Odabir A572 stupnja 60 u odnosu na stupanj 50 za H-grede je namjerna inženjerska strategija koja se koristi kada se pokretači projekta usklade s jedinstvenim prednostima veće čvrstoće. Odluka se često temelji na ekonomiji i-izvedbi, a ne samo na strukturi.
1. Izgradnja visokih-i super-visokih zgrada:
Primjena: stupovi gornjeg-kata, prijenosni nosači.
Prednost: U neboderima se stupovi primarno dimenzioniraju prema aksijalnoj nosivosti. Korištenje Gr.60 (Fy=60 ksi) umjesto Gr.50 (Fy=50 ksi) omogućuje značajno smanjenje površine poprečnog-presjeka stupa za isto opterećenje. Time se štedi dragocjeni podni prostor (povećanje neto zakupljive površine), smanjuje kumulativna težina zgrade (što smanjuje seizmičke sile i troškove temelja) i pojednostavljuje montažu s manjim, lakšim komadima.
Studija slučaja: mnogi moderni tornjevi koriste mješoviti-pristup. Niži podovi s ogromnim opterećenjem mogu koristiti čak i čelik veće čvrstoće (npr. 70 ili 80 ksi) ili ugrađene-sekcije. Srednji-do-gornji katovi optimalno se prebacuju na Gr.60 W-oblike, a samo na najvišim katovima može se koristiti Gr.50. Ova optimizacija materijala smanjuje ukupnu tonažu i troškove.
2. Nosači mostova s dugim-rasponom i prijenosne grede u zgradama:
Primjena: mostovi od valjanih greda, podne grede dugog{0}}raspona, prijenosni nosači koji podupiru više stupova iznad.
Prednost: Za članove kojima upravlja moment savijanja, kapacitet plastičnog momenta (Mp) izravno je proporcionalan Fy. Greda Gr.60 daje 20% više kapaciteta momenta za isti presjek. Ovo može:
Smanjite potrebnu dubinu nosača, dopuštajući pliće gornje konstrukcije i povećani pod{0}}razmak za mostove.
Smanjite broj greda potrebnih za određenu podnu površinu.
Omogućite veće raspone bez pribjegavanja dubljim, težim dijelovima ili skupljim izrađenim pločastim nosačima.
Studija slučaja: Skladište ili hangar za zrakoplov koji zahtijeva veliki prostor-slobodan za stupove. Korištenje krovnih nosača dugog-raspona Gr.60 može smanjiti njihovu dubinu, povećavajući unutarnju čistu visinu za skladištenje ili opremu.
3. Teške industrijske strukture i sustavi pista za kranove:
Primjena: Stupovi i grede koji podupiru iznimno teške kranske sustave (npr. u čeličanama, elektranama, brodogradilištima).
Prednost: Dinamička i udarna opterećenja od teških dizalica su golema. Gr.60 H-grede pružaju potrebnu čvrstoću za održavanje veličine grede i stupova uzletno-sletne staze unutar praktičnih granica, dok zadovoljavaju stroge kriterije otklona i zamora. Veća čvrstoća pomaže u otpornosti na velika lokalizirana naprezanja od opterećenja kotača dizalice.
Studija slučaja: rekonstrukcija ili proširenje industrijskog pogona novom, težom dizalicom. Postojeći stupovi mogu se ojačati, ali nove grede uzletno-sletne staze često se specificiraju kao Gr.60 kako bi se njihova veličina i težina smanjila na najmanju moguću mjeru, uklapajući se unutar prostornih ograničenja i odgovarajući čvrstoći novih stupova Gr.60.
4. Strukture s teškim ograničenjima težine ili transporta:
Primjena: Modularna konstrukcija, strukture na udaljenim mjestima ili lokacijama-ograničenog pristupa.
Prednost: Minimiziranje težine pojedinačnih komponenti H-grede ključno je za otpremu, rukovanje i montažu. Gr.60 omogućuje lakšim dijelovima postizanje iste čvrstoće, smanjujući troškove transporta i omogućujući korištenje manjih dizalica.
Studija slučaja: Prefabricirana jedinica mosta ili modularni građevinski dio dizajniran za promet autocestom. Ograničenja težine po kamionu određuju veličinu člana. Korištenje Gr.60 povećava snagu unutar strogog proračuna težine.
5. Konkurentni dizajn-Izrada projekata i optimizacija materijala:
Primjena: Svaki projekt gdje je smanjenje ukupne tonaže čelika primarni trošak i čimbenik konkurentnosti.
Prednost: softver za strukturnu optimizaciju često odabire različite stupnjeve za različite elemente na temelju njihovog omjera naprezanja. U tipičnom okviru zgrade, visokonapregnuti stupovi i grede dugog-raspona bit će označeni kao Gr.60, dok će sekundarne grede i potporni elementi biti navedeni kao Gr.50. Ovaj hibridni dizajn daje najmanju ukupnu tonažu, što je glavni pokretač troškova materijala.
Studija slučaja: projekt velikog stadiona ili arene dodijeljen na temelju projektiranja-izgradnje. Prijedlog pobjedničkog tima vjerojatno je koristio naprednu optimizaciju za određivanje mješavine Gr.50 i Gr.60 članova, postižući lakši,-isplativiji dizajn od konkurenta koji je naveo sve Gr.50.
Tablica: Matrica odlučivanja za odabir Gr.60 u odnosu na Gr.50 H-grede
| Primarni pokretač | Prednosti A572 Gr.60 Kada... | Primjer vrste projekta |
|---|---|---|
| Optimizacija snage/težine | Veličina elementa određena je aksijalnim opterećenjem ili momentom savijanja, a smanjenje poprečnog-presjeka je vrijedno. | Visoke-zgrade, dugi-krovovi. |
| Maksimiziranje prostora | Smanjenje veličine stupca povećava korisnu podnu površinu ili čisti prostor. | Uredski tornjevi, maloprodajni centri, parkirne strukture. |
| Smanjenje troškova temelja | Smanjenje ukupne težine čeličnog okvira smanjuje zahtjeve temelja. | Zgrade na lošem tlu, offshore platforme. |
| Transport/Logistika | Težina komponente ograničena je opremom za transport ili postavljanje. | Modularna gradnja, projekti udaljenih lokacija. |
| Konkurentna tonaža | Projekt se nudi na temelju ukupne težine čelika. | Projektiraj-izgradi infrastrukturu, velika industrijska postrojenja. |
Kontrapunkt – kada je Gr.50 poželjniji: Gr.50 zadržava prednosti u scenarijima koji daju prednost maksimalnoj duktilnosti (članovi kritične seizmičke napetosti), superiornoj zavarljivosti s minimalnim ograničenjima postupka, nižim troškovima materijala ako tonaža nije odlučujući čimbenik, i za sve ne-W-oblike (S-grede, HP piloti, kutovi) gdje A992 nije opcija i Gr.60 mogu biti pretjerani.
U biti, A572 Gr.60 H-grede su alat izbora kada inženjerska ekonomija zahtijeva najveću moguću čvrstoću po funti čelika, omogućavajući lakše, učinkovitije, a ponekad i ambicioznije strukture.