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1、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)介紹IntroductionofCold-FormedThin-WalledSteelStructures1一、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)和它的應(yīng)用Cold-FormedSteelStructures&ItsApplications1.什么是冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)(WhatisCold-FormedSteel?)定義:在室溫下將較薄鋼帶通過輥軋或沖壓彎折成各種截面的型鋼。2房屋建筑中的冷彎型鋼截面形式Sectionsofcold-formedsteelusedinbuildings2.冷彎薄壁型鋼的截面型式(Secti
2、onsofCold-FormedSteel)33.冷彎薄壁型鋼截面特性(CharacteresticsofCold-FormedSteel)冷彎型鋼構(gòu)件用相對(duì)較少材料承受較大的外載，不是單純用增大截面面積，而是通過改變截面形狀的方法獲得。稱之高效截面型鋼（承載示意圖）承載能力比較圖ComparisonofLoadCapacity44.冷彎薄壁型鋼發(fā)展概況(DevelopmentofCold-FormedSteel)1838年沙俄為世界上第一次利用壓力機(jī)生產(chǎn)出冷彎型鋼的國(guó)家;1946年美國(guó)AISI頒布了世界上第一本冷彎型
3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范;冷彎型鋼在建筑中廣泛應(yīng)用有50余年歷史；1958年中國(guó)誕生了第一臺(tái)冷彎軋機(jī)并建造冷彎型鋼結(jié)構(gòu)廠房;目前中國(guó)的冷彎型鋼生產(chǎn)能力約500萬噸／年，實(shí)際生產(chǎn)是200-300萬噸／年.55.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(ApplicationsofCold-FormedSteel)應(yīng)用:建筑業(yè)，汽車.農(nóng)機(jī)業(yè)，機(jī)械制造業(yè)，造船業(yè)，電力工業(yè)，國(guó) 防工業(yè)，物流倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)及家電業(yè)等。建筑業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例：(1)由冷彎型鋼建成3層以下民用住宅建筑。6789101112(2).單層工業(yè)廠房冷彎型鋼門式剛架結(jié)構(gòu)1314(3)輕型門式剛架
4、結(jié)構(gòu)中的檁條、墻梁、墻柱、屋面板、墻面板及樓面組合板等均由冷彎型鋼作成。15(4)冷彎型鋼農(nóng)村建筑1617(5)倉(cāng)儲(chǔ)建筑中的冷成型鋼貨架結(jié)構(gòu)18(6)公路護(hù)欄、擋土墻板、鋼板樁等19(7)冷彎型鋼涵管、隧道涵洞等2021二、冷彎型鋼結(jié)構(gòu)特性與熱軋型鋼結(jié)構(gòu)的性能主要差別TheMainBehaviorDifferencesBetweenCold-Formed Steel&Hot-rolledSteelStructures1.鋼結(jié)構(gòu)按型鋼軋制方式分:熱軋型鋼結(jié)構(gòu)，又稱普鋼結(jié)構(gòu)、重鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50017-2003(2
5、003年12月01日起實(shí)施);冷彎型鋼結(jié)構(gòu)，又稱薄鋼結(jié)構(gòu)，屬輕鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50018-2002(2003年01月01日起實(shí)施)。222.冷彎型鋼結(jié)構(gòu)特性與熱軋型鋼結(jié)構(gòu)的性能主要差別有人提出：冷彎、熱軋都是鋼構(gòu)件，兩本規(guī)范能否合成一本？回答是：不能。因?yàn)椋咴谝韵滦阅苡泻艽蟛顒e。<1>由于生產(chǎn)方法不同，冷彎型鋼冷彎形成殘余應(yīng)力；熱軋鋼由焊接和溫度變化形成殘余應(yīng)力。截面殘余應(yīng)力大小及分布完全不同。<2>冷彎型鋼截面有冷彎效應(yīng)冷彎型鋼截面材性冷彎后發(fā)生變化,彎角處出現(xiàn)冷彎效應(yīng)，即強(qiáng)度提高,塑性降低;平板部分強(qiáng)度亦
6、有提高;設(shè)計(jì)時(shí)可利用冷彎后強(qiáng)度提高值.23(3).冷彎型鋼截面板件寬厚比大,設(shè)計(jì)中不限制板件寬厚比，冷彎型鋼結(jié)構(gòu)允許局部屈曲并利用板件屈曲后強(qiáng)度;熱軋型鋼結(jié)構(gòu)不允許出現(xiàn)局部屈曲，限制截面板件寬厚比;24又如:梁腹板設(shè)置加勁肋:設(shè)置橫向加勁肋設(shè)置縱向加勁肋熱軋型鋼構(gòu)件整體屈曲之前不允許出現(xiàn)截面板件的局部屈曲，方法是限制板件的寬厚比或設(shè)置加勁肋等。如:軸壓桿工字型翼緣和腹板寬厚比規(guī)定為:25(4).冷彎型鋼單軸對(duì)稱開口截面較多,截面抗扭性能弱由于單軸對(duì)稱截面一般形心與剪心不重合,若荷載不通過剪心：壓桿常彎扭屈曲起控制;橫向
7、受彎構(gòu)件出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),產(chǎn)生雙力矩B。26冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的截面由各種不同類型的板件(elements)組成板件的屈曲后承載力來源于薄膜拉力27壓桿失穩(wěn)模式(BucklingModesinCompressionMembers):整體屈曲模式二者基本相同，有:彎曲屈曲(FlexuralBuckling)彎扭屈曲(Torsional-FlexuralBuckling)扭轉(zhuǎn)屈曲(TorsionalBuckling)但局部屈曲熱軋鋼不出現(xiàn)，冷彎型鋼有兩種局部屈曲模式即：局部屈曲(LocalBuckling)畸變屈曲(Distorti
8、onalBuckling)(5).壓桿失穩(wěn)模式有不同28局部屈曲(LocalBuckling)截面板件交角仍然保持不變,截面形狀不變,板件交線挺直.29冷彎型鋼受壓構(gòu)件特有一種局部屈曲稱之為畸變屈曲截面除發(fā)生局部變形外,還發(fā)生形狀改變;截面板件交角仍然保持不變;畸變屈曲GB50018尚無計(jì)算方法，澳大利亞AS/NZS4600規(guī)范提
