AWS D1.8 — 구조용 용접 코드 Seismic Supplement
AWS D1.8은 내진 용접 적용을 위해 D1.1을 보완합니다. 이는 요구-임계 용접 요구사항, 최대 층간 온도 제어, 용가재에 대한 필수 CVN 인성 시험, AISC 341 및 AISC 358 연결에 따라 설계된 내진력 저항 시스템의 용접에 대한 강화된 인증 절차를 추가합니다.
주요 차이점: D1.8은 D1.1을 대체하지 않으며 — 보완합니다. 모든 D1.1 요구사항은 여전히 적용됩니다. D1.8은 최대 층간 온도 550°F (조항 6.7.1) 및 CVN 인성 요구사항: 요구-임계 용접의 경우 70°F에서 40 ft-lbf (54 J) (Table 6.3)를 포함한 더 엄격한 제어를 추가합니다. 저온 서비스(LAST < 50°F)의 경우, 70/80 ksi 용가재에 대해 LAST+20°F에서 시험합니다. AWS A5 분류에 따라 0°F에서 20 ft-lbf를 충족하는 용가재는 Clause 6.3.4(1)에 따라 생산 로트 CVN 시험에서 면제됩니다. 예열 값은 D1.1 Table 5.11에서 가져옵니다.
AWS D1.8이란 무엇인가?
AWS D1.8은 내진력 저항 시스템의 용접 이음을 위해 D1.1을 보완합니다. 이는 D1.1을 대체하지 않으며 — AISC 341에 따라 내진 설계된 건물의 요구-임계 용접에 대한 요구사항을 추가합니다. D1.8은 용가재 인성, 층간 온도 제한 및 강화된 인증 시험을 명시합니다.
AWS D1.8/D1.8M — 구조 용접 코드 — 내진 보충 — 은 강철 건축 구조물의 내진력 저항 시스템(SFRS) 내 부재 및 연결부에 대한 추가 용접 요구사항을 제공합니다. 현재 판은 AWS D1.8:2021 (4판)입니다. D1.8은 독립형 코드가 아니며 — 설계 수준 지진 동안 상당한 비탄성 변형을 겪을 것으로 예상되는 이음에 대한 표준 구조 용접 관행을 넘어서는 요구사항을 추가하여 AWS D1.1을 보완합니다.
이 표준은 1994년 노스리지 지진에 대한 대응으로 개발되었으며, 이 지진은 표준 구조 용접 관행이 내진 적용에 불충분하다는 것을 드러냈습니다. 노스리지 이전의 모멘트 프레임 연결부는 예상되는 소성 용량보다 훨씬 낮은 응력 수준에서 보 플랜지-기둥 그루브 용접에서 취성 파괴를 경험했습니다. 노스리지 이후의 조사에서는 부적절한 용접 금속 인성, 불량한 접근 구멍 형상, 백업 바 노치 효과 및 불충분한 품질 관리를 포함한 여러 기여 요인을 확인했습니다. D1.8은 강화된 재료, 제작 및 검사 요구사항을 통해 이러한 모든 요인을 다룹니다.
D1.8은 AISC 341 (구조용 강철 건물의 내진 규정)에서 참조되며, 내진 설계 범주 D, E, F의 내진력 저항 시스템 내 모든 용접에 필수입니다. 연결 설계는 AISC 358 (특수 및 중간 강철 모멘트 프레임의 사전 인증된 연결) 및 AISC 341에서 나오며 — D1.8은 해당 연결이 어떻게 용접되고, 인증되며, 검사되는지를 규정합니다.
요구-임계 용접
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), 최대 550 degrees F 층간 온도, and enhanced 초음파 시험 합격 기준 criteria.
D1.8의 핵심 개념은 요구-임계 용접입니다 — 지진 발생 시 여러 주기의 큰 비탄성 변형을 통해 구조적 무결성을 유지해야 하는 용접입니다. 요구-임계 용접은 AWS D1.x 코드군에서 가장 엄격한 재료, 제작 및 검사 요구사항을 따릅니다.
