การเลือก A572 เกรด 60 มากกว่าเกรด 50 สำหรับคาน H- เป็นกลยุทธ์ทางวิศวกรรมที่มีเจตนาซึ่งใช้เมื่อตัวขับเคลื่อนของโครงการสอดคล้องกับข้อได้เปรียบเฉพาะตัวที่มีความแข็งแกร่งสูงกว่า การตัดสินใจมักขึ้นอยู่กับความประหยัดและประสิทธิภาพ- ไม่ใช่เพียงโครงสร้างเท่านั้น
1. การก่อสร้างอาคารสูง-และตึกสูง-:
การใช้งาน: เสาชั้นบน- คานโยกย้าย
ข้อได้เปรียบ: ในตึกระฟ้า เสาจะมีขนาดตามความสามารถในการรับน้ำหนักตามแนวแกนเป็นหลัก การใช้ Gr.60 (Fy=60 ksi) แทน Gr.50 (Fy=50 ksi) ช่วยลดพื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์-ลงอย่างมากสำหรับโหลดเดียวกัน ซึ่งจะช่วยประหยัดพื้นที่อันมีค่า (เพิ่มพื้นที่เช่าสุทธิ) ลดน้ำหนักสะสมของอาคาร (ซึ่งช่วยลดแรงแผ่นดินไหวและต้นทุนฐานราก) และทำให้การก่อสร้างง่ายขึ้นด้วยชิ้นส่วนที่เล็กและเบากว่า
กรณีศึกษา: อาคารสมัยใหม่หลายแห่งใช้แนวทางแบบผสม- ชั้นล่างที่มีน้ำหนักมากอาจใช้เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงกว่า (เช่น 70 หรือ 80 ksi) หรือ-ส่วนที่สร้างขึ้น ชั้นกลาง-ถึง-ชั้นบนสุดจะสลับไปใช้รูปทรง Gr.60 W- ได้อย่างเหมาะสม และเฉพาะชั้นบนสุดเท่านั้นที่อาจใช้ Gr.50 การเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุนี้ช่วยลดน้ำหนักและต้นทุนทั้งหมดให้เหลือน้อยที่สุด
2. คานสะพานช่วงยาว-และคานถ่ายโอนในอาคาร:
การใช้งาน: สะพานคานคานแบบม้วน คานพื้นช่วงยาว- คานขนย้ายที่รองรับเสาหลายคอลัมน์ด้านบน
ข้อได้เปรียบ: สำหรับสมาชิกที่ถูกควบคุมโดยโมเมนต์ดัด ความจุโมเมนต์พลาสติก (Mp) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับ Fy ลำแสง Gr.60 ให้ความจุโมเมนต์เพิ่มขึ้น 20% สำหรับส่วนเดียวกัน สิ่งนี้สามารถ:
ลดความลึกที่ต้องการของคาน เพื่อให้มีโครงสร้างส่วนบนที่ตื้นขึ้น และเพิ่มภายใต้-ระยะห่างสำหรับสะพาน
ลดจำนวนคานที่จำเป็นสำหรับพื้นที่ที่กำหนด
เปิดใช้งานช่วงที่ยาวขึ้นโดยไม่ต้องหันไปใช้ส่วนที่ลึกกว่า หนักกว่า หรือใช้คานจานประดิษฐ์ที่มีราคาแพงกว่า
กรณีศึกษา: โกดังหรือโรงเก็บเครื่องบินที่ต้องการเสาขนาดใหญ่-พื้นที่ว่าง การใช้คานหลังคาช่วงยาว Gr.60- สามารถลดความลึกและเพิ่มความสูงที่ชัดเจนภายในสำหรับการจัดเก็บหรืออุปกรณ์ได้
3. โครงสร้างอุตสาหกรรมหนักและระบบทางวิ่งเครน:
การใช้งาน: เสาและคานที่รองรับระบบเครนที่มีน้ำหนักมาก (เช่น ในโรงงานเหล็ก โรงไฟฟ้า อู่ต่อเรือ)
ข้อได้เปรียบ: โหลดแบบไดนามิกและแรงกระแทกจากเครนหนักนั้นมีมากมาย คาน Gr.60 H- ให้ความแข็งแกร่งที่จำเป็นเพื่อรักษาขนาดคานทางวิ่งและเสาให้อยู่ภายในขีดจำกัดในทางปฏิบัติ ในขณะเดียวกันก็เป็นไปตามเกณฑ์การโก่งตัวและความล้าที่เข้มงวด ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้นช่วยต้านทานความเค้นเฉพาะจุดที่สูงจากการรับน้ำหนักของล้อเครน
กรณีศึกษา: การปรับปรุงหรือขยายโรงงานอุตสาหกรรมด้วยเครนใหม่ที่หนักกว่า เสาที่มีอยู่อาจได้รับการเสริมความแข็งแกร่ง แต่คานทางวิ่งใหม่มักถูกระบุเป็น Gr.60 เพื่อลดขนาดและน้ำหนักให้เหลือน้อยที่สุด ให้เหมาะสมภายในข้อจำกัดเชิงพื้นที่ และจับคู่ความแข็งแกร่งของคอลัมน์ Gr.60 ใหม่
4. โครงสร้างที่มีข้อจำกัดด้านน้ำหนักหรือการขนส่งอย่างรุนแรง:
การใช้งาน: การก่อสร้างแบบโมดูลาร์ โครงสร้างในพื้นที่ห่างไกลหรือการเข้าถึง-ไซต์ที่มีข้อจำกัด
