En el disseny d'acer nord-americà, els dibuixos especifiquen habitualment formes W--, p. ex. W310×60, W360×79, W530×92. Quan comença l'adquisició, els fabricants xinesos sovint pregunten: "Podem substituir una biga en H- de mida-tanca GB-laminada en calent?" La substitució ésadmissible proposar, però mai s'ha de fer per"escollint l'alçada de la secció i el pes unitari més propers".Si demaneu una secció d'-aspecte semblant i després demaneu al consultor que la tanqui, una presentació rebutjada pot encallar tot un lot de material.
La mateixa profunditat de secció no significa la mateixa capacitat
Quan es substitueixen seccions, molts equips de compres només comparen tres xifres: profunditat de secció, amplada de brida i massa per metre. Per a un disseny de la sèrie W360, per exemple, simplement trien un feix H-xinès la profunditat del qual és propera als 360 mm. Això només és acceptable per a la selecció preliminar; no és una base vàlida per a una substitució formal.
El motiu és que dues seccions amb una profunditat similar i un pes similar poden distribuir el seu acer de manera molt diferent - i el que en realitat determina si el treball de disseny de flexió, cisalla, estabilitat i connexió són aquestes diferències de distribució, no la profunditat nominal.
Gruix de la brida (tf)- impulsa una forta flexió de l'eix-, el pandeig local i la relació entre l'amplada-a-gruix, i estableix la mida del coixinet i de la soldadura del cargol.
Gruix web (tw)- impulsa la capacitat de cisalla i l'esveltesa de la banda, afectant el panyament de la banda i la disposició del reforç.
Amplada de la brida (bf)- impulsa el panyament torsional-lateral, la rigidesa-deble de l'eix i la disposició dels cargols.
Ràdio del filet / k-àrea- canvia l'amplada plana utilitzable a la web-a-unió de brida i afecta la col·locació del cargol i del reforç.
Distribució de zones- regeix el moment d'inèrcia, el radi de gir i el mòdul plàstic, l'arrel de la capacitat i la rigidesa, no només la magnitud de l'àrea.
Exemple treballat: W530×92 seleccionat amb un candidat de GB
| Paràmetre | W530×92(≈ W21×62) | Candidat representant GB HN 500×200 |
Conseqüència d'enginyeria |
|---|---|---|---|
| profunditatd | 533 mm | 500 mm | 33 mm curt.Afecta les dimensions dels detalls, el suport i totes les dades de connexió-establerts. |
| Amplada de la bridabf | ≈ 209 mm | 200 mm | Rigidesa de l'eix-feble i caiguda de la resistència LTB; la distància de la vora del cargol s'ha de tornar a-comprovar. |
| Gruix webtw | ≈ 10,2 mm | ≈ 10 mm | A prop, però la capacitat de tall i l'esveltesa de la xarxa encara necessiten una verificació formal. |
| Gruix de la bridatf | ≈ 15,6 mm | ≈ 16 mm | Brida lleugerament més pesada, però encara s'ha de confirmar la tolerància negativa del molí. |
| Eix-fortIx / Sx | Línia de base | Normalment més baix | L'impacte directe sobre les bigues de desviació - del sostre, les bigues de la grua i les bigues del sòl solen fallar aquí primer. |
| Eix-feblery | Línia de base | Normalment comparables o inferiors | La capacitat de pandeig de l'eix-feble de la columna pot regir. |
Nota: aquest exemple és il·lustratiu i no és una conclusió per a cap ordre específic; Els valors de referència i candidats s'han de prendre de la norma vigent aplicable i de la taula de seccions del molí corresponent.
Quines propietats de la secció s'han de comparar?
La taula de comparació següent cobreix el conjunt complet d'elements que un revisor sol comprovar i es pot utilitzar com a plantilla per a la taula de substitució.