기록 엔지니어는 연결 설계 및 예상 변형 요구사항에 따라 어떤 용접이 요구-임계인지 지정합니다. 일반적인 요구-임계 용접은 다음과 같습니다:
- 보 플랜지-기둥 CJP 그루브 용접
- 특수 및 중간 모멘트 프레임에서 보 플랜지 그루브 용접은 기둥 플랜지에 대한 연결부에서 가장 중요한 용접입니다. 이 용접은 큰 회전의 반복적인 주기 동안 보 단면의 완전한 소성 모멘트 용량을 전달해야 합니다. 노스리지 이전의 파괴는 이러한 용접에 집중되었습니다.
- 편심 가새 프레임의 링크-기둥 용접
- EBF의 링크 보는 큰 전단 및/또는 굽힘 변형을 겪습니다. 링크를 기둥에 연결하는 용접은 파괴 없이 이러한 변형을 견뎌야 합니다. 링크-기둥 연결부의 플랜지 및 웨브 용접은 일반적으로 요구-임계입니다.
- 소성 힌지 영역의 기둥 스플라이스 용접
- 기둥 스플라이스가 예상되는 소성 힌지 영역 내에 있을 때, 스플라이스 용접은 완전한 기둥 단면 용량을 발휘할 수 있어야 합니다. D1.8은 이러한 위치의 기둥 스플라이스에 대해 요구-임계 재료 및 검사 요구사항과 함께 CJP 그루브 용접을 요구합니다.
- 특수 동심 가새 프레임의 가새 연결 용접
- SCBF의 거싯 플레이트 연결은 예상되는 가새 좌굴 및 항복 거동을 수용해야 합니다. 거싯을 보, 기둥 또는 가새에 연결하는 용접은 연결 유형 및 예상 변형 모드에 따라 종종 요구-임계로 지정됩니다.
내진 용접을 위한 열 제어
D1.8은 요구-임계 용접의 층간 온도를 최대 550도 F로 제한합니다. 이는 과도한 열이 열영향부의 인성을 저하시키는 것을 방지합니다. 예열은 D1.1 Table 5.11을 따르며 — D1.8에는 별도의 예열 표가 없습니다. 최소 예열(D1.1)과 최대 층간 온도(D1.8)의 조합이 열적 범위를 정의합니다.
D1.8에는 자체 예열 표가 없습니다. 모든 예열 요구사항은 D1.1 Table 5.11에서 나옵니다. 그러나 D1.8은 요구-임계 용접에 대해 최대 층간 온도 550°F (288°C)를 추가합니다. 이 상한은 열영향부에서 과도한 결정립 성장을 방지하여 내진 성능에 필요한 수준 이하로 파괴 인성을 감소시키는 것을 막습니다.
D1.1 최소 예열과 D1.8 최대 층간 온도의 조합은 요구-임계 용접을 위한 제어된 열적 범위를 생성합니다. 예를 들어, 2인치 두께의 플랜지를 가진 A992 W36 기둥은 D1.1 Table 5.11에 따라 최소 150°F의 예열과 D1.8에 따라 최대 550°F의 층간 온도를 요구합니다. 용접사는 보 플랜지 CJP 그루브 용접의 다층 용접 전체에 걸쳐 용접물을 150°F에서 550°F 범위 내로 유지해야 합니다.
요구-임계 용접에 대한 온도 모니터링은 표준 D1.1 용접보다 더 엄격합니다. 각 후속 패스를 용착하기 전에 최대 층간 온도를 확인해야 합니다. 접촉식 온도계는 임계값 지시보다는 정량적 판독을 제공하므로 요구-임계 적용에 온도 지시 크레용보다 선호됩니다.
용가재 요구사항
D1.8은 요구-임계 용접용 용가재가 CVN 인성을 충족하도록 요구합니다. 기준은 0도 F에서 20 ft-lbf (Table 6.4)입니다. 저온 서비스(LAST가 50도 F 미만)의 경우, LAST에서 40 ft-lbf가 요구됩니다. D1.1은 CVN 시험을 요구하지 않습니다. 제조업체는 값을 인증해야 합니다. AISC 341 표 A3.1은 적격 분류를 나열합니다.
D1.8은 요구-임계 용접에 대해 D1.1을 넘어서는 추가 용가재 요구사항을 부과합니다. 가장 중요한 요구사항은 필수 샤르피 V-노치(CVN) 인성 시험입니다. D1.8:2021은 2단계 CVN 시스템을 사용합니다. Clause 6.3.4(1)에 따른 기본 요구사항은 0°F (−18°C)에서 20 ft-lbf (27 J)입니다 — 이 수준을 충족하는 Table 6.4에 나열된 용가재는 최저 예상 서비스 온도(LAST)가 50°F (10°C) 이상일 때 생산 로트 시험에서 면제됩니다. SFRS가 50°F 미만의 서비스 온도에 노출될 경우, Clause 6.2.2는 LAST 이상에서 시험된 40 ft-lbf (54 J)의 더 높은 최소값을 요구합니다.