ข้อได้เปรียบ: การลดน้ำหนักของส่วนประกอบลำแสง H- แต่ละรายการเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการขนส่ง การจัดการ และการติดตั้ง Gr.60 ช่วยให้ส่วนที่เบากว่ามีความแข็งแกร่งเท่ากัน ลดต้นทุนการขนส่ง และทำให้สามารถใช้เครนขนาดเล็กได้
กรณีศึกษา: หน่วยสะพานสำเร็จรูปหรือส่วนอาคารโมดูลาร์ที่ออกแบบมาสำหรับการขนส่งบนทางหลวง ขีดจำกัดน้ำหนักต่อรถบรรทุกจะกำหนดขนาดของสมาชิก การใช้ Gr.60 จะเพิ่มความแข็งแกร่งสูงสุดภายในงบประมาณน้ำหนักที่เข้มงวด
5. การออกแบบที่แข่งขันได้-สร้างโครงการและการเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุ:
การประยุกต์ใช้: โครงการใด ๆ ที่การลดระวางน้ำหนักเหล็กทั้งหมดเป็นต้นทุนหลักและปัจจัยการแข่งขัน
ข้อได้เปรียบ: ซอฟต์แวร์การปรับโครงสร้างให้เหมาะสมมักจะเลือกเกรดที่แตกต่างกันสำหรับส่วนประกอบที่แตกต่างกันตามอัตราส่วนความเครียด ในกรอบอาคารทั่วไป คอลัมน์ที่มีแรงกดสูงและ-คานช่วงยาวจะถูกทำเครื่องหมายสำหรับ Gr.60 ในขณะที่คานรองและส่วนค้ำยันจะถูกระบุเป็น Gr.50 การออกแบบแบบไฮบริดนี้ให้น้ำหนักรวมที่ต่ำที่สุด ซึ่งเป็นตัวขับเคลื่อนหลักต้นทุนวัสดุ
กรณีศึกษา: สนามกีฬาขนาดใหญ่หรือโครงการสนามกีฬาที่ได้รับรางวัลตามการออกแบบ-พื้นฐานการก่อสร้าง ข้อเสนอของทีมที่ชนะมีแนวโน้มที่จะใช้การเพิ่มประสิทธิภาพขั้นสูงเพื่อระบุสมาชิก Gr.50 และ Gr.60 ผสมกัน ทำให้ได้การออกแบบที่เบากว่าและคุ้มค่ากว่า-มากกว่าคู่แข่งที่ระบุ Gr.50 ทั้งหมด
ตาราง: เมทริกซ์การตัดสินใจสำหรับการเลือกคาน Gr.60 มากกว่า Gr.50 H-
| ไดร์เวอร์หลัก | โปรดปราน A572 Gr.60 เมื่อ... | ตัวอย่างประเภทโครงการ |
|---|---|---|
| การเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแกร่ง/น้ำหนัก | ขนาดของชิ้นส่วนจะขึ้นอยู่กับแรงตามแนวแกนหรือโมเมนต์การโก่งตัว และการลดขนาดหน้าตัด-ก็มีประโยชน์ | อาคารสูง- หลังคายาว- |
| การเพิ่มพื้นที่ให้สูงสุด | การลดขนาดเสาจะเพิ่มพื้นที่ใช้สอยหรือพื้นที่ว่าง | อาคารสำนักงาน ศูนย์ค้าปลีก โครงสร้างที่จอดรถ |
| การลดต้นทุนของมูลนิธิ | การลดน้ำหนักรวมของโครงเหล็กจะช่วยลดความต้องการของฐานราก | สิ่งปลูกสร้างบนดินที่ไม่ดี แพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง |
| การขนส่ง/โลจิสติกส์ | น้ำหนักของส่วนประกอบถูกจำกัดโดยอุปกรณ์การขนส่งหรือการประกอบ | การก่อสร้างแบบโมดูลาร์ โครงการไซต์ระยะไกล |
| น้ำหนักการแข่งขัน | โครงการนี้เสนอราคาตามน้ำหนักเหล็กรวม | ออกแบบ-สร้างโครงสร้างพื้นฐานโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ |
จุดแตกต่าง – เมื่อ Gr.50 เป็นที่ต้องการ: Gr.50 ยังคงความได้เปรียบในสถานการณ์ที่จัดลำดับความสำคัญของความเหนียวสูงสุด (องค์ประกอบความตึงที่สำคัญต่อแผ่นดินไหว) ความสามารถในการเชื่อมที่เหนือกว่าด้วยข้อจำกัดของขั้นตอนที่น้อยที่สุด ต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่าหากน้ำหนักไม่ใช่ปัจจัยในการตัดสินใจ และสำหรับรูปร่างที่ไม่ใช่-W- ทั้งหมด (คาน S- เสาเข็ม HP มุม) โดยที่ A992 ไม่ใช่ตัวเลือกและ Gr.60 อาจจะเกินกำลังไป
โดยพื้นฐานแล้ว คาน A572 Gr.60 H- เป็นเครื่องมือที่ถูกเลือกเมื่อเศรษฐศาสตร์วิศวกรรมต้องการความแข็งแกร่งสูงสุดที่เป็นไปได้ต่อเหล็กหนึ่งปอนด์ ทำให้มีน้ำหนักเบาขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น และบางครั้งก็มีโครงสร้างที่ทะเยอทะยานมากขึ้น