| Símbol | Propietat | Per què el revisor s'ho mira |
|---|---|---|
| A | Àrea de-secció transversal | Capacitat axial, conciliació de pes |
| d, bf | Profunditat, amplada de la brida | Ajust de geometria, espais lliures, disposició de connexió |
| tw, tf | Gruix web i brida | Cisalla, pandeig local, coixinet de cargols, mida de soldadura |
| k | Filet / k-distància | Amplada plana útil; col·locació del cargol i del reforç a prop de la xarxa |
| Ix, Sx, rx, Zx | Forta inèrcia d'eix-, mòdul de secció, radi de gir, mòdul plàstic | Forta flexió de l'eix-, rigidesa, capacitat de disseny plàstic |
| Iy, Sy, ry, Zy | Equivalents d'-eix febles | Feble-flexió de l'eix i pandeig de la columna - el punt de fallada habitual |
| J, Cw | Constants de torsió i deformació | Pancament torsional-lateral, bigues de la pista de grua, membres carregats de torsió |
| bf/2tf, h/tw | Relacions d'amplada-a-gruix | Re-classificació com a compacte / no-compacte / esvelt |
| W | Massa per metre | Comprovacions de càrrega morta, transport, grua i muntatge |
Una advertència que val la pena dir clarament: un candidat amb una àrea més gran no vol dir que cada propietat millori. Una biga H-GB pot ser més pesada però tenir aradi de gir-de l'eix feble més petit, de manera que la capacitat de deformació de l'eix-feble d'una columna pot disminuir. El pes no és una mètrica de rendiment i no es pot utilitzar com a motiu pel qual una substitució és adequada - el revisor mira totes les propietats de la secció, no el nombre "més pesat" únic.
La capacitat de la secció no és l'únic que cal comprovar
Fins i tot després d'acceptar en principi la taula de propietats de la secció, el membre substituït encara s'ha de tornar a verificar-dins de l'estructura completa. Una capacitat de secció satisfactòria no vol dir per si mateix que el membre estigui segur en les combinacions de càrrega del projecte -, l'estabilitat general, el pandeig local i la deflexió poden convertir-se en la condició de govern, i aquestes comprovacions són independents i no poden substituir-se mútuament.
Força dels membres
Torneu a comprovar la força axial, els moments de l'eix{0}}fort/feble, el cisallament i tots els casos de càrrega combinats.
01
Estabilitat general
Bigues: pandeig torsional-lateral; columnes: pandeig de l'eix-feble/fort. Una brida de recanvi més petita pot reduir l'estabilitat lateral fins i tot quan passa un fort-flexió de l'eix.
02
Estabilitat local
Torneu a-classificar com a compacte / no-compacte / esvelt utilitzant les proporcions d'amplada-a-gruix.
03
Deformació
Pas de força ≠ pas de deflexió. Menor inèrcia → les bigues del sostre, les bigues de la grua o les bigues del sòl poden superar els límits de deflexió.
04
Per què les toleràncies dimensionals necessiten una revisió a part?
Les dimensions, la forma, el pes i les desviacions permeses de les bigues H-xineses es regeixen per GB/T 11263; ASTM A6/A6M estableix els requisits generals de tolerància per a les formes estructurals enrotllades dels EUA. Els mètodes de control i les desviacions permeses no són idèntics, de manera que les toleràncies no es poden suposar iguals -, s'han de tabular i comparar ítem per element.
Els elements de tolerància següents s'han de comprovar un per un, i s'indica l'efecte de cada desviació sobre la substitució:
| Element de tolerància | GB/T 11263GB/T 11263 | ASTM A6/A6MASTM A6/A6M | Per què és important per a la substitució |
|---|---|---|---|
| Desviació d'alçada de la secció | Controlat pel rang de mida | Controlat pel rang de mida | Efecte acumulat sobre el sòl-a-terra i el revestiment- |
| Desviació de l'amplada de la brida | Controlat pel rang de mida | Controlat pel rang de mida | Distància de la vora del cargol i ajust de la placa de connexió |
| Desviació de gruix web / brida | Controlat | Controlat | La tolerància negativa redueix la secció realment lliurada |
| Desviació de la massa per metre | Per estàndard | Normalment ±2,5 % del teòric | Reconciliació de càrrega morta i base de pagament |
| Cambra i rectitud | Controlat | Controlat | Hipòtesis d'ajust-de l'erecció i pre-camber |
| Brida fora-del-quadrat | Controlat | Controlat | Contacte dels coixinets a les plaques finals i empalmes |
| Asimetria de seccions | Controlat | Controlat | Introducció de càrrega excèntrica |
| Torsió del membre | Controlat | Controlat | Alineació de rails de grua i fixació del revestiment |
Les connexions poden fallar més sovint que els membres
Una secció substituïda rarament falla perquè el feix és massa feble. Falla perquè el detall ja no s'adapta: els dissenys de cargols, les plaques de connexió, els reforços i les plaques base poden necessitar un redisseny perquè les dimensions han canviat. És per això que, en una substitució, el re-detall de la connexió sol trigar més temps del que comprova el membre.