2단계 CVN 구조는 온화한 기후(LAST ≥ 50°F)의 프로젝트는 추가 로트 시험 없이 0°F에서 20 ft-lbf가 인증된 Table 6.4 용가재를 사용할 수 있는 반면, 추운 기후 프로젝트(LAST < 50°F)는 실제 서비스 온도에서 로트 인증된 40 ft-lbf 용가재를 사용해야 함을 의미합니다. 표준 D1.1 용가재는 두 인성 수준을 모두 충족할 필요가 없습니다. 제작자는 요구-임계 용접을 위해 구매한 특정 용가재 로트가 해당 D1.8 인성 등급을 충족하도록 시험 및 인증되었는지 확인해야 합니다. 단순히 AWS 용가재 분류(예: E71T-1)를 명시하는 것만으로는 충분하지 않으며 — 로트별 시험 결과를 검토해야 합니다.
D1.8은 또한 용가재 제조업체의 확산성 수소 시험 결과가 요구-임계 적용에 사용 가능해야 한다고 요구합니다. 용접 금속 내 낮은 수소 수준은 열영향부에서 수소 유발 균열의 위험을 줄이고 용접 이음의 전반적인 인성을 향상시킵니다.
내진 용접 절차 및 용접사 인증
D1.8은 D1.1 Clause 6 인증에 보충 요구사항을 추가합니다. 요구-임계 용접에 대한 PQR은 용접 금속 및 열영향부의 CVN 시험을 포함해야 합니다. WPS 필수 변수는 층간 온도 최대값을 포함하며, 이는 D1.1 단독으로는 필수 변수가 아닙니다. 용접사는 특정 이음 형상에 대한 숙련도를 입증해야 합니다.
D1.8은 요구-임계 용접에 대한 D1.1 인증 요구사항을 수정합니다. D1.1의 보충 필수 변수는 요구-임계 WPS 인증을 위한 필수 변수가 됩니다. 이는 표준 D1.1 인증 하에서는 허용될 수 있는 입열량, 예열 감소 및 용접 후 열처리 조건의 변경이 해당 절차가 요구-임계 용접에 사용될 때 재인증을 요구한다는 것을 의미합니다.
요구-임계 용접을 위한 WPS는 최소 예열(D1.1 Table 5.11에서)과 최대 층간 온도(D1.8에 따라 550°F)를 모두 명시해야 합니다. 절차 인증 시험은 이러한 열적 제한 내에서 수행되어야 합니다. 인증 시험편은 또한 용가재, 모재 및 용접 매개변수의 조합이 적절한 파괴 인성을 가진 이음을 생성하는지 확인하기 위해 CVN 인성 시험을 거쳐야 합니다.
D1.8은 내진력 저항 시스템의 비요구-임계 용접에 D1.1 사전 인증된 WPS 절차의 사용을 허용합니다. 그러나 요구-임계 용접은 추가적인 열 및 인성 요구사항을 가진 인증된 (사전 인증되지 않은) 절차를 요구합니다. 기록 엔지니어는 계약 문서에 어떤 용접이 요구-임계인지 명확하게 식별하여 제작자가 올바른 WPS 범주를 적용하도록 해야 합니다.
Demand-critical welds require PQR test results demonstrating CVN toughness per the WPS 입열량 Envelope Testing 요구사항 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-용접 heat treatment (PWHT) follows D1.1 Section 7.8 requirements. All demand-critical welds require 검사 by a qualified 용접 inspector.
