Resumen De Tipo De Acero

Bolting estructural

ASTM A325 y ASTM A490 son los dos pernos de EE.UU. estructurales estándar. Al mirar los requisitos mecánicos de pernos parece que un A325 ASTM y SAE J429 Grado 5 son idénticos al igual que el A490 ASTM y SAE J429 Grado 8.

Esto plantea la pregunta: "¿Puede utilizarse un SAE J429 Grado 5 cuando se especifica un A325 ASTM?" La respuesta es definitivamente no. Este es también el caso de la sustitución de un grado 8 cuando se especifica A490, y aquí están algunas de las razones por qué:

En primer lugar, pernos A325 y A490 son producidos con una configuración de cabeza hexagonal pesada que proporciona una superficie de apoyo más ancha sobre la que distribuir la carga. Pernos de grado 5 y 8 se producen a la configuración de tornillo hexagonal estándar y por lo tanto no pueden distribuir la carga tanto como se necesita para aplicaciones estructurales.

En segundo lugar, el largo de la espiga (parte no roscada del cuerpo) en los tornillos A325 y A490 está diseñado para que sea mayor (longitudes de rosca corta) que el tornillo perno hexagonal o hexagonal estándar. Recuerde, la sección más débil de los sujetadores de acero al carbono estándar es a través de la zona roscada. Cambios en el diseño minuto, como esto puede crear una conexión a la tracción más fuerte.

En tercer lugar, la diferencia en la longitud de la rosca es también probable que resulte en un cambio en la resistencia a la cizalladura. Los dos diagramas siguientes demuestran esta diferencia:

Si ambos tornillos son de ¾ de 10 x 4, Bolt X tiene el plano de corte que actúa a través del cuerpo del perno, mientras que Perno N tiene su plano de corte que actúa a través de la parte roscada. Suponiendo que ambos sujetadores tienen una capacidad de corte máxima de 72.000 PSI, cuántas libras sería cada sujetador ser capaz de manejar? Para determinar la carga en libras, primero hay que calcular el área de material para cada ejemplo.

Perno X tiene el área de la sección transversal en el vástago (diámetro del cuerpo). Por lo tanto, en el peor de los casos el diámetro del cuerpo mínimo es 0,729 pulgadas. Mediante la aplicación de los principios de la geometría se puede calcular el área de un círculo con este diámetro. Perno X tiene un área de material de sección transversal de 0,417 pulgadas cuadradas. Tome 0.417 metros cuadrados-in. y se multiplica por 72.000 PSI y uno se queda con cerca de 30.000 libras.

Para el cálculo de Bolt N se debe utilizar el área de la raíz (como el plano de corte cruza los hilos), que es 0.302 SQ-in. Ahora toma esto y multiplicar por el mismo 72.000 PSI y se traduce en aproximadamente 21,740 libras.

Por simplemente asegurando que la carga de cizallamiento se aplica al cuerpo del perno, la resistencia al cizallamiento puede mejorar por 8.260 libras. Por otro lado, si la aplicación requiere el vástago para estar en el plano de cizallamiento, la sustitución de un grado 5 (con su longitud más larga de rosca) colocaría los hilos en el plano de corte, resultando en un 8.260 libras. reducción de la resistencia a la cizalladura. A menudo, los dibujos y planos indican el perno estructural con una X o una designación N. La X indica que los hilos están excluidos del plano de cizallamiento mientras que la N indica que los hilos pueden ser incluidos en el plano de corte.

Pernos estructurales están diseñados específicamente para su uso con tuercas hexagonales pesados en la conexión de los elementos estructurales (en oposición a agujeros roscados). Las tuercas para conexiones estructurales deben cumplir con la norma ASTM A563 o ASTM A194. La siguiente tabla le ayudará en la selección de tuerca estructural adecuada. Las arandelas necesarios para las conexiones estructurales deberán cumplir con las especificaciones de la ASTM F436. Esta especificación cubre tanto circular plana y arandelas biseladas.

Propiedades mecánicas de ASTM A325 y A490 Estructural Tornillos

Pernos A325 de la ASTM están disponibles en diámetros de ½ a 1-1 / 2 pulgadas de diámetro (para diámetros mayores de 1-1 / 2, las especificaciones de ASTM A449 deben considerarse) con una resistencia a la tracción mínima de 120 000 PSI para diámetros de una pulgada y menos y 105.000 PSI para los tamaños más una pulgada a 1-1 / 2. También vienen en dos tipos. Tipo 1 es un acero al carbono medio y puede ser galvanizado; Tipo 3 es un acero de la intemperie que ofrece resistencia a la corrosión atmosférica similar a la de la ASTM A242 o A588 aceros. Pernos Tipo 3 A325 se marcarán "A325" para distinguirlos de A325s estándar.

A490 ASTM están disponibles en diámetros de ½ a 1-1 / 2 pulgadas de diámetro con una resistencia a la tracción mínima de 150.000 PSI para todos los diámetros, y se ofrecen en dos tipos. El tipo 1 es de acero de aleación, y el Tipo 3 es la intemperie de acero que ofrece resistencia a la corrosión atmosférica similar a la de la ASTM A242 o A588 aceros. Pernos Tipo 3 A490 se marcarán "A490".

A490 ASTM no deben ser galvanizados o galvanizadas. El problema con la galvanización en caliente es que el baño fundido de zinc excede temperatura de revenido del sujetador y haría que el elemento de fijación para recocer en el baño. Además, un problema importante con la galvanización en caliente y galvanización pernos A490 es el potencial de la fragilización por hidrógeno. Esta situación puede producirse cuando se introduce hidrógeno atómico durante el proceso de decapado que tiene lugar antes de la chapa o el proceso de galvanización en caliente.

Cuando se requiere un revestimiento protector o especifica, el único recubrimiento permitido por la norma ASTM A490 es la ASTM F1136 Grado 3. Esta capa ha sido objeto de una amplia investigación fragilización por hidrógeno de acuerdo con IFI 144. Esta es una gran oportunidad para aquellos interesados en resistente a la corrosión pernos de alta resistencia estructural. Para obtener más información sobre el recubrimiento F1136, por favor póngase en contacto con el Grupo de Ingeniería Fastenal en engineer@fasteanal.com.

De acuerdo con el Consejo de Investigación en Conexiones Estructurales c / o Instituto Americano de Construcción en Acero (AISC), para aplicaciones estructurales en general, hay tres tipos de conexiones

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