（聊城大学建筑工程学院，山东 聊城 252000）
摘要：本文阐述了冷弯薄壁型钢结构技术工艺、技术特征以及所具有的结构自重轻、抗震性好、节约成本等优势，并简要分析了冷弯薄壁型钢在建筑工程中的应用前景，以供参考。
关键词：冷弯薄壁型钢结构；技术工艺；结构特点；应用前景
1前言
随着社会的进步，可持续发展成为当今的主题，对建筑行业的环保要求越来越高。钢结构体系在国家提倡绿色环保经济建设背景下，已成为一种绿色环保的新型结构体系。冷弯薄壁型钢房屋结构体系具有材料和建造绿色环保、抗震性能优越、工业化程度高等优势，符合国家建筑行业的发展战略。目前广泛应用的冷弯薄壁型钢房屋结构体系是由复合墙板与楼板、屋架组成的“盒子”式结构，其水平荷载由抗剪墙体承担，竖向荷载由承重墙体中的立柱承担[1]，应用于三层以下民用住宅房屋。
2冷弯薄壁型钢结构技术工艺与技术特征
2.1技术工艺
冷弯薄壁型钢结构，其主要材料是由热镀锌钢带或钢板经冷轧技术合成的轻钢龙骨，经过精确的计算加上辅件的支持与结合，起到合理的承载力，以取代传统房屋结构。冷弯薄壁型钢由厚度为0.42～6毫米的钢板或带钢，经冷加工（冷弯、冷压或冷拔）成型，同一截面厚度相同，截面各角顶呈圆弧倒角。冷弯薄壁型钢截面主要有C型钢、U型钢、Z型钢、槽型、方管、圆管、压型钢板等。
2.2技术特征
冷弯薄壁型钢结构具有以下技术特征：
1）构造特征。
冷弯薄壁型钢结构是以c型钢与u型钢作为基本结构构件。这种构件工艺性好，节点连接方便，因此在墙转角处不会出现像H型钢结构那样多余的外露柱。
2）材料特征。
冷弯薄壁型钢结构采用的是0.8到1.8mm带有金属保护层的钢板为构件材料，不同于其他钢结构采用的裸钢材料，因此钢构件腐蚀性能好。
3）构件强度特征。
冷弯薄壁型钢结构的强度是材料在冷弯加工成型时的形变强化强度，屈曲强度很高，比其他钢结构材料本身的热轧状态强度高得多。
4）连接特征。
冷弯薄壁型钢结构的任何节点都不采用焊接或螺栓连接的方式，而是采用自攻螺钉。这种连接工艺的效果是使螺钉与被连接构件之间没有间隙，连接强度高，保证了结构的可靠性，弥补了其他钢结构采用的焊接或螺栓连接方式带来的强度降低或扭矩不易控制等缺陷。
3冷弯薄壁型钢结构的特点
1)结构自重轻。
冷弯薄壁型钢结构的自重为钢筋混凝土结构的1/3～1/4。由于结构整体自重小，为基础减轻负担，减少了基础的沉降，可以降低基础处理费用，也使得冷弯薄壁型钢可以更好地应用于软土地基等。
2)抗震性好。
冷弯薄壁型钢结构一般采用焊接连接，钢框架受力，结构整体性较好。钢材本身具有的均匀性和强韧性，可以有较大的变形，且其自身刚度较大，地震作用下产生的水平作用力较小，能很好的承受动力荷载，有利于抗震。良好的抗震性能，能有效的保证人们的生命财产安全[5]。
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3)经济性好。
钢材是100%可回收再利用的材料，属于绿色环保节能材料，符合可持续发展的理念。钢材本身的保温，隔热性能良好，建筑过程中无需提供保温结构，节约资源。冷弯薄壁型钢结构的施工周期短，故相应的工程贷款利息和管理费用大大降低，节约成本。
4)工厂化生产及施工。
冷弯薄壁型钢结构的构件，都是提前在工厂预制好的，在施工时直接由工厂运到施工现场，在施工现场直接进行安装，施工速度快，施工现场整洁，产生的建筑垃圾少，施工过程中产生的噪声也小，有利于环境保护。
4冷弯薄壁型钢在建筑工程中的应用
