Recentemente, os fabricantes de tubo de aço dos Estados Unidos começaram a usar a nova especificação ASTM A1085 para a formação de tubo de aço (também conhecido como estrutura oca seções ou HSS), em oposição à especificação A500 existente.
Pelo que li ( aqui e aqui ), a especificação do material A1085 tem os seguintes benefícios sobre a especificação A500 existente:
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tolerâncias mais estreitas (não há necessidade de reduzir espessura da parede para projeto)
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tensões de escoamento idênticas para todos os tipos de membros de tubo (ao contrário de A500, em que a tensão de escoamento difere para formas redondas e retangulares e dependendo do grau )
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definir tensão de escoamento máximo de 70 ksi (útil para aplicações sísmicas, embora eu não seja muito versado nesta área)
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requisitos padrão Charpy V-notch correspondente AASHTO Zona 2 (suponho que seja útil para a indústria de transporte tente por motivos de fadiga)
Esses benefícios vêm com um pequeno prêmio – eu li um aumento de 7% a 10% no custo, dependendo da fábrica.
Trabalho principalmente como engenheiro estrutural na indústria nuclear. A maior parte do trabalho que faço é em serviços, onde realizamos principalmente pequenas modificações em plantas (ou seja, nenhum projeto de grandes edifícios na maioria das vezes, mas suportes, plataformas menores e semelhantes).
Se Não tenho necessidade de restringir a tensão de escoamento máxima do material e não tenho preocupações com fadiga. Há algum benefício em especificar o material de tubo de aço A1085 mais recente em relação à especificação A500 existente? Para os engenheiros em atividade em zonas não sísmicas ou leves, você percebeu algum benefício usando a nova especificação A1085?
Resposta
A revista do AISC, Modern Steel Construction publica periodicamente um guia para especificar as classes de aço para ajudar os engenheiros a ficarem cientes dos desenvolvimentos no mercado. Sua última edição , deste Fevereiro menciona A1085, mas ainda sugere A500 grau C como o padrão. Eles recomendam verificar se A1085 está disponível e acessível em sua área – parece que você já fez isso. Isso pode não ser verdade em todas as regiões.
Além do limite de elasticidade máximo, que não é útil na sua prática, existem alguns outros recursos convenientes. Em primeiro lugar, de acordo com este artigo, ele tem as mesmas propriedades mecânicas especificadas independentemente da forma do produto. Em contraste, o tubo A500 Gr C tem um Fy diferente para tubos quadrados / retangulares e redondos. Além disso, o A500 permite que a espessura real da parede seja reduzida em uma grande variação. A intenção era permitir uma fabricação mais barata por métodos menos precisos, mas com as siderúrgicas modernas, os tubos são consistentemente produzidos com tamanhos menores. Por causa disso, os cálculos exigem a redução da espessura da parede em 7% do nominal. Embora essas questões não sejam considerações importantes na especificação do aço, elas terão algum apelo na simplificação do processo de projeto e na redução das oportunidades de erro.
A norma também especifica raios de canto mínimos, o que reduz o risco de rachaduras nos cantos. Anteriormente, o AWS D1.1 e o Manual AISC alertaram sobre o risco de rachaduras nos cantos de membros A500 quadrados e retangulares sujeitos a tensões significativas de soldagem ou galvanização. Não tenho certeza se esse medo irá embora, ou apenas ser mais fácil de quantificar usando o novo padrão, uma vez que o A500 já é produzido com raios bastante uniformes.
O principal lado negativo de especificar o tubo A1085 é custo, como você ressaltou. Além disso, você pode não contar com disponibilidade agora se estiver especificando projetos fora de sua área específica. Uma outra desvantagem se você fizer um trabalho mais leve é que A1085 não está disponível com 1/8 “espessura da parede como A500 é.
Na sua situação, essas considerações podem ser um fracasso, o que significa que você deve continuar a especificar o A500 para reduzir custos, enquanto ele ainda estiver disponível. Parece provável que as vantagens distintas para o projeto sísmico levarão ao uso generalizado deste novo padrão de tubo. Nesse caso, ele acabará se tornando o padrão nacionalmente e você pode ter que mudar simplesmente porque o A500 se torna menos disponível. Nesse ínterim, pode ser apropriado permitir que o aço do tubo em seus projetos esteja em conformidade com as especificações, uma vez que os valores do projeto são bastante semelhantes.
Comentários
- Lembro-me de ter lido algo sobre isso no MSC, mas ' tenho certeza de que joguei fora esse assunto há muito tempo. Obrigado pela informação.
- Apenas como ponto de dados, acabei de ligar para um de meus fornecedores de aço aqui no sul da Califórnia (território de alta sísmica) e perguntei sobre o preço dos tubos A1085. Eles disseram que não ' não estocam, mas provavelmente poderiam obtê-lo.
Resposta
Defina a tensão de escoamento máxima de 70 ksi (útil para aplicações sísmicas, embora eu não seja muito versado nesta área)
Se eu não tenho necessidade de restringir a tensão de escoamento máxima do material e não tenho preocupações com fadiga, há algum benefício em especificar o material de tubo de aço A1085 mais recente sobre a especificação A500 existente? Para os engenheiros em atividade em zonas não sísmicas ou leves, você percebeu algum benefício usando a nova especificação A1085?
Embora eu trate principalmente no reino de plásticos estruturais – tenho experiência em zonas de alta sísmica e direi que um conjunto de resistência ao escoamento é um grande benefício. O novo código sísmico diz que se o piso de concreto falhar primeiro antes que o aço falhe, as cargas sísmicas precisam ser 2,5 vezes maiores. Isso impedirá que o solo se rasgue sob a peça, podendo danificar tubulações embutidas, sistemas elétricos, etc. Em vez disso, se os pontos de retenção forem considerados o ponto fraco – então a estrutura cai sem rasgar o solo, então as cargas sísmicas são reduzidas drasticamente (um multiplicador 2,5x pode ser ENORME).
Sem esse efeito, não vejo razão para incorporar um ponto fraco na estrutura. Então, em zonas sísmicas leves ao projetar tanques de armazenamento pesados, simplesmente adicionei o multiplicador sísmico ao meu projeto de ancoragem e corri com ele. Em zonas sísmicas pesadas, a necessidade de um ponto fraco deliberado torna-se óbvia e esse ponto fraco precisa ser cuidadosamente controlado – este material parece ter uma vantagem distinta – custo adicional de 10% v. Carregamento extra de 250%.
Comentários
- Interessante. Eu ' não sou tão versado em projetos sísmicos quanto ' gostaria de ser (uma combinação de viver / trabalhar na área de Chicagoland e trabalhando com códigos muito mais antigos para usinas nucleares), então ter essa entrada é útil.
- Eu sei que a redução de 2,5x se aplica a ancoragens, mas se aplica à estrutura geral? Para âncoras pós-instaladas, eu o conheço como phi não-condútil (0.4)
- É na âncora, não na estrutura. Mas se você tiver algo preso à âncora que se solte primeiro, antes que a âncora ou o concreto se quebre, você pode ignorar o fator.