ASTM A500 rakenneteräsputkien tekninen eritelmä
Yleiskatsaus
ASTM A500on vakiospesifikaatiokylmämuovattuja hitsattuja ja saumattomia hiiliteräksisiä rakenneputkiapyöreinä, neliöinä ja suorakaiteen muotoisina. Se on erityisesti suunnitelturakenteellisia sovelluksiapainepalvelun sijaan, joten se on ensisijainen standardi pylväille, palkkeille, ristikoille ja muille{0}}kantaville rakennuselementeille.
Luokitukset ja muodot
| Luokka | Muodot saatavilla | Sadonvoimakkuus (min) | Tyypilliset sovellukset |
|---|---|---|---|
| Luokka A | Pyöreä, neliö, suorakaiteen muotoinen | 39 000 psi (269 MPa) | Kevyet tai kohtalaiset rakenteelliset kuormitukset |
| Luokka B | Pyöreä, neliö, suorakaiteen muotoinen | 46 000 psi (317 MPa) | Yleisrakennus, kohtalainen kuormitus |
| Luokka C | Pyöreä, neliö, suorakaiteen muotoinen | 50 000 psi (345 MPa) | Raskas rakenne, korkea{0}}rakennus |
| Luokka D | Vain neliön ja suorakaiteen muotoinen | 36 000 psi (248 MPa) | Arkkitehtoninen, kevyempi rakenne |
Huomautus: Luokassa D on pienempi lujuus, mutta paremmat pintavaatimukset näkyville arkkitehtonisille sovelluksille.
Mekaaniset ominaisuudet
Vetovaatimukset:
| Luokka | Vetolujuus (min) | Sadonvoimakkuus (min) | Venymä 2" (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% |
Lisävaatimukset:
Muodot, joiden ympärysmitta on pienempi tai yhtä suuri:Venymä mitattuna 1 tuuman pituudella
Poikittaisnauhatestitvaaditaan materiaalille, jonka paksuus on enintään 0,180"
Koko{0}}osion testit> 0,180" paksuiselle materiaalille
Kemiallinen koostumus (enintään %, ellei aluetta ole määritelty)
| Elementti | Luokka A | Luokka B | Luokka C | Luokka D |
|---|---|---|---|---|
| Hiili | 0.26 | 0.26 | 0.23 | 0.20 |
| Mangaani | 1.35 | 1.35 | 1.35 | 1.35 |
| Fosfori | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Rikki | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Kupari (min) | 0.20* | 0.20* | 0.20* | 0.20* |
Kun se on määritetty parantamaan ilmakehän korroosionkestävyyttä. Kupariminimi on voimassa, kun vaaditaan korroosionkestävyyttä.
Valmistusprosessit
ERW-tuotanto rakenneputkille:
Kelan valmistelu- Kuuma-kuumavalssattu tai kylmävalssattu-teräs, usein parempi pintalaatu
Muodostaminen- Kylmämuovaus-progressiivisten rullatelineiden kautta
Korkeataajuinen{0}}hitsaus- Tyypillisesti 200–450 kHz rakenteellisen eheyden vuoksi
Hitsauskäsittely- Salaman poisto, joskus lämpökäsittely stressin lievitykseen
Mitoitus- Lopullinen mittakalibrointi
Leikkaus- Sahaa tarkkaan pituuteen
Testaus- Mekaaninen ja mittavahvistus
Rakennemuotoja koskevia erityisiä huomioita:
Kulman säteet- Ohjattu yhtenäisten rakenteellisten ominaisuuksien varmistamiseksi
Tasaisuus- Kriittinen neliön ja suorakaiteen muotoisille osille
Suoruus- Tiukat toleranssit rakennussovelluksissa
Vakiokoot ja mitat
Pyöreä rakenneputki (yleiset koot):
| Ulkohalkaisija | Seinän paksuusalue | Yleiset sovellukset |
|---|---|---|
| 0.840" - 2.375" | 0.083" - 0.154" | Kaiteet, kevyt rakenne |
| 2.875" - 6.625" | 0.125" - 0.280" | Pilarit, keskirakenteelliset |
| 8.625" - 16.000" | 0.188" - 0.500"+ | Raskaat pylväät, paalutukset |
Neliön ja suorakaiteen muotoiset HSS (ontot rakenneosat):
| Kokoalue | Seinän paksuus | Kuvasuhteet |
|---|---|---|
| 1"×1" - 20"×20" | 0,065" - 1,000"+ | Neliö: 1:1 |
| 2"×1" - 20"×12" | 0,065" - 0,750"+ | Suorakulmainen: Jopa 5:1 |
Huomautus: HSS viittaa Hollow Structural Sections -järjestelmään, joka on moderni terminologia rakenneletkuille.
