Tubo rectangular ASTM A500

Qué es el tubo rectangular ASTM A500?

El tubo rectangular es un material de acero largo y hueco, también conocido como tubo plano, tubo cuadrado plano o tubo plano cuadrado (como su nombre lo indica). Cuando la resistencia a la flexión y a la torsión son iguales, el peso es más ligero, por lo que se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas mecánicas y estructuras de ingeniería.

ASTM A500 es la especificación estándar de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) para tubos estructurales de acero al carbono, soldados y sin costura, conformados en frío. La tubería rectangular ASTM A500 se refiere específicamente a secciones huecas de acero estructural con sección transversal rectangular que cumplen con esta norma. La tubería rectangular ASTM A500 Gr. B es la sección hueca de acero estructural rectangular más utilizada y estándar en Norteamérica e internacionalmente para la construcción y la ingeniería estructural.

Características y ventajas de los tubos rectangulares ASTM A500:

Como material estructural ampliamente utilizado en los sectores de la construcción y la ingeniería, los tubos rectangulares ASTM A500 presentan las siguientes características y ventajas importantes:

1. Excelente resistencia estructural
Fabricados mediante conformado en frío, con mayor límite elástico y resistencia a la tracción (límite elástico de grado B ≥ 290 MPa)
Su diseño de sección transversal rectangular proporciona una mejor resistencia a la flexión y la torsión
Especialmente adecuados para aplicaciones estructurales que soportan cargas multidireccionales

2. Alta precisión dimensional
Estricto control de tolerancia dimensional (±0,5 % del diámetro exterior, ±10 % del espesor de pared)
Su diseño de borde en ángulo recto garantiza un acoplamiento preciso durante el ensamblaje
Alta planitud superficial para facilitar el procesamiento y la soldadura posteriores

3. Gran flexibilidad de diseño
Ofrecen una variedad de opciones de espesor de pared
Amplia gama de tamaños
Se pueden personalizar tamaños especiales según los requisitos del proyecto

4. Gran facilidad de construcción
Superficie plana fácil de pintar y con tratamiento anticorrosivo
Diseño en ángulo recto Simplifica la estructura del nodo de conexión.
Ligero pero de alta resistencia, lo que reduce los costos de transporte e instalación.

5. Excelente economía
En comparación con el acero laminado en caliente, la tasa de utilización del material es mayor.
El proceso de conformado en frío reduce los costos de producción.
Su gran tamaño reduce el número de uniones en obra.

Grados de material y propiedades mecánicas:

La norma ASTM A500 especifica diferentes grados de resistencia (principalmente los grados B y C), lo que permite a los diseñadores seleccionar el material más económico según sus requisitos de resistencia. Las propiedades mecánicas de los diferentes grados son las siguientes:

Grado A: Límite elástico ≥ 39 ksi (269 MPa), resistencia a la tracción ≥ 45 ksi (310 MPa).
Grado B: Límite elástico ≥ 42 ksi (290 MPa), resistencia a la tracción ≥ 58 ksi (400 MPa). Este es el grado más utilizado, ya que ofrece un excelente equilibrio entre resistencia y conformabilidad, adecuado para la mayoría de las estructuras de edificación. 

Grado C: Límite elástico ≥ 50 ksi (345 MPa), resistencia a la tracción ≥ 62 ksi (427 MPa). Mayor resistencia, utilizado en estructuras con cargas elevadas y donde se requiere reducción de peso. 

Grado D: Límite elástico ≥ 36 ksi (250 MPa) — Se utiliza principalmente para tubos redondos.

Comparaciones aproximadas:
La resistencia del A500 Gr. B es muy similar a la de la norma china Q345 o la norma europea S355.
La resistencia del A500 Gr. C es similar a la de la norma china Q390.

Nota: La norma ASTM A500 se centra más en garantizar las propiedades mecánicas (límite elástico mínimo y resistencia a la tracción) que en un control estricto de la composición química.

