冷弯薄壁成型板在建筑中的应用论文_杨秀红

北新房屋有限公司 北京市 102208

摘要:随着我国城市化进程的加快,引发并刺激了对建筑的巨大需求。而我国采用高投入、高消耗、高污染的传统砖石建筑结构体系,已不能满足市场、消费者的要求和建筑“可持续发展”的时代主题。冷弯薄壁建筑钢结构发展潜力巨大,基于此,文章探讨了冷弯薄壁成型板在建筑中的应用。

关键词:建筑结构;冷弯薄壁成型板;钢结构

引言

我国的建筑产业是一个巨大的市场,目前其建设数量和速度都居世界前列。因此,尽快提高建筑产业现代化水平,是提高该产业竞争力、继续发挥对国民经济拉动作用的关键。冷弯薄壁建筑钢结构作为建筑钢结构的主要形式之一,它不但具有所有钢结构建筑的优点,而且是一种高效型材,大大降低了用钢量。所以,发展冷弯薄壁型钢建筑,不但可以解决我国建筑建设效率低、质量差的问题,而且有利于促进我国建筑建设的产业化。

一、冷弯薄壁型钢概述

1、冷弯薄壁型钢特点

(1)通过改变截面形状的方式来获得更大承载力;

(2)截面板件宽厚比大,设计时用有效截面,利用屈后强度;

(3)截面冷弯效应使材料强度提高10%左右;

(4)截面形状、种类繁多;

(5)做成的结构自重轻、外形美观、安装快、工期短,经济效益高。

(6)开口单轴对称截面,抗扭性能较弱;

4、冷弯薄壁型钢房屋行业在国内的发展现状

在我国,钢结构建筑属于新兴产业,20世纪80年代我国从日本引进几百栋轻钢结构低层别墅,90年代一些国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立了低层轻钢结构集成住宅楼,在20世纪90年代中期才在我国逐渐发展起来。

本世纪初,国内逐步引进轻钢结构集成住宅建筑体系,我国第一批国家住宅产业化基地企业以2002年建设部发布的《钢结构集成住宅建筑产业化技术导则》为指导,组建专业团队致力于轻钢结构新型房屋体系研究方面进行正式探索,在全国各地兴建低层、多层新型房屋试点工程。由于冷弯薄壁型轻钢龙骨新型房屋满足我国住宅产业化的要求,国家已于2011年正式颁布实施《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》JGJ 227-2011,轻钢结构新型房屋行业越来越走向规范化。大规模的研究开发、设计制造、施工安装轻钢结构集成住宅建筑还是近几年才逐步发展起来的。由于受到经济发展水平、观念意识、设计技术规范的影响及限制,我国建筑中采用钢结构设计的比例还不到5%。

二、冷弯薄壁型钢结构建筑的技术问题

冷弯薄壁型钢由屈服强度是Q235或345MPa的钢材、壁厚不大于6mm也不宜小于1.5mm(压型钢板除外)主要承重结构构件的壁厚不宜小于2mmm以下的高强钢板加工成型的。在低层冷弯薄壁型钢房屋建筑结构技术规程(JGJ227-2011)规程中规定可采用Q550及钢材。规定冷弯薄壁其承重构件的壁厚不应小于0.6mm,主要承重构件的壁厚不应小于0.75mm。

1、轻型钢结构屋面的体型比较复杂,对于轻钢结构的复杂体型房屋屋面,其风荷载体型系数可按照分区的规定确定,纵风向时屋顶(R)部分的风载体形系数取-0.8,其余部分应按GB50009—2006标准采用。对承重外墙体,横向风荷载可按GB50009—2006标准规定的风荷载取用;对承重内墙体,横向风荷载可取室内房间气压差(可参照澳大利亚规范可取0.2kPa)。承重墙体的墙体面板、支撑和墙体立柱通过螺钉连接形成共同受力的组合体,墙体立柱不仅承受由屋盖桁架和楼盖梁等传来的竖向荷载,同时还承受垂直于墙面传来的风荷载引起的弯矩,其受力形式为压弯构件,应按压弯构件的相关规定进行强度和变形验算。

2、考虑其型钢板材高强度、低延性的特点,推广应用时整体结构的抗震性能是个关键性问题。冷弯薄壁型钢龙骨式结构体系抗震性能研究还较少,主要采取试验研究和理论分析相结合的方式。水平地震作用效应的计算采用底部剪力法,参考“盒子”式结构的分析,在建筑结构的2个主方向分别计算水平荷载的作用。地震作用下抗剪组合墙体的水平侧向刚度由试验荷载-转角滞回曲线的骨架曲线确定,多遇地震作用下抗剪组合墙体的水平侧向弹性变形限值取为1/300层高。结构抗震性能与结构布置的规则性有很大关系,建筑钢结构常见的布置不规则,主要是平面不规则。这样地震时易损坏,所以应尽量使结构布置符合规则性。

结语

我国现阶段冷弯薄壁型钢骨架建筑正处于推广应用阶段,结构应用中的许多材料的材性在规范中没有应用数据,从发达国建筑发展历程来看,中国的建筑业已到了升级换代转型的必然时期,一个原因是中国的劳动力人口红利已近尾声,未来人力成本会使传统建筑行业成本大幅上升,使其与新型绿色房屋的成本剪刀差消失甚至逆转。二是传统建筑的立体生产方式效率低,建筑质量对工人的技能要求高,无法比拟新型绿色房屋的工厂化、标准化、模数化的效率和质量控制。三是冷弯薄壁型建筑施工速度快,可在短时间内提升人民居住水平,改善人居环境,优势明显,有利于建筑工业化的推进。

参考文献

[1]黎钟,冷弯薄壁型钢结构设计手册[M].北京.中国建筑工业出版社.2010

[2]陈雪庭,张中权.冷弯薄壁型钢结构构件[M].北京.中国铁道出版社.2012

论文作者:杨秀红

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期

论文发表时间:2018/9/14

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