D1.8이 다른 AWS 구조 코드와 비교되는 방식
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 대 D1.1 (표준 구조)
D1.1 covers 표준 구조용 강재 용접 without seismic requirements. D1.8 supplements D1.1 by adding demand-critical weld categories, maximum interpass 온도 한계, 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 대 D1.3 (판금)
D1.3 covers sheet steel with 두께 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 대 D1.5 (교량)
AWS D1.5 교량 용접 코드는 D1.8 요구-임계 요구사항과 유사한 목적을 가진 자체 파괴-임계 부재(FCM) 조항을 가지고 있지만, 건물 내진 적용이 아닌 교량 적용을 위한 것입니다. D1.8과 D1.5 FCM 모두 강화된 용가재 인성, 더 엄격한 열 제어 및 추가 검사를 요구합니다. 두 코드 간에 특정 인성 요구사항 및 시험 온도가 다른데, 이는 하중 조건(내진 대 피로) 및 서비스 환경이 다르기 때문입니다.
| 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 코드-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 |
관련 표준 가이드
자주 묻는 질문
아니요. AWS D1.8에는 자체 예열 표가 없습니다. D1.1 Table 5.11의 예열 요구사항을 사용합니다. D1.8은 최대 층간 온도 550도 화씨 (Clause 6.7.1) 및 CVN 인성 요구사항: 요구-임계 용접의 경우 70도 화씨에서 40 ft-lbf (54 J) (Table 6.3)를 추가하여 D1.1을 보완합니다. LAST가 50도 화씨 미만인 저온 서비스의 경우, 70/80 ksi 용가재에 대해 LAST에 20도 화씨를 더한 온도에서 시험합니다. AWS A5 분류에 따라 0도 화씨에서 20 ft-lbf (27 J)를 충족하는 용가재는 Clause 6.3.4(1)에 따라 생산 로트 CVN 시험에서 면제됩니다. 모든 기본 예열 요구사항은 D1.1에서 나옵니다.
요구-임계 용접은 설계 지진 동안 상당한 비탄성 변형을 겪을 것으로 예상되는 내진력 저항 시스템의 용접입니다. 이러한 용접은 파괴 없이 여러 주기의 큰 변형을 통해 구조적 무결성을 유지해야 합니다. 예로는 특수 모멘트 프레임의 보 플랜지-기둥 CJP 그루브 용접, 편심 가새 프레임의 링크-기둥 용접, 예상되는 소성 힌지 영역의 기둥 스플라이스 용접 등이 있습니다. 요구-임계 용접은 인증된 CVN 인성을 가진 용가재와 표준 D1.1 용접보다 더 엄격한 열 제어를 요구합니다.
AWS D1.8은 요구-임계 용접의 최대 층간 온도를 550도 화씨 (288도 섭씨)로 제한합니다. 이는 일반적인 최대 층간 온도를 부과하지 않는 표준 D1.1 용접보다 더 엄격합니다. 550도 제한은 열영향부에서 과도한 결정립 성장을 방지하여 파괴 인성을 감소시키는 것을 막습니다. 요구-임계 용접의 경우, 최소 예열(D1.1 Table 5.11에서)과 최대 층간 온도(D1.8에서)를 모두 유지하는 것이 용접을 위한 제어된 열적 범위를 생성합니다.
AISC 341 (구조용 강철 건물의 내진 규정)은 내진력 저항 시스템 요구사항을 정의하는 설계 표준입니다. AISC 341은 내진 적용의 용접 요구사항에 대해 AWS D1.8을 참조합니다. 연결 설계는 AISC 341 및 AISC 358의 사전 인증된 연결에서 나오며 — 이러한 표준은 어떤 용접이 어디에 필요한지 정의합니다. D1.8은 해당 용접이 어떻게 만들어지고, 인증되며, 검사되어야 하는지 정의합니다. AISC 341과 D1.8은 함께 내진력 저항 시스템의 용접에 대한 표준 D1.1 요구사항을 대체합니다.
AWS D1.8:2021은 Table 6.3에 따라 요구-임계 용접에 대해 70도 화씨에서 40 ft-lbf (54 J)를 요구합니다. LAST가 50도 화씨 미만인 저온 서비스 적용의 경우, Clause 6.2.2는 70/80 ksi 용가재에 대해 LAST에 20도 화씨를 더한 온도에서, 또는 90 ksi 용가재에 대해 LAST에서 40 ft-lbf (54 J)를 시험하도록 요구합니다. AWS A5 분류에 따라 0도 화씨에서 20 ft-lbf (27 J)를 충족하는 용가재 (Table 6.4)는 Clause 6.3.4(1)에 따라 생산 로트 CVN 시험에서 면제됩니다. 표준 D1.1 용가재는 이러한 요구사항을 충족하지 못할 수 있습니다.