冷弯薄壁型钢结构介绍ppt课件.ppt

冷弯薄壁型钢构造引见 Introduction of Cold- Formed Thin-Walled Steel Structures 一、冷弯薄壁型钢构造和它的运用一、冷弯薄壁型钢构造和它的运用Cold-Formed Steel Structures & Its Cold-Formed Steel Structures & Its ApplicationsApplications1. 什么是冷弯薄壁型什么是冷弯薄壁型钢构造〔构造〔What is Cold-Formed Steel ?〕〕定定义: 在室温下将在室温下将较薄薄钢带经过辊轧或冲或冲压弯折成各种截面的型弯折成各种截面的型钢房屋建筑中的冷弯型钢截面方式Sections of cold-formed steel used in buildings2. 冷弯薄壁型钢的截面型式冷弯薄壁型钢的截面型式〔〔Sections of Cold-Formed Steel〕〕3. 冷弯薄壁型冷弯薄壁型钢截面特性截面特性〔〔Characterestics of Cold-Formed Steel〕〕 冷弯型冷弯型钢构件用相构件用相对较少少资料接受料接受较大的外大的外载，不是，不是单纯用增大截面面用增大截面面积，而是，而是经过改改动截面外形的方法截面外形的方法获得。

称之高效截面型得称之高效截面型钢〔承〔承载表示表示图 〕〕承载才干比较图Comparison of Load Capacity 4. 4. 冷弯薄壁型冷弯薄壁型钢开展概略开展概略〔〔Development of Cold-Formed SteelDevelopment of Cold-Formed Steel〕〕18381838年沙俄年沙俄为世界上第一次利用世界上第一次利用压力机消力机消费出冷弯型出冷弯型钢的的国家国家; ;19461946年美国年美国AISIAISI公布了世界上第一本冷弯型公布了世界上第一本冷弯型钢构造构造设计规范范; ;冷弯型冷弯型钢在建筑中广泛运用有在建筑中广泛运用有5050余年余年历史；史；19581958年中国年中国诞生了第一台冷弯生了第一台冷弯轧机并建造冷弯型机并建造冷弯型钢构造厂构造厂房房; ;目前中国的冷弯型目前中国的冷弯型钢消消费才干才干约500500万吨／年，万吨／年，实践消践消费是是200-300200-300万吨／年万吨／年. .5. 冷弯薄壁型冷弯薄壁型钢构造的运用构造的运用〔〔Applications of Cold-Formed Steel〕〕运用运用: 建筑建筑业，汽，汽车.农机机业，， 机械制造机械制造业，造船，造船业，，电力力工工业，国　防工，国　防工业，物流，物流仓储业及家及家电业等。

建筑等建筑业中的中的运用运用实例：例： 〔〔1〕由冷弯型〕由冷弯型钢建成建成3层以下民用住宅建筑以下民用住宅建筑〔〔2〕〕.单层工业厂房冷弯型钢门式刚架构造单层工业厂房冷弯型钢门式刚架构造〔〔3〕〕 轻型门式刚架构造中的檩条、墙梁、轻型门式刚架构造中的檩条、墙梁、 墙柱、屋面板、墙面板及墙柱、屋面板、墙面板及 楼面组合板等均由冷弯型钢作成楼面组合板等均由冷弯型钢作成〔4〕冷弯型钢乡村建筑〔5〕仓储建筑中的冷成型钢货架构造〔6〕公路护栏、挡土墙板、钢板桩等〔7〕冷弯型钢涵管、隧道涵洞等二、冷弯型钢构造特性与热轧型钢构造的性能主要差别二、冷弯型钢构造特性与热轧型钢构造的性能主要差别 The Main Behavior Differences Between Cold-Formed Steel & Hot-rolled Steel Structures 1.1.钢构造按型构造按型钢轧制方式分制方式分: : 热轧型型钢构构造造，，又又称称普普钢构构造造、、重重钢构构造造设计规范范：：GB50017-2003 GB50017-2003 〔〔20032003年年1212月月0101日起施行〕日起施行〕; ; 冷冷弯弯型型钢构构造造，，又又称称薄薄钢构构造造，，属属轻钢构构造造。

设计规范范：：GB50018-2002 GB50018-2002 〔〔20032003年年0101月月0101日起施行〕日起施行〕2.2.冷弯型钢构造特性与热轧型钢构造的性能主要差别冷弯型钢构造特性与热轧型钢构造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：不能由于，二者在以下性能有很大差别<1>由于消费方法不同，冷弯型钢冷弯构成剩余应力；热轧钢由焊接和温度变化构成剩余应力截面剩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,弯角处呈现冷弯效应，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.〔3〕.冷弯型钢截面板件宽厚比大,设计中不限制板件宽厚比，冷弯型钢构造允许部分屈曲并利用板件屈曲后强度; 热轧型型钢构造不允构造不允许呈呈现部分屈曲，限制截面板件部分屈曲，限制截面板件宽厚比厚比; ;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呈现截面板件的部分屈曲，方法是限制热轧型钢构件整体屈曲之前不允许呈现截面板件的部分屈曲，方法是限制板件的宽厚比或设置加劲肋等。

