ASTM A500 konstruktsiooniterastoru tehniline kirjeldus
Ülevaade
ASTM A500on standardne spetsifikatsioonkülmvormitud keevitatud ja õmblusteta süsinikterasest konstruktsioonitorudümmargused, ruudukujulised ja ristkülikukujulised. See on spetsiaalselt ette nähtudstruktuursed rakendusedsurveteenuse asemel, muutes selle sammaste, talade, sõrestike ja muude{0}}kandvate konstruktsioonielementide peamiseks standardiks.
Hinnete klassifikatsioonid ja kujundid
| Hinne | Saadaval kujundid | Saagise tugevus (min) | Tüüpilised rakendused |
|---|---|---|---|
| Hinne A | Ümmargune, ruudukujuline, ristkülikukujuline | 39 000 psi (269 MPa) | Kerged kuni mõõdukad konstruktsioonikoormused |
| Hinne B | Ümmargune, ruudukujuline, ristkülikukujuline | 46 000 psi (317 MPa) | Üldehitus, mõõdukad koormused |
| C klass | Ümmargune, ruudukujuline, ristkülikukujuline | 50 000 psi (345 MPa) | Raske konstruktsioon,{0}}kõrghoone ehitus |
| Hinne D | Ainult ruudu ja ristküliku kujuline | 36 000 psi (248 MPa) | Arhitektuurne, kergema konstruktsiooniga |
Märkus: D-klassi tugevus on madalam, kuid paremad pinnanõuded avatud arhitektuuriliste rakenduste jaoks.
Mehaanilised omadused
Tõmbenõuded:
| Hinne | Tõmbetugevus (min) | Saagise tugevus (min) | Pikenemine 2 tolli (min) |
|---|---|---|---|
| A | 45 000 psi (310 MPa) | 39 000 psi (269 MPa) | 25% |
| B | 58 000 psi (400 MPa) | 46 000 psi (317 MPa) | 23% |
| C | 62 000 psi (427 MPa) | 50 000 psi (345 MPa) | 21% |
| D | 58 000 psi (400 MPa) | 36 000 psi (248 MPa) | 23% |
Lisanõuded:
Kujundite puhul, mille ümbermõõt on väiksem või võrdne sellega:Pikendus mõõdetuna 1 tolli pikkuses
Ristribade testidnõutav materjalile, mille paksus on 0,180 tolli või väiksem
Täielikud{0}}jaotise testidmaterjalile paksusega > 0,180 tolli
Keemiline koostis (maksimaalne %, kui vahemik pole täpsustatud)
| Element | Hinne A | Hinne B | C klass | Hinne D |
|---|---|---|---|---|
| Süsinik | 0.26 | 0.26 | 0.23 | 0.20 |
| Mangaan | 1.35 | 1.35 | 1.35 | 1.35 |
| Fosfor | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Väävel | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Vask (min) | 0.20* | 0.20* | 0.20* | 0.20* |
Kui see on ette nähtud atmosfääri korrosioonikindluse suurendamiseks. Kui nõutakse korrosioonikindlust, kehtib vase miinimum.
