انتخاب A572 درجه 60 نسبت به درجه 50 برای تیرهای H{3}}یک استراتژی مهندسی عمدی است که زمانی که درایورهای پروژه با مزایای منحصر به فرد استحکام بالاتر هماهنگ می شوند، استفاده می شود. تصمیم اغلب اقتصادی و مبتنی بر عملکرد{5}}نه فقط ساختاری است.
1. ساخت و ساز ساختمان های مرتفع-و فوق العاده-:
کاربرد: ستون‌های{0} طبقه بالایی، تیرهای انتقال.
مزیت: در آسمان خراش ها، ستون ها در درجه اول بر اساس ظرفیت بار محوری اندازه می شوند. استفاده از Gr.60 (Fy=60 ksi) به جای Gr.50 (Fy=50 ksi) کاهش قابل توجهی در سطح مقطع ستون-برای همان بار را ممکن می‌سازد. این باعث صرفه جویی در فضای با ارزش طبقه (افزایش سطح خالص قابل اجاره)، کاهش وزن تجمعی ساختمان (که نیروهای لرزه ای و هزینه های پی را کاهش می دهد) و نصب با قطعات کوچکتر و سبک تر را ساده می کند.
مطالعه موردی: بسیاری از برج‌های مدرن از رویکرد{0}ترکیبی استفاده می‌کنند. طبقات پایین تر با بارهای زیاد ممکن است از فولاد با استحکام بالاتر (مثلاً 70 یا 80 ksi) یا مقاطع ساخت{6} استفاده کنند. طبقات متوسط-به-بالا به شکل بهینه به Gr.60 W{11}}شکل می‌دهند و فقط طبقات بسیار بالا ممکن است از Gr.50 استفاده کنند. این بهینه سازی مواد، تناژ کل و هزینه را به حداقل می رساند.
2. تیرهای پل بلند- و تیرهای انتقالی در ساختمان ها:
کاربرد: پل های تیرآهن نورد، تیرهای کف با دهانه بلند-، تیرهای انتقالی که چندین ستون را در بالا نگه می دارند.
مزیت: برای اعضای تحت کنترل لنگر خمشی، ظرفیت لنگر پلاستیکی (Mp) مستقیماً با Fy متناسب است. یک پرتو Gr.60 20 درصد ظرفیت گشتاور بیشتری را برای همان بخش فراهم می کند. این می تواند:
عمق مورد نیاز تیر را کاهش دهید، امکان ساخت روبناهای کم‌عمق‌تر و افزایش فاصله زیر-پل‌ها فراهم شود.
تعداد تیرهای مورد نیاز برای یک سطح زمین مشخص را کاهش دهید.
بدون توسل به بخش های عمیق تر، سنگین تر یا تیرهای صفحه ساخته شده گران تر، دهانه های طولانی تر را فعال کنید.
مطالعه موردی: انبار یا آشیانه هواپیما که به یک ستون بزرگ- فضای آزاد نیاز دارد. استفاده از تیرهای سقف دهانه بلند-Gr.60 می‌تواند عمق آنها را کاهش دهد و ارتفاع شفاف داخلی را برای ذخیره‌سازی یا تجهیزات به حداکثر برساند.
3. سازه های صنعتی سنگین و سیستم های باند جرثقیل:
کاربرد: ستون ها و تیرهایی که از سیستم های جرثقیل بسیار سنگین پشتیبانی می کنند (به عنوان مثال، در کارخانه های فولاد، نیروگاه ها، کارخانه های کشتی سازی).
مزیت: بارهای دینامیکی و ضربه ای جرثقیل های سنگین بسیار زیاد است. تیرهای Gr.60 H- استحکام لازم را برای حفظ اندازه تیرها و ستون‌های باند فرودگاه در محدوده‌های عملی فراهم می‌کنند، در حالی که معیارهای انحراف و خستگی دقیق را رعایت می‌کنند. استحکام بالاتر به مقاومت در برابر تنش های موضعی زیاد ناشی از بارهای چرخ جرثقیل کمک می کند.
مطالعه موردی: بهسازی یا توسعه یک تاسیسات صنعتی با جرثقیل جدید و سنگین تر. ستون‌های موجود ممکن است تقویت شوند، اما تیرهای باند جدید اغلب به عنوان Gr.60 مشخص می‌شوند تا اندازه و وزن آنها به حداقل برسد، در محدودیت‌های مکانی قرار بگیرند و با استحکام ستون‌های Gr.60 جدید مطابقت داشته باشند.
