29 listopadu, 2021

ASTM A1085: aktualizace klasické specifikace materiálu

ASTM a500 je preferovanou specifikací materiálu ve Spojených státech pro tvarované za studena svařované uhlíkové oceli duté konstrukční profily (HSS) od konce 1970. v dubnu 2013 byla vydána nová specifikace materiálu ASTM A1085 pro ocelové trubky používané ve konstrukčních aplikacích.

0114-in-1

vývoj A1085 trval přibližně šest let a byl veden marketingovým Výborem HSS Amerického institutu ocelových konstrukcí (AISC). Cílem výboru, který zahrnoval také výrobce HSS, bylo zlepšit účinnost a výkonnost členů HSS ve třech hlavních oblastech: materiál, seismický návrh a návrh mostů.

ASTM a500 tradičně povoluje toleranci tloušťky stěny -10% zadané hodnoty. Výrobci proto vyrobili trubky s konstrukční tloušťkou až o 10% menší, než je jmenovitá tloušťka požadovaná normou. Toto snížení materiálu vedlo k doporučením učiněným společně mezi AISC a Institutem ocelových trubek (sti), což vedlo k ustanovením (SPECIFIKACE AISC 2010 pro konstrukční ocelové budovy ANSI / AISC 360-10, oddíl B4. 2) vyžadující snížení Jmenovité tloušťky všech členů HSS o 7% pro všechny výpočty sekcí HSS. Ve srovnání s tím A1085 zpřísňuje toleranci tloušťky stěny na -5% a přidává novou toleranci hmotnosti -3,5%. Tato přísnější omezení lépe sladí tolerance HSS s ostatními konstrukčními prvky a eliminují potřebu 0,93 faktoru ve výpočtech. Je zřejmé, že tato vylepšení vedou k efektivnějším návrhům při využití HSS.

konstruktéři jsou si vědomi, že A500 obsahuje čtyři různé druhy oceli pro různé tvary profilů HSS, z nichž každá má různou mez kluzu a pevnost v tahu. A1085 výrazně zjednodušuje tyto hodnoty pro návrháře. SPECIFIKACE má jeden stupeň a jednu mez kluzu (50 ksi) pro všechny tvary HSS. Tato hodnota představuje nárůst oproti A500 třídě B, což nabízí další potenciální úspory.

ohýbání ploché desky z oceli do čtvercového nebo obdélníkového tvaru vyžaduje pečlivou pozornost poloměru rohů. Příliš těsné ohybu by mohlo vést k praskání, které často není vidět, dokud svar je vyroben podél rohu členu a je vystaven extrémnímu teplu. A500 uvádí maximální poloměr rohu, ale neomezuje minimální poloměr ohybu, zatímco A1085 specifikuje minimální i maximální z výše uvedených důvodů. Pro materiál, který je menší než 0.Tloušťka 4 palce, poloměr rohu je povolen mezi 1,6 t a 3,0 t. u materiálu většího než 0,4 palce je spodní hranice poloměru rohu 1,8 t. většina domácích výrobců vyrábí trubky s poloměrem rohu 2t, takže bude malý rozdíl v funkční ploché ploše trubky.

běžná aplikace členů HSS je v vyztuženém rámu, který odolává seismickému zatížení. Sekce HSS jsou často využívány jako výztužný prvek díky své účinnosti při přenášení napětí i kompresního zatížení. Tato účinnost přišla za cenu při navrhování budovy s faktorem odporu (R) větším než 3. Seismická ustanovení AISC 360 vyžadují, aby se inženýr zaměřil na skutečnou kapacitu člena, aby mohl řídit mechanismus selhání systému odolávajícího boční síle. Pro realizaci skutečné kapacity ocelové vzpěry musí konstruktér znásobit zadanou mez kluzu faktorem nadměrné pevnosti (Ry), aby zohlednil inherentní nadměrnou sílu v ocelových členech. Ry pro A500 je 1.4, zatímco Ry pro A992 je 1.1. Je zřejmé, že větší Ry má za následek téměř 30% nárůst síly, který musí návrhář zohlednit. Vysoká Ry pro A500 je způsobena vysokou variabilitou přijatelné mez kluzu trubek. A1085 specifikuje horní mez kluzu 70 ksi. Časem tato horní mez logicky povede k lepší předvídatelnosti pevnosti materiálu, nižšímu faktoru Ry a ekonomičtějším seismickým návrhům využívajícím členy HSS.

historicky se členové HSS nepoužívali často v Mostech pro chodce a vozidla, ale poptávka po využití těchto architektonicky příjemných tvarů v dopravních stavbách se zvýšila. Podle Americké asociace státních dálničních a dopravních úředníků (AASHTO) je dostatečná lomová houževnatost požadavkem pro členy primárních mostů. V souladu s tím A1085 zahrnuje požadavek na zkoušku Charpy V-notch 25 ft-lb při 40°F. to odpovídá teplotní zóně AASHTO 2, která je použitelná ve většině Spojených států. Pokud musí být splněny přísnější požadavky, A1085 nese dodatek, který může být specifikován. Proto A1085 umožňuje použití HSS tvarů v oblasti dopravy tím, že splňuje požadavky AASHTO.

A1085 je již volbou pro návrháře při výběru materiálu, který se použije pro návrh v softwarových balíčcích. STI byl v kontaktu s většinou hlavních společností pro návrh softwaru, aby je lépe vzdělával o složitosti a výhodách nové SPECIFIKACE. RISA, SCIA Engineer, Ram Structural System a RAM Elements všechny budou zahrnovat nový materiál a vlastnosti sekce ve svých aktualizacích, které budou vydány v blízké budoucnosti, s dalšími softwarovými balíčky, které budou následovat. AISC provedla průzkum domácích výrobců o výrobě A1085 a výsledky tohoto průzkumu jsou k dispozici na webových stránkách AISC (www.aisc.org/hss) spolu s vlastnostmi sekce a tabulkami zatížení sloupců pro A1085. Dále jsou nové vlastnosti sekce k dispozici také na webových stránkách STI (www.steeltubeinstitut.org/HSS/tech-brožury) a jakékoli dotazy týkající se A1085 mohou být předloženy v sekci Kontakt, na které budou Odpovězeni technickými konzultanty STI.▪

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.