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冷弯薄壁H型钢要单独出设计规范,主要还是因为它们在性能上有较大的差别。 1、由于生产方式不同,冷弯型钢由冷弯形成残余应力,热轧型钢同焊接和温度变化形成残余应力。截面残余应力大小及分布不一样。 2、冷弯型钢截面材性在冷弯后发生变化,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。 3、冷弯型钢截面板件宽厚比大,设计中不限制板件宽厚比,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。冷弯型钢构件利用截面板件局部屈曲后强度,采用有效截面考虑局部屈曲对整体屈曲的响。而热轧型钢在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。 4、冷弯型钢一般单轴对称开口截面较多,截面抗扭性能弱。由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。 5、压杆失稳模式有不同。整体屈曲模式二者基本相同,有弯曲屈曲、弯扭屈曲、扭转屈曲。但局部屈曲热轧型钢不出现,冷弯型钢有两种局部屈曲模式:局部屈曲、畸变屈曲。 6、冷弯型钢集中力作用下易出现腹板承压折曲。热轧型钢一般不会出现。 7、冷弯型钢构件和热轧型钢在连接方式上的不同。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用的较少(损坏涂锌层),焊接薄板需要焊接技术高。它特有的焊接型式如啦叭焊和电阻点焊等。冷弯型钢有时也用螺栓连接,但破坏模式与热轧型钢不同。因冷弯型钢板薄常为板件承压破坏,而不是螺栓剪切破坏。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。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。 8、对于冷弯型钢壁薄,gb50018-2002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,冷弯型钢构件截面特性可采用线性法计算。 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,种类繁多;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。 hw是h型钢高度和翼缘宽度基本相等;主要用于钢筋砼框架结构柱中钢芯柱,也称劲性钢柱;在钢结构中主要用于柱。hm是h型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~~1.75主要在钢结构中:用做钢框架柱在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁。
热轧h型钢为主的钢结构,其结构科学合理,塑性和柔韧性好,结构稳定性高,适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构,抗自然灾害能力强,特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计,在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中,以h型钢为主的钢结构建筑受害程度小。 增加结构有效使用面积与混凝土结构相比,钢结构柱截面面积小,从而可增加建筑有效使用面积,视建筑不同形式,能增加有效使用面积4-6%。 省工省料与焊接h型钢相比,能明显地省工省料,减少原材料、能源和人工的消耗,残余应力低,外观和表面质量好。 便于机械加工易于结构连接和安装,还易于拆除和再用。 环保采用h型钢可以有效保护环境,具体表现在三个方面:一是和混凝土相比,可采用干式施工,产生的噪音小,粉尘少;二是由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地资源破坏小,此外大量减少混凝土用量,减少开山挖石量,有利于生态环境的保护;三是建筑结构使用寿命到期后,结构拆除后,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高。 工业化制作程度高以热轧h型钢为主的钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证,可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构,创造和带动了数以百计的新兴产业发展。 工程施工速度快占地面积小,且适合于全天候施工,受气候条件影响小。用热轧h型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍,资金周转率成倍提高,降低财务费用,从而节省投资。以我国“ 高楼”上海浦东的“金贸大厦”为例,主体高达近400m的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶,而钢混结构则需要两年工期。
金宏通钢管有限公司
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