Com a mínim, s'han de comprovar un per un els elements de connexió següents:
Si les plaques de connexió de bigues-a-columnes encara es poden disposar a l'espai disponible;
Si la distància i l'espaiat de la vora del cargol d'{0}}alta resistència encara compleixen l'especificació;
Si l'amplada de la brida és suficient per al calibre de cargol necessari;
Si l'alçada de la xarxa clara encara permet el grup de cargols tal com es detalla;
Si cal canviar les dimensions de la placa de continuïtat i del rigiditzador;
Si la disposició de la placa base i la barra d'ancoratge entra en conflicte amb la nova petjada de la columna;
Si la protecció contra incendis, el revestiment i les interfícies MEP estan afectades.
Com que les formes W-i les bigues GB H{-difereixen en amplada de brida, gruix de la banda i regió de filet, les connexions de plaques-extrems, connexions de plaques de cisalla-i les unions de bigues rígides-a-normalment requereixen un re-detall. Aquest treball s'ha d'incorporar al calendari de substitucions - no és un subproducte gratuït-i els problemes no es poden deixar aflorar al lloc.
El flux de treball de substitució correcta
Fixeu la línia de base
Extreu les dimensions i propietats originals de la forma W-de la base de dades de formes AISC actual, juntament amb el grau, les combinacions de càrrega governants i els límits de deflexió que es mostren als dibuixos de disseny.
Preseleccionar dos o tres candidats
Pantalla GB/T 11263 seccions de profunditat, amplada de brida i massa per metre. Manteniu més d'un candidat - que la primera opció perd normalment en una propietat que no és visible en l'etapa de selecció.
Construeix la taula de comparació de seccions
Tauleu totes les propietats de la secció 2, marcant els valors inferiors a la línia de base i justificant-los.
Executeu les comprovacions de-nivell de membre
Força, estabilitat general, classificació local de pandeig i deflexió - documentats amb càlculs, no afirmats.
Re{0}}detalleu les connexions
Disposició de cargols, distància de vora, reforços, empalmes, plaques base i les interfícies amb protecció contra incendis i revestiment.
Comprovar toleràncies i certificació
Presentar la clàusula de tolerància reguladora, la pràctica de laminació del molí i el pla de mesurament, juntament amb el certificat de prova del molí (MTC).
Envieu i obteniu l'aprovació per escrit abans de fer la comanda
Emetre la sol·licitud de substitució amb el paquet d'evidència complet i esperar l'aprovació per escrit.
Les bigues H-xineses poden servir absolutament als projectes nord-americans -, la clau és si la secció coincideix completament amb la forma W-original en dimensions, toleràncies, rendiment, membres i connexions. No envieu mai "similar i més pesat"; lliurar la cadena d'evidències: -referència creuada → comparació → comprovació de membres → connexió → tolerància → certificats → aprovació escrita. Només llavors una biga H-GB es converteix en una substitució aprovada-del consultor.
Preguntes freqüents:
ASTM A6/A6M és un grau d'acer?
No. És l'estàndard de requisits generals per a barres d'acer estructural laminat, plaques, formes i palplanques, cobrint dimensions, toleràncies, inspecció i certificació. El grau s'especifica per separat - A36, A572 Gr.50 o A992 - i les propietats de secció de forma W-proven de la base de dades de formes AISC.
Puc substituir només fent coincidir la profunditat i el pes per metre?
No. Només són dades de cribratge. Una profunditat i un pes similars poden amagar diferències significatives en el gruix de la brida, el gruix de la banda, el radi del filet i la distribució de l'àrea, tot això canviant el comportament de flexió, cisalla, estabilitat i connexió.
Quin grau xinès és equivalent a ASTM A992?
Q355B (GB/T 1591) és el punt de partida habitual per a A992 o A572 Gr.50, però s'ha de confirmar amb el gruix real de la brida. GB/T 1591 redueix el límit elàstic mínim a mesura que augmenta el gruix - 355 MPa a t Menys o igual a 16 mm, 345 a 16–40 mm, 335 a 40–63 mm - mentre que A992 manté 345 MPa per a la forma W-. Equivalent de carboni, Fy/FuLa relació i els requisits de Charpy també necessiten verificació.
He de fer la comanda abans que l'enginyer aprovi la substitució?
No. Envieu i obteniu l'aprovació per escrit primer. Si el material substituït es rebutja després de l'enrotllament, és possible que el lot no es pugui utilitzar, ja que la secció no es pot tornar a-enrotllar a les dimensions originals de la forma W-.
Per què les connexions causen més problemes que els mateixos membres?
La geometria de la connexió depèn de les dimensions absolutes més que de la capacitat de la secció. L'amplada de la brida reduïda, el gruix de la web diferent i una regió de filet diferent canvien la distància de la vora del cargol, l'espai entre els perns, l'ajust de la placa de cisalla, la mida del reforç i els dissenys de la placa base.