如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轴压杆工字型翼缘和腹板宽厚比规定为: 〔〔4〕〕.冷弯型冷弯型钢单轴对称开口截面称开口截面较多多,截面抗扭性能弱截面抗扭性能弱由于由于单轴对称截面普通形心与剪心不重合称截面普通形心与剪心不重合,假假设荷荷载不不经过剪心：剪心： 压杆常弯扭屈曲起控制杆常弯扭屈曲起控制; 横向受弯构件呈横向受弯构件呈现改改动,产生双力矩生双力矩B冷弯薄壁型冷弯薄壁型钢构件的截面由各种不同构件的截面由各种不同类型的板件〔型的板件〔elementselements〕〕组成成板件的屈曲后承板件的屈曲后承载力来源力来源于薄膜拉力于薄膜拉力压杆失杆失稳方式〔方式〔Buckling Modes in Compression MembersBuckling Modes in Compression Members〕〕: :整体屈曲方式二者根本一整体屈曲方式二者根本一样，有，有: : 弯曲屈曲〔弯曲屈曲〔Flexural BucklingFlexural Buckling〕〕 弯扭屈曲〔弯扭屈曲〔Torsional-Flexural BucklingTorsional-Flexural Buckling〕〕 改改动屈曲〔屈曲〔Torsional BucklingTorsional Buckling〕〕 但部分屈曲但部分屈曲热轧钢不呈不呈现，冷弯，冷弯型型钢有两种部分屈曲方式即：有两种部分屈曲方式即： 部分屈曲〔部分屈曲〔Local BucklingLocal Buckling〕〕 畸畸变屈曲〔屈曲〔Distortional BucklingDistortional Buckling〕〕〔〔5〕〕.压杆失稳方式有不同压杆失稳方式有不同 部分屈曲〔部分屈曲〔Local BucklingLocal Buckling〕〕截面板件交角依然坚持不变截面板件交角依然坚持不变, ,截面外形不变截面外形不变, ,板板件交线挺直件交线挺直. .冷弯型冷弯型钢受受压构件特有一种部分屈曲称之构件特有一种部分屈曲称之为畸畸变屈曲屈曲截面除截面除发生部分生部分变形外形外, ,还发生外形改生外形改动; ;截面板件交角依然截面板件交角依然坚持不持不变; ;畸畸变屈曲屈曲GB50018GB50018尚无尚无计算方法，算方法，澳大利澳大利亚AS/NZS4600AS/NZS4600规范提供了部分截面的范提供了部分截面的计算方法算方法截面呈现哪一种部分屈曲,取决与截面外形,杆件长度和杆件支承条件等要素.如以以下图a截面由部分屈曲控制〔部分屈曲为49ksi;畸变屈曲为54ksi〕,而以以下图b由畸变屈曲控制〔畸变屈曲为26ksi;部分屈曲49ksi〕. 〔6〕冷弯型钢集中力作用下易呈现腹板承压折曲〔Web Crippling〕由于冷弯截面圆弧弯角,集中力由翼缘偏心传至腹板;腹板承压折曲 与截面外形和集中力作用位置等有关;腹板承压折曲承载力通常由实验确定,GB50018第7章公式7.1.7-1-2有详细计算方法。

〔7〕.冷弯型钢构件衔接方式与热轧型钢不同1. 热轧型钢构件中主要是焊接和高强螺栓衔接，而冷弯型钢构件焊接少用，损坏涂锌层，焊接薄板焊接技术高它特有焊接型式如啦叭焊和电阻点焊等2.螺栓衔接冷弯型钢有时也用，但破坏方式与热轧不同螺栓衔接冷弯型钢有时也用，但破坏方式与热轧不同因冷弯型钢板薄常为板件承压破坏，而不是螺栓剪切破因冷弯型钢板薄常为板件承压破坏，而不是螺栓剪切破坏冷弯型冷弯型钢现主要采用自攻自主要采用自攻自钻螺螺钉衔接、拉接、拉铆钉、射、射钉衔接接等新等新衔接方法接方法因冷弯型因冷弯型钢板薄采用无螺帽的自攻自板薄采用无螺帽的自攻自钻螺螺钉等，等，GB50018GB50018规范修范修订补充了自攻自充了自攻自钻螺螺钉抗拔承抗拔承载力力计算公式冷弯型冷弯型钢构件之构件之间还采用机械采用机械衔接〔咬合、扣合〕无接〔咬合、扣合〕无衔接件接件衔接接: :咬合例如咬合例如扣合式例如扣合式例如GB50018GB50018对此类衔接无计算方法，由实验或消费商提对此类衔接无计算方法，由实验或消费商提供承载力数据供承载力数据〔8〕冷弯型钢壁薄，GB50018规范规定构件截面计算不计塑性开展，以边缘屈服为准那么;而热轧型钢截面可思索部分塑性开展。

此外，冷弯型钢构件截面可采用线性法计算其截面特性〔9〕、冷弯型钢消费设备简单，投资少，冷轧机改换轧辊即出新产品‘产品繁多〔国外己消费万余种，我国也巳消费约700余种〕;热轧型钢消费设备复杂，投资大，热轧机不能更动轧辊，产品单一，只消费规格的规范截面;基于以上9大不同点，冷弯型钢与热轧型钢设计规范不能合一冷弯型钢构造最大特点是：冷加工、壁薄、截面允许部分屈曲且方式多样,有其本身特殊计算方法但二者确也有共同之处我国近几年投产建成的几千家钢构公司,根本都配备有冷轧机冷弯型钢在开展我国轻钢构造中起到了非常重要的作用据国外文献统计，一幢门架式工业厂房，用于冷弯型钢耗费已超越热轧型钢;。