29 marraskuun, 2021

ASTM A1085: an Update to a Classic Material Specification

ASTM A500 on ollut ensisijainen materiaalimääritelmä Yhdysvalloissa kylmämuovatuille, hitsatuille hiiliteräksen ontoille rakenneputkille (HSS) 1970-luvun lopulta lähtien. huhtikuussa 2013 julkaistiin uusi materiaalimääritelmä, ASTM A1085, rakennesovelluksissa käytettäville teräsputkille.

0114-in-1

a1085: n kehitystyö kesti noin kuusi vuotta ja sitä johti American Institute of Steel Constructionin (AISC: n) HSS Marketing Committee. Komitean, johon kuului myös HSS: n tuottajia, tavoitteena oli parantaa HSS: n jäsenten tehokkuutta ja suorituskykyä kolmella pääalueella: materiaalisuunnittelussa, seismisessä suunnittelussa ja siltasuunnittelussa.

ASTM A500: ssa on perinteisesti sallittu seinämän paksuuden toleranssi -10% annetusta arvosta. Siksi valmistajat ovat valmistaneet putkia, joiden rakenteellinen paksuus on jopa 10 prosenttia pienempi kuin standardin vaatima nimellispaksuus. Tämä materiaalin vähentäminen johti AISC: n ja Steel Tube Instituten (sti) yhteisesti tekemiin suosituksiin, jotka johtivat säännöksiin (AISC 2010 Specification for Structural Steel Buildings ANSI/AISC 360-10, Section B4.2), joiden mukaan kaikkien HSS: n jäsenten nimellispaksuutta on vähennettävä 7 prosenttia kaikissa HSS: n lohkolaskelmissa. Vertailun vuoksi a1085 kiristää seinämän paksuustoleranssin -5%: iin ja lisää uuden massatoleranssin -3,5%: iin. Nämä tiukemmat rajoitukset sopivat paremmin HSS: n toleransseihin muiden rakenneosien kanssa ja poistavat tarpeen 0,93-kertoimelle laskelmissa. On selvää, että nämä parannukset johtavat tehokkaampiin malleihin HSS: ää käytettäessä.

suunnittelijat ovat tietoisia siitä, että A500 sisältää neljä eri teräslajia eri HSS-poikkileikkausmuodoille, joista jokaisella on erilainen myötö-ja vetolujuus. A1085 yksinkertaistaa näitä arvoja suunnittelijalle. Eritelmässä on yksi luokka ja yksi myötölujuus (50 ksi) kaikille HSS-muodoille. Tämä arvo merkitsee nousua yli A500-luokan B, mikä tarjoaa toisen potentiaalisen säästön.

tasaisen teräslevyn taivuttaminen neliön tai suorakulmion muotoon vaatii tarkkaa huomiota kulmien säteeseen. Liian tiukka mutka voi johtaa halkeiluun, joka ei usein ole näkyvissä ennen kuin hitsaus tehdään jäsenen kulmaan ja altistetaan äärimmäiselle kuumuudelle. A500: ssa on mainittu suurin kulmasäde, mutta siinä ei rajoiteta pienintä mutkaa, kun taas A1085: ssä määritellään sekä minimi että maksimi edellä luetelluista syistä. Materiaalille, joka on alle 0.4 tuuman paksu, kulmasäde saa olla välillä 1,6 t ja 3,0 t. materiaalille, joka on suurempi kuin 0,4 tuuman paksu, kulmasäteen alaraja on 1,8 t. useimmat kotimaiset valmistajat tuottavat putkia, joiden kulmasäde on 2t, joten putken toimivissa litteissä kasvoissa on vähän eroa.

yleinen HSS: n jäsenten käyttökohde on jäykistetty runko seismisen kuormituksen vastustamiseksi. HSS osat käytetään usein piristävä elementti, koska niiden tehokkuus kuljettaa sekä jännitys-ja puristuskuormia. Tällä tehokkuudella on ollut hintansa rakennusta suunniteltaessa, jonka vastuskerroin (R) on suurempi kuin 3. AISC 360: n seismiset määräykset vaativat insinööriä keskittymään jäsenen todelliseen kapasiteettiin, jotta hän voi hallita sivuttaisvoimankestävyysjärjestelmän vikaantumismekanismia. Terässuojan todellisen kapasiteetin toteuttamiseksi suunnittelijan on kerrottava määritelty myötölujuus ylirasituskertoimella (Ry), jotta voidaan ottaa huomioon teräsjäsenten luontainen ylirasituskyky. A500: n Ry on 1,4, kun taas A992: n Ry on 1,1. On selvää, että suurempi Ry johtaa lähes 30 prosentin voimannostoon, josta suunnittelijan on vastattava. A500: n korkea Ry johtuu putkien hyväksyttävän myötölujuuden suuresta vaihtelusta. A1085 määrittää myötölujuuden ylärajaksi 70 KS. Ajan mittaan tämä yläraja johtaa loogisesti materiaalin lujuuden parempaan ennustettavuuteen, pienempään Ry-tekijään ja taloudellisempiin seismisiin rakenteisiin, joissa käytetään HSS: n jäseniä.

historiallisesti HSS: n jäseniä ei ole käytetty usein jalankulku-ja ajoneuvosilloissa, mutta tarve hyödyntää näitä arkkitehtonisesti miellyttäviä muotoja liikennerakenteissa on kasvanut. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) – järjestön mukaan riittävä murtumankestävyys on edellytys ensisijaisille sillan jäsenille. Näin ollen A1085 sisältää Charpy V-loven testivaatimuksen 25 ft-lb lämpötilassa 40°F. Tämä vastaa AASHTON Lämpötilavyöhykettä 2, jota sovelletaan suurimmassa osassa Yhdysvaltoja. Jos tiukemmat vaatimukset on täytettävä, A1085: ssä on mahdollisesti täsmennettävä lisäosa. Näin ollen A1085 mahdollistaa HSS-muotojen käytön kuljetuskentällä AASHTON vaatimusten mukaisesti.

A1085 on jo suunnittelijoille vaihtoehto valittaessa ohjelmistopaketeissa käytettävää materiaalia suunnitteluun. STI on ollut yhteydessä useimpiin suuriin suunnitteluohjelmistoyrityksiin, jotta he voisivat paremmin kouluttaa heitä uusien spesifikaatioiden koukeroista ja eduista. RISA, SCIA Engineer, RAM-rakenteellinen järjestelmä ja RAM-elementit sisältävät kaikki uuden materiaalin ja osioiden ominaisuudet päivityksissään, jotka julkaistaan lähitulevaisuudessa, muiden ohjelmistopakettien kanssa. AISC on kartoittanut kotimaisia valmistajia A1085-tuotannon osalta, ja kyselyn tulokset ovat saatavilla AISC: n verkkosivuilla (www.aisc.org/hss) yhdessä a1085: n osioiden ominaisuuksien ja sarakkeen kuormitustaulukoiden kanssa. Lisäksi uuden osion ominaisuudet löytyvät myös STI: n verkkosivuilta (www.steeltubeinstitute.org/hss / tech-esitteet), ja kaikki a1085: tä koskevat kysymykset voidaan toimittaa Yhteysosioon, johon STI: n tekniset konsultit vastaavat.▪

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.