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1、1,冷弯薄壁型钢结构介绍 Introduction of Cold- Formed Thin-Walled Steel Structures,2,一、冷弯薄壁型钢结构和它的应用Cold-Formed Steel Structures 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日起实施)。,23,2.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。 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
2、大小及分布完全不同。 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.,24,(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;,热轧型钢结构不允许出现局部屈曲，限制截面板件宽厚比;,25,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:,26,(4).冷弯型钢单轴对称开口截面较多,截面抗扭性能弱 由
3、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。,27,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,28,压杆失稳模式(Buckling Modes in Compression Members): 整体屈曲模式二者基本相同，有: 弯曲屈曲(Flexural Buckling) 弯扭屈曲(Torsional-Flexural Buckling) 扭转屈曲(Torsional Buckling) 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(Loca
4、l Buckling) 畸变屈曲(Distortional Buckling),(5).压杆失稳模式有不同,29,局部屈曲(Local Buckling) 截面板件交角仍然保持不变,截面形状不变,板件交线挺直.,30,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规范提供了部分截面的计算方法,31,截面出现哪一种局部屈曲,取决与截面形状,杆件长度和杆件支承条件等因素. 如下图a截面由局部屈曲控制(局部屈曲为49ksi;畸变屈曲为54ksi),而下图b由畸变屈曲控制
5、(畸变屈曲为26ksi;局部屈曲49ksi).,32,(6)冷弯型钢集中力作用下易出现腹板承压折曲(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 与截面形状和集中力作用位置等有关; 腹板承压折曲承载力通常由试验确定,GB50018第7章公式7.1.7-1-2有具体计算方法。,33,(7).冷弯型钢构件连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连接，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。,34,2.螺栓连接冷弯型钢有时也用，但破坏模式与热轧不同。 因冷弯型钢板薄常为板件承压
6、破坏，而不是螺栓剪切破坏。,35,冷弯型钢现主要采用自攻自钻螺钉连接、拉铆钉、射钉连接等新连接方法 因冷弯型钢板薄采用无螺帽的自攻自钻螺钉等，GB50018规范修订补充了自攻自钻螺钉抗拔承载力计算公式。,36,冷弯型钢构件之间还采用机械连接(咬合、扣合)无连接件连接:咬合示例,37,扣合式示例 GB50018对此类连接无计算方法，由实验或生产商提供承载力数据,38,(8)冷弯型钢壁薄，GB50018规范规定构件截面计算不计塑性发展，以边缘屈服为准则;而热轧型钢截面可考虑部分塑性发展。此外，冷弯型钢构件截面可采用线性法计算其截面特性。,39,(9)、冷弯型钢生产设备简单，投资少，冷轧机更换轧辊即出新产品产品繁多(国外己生产万余种，我国也巳生产约700余种);热轧型钢生产设备复杂，投资大，热轧机不能更动轧辊，产品单一，只生产规格的标准截面; 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。冷弯型钢结构最大特点是：冷加工、壁薄、截面允许局部屈曲且形式多样,有其自身特殊计算方法。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,基本都装备有冷轧机。冷弯型钢在发展我国轻钢结构中起到了十分重要的作用。 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过热轧型钢;,
