Recientemente, los fabricantes de tubos de acero en los EE. UU. Han comenzado a utilizar la nueva especificación ASTM A1085 para formar tubos de acero (también conocidos como estructuras huecas sección o HSS), a diferencia de la especificación A500 existente.
Por lo que «he leído ( aquí y aquí ), la especificación del material A1085 tiene los siguientes beneficios sobre la especificación A500 existente:
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tolerancias más estrictas (no es necesario reducir espesor de pared para el diseño)
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Límites de elasticidad idénticos para todos los tipos de elementos de tubo (a diferencia de A500, en el que el límite de elasticidad difiere para formas redondas y rectangulares y según el grado )
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establezca un límite elástico máximo de 70 ksi (útil para aplicaciones sísmicas, aunque no estoy bien versado en esta área)
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requisitos estándar de muesca en V Charpy correspondientes a la zona 2 de AASHTO (supongo que es útil para la industria del transporte intente por motivos de fatiga)
Estos beneficios vienen con una pequeña prima: he leído entre un 7% y un 10% de aumento en el costo según la fábrica.
Trabajo principalmente como ingeniero estructural en la industria nuclear. La mayor parte del trabajo que hago es en servicios, donde realizamos en su mayoría pequeñas modificaciones a las plantas (es decir, sin diseño de edificios grandes en su mayor parte, sino soportes, plataformas y similares más pequeños).
Si No tengo necesidad de restringir el límite elástico máximo del material y no tengo problemas de fatiga, ¿hay algún beneficio al especificar el material de tubo de acero A1085 más nuevo sobre la especificación A500 existente? Para los ingenieros en ejercicio en zonas sísmicas ligeras o no sísmicas, ¿han obtenido algún beneficio con la nueva especificación A1085?
Respuesta
La revista de AISC, Modern Steel Construction, publica periódicamente una guía para especificar grados de acero para ayudar a los ingenieros a estar al tanto de los desarrollos en el mercado. Su última edición , de este Febrero menciona A1085, pero aún sugiere A500 Grado C como estándar. Recomiendan verificar que A1085 esté disponible y sea asequible en su área; parece que ya lo tiene. Esto puede no ser cierto en todas las regiones.
Aparte del límite elástico máximo que no es útil en su práctica, hay algunas otras características convenientes. En primer lugar, de acuerdo con este artículo, tiene las mismas propiedades mecánicas especificadas independientemente de la forma del producto. Por el contrario, el tubo A500 Gr C tiene un Fy diferente para tubos cuadrados / rectangulares y redondos. Además, A500 permite que el espesor real de la pared se reduzca en una gran variación. Esto tenía la intención de permitir una fabricación más barata mediante métodos menos precisos, pero con las acerías modernas, los tubos se producen constantemente de tamaño insuficiente. Debido a esto, los cálculos requieren reducir el espesor de la pared en un 7% del nominal. Si bien estos problemas no son consideraciones importantes al especificar el acero, tendrán cierto atractivo para simplificar el proceso de diseño y reducir las oportunidades de error.
La norma también especifica radios de esquina mínimos, lo que reduce el riesgo de grietas en las esquinas. Anteriormente, AWS D1.1 y el Manual AISC advirtieron sobre el riesgo de grietas en las esquinas en miembros A500 cuadrados y rectangulares sujetos a esfuerzos significativos por soldadura o galvanización. No estoy seguro de si este miedo desaparecerá, o simplemente será más fácil de cuantificar si se usa el nuevo estándar, ya que A500 ya se produce con radios bastante uniformes.
La principal desventaja de especificar el tubo A1085 es costo, como usted señala. Además, es posible que no pueda contar con la disponibilidad en este momento si está especificando proyectos fuera de su área específica. Otra desventaja si hace un trabajo más liviano es que A1085 no está disponible con 1/8 «Espesor de pared como A500.
En su situación, estas consideraciones pueden ser un inconveniente, lo que significa que debe continuar especificando A500 para reducir los costos siempre que todavía esté disponible. Parece probable que las claras ventajas del diseño sísmico conduzcan a un uso generalizado de este nuevo estándar de tubos. Si es así, eventualmente se convertirá en el predeterminado a nivel nacional, y es posible que deba cambiar simplemente porque el A500 se vuelve menos disponible. Mientras tanto, podría ser apropiado permitir que los tubos de acero en sus diseños cumplan con cualquiera de las especificaciones, ya que los valores de diseño son bastante similares.
Comentarios
- Recuerdo haber leído algo al respecto en MSC, pero ' estoy bastante seguro de que descarté ese problema hace mucho tiempo. Gracias por la información.
- Solo como punto de referencia, acabo de llamar a uno de mis proveedores de acero aquí en el sur de California (territorio de alta sísmica) y le pedí algunos precios para los tubos A1085. Dijeron que no ' t lo almacenan, pero que probablemente podrían conseguirlo.
Respuesta
Establezca el límite elástico máximo de 70 ksi (útil para aplicaciones sísmicas, aunque no estoy bien versado en esta área)
Si no tengo necesidad de restringir el límite elástico máximo del material y no tengo problemas de fatiga, ¿hay algún beneficio en especificar el material de tubo de acero A1085 más nuevo sobre la especificación A500 existente? Para los ingenieros en ejercicio en zonas sísmicas ligeras o no sísmicas, ¿se han dado cuenta de algún beneficio con la nueva especificación A1085?
Aunque me ocupo principalmente en el ámbito de Plásticos estructurales: he tenido experiencia en zonas de alta sísmica y diré que un límite elástico establecido es de gran beneficio. El nuevo código sísmico dice que si el piso de concreto falla primero antes de que falle el acero, las cargas sísmicas deben ser 2.5 veces mayores. Esto evitará que el suelo se rompa debajo de la pieza, lo que podría dañar las tuberías empotradas, los sistemas eléctricos, etc. En cambio, si los puntos de sujeción se consideran el punto débil , la estructura se cae sin romperse. el suelo, las cargas sísmicas se reducen drásticamente (un multiplicador de 2.5x puede ser ENORME).
Sin este efecto, no veo ninguna razón para incrustar un punto débil en la estructura. Entonces, en zonas sísmicas ligeras mientras diseñaba tanques de almacenamiento pesados, simplemente agregué el multiplicador sísmico a mi diseño de anclaje y corrí con él. En zonas sísmicas intensas, la necesidad de un punto débil deliberado se vuelve obvia y ese punto débil debe controlarse cuidadosamente; este material parece tener una clara ventaja: 10% de costo adicional frente a 250% de carga adicional.
Comentarios
- Interesante. Yo ' no estoy tan bien versado en diseño sísmico como ' quisiera (una combinación de vivir / trabajar en el área de Chicago y trabajar con códigos mucho más antiguos para plantas nucleares), por lo que tener esta entrada es útil.
- Sé que se aplica una reducción de 2.5x a los anclajes, pero ¿se aplica a la estructura en general? Para los anclajes post-instalados, lo conozco como phi no dúctil (0.4)
- Está en el ancla, no en la estructura. Pero si tiene algo adherido al ancla que se rompe primero, antes de que el ancla o el concreto se rompa, puede ignorar el factor.