4. سازه هایی با وزن یا محدودیت های حمل و نقل شدید:
کاربرد: ساخت و ساز مدولار، سازه ها در سایت های راه دور یا دسترسی محدود-.
مزیت: به حداقل رساندن وزن تک تک اجزای پرتو H برای حمل، جابجایی و نصب بسیار مهم است. Gr.60 به بخش‌های سبک‌تر اجازه می‌دهد تا به همان استحکام دست یابند، هزینه‌های حمل و نقل را کاهش داده و امکان استفاده از جرثقیل‌های کوچکتر را فراهم می‌آورند.
مطالعه موردی: یک واحد پل پیش ساخته یا یک بخش ساختمان مدولار که برای حمل و نقل بزرگراه طراحی شده است. محدودیت وزن در هر کامیون اندازه اعضا را تعیین می کند. استفاده از Gr.60 قدرت را در یک بودجه سخت وزن به حداکثر می رساند.
5. طراحی رقابتی{1}}ساخت پروژه‌ها و بهینه‌سازی مواد:
کاربرد: هر پروژه ای که در آن به حداقل رساندن تناژ کل فولاد یک هزینه اولیه و عامل رقابتی است.
مزیت: نرم افزار بهینه سازی سازه اغلب درجه های مختلفی را برای اعضای مختلف بر اساس نسبت تنش آنها انتخاب می کند. در یک قاب ساختمان معمولی، ستون‌های با فشار زیاد و تیرهای دهانه بلند برای Gr.60 علامت گذاری می‌شوند، در حالی که تیرهای ثانویه و اعضای مهاربندی به عنوان Gr.50 مشخص می‌شوند. این طراحی ترکیبی کمترین تناژ کل را به همراه دارد که عامل اصلی هزینه مواد است.
مطالعه موردی: یک پروژه بزرگ استادیوم یا میدان مسابقه که بر اساس طراحی-تبلیغ شده است. پیشنهاد تیم برنده احتمالاً از بهینه‌سازی پیشرفته برای مشخص کردن ترکیبی از اعضای Gr.50 و Gr.60 استفاده می‌کند که به طراحی سبک‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر دست می‌یابد.
جدول: ماتریس تصمیم برای انتخاب تیرهای Gr.60 از Gr.50 H-
| درایور اصلی | A572 Gr.60 را پسندید وقتی | نمونه پروژه نوع |
|---|---|---|
| بهینه سازی قدرت/وزن | اندازه اعضا توسط بار محوری یا لنگر خمشی کنترل می‌شود و کاهش مقطع{0}}ارزشمند است. | ساختمان‌های بلند-، سقف‌های بلند-. |
| حداکثر سازی فضا | کاهش اندازه ستون، مساحت کف قابل استفاده یا فضای خالی را افزایش می دهد. | برج های اداری، مراکز خرده فروشی، سازه های پارکینگ. |
| کاهش هزینه پایه | کاهش وزن کل اسکلت فولادی، نیاز فونداسیون را کاهش می دهد. | ساختمان‌های روی خاک ضعیف، سکوهای دریایی. |
| حمل و نقل / لجستیک | وزن جزء توسط تجهیزات حمل و نقل یا نصب محدود می شود. | ساخت و ساز مدولار، پروژه های سایت از راه دور. |
| تناژ رقابتی | این پروژه بر اساس وزن کل فولاد پیشنهاد می شود. | طراحی- زیرساخت‌ها، کارخانه‌های صنعتی بزرگ. |
نقطه مقابل - زمانی که Gr.50 ترجیح داده شود: Gr.50 مزایایی را در سناریوهایی حفظ می کند که حداکثر شکل پذیری (اعضای کشش بحرانی لرزه ای)، جوش پذیری برتر با حداقل محدودیت های رویه، هزینه مواد کمتر در صورتی که تناژ عامل تعیین کننده نباشد، و برای همه زوایای غیر-W{{3}{3}،{4}، و غیر{2}}W{{3}،{4} A992 یک گزینه نیست و Gr.60 ممکن است بیش از حد باشد.
در اصل، تیرآهن‌های A572 Gr.60 H- ابزار انتخابی هستند که اقتصاد مهندسی بالاترین استحکام ممکن را در هر پوند فولاد می‌طلبد و سازه‌های سبک‌تر، کارآمدتر و گاهی جاه‌طلبانه‌تر را ممکن می‌سازد.