Mittojen toleranssit (Per ASTM A500)
| Parametri | Toleranssi kierrokselle | Toleranssi neliön/suorakaiteen suhteen |
|---|---|---|
| Ulkomitat | ±0,5 % ulkopinnasta tai ±0,010" (suurempi) | ±0,010 tuumaa kohti tai ±0,5 % (suurempi) |
| Seinän paksuus | ±10 % nimellisarvosta | ±10 % nimellisarvosta |
| Kulman säde | - | Enintään 2,0× seinämän paksuus |
| Neliömäisyys | - | ±1 asteen maksimipoikkeama |
| Suoruus | 0,10 % pituudesta | 0,10 % pituudesta |
| Kierre | - | 1 aste enintään 3 jalkaa kohti |
| Pituus | +1/4", -0" leikkauspituuksille | +1/4", -0" leikkauspituuksille |
Testausvaatimukset
| Testata | Vaatimus | Taajuus | Tarkoitus |
|---|---|---|---|
| Vetotesti | ASTM A370 mukaan | 2 per lämpö, per seinämän paksuus | Tarkista mekaaniset ominaisuudet |
| Tasoitustesti | Tasoita 2/3 alkuperäisestä korkeudesta halkeilematta | 2 per erä | Mukavuuden tarkastus |
| Käänteinen litistystesti (vain ERW) | Avaa hitsin silmämääräistä tarkastusta varten | 1 per erä | Hitsauksen laadun arviointi |
| Kovuustesti | Valinnainen, sopimuksen mukaan | Kuten on määritelty | Lisälaadun tarkistus |
| Taivutustesti | Materiaalille, jonka paksuus on enintään 0,180" | 2 per erä | Muovattavuuden arviointi |
| Mittatarkastus | Kaikki kriittiset mitat | Näytepohja | Varmista sopivuus rakentamiseen |
Huomautus: Toisin kuin paineputki, ASTM A500 EI vaadi hydrostaattista testausta.
Pintaolosuhteet ja viimeistely
| Kunto | Kuvaus | Rakennesovellus |
|---|---|---|
| Kuten-hitsattu | Valssausaste olemassa, hitsaus näkyvissä | Sisärakenteet, maalattava |
| Marinoitu & Öljytty | Puhdas, kirkas pinta öljykalvolla | Paljastettu arkkitehtoninen, välitön maalaus |
| Galvanoitu | Kuumasinkitty{0}} (ASTM A123:n mukaan) | Altistuvien rakenteiden korroosiosuojaus |
| Hiomapuhallettu | Puhdas, ankkurikuvioinen pinta | Pinnoitteiden tarttumiseen, paljaisiin rakenteisiin |
| Esi-pohjustettu | Osta{0}}sovitettua pohjamaalia | Nopea{0}}rakentaminen |
Ensisijaiset rakenteelliset sovellukset
Rakentaminen:
Sarakkeet ja viestit- Pystysuuntaiset kantavat osat-
Palkit & palkit- Vaakakuorma-kannattavat jäsenet
Trussin jäsenet- Diagonaalinen jäykistys, soinnut
Purlin & Girt Systems- Katon ja seinän tuki
Kaiteet ja suojakaiteet- Turvajärjestelmät
Infrastruktuuri:
Sillan komponentit- Kaaret, tuet, kiskot
Voimansiirto tornit- Sähkölaitosrakenteet
Merkkituet- Valtateiden kylttien rakenteet
Kevyet pylväät- Katu- ja aluevalaistus
Teollinen ja kaupallinen:
Telinejärjestelmät- Säilytystelineiden pystytuet ja palkit
Laitteiden tuet- Koneiden perustukset, alustat
Maatalouden rakenteet- Kasvihuoneet, varustekatokset
Virkistys- Leikkikenttävälineet, urheilutilat
Suunnittelunäkökohdat ja edut
Rakenteelliset edut:
Suuri lujuuden-/-painosuhde- Tehokas materiaalin käyttö
Vääntövastus- Erinomainen pylväille ja vääntöosille
Yhtenäiset ominaisuudet- Johdonmukainen kaikkiin suuntiin
Esteettinen vetoomus- Puhtaat linjat arkkitehtoniseen valotukseen
Yhteyden helppous- Yksinkertaiset pultti- tai hitsausliitokset
Sisäinen suojaus- Suljettu osa suojaa korroosiolta
Suunnitteluviitteet:
AISC teräsrakennekäsikirja- Ensisijainen suunnitteluviite
AISI Pohjois-Amerikan erittely- Kylmämuovattu-teräsrakenne
AWS D1.1- Rakennehitsauskoodi
Yhteysmenetelmät
| Menetelmä | Tyypillinen käyttö | Pohdintoja |
|---|---|---|
| Suora hitsaus | Momenttiliitokset, jäykät kehykset | Esilämmitä paksumpia osia varten, hitsauspääsy |
| Kulmalevyliitännät | Ristikot, jäykistykset | Levyn paksuuden sovitus, hitsauskuviot |
| -Ruulttien avulla | Yksinkertaiset liitännät, kenttäkokoonpano | Reikien toleranssi, pulttiväli |
| Päätylevyt | Pilaripohjat, momenttiliitokset | Tasaisuus, hitsin vääristymien hallinta |
| Slip{0}}Kriittinen pultti | Seismiset, väsymyssovellukset | Pinnan esikäsittely, pulttien kiristys |
