Tube Steel - ASTM A1085 vs. A500

Recentemente, i produttori di tubi in acciaio negli Stati Uniti hanno iniziato a utilizzare la nuova specifica ASTM A1085 per la formatura di tubi in acciaio (a.k.a sezione strutturale cava o HSS), in contrasto con le specifiche A500 esistenti.

Da quello che ho letto ( Qui e Qui ), le specifiche dei materiali A1085 hanno i seguenti vantaggi rispetto alle specifiche A500 esistenti:

• tolleranze più strette (non è necessario ridurre lo spessore della parete per la progettazione)

• resistenze di snervamento identiche per tutti i tipi di elementi del tubo (a differenza di A500, in cui la resistenza allo snervamento differisce per le forme rotonde e rettangolari e in base al grado)

• impostare la tensione massima di snervamento di 70 ksi (utile per applicazioni sismiche, anche se non sono esperto in quest'area)

• requisiti standard Charpy V-notch corrispondenti AASHTO Zone 2 (presumo utile per l'industria dei trasporti per motivi di fatica)

Questi vantaggi hanno un piccolo premio: ho letto dal 7% al 10% di aumento dei costi a seconda del mulino.

Lavoro principalmente come ingegnere strutturale nell'industria nucleare. La maggior parte del lavoro che faccio è nei servizi, dove eseguiamo per lo più piccole modifiche agli impianti (ad esempio, nessun progetto di grandi edifici per la maggior parte, ma supporti più piccoli, piattaforme e simili).

Se non ho necessità di limitare il limite di snervamento del materiale e non ho preoccupazioni per la stanchezza, c'è qualche vantaggio nel specificare il nuovo materiale in acciaio per tubi A1085 rispetto alle specifiche A500 esistenti? Per gli ingegneri che praticano in zone sismiche non o leggere, hai realizzato qualche vantaggio usando la nuova spec A1085?

La rivista di AISC, Modern Steel Construction pubblica periodicamente una guida per specificare i gradi di acciaio per aiutare gli ingegneri a rimanere aggiornati sugli sviluppi del mercato. Il loro ultimo edizione , da questo febbraio cita A1085, ma suggerisce ancora A500 Grade C come standard. Raccomandano di verificare che A1085 sia disponibile e conveniente nella tua zona - sembra che tu abbia già. Questo potrebbe non essere vero in tutte le regioni.

Oltre al limite massimo di snervamento che non è utile nella pratica, ci sono alcune altre caratteristiche utili. Innanzitutto, secondo Questo articolo, ha le stesse proprietà meccaniche specificate indipendentemente dalla forma del prodotto. Al contrario, la provetta A500 Gr C ha una Fy diversa per tubi quadrati / rettangolari e tondi. Inoltre, A500 consente di ridurre lo spessore effettivo della parete di una grande varianza. Questo aveva lo scopo di consentire una produzione più economica con metodi meno accurati, ma con le moderne acciaierie, i tubi sono costantemente prodotti sottodimensionati. Per questo motivo, i calcoli richiedono una riduzione dello spessore della parete del 7% rispetto al valore nominale. Sebbene questi problemi non siano considerazioni importanti nella specifica dell'acciaio, avranno un certo fascino nel semplificare il processo di progettazione e ridurre le opportunità di errore.

Lo standard specifica anche i raggi angolari minimi, il che riduce il rischio di crepe nell'angolo. Precedentemente, AWS D1.1 e il Manuale AISC hanno avvertito del rischio di crepe angolari in membri quadrati e rettangolari A500 soggetti a forti sollecitazioni da saldatura o zincatura. Non sono sicuro se questa paura scomparirà o sarà più facile da quantificare se si utilizza il nuovo standard poiché A500 è già prodotto con raggi abbastanza uniformi.

Il principale lato negativo di specificare il tubo A1085 è il costo, come si fa notare. Inoltre, potresti non essere in grado di contare sulla disponibilità in questo momento se stai specificando progetti al di fuori della tua area specifica. Un altro lato negativo se si fa un lavoro più leggero è che A1085 non è disponibile con uno spessore della parete di 1/8 "come A500.

Nella tua situazione, queste considerazioni potrebbero essere un lavaggio, nel senso che dovresti continuare a specificare A500 per ridurre i costi finché è ancora disponibile. Sembra probabile che i distinti vantaggi della progettazione sismica porteranno a un uso diffuso di questo nuovo standard di tubi. Se è così, alla fine diventerà il valore predefinito a livello nazionale, e potrebbe essere necessario passare semplicemente perché A500 diventa meno prontamente disponibile. Nel frattempo, potrebbe essere opportuno consentire che l'acciaio del tubo nei vostri progetti sia conforme a ciascuna specifica, poiché i valori di progetto sono abbastanza simili.

Imposta la tensione massima di snervamento di 70 ksi (utile per applicazioni sismiche, anche se non sono esperto in quest'area)

Se non ho necessità di limitare il limite di snervamento del materiale e non ho preoccupazioni per la stanchezza, c'è qualche vantaggio nel specificare il nuovo materiale in acciaio per tubi A1085 rispetto alle specifiche A500 esistenti? Per gli ingegneri che praticano in zone sismiche non o leggere, hai realizzato qualche vantaggio usando la nuova spec A1085?

Mentre mi occupo principalmente del settore delle plastiche strutturali, ho avuto esperienza in zone sismiche elevate e dirò che un determinato limite di snervamento è di enorme beneficio. Il nuovo il codice sismico dice che se il pavimento di cemento si guasta prima che l'acciaio non funzioni, i carichi sismici devono essere 2,5 volte più alti. Ciò eviterà che il terreno si strappi sotto la parte, possibile danneggiamento di tubazioni incorporate, sistemi elettrici, ecc. Invece, se i punti di tenuta sono considerati il punto debole - così la struttura cade senza strappare il terreno, quindi i carichi sismici si riducono drasticamente (un moltiplicatore 2.5x può essere ENORME).

Senza questo effetto, non vedo alcun motivo per incorporare un punto debole intenzionale nella struttura. Quindi, in zone sismiche leggere mentre progettavo serbatoi di stoccaggio pesanti, ho semplicemente aggiunto il moltiplicatore sismico al mio progetto di ancoraggio e ho corso con esso. Nelle zone sismiche pesanti, la necessità di un punto debole intenzionale diventa ovvia e quel punto debole deve essere controllato attentamente - questo materiale sembra che avrebbe un netto vantaggio - 10% di costo aggiuntivo contro il 250% di carico extra.