2つの交差したロッドを接合する溶接の強度を計算するにはどうすればよいですか？

この最近の質問を検討しているときに、スチールメッシュの溶接部の強度をどのように決定するか疑問に思い始めました。AndyTが彼のコメントで指摘しているように：

接続部の溶接は、取り扱い中にバーを直角に保つことのみを目的としており、負荷をかけることを目的としていません。

もちろん、メーカーの意図は、とにかく負荷をサポートするために誰かが製品を使用することを妨げるものではありません。このタイプの溶接はどのような荷重をサポートできますか？可能性のある障害モードは何ですか？

この溶接は、すみ肉溶接（私がまったく知っている唯一のタイプ）とは形状および荷重が異なります。私はそれが適切にフレアVグルーブ溶接と呼ばれていると思いますが、私が見つけることができるほとんどの例は、丸棒をフラットバーまたはプレートに接合するときにそれを示しています。ジオメトリは十分に異なっているので、設計の観点からは同等ではないと思われます。

このAWSテクニカルマニュアルには次のように書かれています。

2.3.3.2有効溶接サイズ（フレアグルーブ）。丸棒、成形断面の90°曲げ、または長方形管の表面と面一に充填されたときのフレア開先溶接の有効溶接サイズは、4.10.5で許可されている場合を除き、表2.1に示すとおりでなければなりません。

表2.1は、有効な溶接サイズが溶接の外面の半径の1/2または3/8であることを示しています。ただし、これが交差バージオメトリに適用されるかどうかはまだわかりません。

私がすみ肉溶接について学んでいたとき、その喉に沿ったせん断で最初に溶接が失敗すると常に想定されていました。正方形のメッシュにはクロスブレーシングがなく、メンバー間に単一の接触点がある（線または接触面ではない）場合、その仮定を立てることができますか？

特にメッシュグリッドではなく2本のロッドしかない場合、この溶接は非常にさまざまな構成で荷重をかけることができます。純粋なねじれ、純粋な張力、純粋なせん断の場合のみを考えてみましょう。メンバーの前に溶接が失敗すると仮定します。

溶接ワイヤメッシュの溶接は、取り扱い中にワイヤをまとめるだけではありません。溶接ワイヤには、特定の溶接強度要件があります。溶接ワイヤ補強の設計では、クロスワイヤの数を使用して開発長を決定します。これが溶接強度が要求される理由です。力が加わっている間は、溶接が壊れることはありません。溶接ワイヤメッシュが1つの正方形のオーバーラップのみで連続していると見なすことができるのは、この機械的な固定のためです。

溶接仕様

溶接する材料に応じて適用される2つの異なる仕様があります。

• 鉄筋マットはAWS D1.4に従います。
• 溶接ワイヤは、ASTM A185（プレーンワイヤ）またはASTM A497（変形ワイヤ）に従う必要があります。

溶接鉄筋-AWS D1.4

AWS D1.4は、鉄筋の溶接を対象とした溶接仕様です。

2つの交差バー間の溶接の名前がわかりません。これはAWS D1.4では呼び出されていませんが、溶接の詳細は、ACI 318にコーベル内のクロスバーの溶接について示されています。解説の詳細を以下に示します。

また、ACI 318セクション11.9.6（a）に従い、バーの降伏強度を完全に発揮させるには溶接が必要です。

溶接ワイヤー補強

溶接ワイヤは、次の図に示すように、完全な融合を実現します。標準実践マニュアル：ワイヤ補強研究所による構造溶接ワイヤ補強。

溶接せん断強度は、ワイヤーのタイプに応じて、ASTM A185（プレーンワイヤー）またはASTM A497（異形ワイヤー）のいずれかで指定されます。最も薄いワイヤを除くすべての場合、必要な溶接強度は35,000 psi（240 MPa）です。これにより、溶接強度はワイヤの降伏強度の約半分になります（65,000 psiまたは70,000 psi）。

他の方向の強さ

上記の溶接強度の要件は、せん断のみを対象としています。コンクリートで使用する場合、これは力を加える必要がある唯一の方向です。これらの溶接が剥離、ねじれ、または交差位置を中心とした回転でどのように機能するかを判断するのは困難です。