Vertailu muihin rakennestandardeihin
| Parametri | ASTM A500 | ASTM A53 | ASTM A1085 |
|---|---|---|---|
| Ensisijainen käyttö | Rakenteellinen | Paine/mekaaninen | Rakenteellinen (parempi) |
| Toleranssit | Rakenteellinen sovitus- | Putkijärjestelmän sovitus- | Tiukempi kuin A500 |
| Kulman säde | Hallittu | Ei sovellu | Rajoittavampi |
| Testausfokus | Mekaaniset ominaisuudet | Paineen eheys | Parannetut ominaisuudet |
| Hitsausvaatimukset | Rakenteellinen eheys | Nesteen eristys | Korkein eheys |
| Yhteiset muodot | Pyöreä, neliö, suorakaiteen muotoinen | Vain pyöreä | Pyöreä, neliö, suorakaiteen muotoinen |
Valmistusohjeet
Leikkausmenetelmät:
Sahan leikkaus- Yleisimmät, siistit nelikulmaiset leikkaukset
Plasman leikkaus- Nopea, monimutkaisille muodoille
Hiomaleikkaus- Paikan päällä tehtävät muutokset
Laserleikkaus- Tarkka, suuri{1}}volyymituotanto
Taivutus ja muotoilu:
Kylmä taivutus- myötörajaan asti ilman halkeamia
Pienin taivutussäde- Tyypillisesti 3 × OD pyöreälle, 2,5 × HSS:lle
Springback-avustus- Harkitse työkalujen suunnittelua
Lämpöavusteinen taivutus-- Tiukille säteille tai paksuille seinille
Hitsaukseen liittyviä huomioita:
Täytemetallin valinta- Tyypillisesti E70XX vastaavuusvoimakkuutta varten
Hitsauspääsy- Rajoitettu suljetuille osille
Lämmöntuoton ohjaus- Estä vääristymät ohuissa seinissä
Esilämmitä- Suositellaan paksuudelle > 0,75"
Laadunvalvonta ja tarkastus
Tarkastuspisteet:
Mittasuhteen vahvistus- OD, seinä, suoruus, suorakulmaisuus
Pintalaatu- Ei liiallista skaalaa, kuoppia tai vikoja
Hitsauksen eheys- Jatkuva, tasainen hitsisauma
Lopputila- Neliö, purse-vapaat päät
Päällystys/viimeistely- Teknisten vaatimusten mukaan
Sertifiointivaatimukset:
Mill Test Certificate- Pakollinen toimituksen yhteydessä
Lämpönumeron jäljitettävyys- Välttämätön kriittisille rakenteille
Kolmannen-osapuolen tarkastus- Tarvitaan usein suuriin projekteihin
Lataa taulukoita ja suunnitteluapuvälineitä
Yleiset suunnitteluarvot (esimerkki - kierros HSS):
| Koko (OD × seinä) | B-luokan alue (in²) | minä (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 |
Täydelliset taulukot saatavilla AISC-käsikirjassa ja valmistajan luetteloissa.
Kestävä kehitys ja ympäristönäkökohdat
Kierrätetty sisältö- Sisältää tyypillisesti 25–35 % kierrätettyä terästä
Kierrätettävyys- 100 % kierrätettävissä käyttöiän lopussa
Pinnoitejärjestelmät- Vähä-VOC-maaleja ja jauhemaaleja saatavilla
Valmistuksen tehokkuus- Minimaalinen jäte avoimiin osiin verrattuna
Elinkaari- Pitkä käyttöikä asianmukaisella huollolla
Toimialastandardien ja koodien noudattaminen
Tärkeimmät referenssit:
AISC 360- Teräsrakenteiden eritelmät
IBC- Kansainvälinen rakennussäännöstö
AASHTO- Sillan suunnittelun tiedot
ASCE 7- Pienin suunnittelukuormitus
AWS D1.1/D1.8- Rakenteelliset hitsauskoodit
Sertifiointiohjelmat:
AISC-sertifikaatti- Valmistajille ja asentajille
ICBO-arviointipalvelu- Tuotearviointiraportit
UL-luokitus- Palonkestoluokitus
Vikatilat ja ennaltaehkäisy
| Vikatila | Syitä | Ennaltaehkäisy |
|---|---|---|
| Paikallinen nurjahdus | Ohuet seinät, korkea puristus | Seinien hoikkuuden rajat |
| Yleinen nurjahdus | Liian pitkä jäykistämätön pituus | Oikea jäykistys, hoikkuuden hallinta |
| Yhteysvirhe | Huono yksityiskohta, ylikuormitus | Liitäntöjen suunnittelu, laadunvalvonta |
| Väsymys | Syklinen kuormitus, jännityskeskittymät | Yksityiskohtainen suunnittelu, sujuvat siirtymät |
| Korroosio | Ympäristöaltistuminen | Suojapinnoitteet, huolto |
Tilaustiedot
Täydellisen eritelmän tulee sisältää:
Standard & Grade- ASTM A500 Grade B
Muoto- Pyöreä, neliö tai suorakaiteen muotoinen HSS
Mitat- Ulkomitat × seinämän paksuus × pituus
Toleranssit- Normaali tai erityinen
Valmis- Kuten-hitsattu, peittattu, galvanoitu jne.
