november 29, 2021

ASTM A1085: en opdatering til en klassisk Materialespecifikation

ASTM a500 har været den foretrukne materialespecifikation i USA for koldformede, svejsede hule strukturelle sektioner af kulstofstål (HSS) siden slutningen af 1970 ‘ erne. i April 2013 blev en ny materialespecifikation, ASTM a1085, frigivet til stålrør, der blev brugt i strukturelle applikationer.

0114-in-1

udviklingen af A1085 tog cirka seks år og blev ledet af American Institute of Steel Construction ‘s (AISC’ s) HSS Marketing Committee. Målet for udvalget, som også omfattede HSS-producenter, var at forbedre HSS-medlemmernes effektivitet og ydeevne inden for tre hovedområder: materiale, seismisk design og brodesign.

traditionelt tillod ASTM A500 en vægtykkelsestolerance på -10% af den angivne værdi. Derfor har producenterne produceret rør med en Konstruktionstykkelse på op til 10% mindre end den nominelle tykkelse, der kræves af standarden. Denne reduktion i materiale førte til henstillinger, der blev fremsat i fællesskab mellem AISC og Steel Tube Institute (STI), hvilket førte til hensættelser (AISC 2010 specifikation for strukturelle stålbygninger ANSI/AISC 360-10, afsnit B4.2), der krævede en reduktion i den nominelle tykkelse af alle HSS-medlemmer med 7% for alle HSS-sektionsberegninger. Til sammenligning strammer a1085 vægtykkelsestolerancen til -5% og tilføjer en ny massetolerance på -3,5%. Disse strammere begrænsninger tilpasser bedre HSS-tolerancer med andre strukturelle medlemmer og eliminerer behovet for 0,93-faktoren i beregningerne. Naturligvis resulterer disse forbedringer i mere effektive designs, når man bruger HSS.

designere er opmærksomme på, at A500 indeholder fire forskellige stålkvaliteter til forskellige HSS-sektionsformer, der hver har forskellige udbytte-og trækstyrker. A1085 forenkler i høj grad disse værdier for designeren. Specifikationen har en klasse og en udbyttestyrke (på 50 ksi) for alle HSS-former. Denne værdi repræsenterer en stigning i forhold til a500 klasse B, hvilket giver en anden potentiel besparelse.

bøjning af en flad stålplade i en firkantet eller rektangelform kræver omhyggelig opmærksomhed på hjørnernes radius. For tæt på en bøjning kan føre til revner, som ofte ikke er synlig, før der foretages en svejsning langs hjørnet af elementet og udsættes for ekstrem varme. A500 viser en maksimal hjørneradius, men begrænser ikke den mindste radiusbøjning, mens a1085 angiver både et minimum og et maksimum af ovenstående grunde. For materiale, der er mindre end 0.4-tommer tyk, hjørneradius er tilladt at være mellem 1,6 t og 3,0 t. for materiale, der er større end 0,4-tommer tykt, er den nedre grænse for hjørneradius 1,8 t. de fleste indenlandske producenter producerer rør med en hjørneradius på 2T, så der vil være ringe forskel i det brugbare flade ansigt på et rør.

en almindelig anvendelse af HSS-medlemmer er i en afstivet ramme for at modstå seismisk belastning. HSS-sektioner bruges ofte som afstivningselement på grund af deres effektivitet til at bære både spændings-og kompressionsbelastninger. Denne effektivitet er kommet til en pris, når man designer en bygning med en modstandsfaktor (R) på større end 3. De seismiske bestemmelser i AISC 360 kræver, at en ingeniør fokuserer på et medlems faktiske kapacitet for at kontrollere svigtmekanismen i det laterale kraftmodstødende system. For at realisere den faktiske kapacitet af en stålbøjle skal en designer multiplicere den specificerede udbyttestyrke med en overstyrkningsfaktor (Ry) for at tage højde for iboende overstyrke i stålelementer. Ry for A500 er 1,4, mens Ry for A992 er 1,1. Det er klart, at den større Ry resulterer i en næsten 30% stigning i kraft, som designeren skal redegøre for. Den høje Ry for A500 skyldes den høje variabilitet i acceptabel udbyttestyrke af rør. A1085 angiver en øvre grænse på flydestyrken på 70 ksi. Med tiden vil denne øvre grænse logisk føre til bedre forudsigelighed af materialestyrken, en lavere Ry-faktor og mere økonomiske seismiske designs ved hjælp af HSS-medlemmer.

historisk set er HSS-medlemmer ikke blevet brugt ofte i fodgænger-og køretøjsbroer, men efterspørgslen efter at udnytte disse arkitektonisk behagelige former i transportstrukturer er steget. Ifølge American Association of State Motorvejsog Transportembedsmænd (AASHTO) er tilstrækkelig brudstyrke et krav for primære bromedlemmer. I overensstemmelse hermed inkluderer a1085 et Charpy V-notch testkrav på 25 ft-lb ved 40 liter F. Dette svarer til et AASHTO-temperaturområde 2, som gælder i hele størstedelen af USA. Hvis strengere krav skal være opfyldt, bærer a1085 et tillæg, der kan specificeres. Derfor tillader A1085 brugen af HSS-figurer i transportfeltet ved at opfylde kravene i AASHTO.

A1085 er allerede en mulighed for designere, når de vælger et materiale, der skal bruges til design i programpakker. STI har været i kontakt med de fleste større designprogramvirksomheder for bedre at uddanne dem om indviklingen og fordelene ved ny specifikation. RISA, SCIA Engineer, RAM Structural System og RAM Elements vil alle inkludere de nye materiale-og sektionsegenskaber i deres opdateringer, der skal frigives i den nærmeste fremtid, med andre programpakker, der skal følges. AISC har undersøgt indenlandske producenter på a1085 produktion og resultaterne af denne undersøgelse er tilgængelige på AISC hjemmeside (www.aisc.org/hss) sammen med sektionsegenskaber og kolonnebelastningstabeller til a1085. Desuden er de nye sektionsegenskaber også tilgængelige på STI ‘ s hjemmeside (DK).steeltubeinstitut.org/HSS / tech-brochurer), og eventuelle spørgsmål om A1085 kan indsendes i Kontaktafsnittet, der skal besvares af STI ‘ s tekniske konsulenter.▪

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.