Rohrstahl – ASTM A1085 vs. A500

Vor kurzem haben Rohrstahlhersteller in den USA begonnen, die neue ASTM A1085-Spezifikation zum Formen von Rohrstahl (auch bekannt als Hohlstruktur) zu verwenden Schnitt- oder HSS-Formen im Gegensatz zur vorhandenen A500-Spezifikation.

Nach dem, was ich gelesen habe ( hier und hier ) hat die A1085-Materialspezifikation gegenüber der vorhandenen A500-Spezifikation die folgenden Vorteile:

  • engere Toleranzen (keine Reduzierung erforderlich) Wandstärke für die Konstruktion)

  • identische Streckgrenzen für alle Arten von Rohrelementen (im Gegensatz zu A500, bei denen die Streckgrenze für runde und rechteckige Formen und je nach Sorte unterschiedlich ist )

  • maximale Streckgrenze von 70 ksi einstellen (nützlich für seismische Anwendungen, obwohl ich mich in diesem Bereich nicht gut auskenne)

  • Standardanforderungen an die Charpy-V-Kerbe entsprechend AASHTO Zone 2 (ich nehme an, dass sie für die Transportbranche nützlich sind versuchen Sie es aus Ermüdungsgründen)

Diese Vorteile sind mit einer kleinen Prämie verbunden – ich habe je nach Mühle 7% bis 10% höhere Kosten gelesen.

Ich arbeite hauptsächlich als Statiker in der Nuklearindustrie. Die meiste Arbeit, die ich mache, ist im Dienstleistungsbereich, wo wir hauptsächlich kleine Änderungen an Anlagen vornehmen (dh größtenteils keine Planung großer Gebäude, sondern kleinere Stützen, Plattformen und dergleichen).

Wenn Ich muss die maximale Streckgrenze des Materials nicht einschränken und habe keine Ermüdungsbedenken. Gibt es einen Vorteil bei der Spezifikation des neueren A1085-Rohrstahlmaterials gegenüber der bestehenden A500-Spezifikation? Haben Sie für praktizierende Ingenieure in nicht- oder lichtseismischen Zonen mit der neuen A1085-Spezifikation Vorteile erzielt?

Antwort

Das AISC-Magazin Modern Steel Construction veröffentlicht regelmäßig einen Leitfaden zur Spezifizierung von Stahlsorten, damit Ingenieure sich über die Entwicklungen auf dem Markt auf dem Laufenden halten können. Daraus ergibt sich die neueste -Ausgabe Im Februar wird A1085 erwähnt, es wird jedoch weiterhin A500 Grade C als Standard vorgeschlagen. Es wird empfohlen, zu überprüfen, ob A1085 in Ihrer Region verfügbar und erschwinglich ist – es scheint, als hätten Sie es bereits. Dies gilt möglicherweise nicht für alle Regionen.

Abgesehen von der maximalen Streckgrenze, die in Ihrer Praxis nicht nützlich ist, gibt es einige andere praktische Merkmale. Erstens hat dieser Artikel gemäß dieses Artikels die gleichen mechanischen Eigenschaften, die unabhängig von der Produktform angegeben wurden. Im Gegensatz dazu hat das A500 Gr C-Rohr ein anderes Fy für quadratische / rechteckige und runde Rohre. Mit A500 kann die tatsächliche Wandstärke um eine große Varianz reduziert werden. Dies sollte eine billigere Herstellung mit weniger genauen Methoden ermöglichen, aber bei modernen Stahlwerken werden Rohre konsistent unterdimensioniert hergestellt. Aus diesem Grund erfordern Berechnungen eine Reduzierung der Wandstärke um 7% gegenüber dem Nennwert. Diese Probleme sind zwar keine wesentlichen Überlegungen bei der Spezifikation von Stahl, sie haben jedoch einen gewissen Reiz bei der Vereinfachung des Konstruktionsprozesses und der Verringerung von Fehlermöglichkeiten.

Die Norm legt auch minimale Eckradien fest, wodurch das Risiko von Eckrissen verringert wird. Zuvor warnten AWS D1.1 und das AISC-Handbuch vor der Gefahr von Eckrissen in quadratischen und rechteckigen A500-Bauteilen, die durch Schweißen oder Verzinken erheblichen Belastungen ausgesetzt sind. Ich bin mir nicht sicher, ob diese Angst verschwinden wird oder ob es einfacher ist, sie zu quantifizieren, wenn der neue Standard verwendet wird, da A500 bereits mit ziemlich einheitlichen Radien hergestellt wird.