Lopeta hoito- Sahattu, jyrsitty, käsitelty
Sertifiointi- Tehdastestin sertifikaattivaatimukset
Merkintä- Pakollinen henkilöllisyystodistus
Pakkaus- Paketin koko, suojausvaatimukset
Erityisvaatimukset (tarvittaessa):
Parannetut toleranssit- Tarkkuussovelluksiin
Erityinen suoraviivaisuus- Pitkälle jännevälille tai esteettisille vaatimuksille
Pinnan valmistelu- Tietyille pinnoitusjärjestelmille
Testaava todistaja- Kolmannen osapuolen-tarkastusvaatimukset
Erityinen merkintä- Värikoodaus, erän tunnistus
Varastointi ja käsittely
Parhaat käytännöt:
Tukea- Riittävä esto taipumisen estämiseksi
Erottaminen- Eri kokoja/laatuja sekoittumisen estämiseksi
Suojaus- Lialta, kosteudelta ja vaurioilta
Tunnistaminen- Selkeä merkintä helppoa hakua varten
Ensimmäinen-In-First-out- Mainosjakauman oikea kierto
Nosto ja siirtäminen:
Levittimet- Käytä estämään taipuminen noston aikana
Chokers- Oikeat nostotekniikat
Painorajoitukset- Harkitse nippujen painoja laitteiden kapasiteettia varten
Kustannusnäkökohdat
Hintaan vaikuttavat tekijät:
Luokka- Luokka C yleensä 5–10 % korkeampi kuin luokka B
Koko saatavuus- Yleiset koot edullisinta
Määrä- Määräalennuksia saatavilla
Valmis- Galvanoitu lisää peruskustannuksia 30–50 %
Toleranssit- Erityistoleranssit lisäävät kustannuksia
Testaus- Lisätestaus lisää kustannuksia
Toimialan trendit ja kehitys
Nykyiset trendit:
Korkeammat voimaluokat- C-luokan käytön lisääminen tehokkuuden lisäämiseksi
Kestävän kehityksen painopiste- Ympäristötuoteselosteet (EPD)
Digitaalinen valmistus- BIM-integraatio, automatisoitu valmistus
Pinnoiteinnovaatiot- Pidempi-käyttöikä, alhaisempi-huoltojärjestelmä
Hybridijärjestelmät- HSS:n yhdistäminen muihin materiaaleihin
Tulevaisuuden ohjeet:
Edistyneet lujat{0}teräkset- Vielä tehokkaampia osioita varten
Älykkäät rakenteet- Sulautetut sensorit valvontaa varten
Lisäainevalmistus- Mukautetut solmut ja yhteydet
Kiertotalous- Suunnittelu purkamista ja uudelleenkäyttöä varten
Yhteenveto
ASTM A500 teräsrakenneputki ja HSS tarjoavat monipuolisia ja tehokkaita rakenneosia monenlaisiin rakennussovelluksiin. Niiden lujuuden, esteettisyyden ja valmistuksen joustavuuden yhdistelmä tekee niistä ensisijaisen valinnan nykyaikaiseen teräsrakenteeseen. Rakenteellisiin vaatimuksiin perustuva oikea valinta, kiinnityssuunnitteluun huomioiminen ja valmistuksen parhaiden käytäntöjen noudattaminen takaavat turvalliset ja kestävät rakenteet.
Käytä rakennesovelluksissa aina päteviä rakenneinsinöörejä ja noudata soveltuvia rakennusmääräyksiä ja suunnitteluspesifikaatioita. Vaikka ASTM A500 tarjoaa materiaalivaatimukset, rakennesuunnittelussa on otettava huomioon kaikki kuormitusolosuhteet, liitännät ja palveluympäristöt.
