november 29, 2021

ASTM A1085: a klasszikus anyag specifikáció frissítése

az ASTM A500 az 1970-es évek vége óta az Egyesült Államokban a hidegen alakított, hegesztett szénacél üreges szerkezeti szakaszok (HSS) előnyben részesített anyagspecifikációja. 2013 áprilisában megjelent egy új anyagspecifikáció, az ASTM A1085 a szerkezeti alkalmazásokban használt acélcsövekhez.

0114-in-1

az A1085 fejlesztése körülbelül hat évig tartott, és az American Institute of Steel Construction (AISC) HSS Marketing Bizottsága vezette. A HSS-gyártókat is magában foglaló Bizottság célja a HSS-tagok hatékonyságának és teljesítményének javítása volt három fő területen: anyag, szeizmikus tervezés és hídtervezés.

az ASTM A500 hagyományosan a megadott érték -10% – ának megfelelő falvastagsági tűrést engedélyezett. Ezért a gyártók olyan csöveket gyártottak, amelyek tervezési vastagsága legfeljebb 10% – kal kisebb, mint a szabvány által előírt névleges vastagság. Ez az anyagcsökkenés az AISC és az acélcső Intézet (STI) között közösen tett ajánlásokhoz vezetett, amelyek olyan rendelkezésekhez vezettek (AISC 2010 ANSI/AISC 360-10 szerkezeti Acélépületekre vonatkozó specifikáció, B4.2 szakasz), amelyek megkövetelik az összes HSS tag névleges vastagságának 7% – os csökkentését az összes HSS szakaszszámításhoz. Összehasonlításképpen, az A1085 a falvastagság tűrését -5% – ra szorítja, és új -3,5% – os tömegtűrést ad hozzá. Ezek a szigorúbb korlátozások jobban összehangolják a HSS tűréseket más szerkezeti elemekkel, és kiküszöbölik a 0,93-as tényező szükségességét a számításokban. Nyilvánvaló, hogy ezek a fejlesztések hatékonyabb terveket eredményeznek a HSS használatakor.

a tervezők tisztában vannak azzal, hogy az A500 négy különböző minőségű acélt tartalmaz a különböző HSS szakaszformákhoz, amelyek mindegyike eltérő hozammal és szakítószilárdsággal rendelkezik. Az A1085 nagyban leegyszerűsíti ezeket az értékeket a tervező számára. A specifikáció egy fokozatú és egy folyáshatár (50 ksi) minden HSS formák. Ez az érték növekedést jelent az A500 B fokozathoz képest, ami újabb potenciális megtakarítást kínál.

egy lapos acéllemez négyzet vagy téglalap alakúra történő hajlítása gondos figyelmet igényel a sarkok sugarára. A túl szoros kanyar repedéshez vezethet, amely gyakran nem látható, amíg a hegesztés a tag sarka mentén nem történik, és extrém hőnek van kitéve. Az A500 felsorolja a maximális sarok sugarat, de nem korlátozza a minimális sugárhajlást, míg az A1085 mind a minimumot, mind a maximumot meghatározza a fent felsorolt okok miatt. Az anyag, amely kisebb, mint 0.4 hüvelyk vastag, a sarok sugara 1,6 t és 3,0 t között lehet. 0,4 hüvelyk vastagnál nagyobb anyag esetén a sarok sugara alsó határa 1,8 t. a legtöbb hazai gyártó 2T sarok sugarú csöveket gyárt, így kevés különbség lesz a cső működőképes lapos felületén.

a HSS tagok általános alkalmazása merevített keretben van, hogy ellenálljon a szeizmikus terhelésnek. A HSS szakaszokat gyakran használják merevítő elemként, mivel hatékonyak mind a feszültség, mind a kompressziós terhelések hordozásában. Ennek a hatékonyságnak ára van egy 3-nál nagyobb ellenállási tényezővel (R) rendelkező épület tervezésekor. Az AISC 360 szeizmikus rendelkezései megkövetelik, hogy a mérnök a tag tényleges kapacitására összpontosítson az oldalirányú erőálló rendszer meghibásodási mechanizmusának ellenőrzése érdekében. Az acélmerevítő tényleges kapacitásának megvalósításához a tervezőnek meg kell szoroznia a megadott folyáshatárot egy túlerősségi tényezővel (Ry), hogy figyelembe vegye az acéltagokban rejlő túlerősséget. Ry az A500 esetében 1,4, míg Ry az A992 esetében 1,1. Nyilvánvaló, hogy a nagyobb Ry közel 30% – os erőnövekedést eredményez, amelyet a tervezőnek el kell számolnia. Az A500 esetében a magas Ry a csövek elfogadható folyáshatárának nagy változékonyságának köszönhető. Az A1085 meghatározza a 70 ksi folyáshatár felső határát. Idővel ez a felső határ logikusan az anyag szilárdságának jobb kiszámíthatóságához, alacsonyabb Ry tényezőhöz és gazdaságosabb szeizmikus tervekhez vezet a HSS tagok felhasználásával.

történelmileg a HSS tagokat nem használták gyakran gyalogos és járműhidakban, de megnőtt az igény ezen építészetileg kellemes formák felhasználására a közlekedési szerkezetekben. Az American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) szerint az elsődleges hídtagoknak elegendő törésállóság szükséges. Ennek megfelelően az A1085 tartalmaz egy Charpy V-notch vizsgálati követelményt 25 ft-lb 40-nél Ft F. Ez megfelel egy AASHTO hőmérsékleti zónának 2, amely az Egyesült Államok többségében alkalmazható. Ha szigorúbb követelményeknek kell megfelelni, az A1085 tartalmaz egy kiegészítést, amelyet meg lehet határozni. Ezért az A1085 lehetővé teszi a HSS alakzatok használatát a szállítás területén az AASHTO követelményeinek teljesítésével.

az A1085 már egy lehetőség a tervezők számára, amikor kiválasztják a szoftvercsomagokban a tervezéshez használt anyagot. Az STI kapcsolatba lépett a legtöbb nagy tervezőszoftver-céggel, hogy jobban megismertesse őket az új specifikáció bonyolultságaival és előnyeivel. A RISA, az SCIA Engineer, a RAM Structural System és a RAM Elements mind tartalmazzák az új anyag-és szakaszjellemzőket a közeljövőben megjelenő frissítéseikben, más szoftvercsomagokkal együtt. Az AISC felmérte a hazai gyártókat az A1085 gyártásáról, és a felmérés eredményei elérhetők az AISC honlapján (www.aisc.org/hss), valamint az a1085 szakasz tulajdonságai és oszlopterhelési táblázatai. Továbbá az új szakasz tulajdonságai az STI weboldalán is elérhetők (www.steeltubeinstitute.org/HSS / tech-prospektusok), valamint az A1085-tel kapcsolatos kérdéseket a Kapcsolat részben lehet benyújtani, hogy az STI MŰSZAKI tanácsadói válaszoljanak.▪

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.