冷弯薄壁型钢的应用与研究现况

钢结构住宅

建筑钢结构

冷弯薄壁型钢的应用与研究现况

曲鹏远1

刘永娟2

孙长江1

王志刚1

姜海燕1

摘要：本文介绍了冷弯薄壁型钢及其结构的特

容易出现局部屈曲，设计中通常采用有效宽度设计方法利用其屈曲后的强度。板件的稳定问题历来是建筑刚结构设计中的核心问题，普通碳素钢结构设计中通过板件宽厚比限值等方法限制板件出现局部屈曲。而冷弯型钢结构却允许发生局部屈曲，因为板件局部屈曲并不意味着板件的破坏。由于其存在薄膜效应，可以继续承受外荷载，这就是板件的超屈曲。超屈曲的利用扩大了冷弯型钢的使用范围。

（3）截面成型灵活，规格多达千余种，截面材料分布合理，截面特性系数如惯性矩及抵抗矩相对较高。由于冷弯型钢主要用于优化截面形状而不是增加材料用量来提高构件的承载能力，因此冷弯型钢也被称为高效型材。冷弯型钢被广泛应用于建筑、交通运输、汽车及拖拉机制造、机械制造、造船、电力等行业。建筑业应是冷弯型钢最主要的用户。

点，回顾了世界各发达国家和我国冷弯型钢的发展及应用情况，指出了目前国内外正在研究的方向。

关键词：冷弯薄壁型钢；特点；应用；研究方向

[中图分类号]TU391[文献标识码]C[文章编号]1671-3362（2008）12-0039-04

一、冷弯型钢及其结构的特点

科学技术的发展，推动着建筑行业和建筑材料不断地进行革命。钢结构作为一种结构形式，从1889年至今一个多世纪的时间里，在世界各国的工业建设中得到广泛的应用。钢结构的结构形式日趋广泛，其设计理论、机制工艺亦日趋完善。伴随着钢结构的广泛应用，一种被誉为高效、经济型材—冷弯型钢已受到国内外工程界的普遍关注，它在建筑行业尤其轻钢房屋的建设中应用已日益广泛

[1-3]

。

2.冷弯型钢的工艺特点决定了其金属在断面

上分布合理，产品质量好，能源消耗少，应用于建筑结构中，概括地讲冷成型钢结构构件特点可概括如下

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冷弯薄壁型钢是制作轻型钢结构的主要材料，它主要是用普通碳素钢板或钢带在室温条件下经辊压或冲压成型的各种截面形状的型材（如图1）。其基本形状为C形、Z形和方管（矩形），并可形成各种折皱和卷边、拼成I形和T形，以提高截面刚度和承载力。

：

（1）与较厚的热轧型钢相比，冷成型钢构件可加工成适用相对较小的荷载或较短的跨度。

（2）通过冷成型加工可经济地得到不同寻常

1.冷弯型钢与一般的热轧型钢的主要区别有:（1）在室温下弯曲成型，截面弯角部分由于

钢材的冷弯效应即强度提高、塑性下降，其强度高于平板部分。冷弯效应现象是由于塑性变形引起的应变硬化和应变时效形成的。一般情况下，如利用冷弯效应提高后的强度进行设计则可节省约10％－15％的钢材，如不计冷弯效应仍按原材料强度设计，则相当于提高了冷弯型钢的安全储备。

（2）型钢壁厚较薄，截面板件宽厚比较大，

图1

房屋建筑中的冷弯型钢截面形式

2008／12

ChinaConstructionMetal

Structure39

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的截面形状，进而能获得令人满意的强度重量比。

（3）考虑包装和运输的紧密性，可生产可嵌套的截面。

（4）承重板能为屋顶、楼顶及墙板提供有用的表面。另外，能为电力和其他管道提供密封式部件。

（5）承重板不仅能承受垂直于板表面的荷载，而且当相互之间及与支承构件可靠连接时，板还可作为剪力蒙皮抵抗自身平面内的荷载。

建筑，主要用于无吊车或吊车起重量不大于30t的工业厂房、仓储建筑、商业超市等。此外，由普通钢结构建成的高层、超高层建筑中，也大量采用冷弯型钢作次要构件，如压型钢板组合楼板等。冷弯型钢在国外发达国家建筑业中已占据其建筑用钢的40－70％。由于冷弯型钢成型方便，构件自重轻，运输、安装轻便，施工周期短，综合经济效益高等优点，无疑将被大量用于房屋建筑中。

在过去冷弯薄壁型钢多用于次要受力构件，只有少量作为构件在中、小跨度门式刚架（无吊车）、货架中使用。而今在许多国家和地区采用冷弯薄壁型钢作为承重骨架的结构被越来越多的应用于单层、多层住宅，别墅建筑中形成了冷弯薄壁新型结构体系。目前轻型钢结构体系在西欧、美国、英国等发达国家低层住宅建筑中得到大量的应用

[9-13]

3.与木材和混凝土等其他材料相比，冷成型

钢结构构件具有以下特性：

（1）质量轻。

（2）强度高、刚度大。

（3）易于实现配件预制并大量生产。（4）建造及安装迅速、便利。

（5）真正消除了天气原因引起的延误。（6）细部设计更精确。

（7）环境温度作用下无收缩、无徐变。（8）无需支模。（9）防白蚁及腐蚀。（10）质量均匀。（11）运输、管理经济。（12）具有不燃性。（13）材料可回收。

上述优点的结合能节省建设造价。

。在美国轻钢结构体系的分析、设计理

论和方法及制造工艺上已经非常完善，开发了多种专利产品，其专用设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价，在制作上也实现了高度的 …… 此处隐藏：4237字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……