Der Hauptnachteil bei der Spezifikation der A1085-Röhre ist Wie Sie bereits betont haben, können Sie derzeit möglicherweise nicht mit der Verfügbarkeit rechnen, wenn Sie Projekte außerhalb Ihres spezifischen Bereichs angeben. Ein weiterer Nachteil bei leichteren Arbeiten ist, dass A1085 mit 1/8 nicht verfügbar ist „Wandstärke wie A500 ist.

In Ihrer Situation können diese Überlegungen eine Wäsche sein, was bedeutet, dass Sie weiterhin A500 angeben sollten, um die Kosten zu senken, solange es noch verfügbar ist. Es ist wahrscheinlich, dass die deutlichen Vorteile für das seismische Design zu einer weit verbreiteten Verwendung dieses neuen Rohrstandards führen werden. In diesem Fall wird es irgendwann landesweit zum Standard, und Sie müssen möglicherweise einfach wechseln, weil der A500 weniger leicht verfügbar ist. In der Zwischenzeit kann es angebracht sein, Rohrstahl in Ihren Konstruktionen mit beiden Spezifikationen übereinstimmen zu lassen, da die Konstruktionswerte ziemlich ähnlich sind.

Kommentare

  • Ich erinnere mich, dass ich in MSC etwas darüber gelesen habe, aber ich ' bin mir ziemlich sicher, dass ich dieses Problem vor langer Zeit weggeworfen habe. Vielen Dank für die Info.
  • Nur als Datenpunkt habe ich gerade einen meiner Stahllieferanten hier in Südkalifornien (Gebiet mit hoher Erdbebenbelastung) angerufen und nach Preisen für A1085-Rohre gefragt. Sie sagten, sie hätten es nicht ' auf Lager, könnten es aber wahrscheinlich bekommen.

Antwort

Stellen Sie eine maximale Streckgrenze von 70 ksi ein (nützlich für seismische Anwendungen, obwohl ich mich in diesem Bereich nicht gut auskenne)

Wenn ich die maximale Streckgrenze des Materials nicht einschränken muss und keine Ermüdungsbedenken habe, gibt es einen Vorteil bei der Angabe das neuere A1085-Rohrstahlmaterial über der bestehenden A500-Spezifikation? Haben Sie für praktizierende Ingenieure in nicht- oder lichtseismischen Zonen einen Nutzen aus der neuen A1085-Spezifikation gezogen?

Während ich mich hauptsächlich mit dem Thema befasse Strukturkunststoffe – Ich habe Erfahrung in hochseismischen Zonen und werde sagen, dass eine festgelegte Streckgrenze von großem Vorteil ist. Der neue seismische Code besagt, dass die seismischen Belastungen 2,5-mal höher sein müssen, wenn der Betonboden zuerst ausfällt, bevor der Stahl ausfällt. Dies verhindert, dass der Boden unter dem Teil zerreißt und möglicherweise eingebettete Rohrleitungen, elektrische Systeme usw. beschädigt werden. Wenn stattdessen die Haltepunkte als Schwachstelle betrachtet werden, fällt die Struktur um, ohne zu zerreißen Der Boden und die seismischen Belastungen werden drastisch reduziert (ein 2,5-facher Multiplikator kann RIESIG sein).

Ohne diesen Effekt sehe ich keinen Grund, eine Absicht einzubetten Schwachstelle in der Struktur. In leichten seismischen Zonen beim Entwerfen schwerer Lagertanks habe ich einfach den seismischen Multiplikator zu meinem Verankerungsdesign hinzugefügt und bin damit gefahren. In stark seismischen Zonen wird die Notwendigkeit eines absichtlichen Schwachpunkts offensichtlich und dieser Schwachpunkt muss sorgfältig kontrolliert werden – dieses Material scheint einen deutlichen Vorteil zu haben – 10% zusätzliche Kosten gegenüber 250% zusätzlicher Belastung.

Kommentare

  • Interessant. Ich ' bin nicht so gut mit seismischem Design vertraut, wie ich es ' gerne wäre (eine Kombination aus Leben / Arbeiten in der Region Chicagoland) und ich arbeite mit viel älteren Codes für Kernkraftwerke), daher ist es hilfreich, diese Eingabe zu haben.
  • Ich weiß, dass die 2,5-fache Deration für Verankerungen gilt, aber gilt sie für die Struktur insgesamt? Für nachinstallierte Anker kenne ich es als phi nonductile (0.4)
  • Es befindet sich auf dem Anker, nicht auf der Struktur. Wenn jedoch etwas am Anker befestigt ist, das zuerst abbricht, bevor der Anker oder der Beton abbricht, können Sie den Faktor ignorieren.

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