Tootmisprotsessid
ERW konstruktsioonitorude tootmine:
Rulli ettevalmistamine- Kuumvaltsitud-- või külmvaltsitud-teras, sageli parema pinnakvaliteediga
Moodustamine- Külmvormimine-progressiivsete rullaluste kaudu
Kõrgsagedus{0}}keevitus- Struktuuri terviklikkuse tagamiseks tavaliselt 200–450 kHz
Keevisõmbluste töötlemine- Välgu eemaldamine, mõnikord kuumtöötlus stressi leevendamiseks
Suuruse määramine- Lõplik mõõtmete kalibreerimine
Lõikamine- Sae lõikamine täpse pikkusega
Testimine- Mehaaniline ja mõõtmete kontrollimine
Erilised kaalutlused struktuursete kujundite puhul:
Nurgaraadius- Kontrollitakse ühtsete struktuuriomaduste tagamiseks
Tasasus- Kriitiline ruudu- ja ristkülikukujuliste lõikude puhul
Sirgus- Ehitusrakenduste ranged tolerantsid
Standardsuurused ja mõõtmed
Ümmargune konstruktsioonitoru (tavalised suurused):
| Välisläbimõõt | Seina paksuse vahemik | Ühised rakendused |
|---|---|---|
| 0.840" - 2.375" | 0.083" - 0.154" | Käsipuud, kerge konstruktsiooniga |
| 2.875" - 6.625" | 0.125" - 0.280" | Kolonnid, keskmise konstruktsiooniga |
| 8.625" - 16.000" | 0.188" - 0.500"+ | Rasked sambad, vaiad |
Ruudu- ja ristkülikukujulised HSS (õõnesed konstruktsioonilõiked):
| Suuruste vahemik | Seina paksus | Kuvasuhted |
|---|---|---|
| 1"×1" kuni 20"×20" | 0,065" kuni 1000"+ | Ruut: 1:1 |
| 2"×1" kuni 20" × 12" | 0,065" kuni 0,750"+ | Ristkülikukujuline: kuni 5:1 |
Märkus: HSS viitab õõnsatele konstruktsiooniosadele, mis on struktuursete torude tänapäevane terminoloogia.
Mõõtmete tolerantsid (ASTM A500 kohta)
| Parameeter | Tolerants vooru suhtes | Ruudu/ristkülikukujuline tolerants |
|---|---|---|
| Välismõõtmed | ±0,5% OD või ±0,010" (suurem) | ±0,010 tolli tolli kohta või ±0,5% (suurem) |
| Seina paksus | ±10% nominaalväärtusest | ±10% nominaalväärtusest |
| Nurga raadius | - | Maksimaalselt 2,0× seina paksus |
| Ruudukujulisus | - | ±1 kraadi maksimaalne kõrvalekalle |
| Sirgus | 0,10% pikkusest | 0,10% pikkusest |
| Keerake | - | 1 kraad maksimaalselt 3 jala kohta |
| Pikkus | +1/4", -0" lõikepikkuste jaoks | +1/4", -0" lõikepikkuste jaoks |
Testimise nõuded
| Test | Nõue | Sagedus | Eesmärk |
|---|---|---|---|
| Tõmbekatse | ASTM A370 järgi | 2 kütte kohta, seina paksuse kohta | Kontrollige mehaanilisi omadusi |
| Lamestamise test | Tasandage 2/3 algkõrguseni ilma pragudeta | 2 partii kohta | Plastsuse kontrollimine |
| Vastupidise lamestamise test (ainult ERW) | Avab keevisõmbluse visuaalseks kontrollimiseks | 1 partii kohta | Keevituse kvaliteedi hindamine |
| Kõvaduse test | Valikuline, kokkuleppel | Nagu täpsustatud | Täiendav kvaliteedikontroll |
| Painde test | Materjali jaoks, mille paksus on 0,180 tolli või väiksem | 2 partii kohta | Vormitavuse hindamine |
| Mõõtmete ülevaatus | Kõik kriitilised mõõtmed | Näidisalus | Tagada sobivus ehituseks |
Märkus. Erinevalt survetorust EI vaja ASTM A500 hüdrostaatilist testimist.