冷弯薄壁型钢结构用于低层住宅起源于北美，并已经形成了经典的体系。日本、澳大利亚等地区也都已形成各自的结构体系，广泛运用于居民住宅建设中。我国低层冷弯薄壁型钢住宅发展较为缓慢，但也开始大量从国外引入，并逐渐投入研究使用。北京纳帕溪谷别墅区、昆山纳帕尔湾别墅区都是典型的北美体系低层冷弯薄壁型钢住宅房。昆山纳帕尔湾项目在昆山市建设冷弯薄壁型钢结构联拼住宅278套，结构主体为冷弯薄壁型钢结构，采用的是Q345钢，外墙龙骨为550C20(140mm厚)，内墙龙骨为350C20(89mm厚)，墙体龙骨间距、楼面梁间距和屋面梁间距均为610mm，门窗洞口、结构柱部分采用组合柱用螺钉连接，进行局部加强。冷弯薄壁型钢的运用减少了结构自重，增强了抗震性。而且结构墙板附有OSB板、石膏板和波纹板，使构件的实际受力、变形均比平面体系设计减少10%～15%。这样的结构体系减少了施工的复杂性，节约了时间，还节省了钢材，增大了住宅的使用面积。位于山东阴蒙县的蒙山会馆是冷弯薄壁型钢应用于公共建筑的一个典型实例。该会馆是地下两层、地上两层的酒店综合楼，建筑高度为9．20m。地上两层均采用冷弯薄壁型钢龙骨结构，以轻型冷弯型钢作为承重骨架，轻型墙体材料作为围护结构，构件之间用自攻螺钉来连接。冷弯薄壁型钢龙骨结构自重轻、经济性好、施工方便快捷的优点在低层建筑结构中得到充分的发挥[6]。工业建筑用冷弯薄壁型钢建设厂房厂棚也更加常见，我国很早就有这方面的实践。峰峰集团的万年煤矿，位于河北邯郸市。该矿区36.8m跨度的机厂设备棚采用的是平面拱结构，主要承力的构件拱和拉杆，以及次要构件檩条和支撑结构均采用的是冷弯薄壁型钢结构。由于拱主要受轴向压力和平面弯矩作用，所以拱架和拉杆加设了缀板，构成主要承力构件，两拱之间架设冷弯薄壁型钢檩条，同样也减轻了自重[7]。
5发展前景及展望
由于经济建设和可持续发展的要求，社会发展越来越需要绿色环保的建筑技术。冷弯薄壁型钢具有截面合理、用量经济、自重小、模板成型、施工简便、抗震性好、力学性能良好等特点，恰恰可以满足经济发展需求。而它在与其他材料组合后，体现出更加优越的性能，适用范围更加广阔。例如冷弯薄壁型钢—混凝土组合构件，更好的稳定性和强度可以运用于桥梁工程、多层住宅和高层楼盖结构[8]。轻型冷弯型钢的研究会成为今后建筑技术的发展热点。
6结语
冷弯薄壁型钢结构具有良好的建筑综合效益和独特的优点，相比普遍的钢筋混凝土结构，冷弯薄壁型钢结构减轻了自重，抗震性好，提高了建筑的经济效益，节约资源，符合国家可持续发展的战略，并且因冷弯薄壁型钢预制程度较高，对促进建筑产业预制化发展有着重大意义。目前在住宅建筑、公共建筑和工业建筑已有较广泛的应用，未来应以科技进步推动冷弯薄壁型钢在有更高要求的桥梁工程、高层建筑等领域广阔发展。
参考文献
[1]沈祖炎．冷弯薄壁型钢结构技术规范的发展[J]．钢结构，2009(7):55-58．
[2]南晶晶．冷弯型钢在国内外的发展及其在建筑结构中的应用[J]．水利与建筑工程学报，2009(6):117-135．
[3]钟国辉．冷弯薄壁型钢在房屋建筑中的研究与发展[J]．建筑钢结构进展，2002(4):31-38
作者简介：廖茹梦，（1994年-），女，山东聊城人，聊城大学建筑工程学院2017级建筑与土木工程专业研究生，研究方向为结构工程。
耿园园，（1993年-），女，山东聊城人，聊城大学建筑工程学院2017级建筑与土木工程专业研究生，研究方向为结构工程。
论文作者:廖茹梦 耿园园
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年4月下
论文发表时间:2018/10/8
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