proyek di iklim sedang (LAST ≥ 50°F) dapat menggunakan logam pengisi Tabel 6.4 dengan sertifikasi 20 ft-lbf pada 0°F tanpa pengujian lot tambahan, sementara proyek iklim dingin (LAST < 50°F) harus menggunakan logam pengisi dengan sertifikasi lot 40 ft-lbf pada suhu layanan aktual. Logam pengisi D1.1 standar tidak disyaratkan untuk memenuhi salah satu tingkat ketangguhan. Fabrikator harus memverifikasi bahwa lot spesifik logam pengisi yang dibeli untuk pengelasan kritis-permintaan telah diuji dan disertifikasi untuk memenuhi tingkat ketangguhan D1.8 yang berlaku. Cukup menentukan klasifikasi logam pengisi AWS (misalnya, E71T-1) tidak cukup — hasil pengujian spesifik lot harus ditinjau.

D1.8 juga mensyaratkan bahwa hasil pengujian hidrogen difusibel produsen logam pengisi tersedia untuk aplikasi kritis-permintaan. Tingkat hidrogen yang lebih rendah dalam deposit las mengurangi risiko retak yang dibantu hidrogen di daerah terpengaruh panas dan meningkatkan ketangguhan keseluruhan sambungan las.

Kualifikasi Prosedur dan Juru Las untuk Seismik

D1.8 menambahkan kontrol logam pengisi dan produksi di atas Pasal 6 D1.1. Komentar C-6.2.1 menyatakan suplement ini tidak mensyaratkan WPS dikualifikasi dengan pengujian. Logam pengisi las demand-critical harus dievaluasi pada Masukan Panas tinggi dan rendah menurut Annex A WPS Heat Input Envelope Pengujian agar sifat Tabel 6.3, termasuk CVN, terbukti pada logam las. Suhu interpass maksimum adalah batas produksi. Juru las tetap harus menunjukkan kemahiran pada konfigurasi sambungan yang digunakan.

D1.8 menumpuk evaluasi selubung masukan panas logam pengisi dan batas termal produksi pada kualifikasi D1.1. Komentar C-6.2.1 menyatakan bahwa suplemen ini tidak mensyaratkan WPS dikualifikasi dengan pengujian, dan bahwa ketentuan WPS prakualifikasi D1.1 tetap berlaku. Kendali masukan panas, pemanasan awal, dan PWHT untuk las demand-critical adalah batas produksi dan selubung logam pengisi, bukan aturan menyeluruh bahwa setiap perubahan variabel esensial tambahan D1.1 memaksa PQR baru. C-6.2.1 mencatat bahwa SMAW dengan elektroda hidrogen rendah Table 6.4, dan GMAW dengan elektroda padat, secara rutin menghasilkan sifat Table 6.3, sehingga pengujian Annex A tidak diperlukan untuk kombinasi itu; Klausul 6.2.1 membatasi pengecualian itu pada filler Table 6.4 ketika LAST 50°F atau lebih tinggi.

WPS untuk las demand-critical harus menetapkan preheat minimum (dari D1.1 Table 5.11) dan suhu interpass maksimum (550°F per D1.8). Pengelasan produksi harus tetap dalam batas termal itu dan dalam envelope heat input dari uji logam pengisi Annex A. Annex A mengevaluasi logam pengisi pada heat input tinggi dan rendah; itu bukan kupon kualifikasi prosedur wajib atau PQR.

D1.8 mengizinkan WPS prakualifikasi D1.1 untuk las pada sistem penahan gaya seismik, termasuk las demand-critical. C-6.2.1 menyatakan ketentuan WPS prakualifikasi D1.1 tetap berlaku; kontrol tambahan demand-critical adalah evaluasi envelope heat input logam pengisi, bukan larangan prakualifikasi. Insinyur rekaman harus mengidentifikasi dengan jelas las mana yang demand-critical pada dokumen kontrak agar fabrikator menerapkan kontrol envelope dan ketangguhan.

Las demand-critical memerlukan logam pengisi yang dievaluasi pada heat input tinggi dan rendah menurut D1.8 Annex A WPS Heat Input Envelope Testing, dengan CVN dan sifat Table 6.3 lainnya. Pengujian envelope itu adalah evaluasi logam pengisi, bukan mandat PQR menyeluruh. WPS prakualifikasi D1.1 tetap dapat dipakai jika heat input produksi berada di dalam envelope yang diuji. Jika ditentukan Insinyur, perlakuan panas pasca las (PWHT) mengikuti D1.1 Section 7.8. Semua las demand-critical memerlukan inspeksi oleh inspektur pengelasan yang terkualifikasi.

Bagaimana D1.8 Dibandingkan dengan Kode Struktural AWS Lainnya

D1.8 melengkapi D1.1 untuk aplikasi seismik — ini tidak berdiri sendiri. D1.5 mencakup jembatan dengan persyaratan kritis-patah. Baik D1.8 maupun D1.5 menambahkan persyaratan ketangguhan di luar D1.1. D1.8 menggunakan klasifikasi las kritis-permintaan; D1.5 menggunakan klasifikasi anggota kritis-patah. D1.8 merujuk AISC 341; D1.5 merujuk AASHTO.

D1.8 vs D1.1 (Struktural Standar)

D1.1 covers Standar Pengelasan Baja Struktural without seismic Persyaratan. D1.8 supplements D1.1 by adding demand-critical Las categories, Maksimum Suhu Antar Lajur Batas, mandatory CVN toughness for filler metals, and production heat-input and interpass limits on demand-critical welds. All D1.1 requirements remain in effect — D1.8 only adds to them. Commentary C-6.2.1 does not require WPSs to be qualified by testing; D1.1 prequalified-WPS provisions still apply. A welder qualified under D1.1 must also meet D1.8 performance requirements when performing demand-critical welds; the D1.1 welder qualification alone is not sufficient.

D1.8 vs D1.3 (Baja Lembaran)

D1.3 covers sheet steel with Ketebalan 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 vs D1.5 (Jembatan)

Kode Pengelasan Jembatan AWS D1.5 memiliki ketentuan anggota kritis-patah (FCM) sendiri yang berfungsi serupa dengan persyaratan kritis-permintaan D1.8 tetapi untuk aplikasi jembatan daripada aplikasi seismik bangunan. Baik D1.8 maupun D1.5 FCM memerlukan ketangguhan logam pengisi yang ditingkatkan, kontrol termal yang lebih ketat, dan inspeksi tambahan. Persyaratan ketangguhan spesifik dan suhu pengujian berbeda antara kedua kode karena kondisi pembebanan (seismik versus kelelahan) dan lingkungan layanan berbeda.

Panduan Standar Terkait

• AWS D1.1 — Structural Steel
• AWS D1.2 — Aluminum
• AWS D1.3 — Sheet Steel
• AWS D1.4 — Reinforcing Steel
• AWS D1.6 — Stainless Steel
• AWS D1.9 — Titanium
• Heavy-Section CJP Weld Planning — D1.1 and D1.8
• ASME Section IX — Pengelasan Qualification
• API 1104 — Pipeline Welding
• CSA W59 — Welded Steel Construction
• CSA W47.1 — Company Certification
• ASME IX P-Numbers Guide
• ASME IX F-Numbers Guide
• Pipeline Welding Requirements
• D1.1 Preheat Calculator
• D1.4 Rebar Preheat Calculator
• D1.5 Bridge Preheat Calculator
• AWS D1.5 — Bridge Welding Code
• AS/NZS 1554 — Structural Steel Welding (Australian Standard)