Pinna tingimused ja viimistlus
| Seisund | Kirjeldus | Struktuurne rakendus |
|---|---|---|
| -Keevitatud | Veskikivi olemas, keevisõmblus nähtav | Sisekonstruktsioonid, värvida |
| Marineeritud & Õlitatud | Puhas, särav viimistlus õlikilega | Eksponeeritud arhitektuurne, kohene värvimine |
| Tsingitud | Kuumtsingiga kaetud (ASTM A123 järgi) | Katmata konstruktsioonide korrosioonikaitse |
| Abrasiivpuhastatud | Puhas, ankurmustriline pind | Katte adhesiooniks, katmata struktuuride jaoks |
| Eel-krunditud | Ostke{0}}rakendatud kruntvärv | Kiire{0}}ehitus |
Peamised struktuurirakendused
Hoone ehitus:
Veerud ja postitused- Vertikaalsed koormust-kandvad osad
Talad ja talad- Horisontaalset koormust-kandvad liikmed
Trussi liikmed- Diagonaaltugede, akordid
Purlin & Girt Systems- Katuse- ja seinatugi
Käsipuud ja kaitsepiirded- Ohutussüsteemid
Infrastruktuur:
Silla komponendid- Kaared, toed, rööpatoed
Edastustornid- Elektritehnilised ehitised
Märkide toed- Kiirteede märgistuskonstruktsioonid
Kerged poolused- Tänava ja piirkonna valgustus
Tööstuslik ja kaubanduslik:
Rack süsteemid- Hoiuriiuli püstikud ja talad
Seadmete toed- Masinate alused, platvormid
Põllumajandusstruktuurid- Kasvuhooned, seadmete varjualused
Meelelahutuslik- Mänguväljaku varustus, spordirajatised
Disaini kaalutlused ja eelised
Struktuurilised eelised:
Kõrge tugevuse{0}}ja-kaalu suhe- Tõhus materjalikasutus
Väändetakistus- Suurepärane veergude ja väändeliikmete jaoks
Ühtsed omadused- Ühtlane igas suunas
Esteetiline üleskutse- Puhtad jooned arhitektuurseks eksponeerimiseks
Ühenduse lihtsus- Lihtsad polt- või keevisühendused
Sisemine kaitse- Suletud sektsioon kaitseb korrosiooni eest
Disaini viited:
AISC terasest ehitusjuhend- Esmane disainiviide
AISI Põhja-Ameerika spetsifikatsioon- Külmvormitud-terasest disain
AWS D1.1- Konstruktsioonikeevituskood
Ühendusmeetodid
| meetod | Tüüpiline kasutus | Kaalutlused |
|---|---|---|
| Otsene keevitamine | Momentühendused, jäigad raamid | Eelsoojendage paksemate osade jaoks, keevitage juurdepääs |
| Põikplaadi ühendused | Sõrestikud, traksid | Plaadi paksuse sobitamine, keevitusmustrid |
| -Poltide abil | Lihtsad ühendused, kohapealne kokkupanek | Aukude tolerants, poltide vahekaugus |
| Otsaplaadid | Sambaalused, momentühendused | Tasasus, keevisõmbluse moonutuste juhtimine |
| Libisemine-Kriitiline polt | Seismilised, väsimusrakendused | Pinna ettevalmistamine, poltide pingutamine |
Võrdlus teiste struktuuristandarditega
| Parameeter | ASTM A500 | ASTM A53 | ASTM A1085 |
|---|---|---|---|
| Esmane kasutus | Struktuurne | Surve/mehaaniline | Struktuurne (täiustatud) |
| Tolerantsid | Struktuurne sobivus- | Torusüsteemi sobitamine- | Tihedam kui A500 |
| Nurga raadius | Kontrollitud | Ei kohaldata | Piiravam |
| Testimise fookus | Mehaanilised omadused | Surve terviklikkus | Täiustatud omadused |
| Nõuded keevisõmblusele | Struktuuri terviklikkus | Vedeliku piiramine | Kõrgeim terviklikkus |
| Ühised kujundid | Ümmargune, ruudukujuline, ristkülikukujuline | Ainult ümmargune | Ümmargune, ruudukujuline, ristkülikukujuline |
Valmistamisjuhised
Lõikamismeetodid:
Sae lõikamine- Kõige tavalisemad puhtad ruudukujulised lõiked
