冷彎薄壁型鋼結構

用各種冷彎型鋼製成的結構。冷彎薄壁型鋼由厚度為1.5～6毫米的鋼板或帶鋼，經冷加工（冷彎、冷壓或冷拔）成型，同一截面部分的厚度都相同，截面各角頂處呈圓弧形。在工業民用和農業建築中，可用薄壁型鋼製作各種屋架、剛架、網架、檁條、牆梁、牆柱等結構和構件。

基本介紹

• 中文名：冷彎薄壁型鋼結構
• 外文名：Cold-formed thin-walled steel structure
• 厚度：為1.5～6毫米
• 構造特點：在同樣截面積下
• 建築基礎：地螺絲樁基礎

結構

壓型鋼板常用0.4～1.2毫米厚的鍍鋅鋼板和彩色塗塑鍍鋅鋼板，冷加工成型，可廣泛用作屋面板、牆面板和隔牆。在上下兩層壓型鋼板間填充輕質保溫材料，還可製成保溫或隔熱的夾層板。在雙向有凹凸的壓型鋼板上還可澆築混凝土製成“鋼-混凝土”組合樓板,此時壓型鋼板代替了受力鋼筋，同時又可兼作澆築混凝土的模板。 　構造特點 　與熱軋型鋼相比，在同樣截面積下，薄壁型鋼截面具有較大的迴轉半徑和慣性矩。冷彎型鋼在成型過程中因冷作硬化的影響,鋼材屈服點顯著提高,即所謂冷彎效應，對構件受力性能有利，從而可節省鋼材。冷彎薄壁型鋼結構的重量輕、功能多、能工業化生產，是一種有發展前途的結構。冷彎薄壁型鋼厚度小，如何防止鏽蝕以增加耐久性是必須重視的問題。設計時應注意使用環境，有強烈侵蝕作用的房屋中不宜採用；選用合理的結構形式和構造細節，如儘量選用圓管、方管等表面積小的截面和採用便於檢查、清刷和油漆的構造細節。施工時在採用防腐措施前，應徹底清除鐵鏽和污垢，特別要注意節點和不便清除的部位。防腐可視具體情況選用鍍鋅或各種底漆和面漆。實踐證明：重視防腐問題並在使用中注意維護，冷彎薄壁型鋼是具有一定的耐久性的。

計算要點

基本計算方法與普通鋼結構相同。所不同的是：在驗算軸心受壓、偏心受壓和受彎構件的受壓強度時，按有效淨截面計算；驗算穩定性時，按有效截面計算。而在普通鋼結構中，受壓強度則按淨截面計算，穩定性按毛截面計算。有效截面的大小與組成截面的板件所受的約束條件、板件的寬厚比和構件的長細比等因素有關。
冷彎薄壁型鋼截面中除圓管外，大多是由若干個板件組成。板件的兩個縱邊按其變形所受約束條件的不同分成三種情況：有支承、帶卷邊和自由邊。如矩形管截面系由四個兩邊有支承的板件組成；卷邊槽鋼截面由一個兩邊有支承的板件（腹板）和兩個一邊支承一邊帶卷邊的板件(翼緣)組成；不帶卷邊的槽鋼截面的兩個翼緣各為一邊支承一邊自由的板件。有支承和帶卷邊時，板件的變形分別受到相鄰板件和卷邊的約束，而自由邊的變形則不受任何約束。
冷彎薄壁型鋼截面的板件有較大的寬厚比，受壓時在構件失去整體穩定之前，個別板件常先局部屈曲。屈曲板件如系有支承和帶卷邊時，屈曲後板件內隨即產生薄膜張力，阻止板件繼續屈曲，因此，板件還可繼續承受荷載，亦即具有屈曲後強度。但繼續載入後，原先均勻受壓截面上的應力呈不均勻分布，所增加的荷載使靠近板件支承處的部分截面上的應力加大。冷彎薄壁型鋼結構的受壓計算中，利用了上述屈曲後強度，採用了基於有效截面的一種簡化方法，即假定到達一定荷載後，板件一部分截面完全退出工作，而由余下的靠近支承處的部分截面抵抗所受全部荷載。此餘下的部分截面即稱為有效截面，其寬度稱為有效寬度，有效寬度與厚度之比稱為有效寬厚比。冷彎薄壁型鋼結構的受壓強度和整體穩定，應按有效截面計算。
對一邊支承一邊自由的板件,屈曲後強度不顯著,不能用上述有效截面的概念，而應採用限制其寬厚比的辦法保證構件不先局部屈曲。當其寬厚比滿足容許值時，板件截面全部有效。

參考書目

中國建築科學研究院建築標準設計研究所、鐵道部建廠工程局勘測設計處：《輕型鋼結構設計資料集》，中國建築工業出版社，北京，1980。