Notación de especificación común:

En Norteamérica, las especificaciones de los tubos rectangulares se expresan generalmente en pulgadas, utilizando el formato: dimensión exterior del lado largo × dimensión exterior del lado corto × espesor de pared.

Abreviaturas comunes:
En los planos y documentos de ingeniería, a menudo se denomina HSS (Secciones Estructurales Huecas), por ejemplo, HSS 6x4x1/4.

Rango de tamaños comunes:
Lado largo: De 5 a 50 cm o incluso más.
Grosor de la pared: De 3,17 cm a 12,7 cm o más.

Aplicaciones de los tubos rectangulares ASTM A500:

1. Edificación y estructura de acero.
Marco de construcción: se utiliza para vigas, columnas y estructuras de soporte de edificios de gran altura y plantas industriales, proporcionando una excelente resistencia a la compresión y a la flexión.
Sistema de cerchas de cubierta: adecuado para estructuras de gran envergadura como estadios y terminales de aeropuertos, garantizando estabilidad y capacidad de carga.
Estructura de cerramiento: como esqueleto de soporte de muros cortina y cubiertas, ofrece belleza y resistencia.

2. Puentes e infraestructura.
Estructura de puentes: se utiliza para vigas principales de puentes, barandillas y estructuras de soporte, con alta resistencia sísmica y a la fatiga.
Ingeniería de túneles y metro: como soporte de túneles y estructura de plataforma, adaptándose a condiciones geológicas complejas.

3. Fabricación de maquinaria y equipos
Maquinaria de ingeniería: se utiliza para la estructura de equipos como grúas, excavadoras, cintas transportadoras, etc., proporcionando alta rigidez y resistencia al desgaste.
Fabricación de automóviles: se utiliza para chasis de camiones y estructuras de remolques, con características ligeras y de alta resistencia.
Maquinaria agrícola: como las estructuras de tractores y cosechadoras, se adapta a entornos de trabajo con cargas elevadas.

4. Transporte
Vehículos ferroviarios: se utiliza para vagones de tren y estructuras de soporte de traviesas de ferrocarril para mejorar la durabilidad.
Construcción naval e ingeniería marina: se utiliza como estructura de refuerzo del casco de buques y soporte de plataformas marinas, resistente a la corrosión y a los impactos.

5. Otras aplicaciones industriales
Energía: se utiliza para torres de transmisión y soportes para paneles solares, adaptándose a entornos exteriores hostiles.
Mobiliario y decoración: muebles metálicos de alta gama y estructuras para stands de exposición, elegantes y con gran capacidad de carga.

Notas de compra y uso:

1. Especifique el grado: Asegúrese de especificar el grado deseado (p. ej., A500 Gr. B) en su pedido, ya que los precios y el rendimiento varían considerablemente entre grados.

Cómo elegir?
a. Para la mayoría de las aplicaciones estructurales y de construcción, ASTM A500 Grado B es la opción predeterminada y más rentable.
b. Cuando las cargas de diseño sean particularmente altas o cuando sea necesario minimizar el peso muerto de la estructura (p. ej., edificios de gran altura o estructuras de gran luz), considere ASTM A500 Grado C.

2. Normas alternativas: Para proyectos que requieran mayor rendimiento, tolerancias más estrictas y mayor tenacidad, considere su versión mejorada, ASTM A1085.

3. Estado de la superficie: Generalmente se suministra sin recubrimiento (acero negro), pero puede requerir tratamientos anticorrosivos posteriores, como pintura o galvanizado por inmersión en caliente. 4. Diseño de la conexión: El diseño de las uniones y la soldadura deben seguir las especificaciones de diseño de organizaciones reconocidas como el AISC (Instituto Americano de Construcción en Acero).

En resumen, al utilizar tubos rectangulares en proyectos norteamericanos o internacionales, la norma ASTM A500 Grado B suele ser la opción predeterminada, la más segura y fiable.

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