Plasma lõikamine- Kiire, keeruliste kujundite jaoks
Abrasiivne lõikamine- Kohapealsete muudatuste jaoks
Laser lõikamine- Täpne, suur{1}}maht tootmine
Painutamine ja vormimine:
Külm painutamine- Kuni voolavuspiirini ilma pragunemiseta
Minimaalne painderaadius- Tavaliselt 3 × OD ümmarguse, 2,5 × HSS jaoks
Springbacki toetus- Kaaluge tööriistade kujundamist
Kuumuse{0}}abiga painutamine- Kitsaste raadiuste või paksude seinte jaoks
Keevitamise kaalutlused:
Täitematerjali valik- Tavaliselt E70XX sobitamiseks
Keevis juurdepääs- Piiratud suletud osade jaoks
Soojussisendi juhtimine- Vältige õhukeste seinte moonutusi
Eelsoojendage- Soovitatav paksusele > 0,75"
Kvaliteedikontroll ja ülevaatus
Ülevaatuspunktid:
Mõõtmete kinnitamine- OD, sein, sirgus, kandiline
Pinnakvaliteet- Üleliigse mastaabi, aukude ja defektideta
Keevisõmbluse terviklikkus- Pidev ühtlane keevisõmblus
Lõpptingimus- Ruut, räige-vabad otsad
Katmine/viimistlus- Vastavalt spetsifikatsiooni nõuetele
Sertifitseerimisnõuded:
Veski testimise sertifikaat- Nõutav koos saadetisega
Kuumuse numbri jälgitavus- Oluline kriitiliste struktuuride jaoks
Kolmanda osapoole-kontroll- Nõutakse sageli suurte projektide jaoks
Laadige lauad ja kujunduse abivahendid
Ühised disainiväärtused (näide - vooru HSS):
| Suurus (OD × sein) | B-klassi piirkond (in²) | mina (in⁴) | S (in³) | r (in) |
|---|---|---|---|---|
| 6.625" × 0.250" | 5.01 | 30.7 | 9.26 | 2.48 |
| 8.625" × 0.322" | 8.40 | 75.6 | 17.5 | 3.00 |
| 10.75" × 0.365" | 11.9 | 146 | 27.2 | 3.50 |
Täielikud tabelid on saadaval AISC käsiraamatus ja tootjate kataloogides.
Jätkusuutlikkus ja keskkonnaaspektid
Taaskasutatud sisu- Sisaldab tavaliselt 25–35% taaskasutatud terast
Taaskasutatavus- 100% eluea lõpus taaskasutatav
Kattesüsteemid- Vähese LOÜ-värvid ja pulbervärvid on saadaval-
Valmistamise efektiivsus- Minimaalne raiskamine võrreldes avatud sektsioonidega
Elutsükkel- Pikk kasutusiga nõuetekohase hooldusega
Tööstusstandardite ja koodide järgimine
Peamised viited:
AISC 360- Teraskonstruktsioonide spetsifikatsioonid
IBC- Rahvusvaheline ehitusseadustik
AASHTO- Silla disaini spetsifikatsioonid
ASCE 7- Minimaalsed disainikoormused
AWS D1.1/D1.8- Konstruktsioonikeevituskoodid
Sertifitseerimisprogrammid:
AISC sertifikaat- Valmistajatele ja püstitajatele
ICBO hindamisteenus- Toote hindamisaruanded
UL klassifikatsioon- Tulekindluse reitingud
Rikkerežiimid ja ennetamine
| Rikkerežiim | Põhjused | Ennetamine |
|---|---|---|
| Kohalik paindumine | Õhukesed seinad, kõrge surve | Seina sihvakuse piirid |
| Üldine paindumine | Liigne traksideta pikkus | Korralik kinnitus, saleduse kontroll |
| Ühenduse tõrge | Kehv detail, ülekoormus | Ühenduse projekteerimine, kvaliteedikontroll |
| Väsimus | Tsükliline koormus, pingekontsentratsioonid | Detaildisain, sujuvad üleminekud |
| Korrosioon | Kokkupuude keskkonnaga | Kaitsekatted, hooldus |
Tellimisinfo
Täielik spetsifikatsioon peaks sisaldama:
Standard & Hinne- ASTM A500 klass B
Kuju- Ümmargune, ruudukujuline või ristkülikukujuline HSS
Mõõtmed- Välismõõtmed × seina paksus × pikkus
Tolerantsid- Tavaline või eriline
Lõpeta- Keevitatud, marineeritud, tsingitud jne.
