冷弯薄壁型钢结构介绍

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1、冷弯薄壁型钢结构介绍IntroductionofCold-FormedThin-WalledSteelStructures1一、冷弯薄壁型钢结构和它的应用Cold-FormedSteelStructures&ItsApplications1.什么是冷弯薄壁型钢结构(WhatisCold-FormedSteel?)定义:在室温下将较薄钢带通过辊轧或冲压弯折成各种截面的型钢。2房屋建筑中的冷弯型钢截面形式Sectionsofcold-formedsteelusedinbuildings2.冷弯薄壁型钢的截面型式(SectionsofCold-Formed

2、Steel)33.冷弯薄壁型钢截面特性(CharacteresticsofCold-FormedSteel)冷弯型钢构件用相对较少材料承受较大的外载，不是单纯用增大截面面积，而是通过改变截面形状的方法获得。称之高效截面型钢（承载示意图）承载能力比较图ComparisonofLoadCapacity44.冷弯薄壁型钢发展概况(DevelopmentofCold-FormedSteel)1838年沙俄为世界上第一次利用压力机生产出冷弯型钢的国家;1946年美国AISI颁布了世界上第一本冷弯型钢结构设计规范;冷弯型钢在建筑中广泛应用有50余年历史；1958

3、年中国诞生了第一台冷弯轧机并建造冷弯型钢结构厂房;目前中国的冷弯型钢生产能力约500万吨／年，实际生产是200-300万吨／年.55.冷弯薄壁型钢结构的应用(ApplicationsofCold-FormedSteel)应用:建筑业，汽车.农机业，机械制造业，造船业，电力工业，国　防工业，物流仓储业及家电业等。建筑业中的应用实例：(1)由冷弯型钢建成3层以下民用住宅建筑。6789101112(2).单层工业厂房冷弯型钢门式刚架结构1314(3)轻型门式刚架结构中的檩条、墙梁、墙柱、屋面板、墙面板及楼面组合板等均由冷弯型钢作成。15(4)冷弯型钢农村建

4、筑1617(5)仓储建筑中的冷成型钢货架结构18(6)公路护栏、挡土墙板、钢板桩等19(7)冷弯型钢涵管、隧道涵洞等2021二、冷弯型钢结构特性与热轧型钢结构的性能主要差别TheMainBehaviorDifferencesBetweenCold-FormedSteel&Hot-rolledSteelStructures1.钢结构按型钢轧制方式分:热轧型钢结构，又称普钢结构、重钢结构。设计规范：GB50017-2003(2003年12月01日起实施);冷弯型钢结构，又称薄钢结构，属轻钢结构。设计规范：GB50018-2002(2003年01月01日

5、起实施)。222.冷弯型钢结构特性与热轧型钢结构的性能主要差别有人提出：冷弯、热轧都是钢构件，两本规范能否合成一本？回答是：不能。因为，二者在以下性能有很大差别。<1>由于生产方法不同，冷弯型钢冷弯形成残余应力；热轧钢由焊接和温度变化形成残余应力。截面残余应力大小及分布完全不同。<2>冷弯型钢截面有冷弯效应冷弯型钢截面材性冷弯后发生变化,弯角处出现冷弯效应，即强度提高,塑性降低;平板部分强度亦有提高;设计时可利用冷弯后强度提高值.23(3).冷弯型钢截面板件宽厚比大,设计中不限制板件宽厚比，冷弯型钢结构允许局部屈曲并利用板件屈曲后强度;热轧型钢结构不

6、允许出现局部屈曲，限制截面板件宽厚比;24又如:梁腹板设置加劲肋:设置横向加劲肋设置纵向加劲肋热轧型钢构件整体屈曲之前不允许出现截面板件的局部屈曲，方法是限制板件的宽厚比或设置加劲肋等。如:轴压杆工字型翼缘和腹板宽厚比规定为:25(4).冷弯型钢单轴对称开口截面较多,截面抗扭性能弱由于单轴对称截面一般形心与剪心不重合,若荷载不通过剪心：压杆常弯扭屈曲起控制;横向受弯构件出现扭转,产生双力矩B。26冷弯薄壁型钢构件的截面由各种不同类型的板件(elements)组成板件的屈曲后承载力来源于薄膜拉力27压杆失稳模式(BucklingModesinCompr

7、essionMembers):整体屈曲模式二者基本相同，有:弯曲屈曲(FlexuralBuckling)弯扭屈曲(Torsional-FlexuralBuckling)扭转屈曲(TorsionalBuckling)但局部屈曲热轧钢不出现，冷弯型钢有两种局部屈曲模式即：局部屈曲(LocalBuckling)畸变屈曲(DistortionalBuckling)(5).压杆失稳模式有不同28局部屈曲(LocalBuckling)截面板件交角仍然保持不变,截面形状不变,板件交线挺直.29冷弯型钢受压构件特有一种局部屈曲称之为畸变屈曲截面除发生局部变形外,还发

8、生形状改变;截面板件交角仍然保持不变;畸变屈曲GB50018尚无计算方法，澳大利亚AS/NZS4600规范提