Lõpeta ravi- Saetud, freesitud, töödeldud
Sertifitseerimine- Veskitesti sertifikaadi nõuded
Märgistus- Nõutav identifitseerimine
Pakendamine- Komplekti suurus, kaitsenõuded
Erinõuded (vajadusel):
Täiustatud tolerantsid- Täppisrakenduste jaoks
Eriline sirgus- Pikkade vahemike või esteetiliste nõuete jaoks
Pinna ettevalmistamine- Konkreetsete kattesüsteemide jaoks
Testimise tunnistaja- Kolmanda osapoole-kontrollinõuded
Spetsiaalne märgistus- Värvikoodid, partii identifitseerimine
Ladustamine ja käsitsemine
Parimad tavad:
Toetus- Piisav blokeerimine, et vältida paindumist
Eraldamine- Erinevad suurused/klassid segunemise vältimiseks
Kaitse- Mustuse, niiskuse ja kahjustuste eest
Identifitseerimine- Selge märgistus lihtsaks otsimiseks
Esimene-Sisse-Esimene-Välja- Varude õige pöörlemine
Tõstmine ja teisaldamine:
Laoturid- Kasutage tõstmise ajal painde vältimiseks
Chokers- Õiged tropitehnikad
Kaalupiirangud- Arvestage seadmete võimsuse jaoks kimpude kaalu
Kulude kaalutlused
Hinda mõjutavad tegurid:
Hinne- Hinne C on tavaliselt 5–10% kõrgem kui hind B
Suuruse saadavus- Levinud suurused on kõige ökonoomsemad
Kogus- Saadaval on allahindlused
Lõpeta- Tsingitud lisab baashinnale 30–50%.
Tolerantsid- Eritolerantsid suurendavad kulusid
Testimine- Täiendav testimine suurendab kulusid
Tööstuse suundumused ja arengud
Praegused suundumused:
Kõrgemad tugevusastmed- C-klassi kasutamise suurendamine tõhususe tagamiseks
Jätkusuutlikkuse fookus- Keskkonnatoodete deklaratsioonid (EPD)
Digitaalne valmistamine- BIM-integratsioon, automatiseeritud valmistamine
Pinnakatte uuendused- Pikem-eluiga, vähem-hooldussüsteemid
Hübriidsüsteemid- HSS-i kombineerimine teiste materjalidega
Edasised juhised:
Täiustatud kõrgtugevad{0}terased- Veelgi tõhusamate jaotiste jaoks
Nutikad struktuurid- Sisseehitatud andurid jälgimiseks
Lisandite tootmine- Kohandatud sõlmed ja ühendused
Ringmajandus- Disain lahtivõtmiseks ja taaskasutamiseks
Kokkuvõte
ASTM A500 konstruktsiooniterastoru ja HSS pakuvad mitmekülgseid ja tõhusaid konstruktsioonielemente mitmesuguste ehitusrakenduste jaoks. Nende tugevuse, esteetika ja valmistamise paindlikkuse kombinatsioon muudab need eelistatud valikuks tänapäevaste teraskonstruktsioonide jaoks. Õige valik, mis põhineb konstruktsiooninõuetel, ühenduse disainile tähelepanu pööramine ja parimate valmistamise tavade järgimine, tagavad ohutud ja vastupidavad konstruktsioonid.
Konstruktsioonirakenduste puhul kaasake alati kvalifitseeritud ehitusinsenerid ja järgige kehtivaid ehitusnorme ja projekteerimisspetsifikatsioone. Kuigi ASTM A500 pakub materjalinõudeid, tuleb konstruktsiooni projekteerimisel arvesse võtta kõiki koormustingimusi, ühenduse üksikasju ja teeninduskeskkondi.
