国内外对冷成型薄壁C型钢机的设计准则

发布时间：2016年7月15日   |   阅读次数： 94

国内外对冷成型薄壁C型钢机的设计准则
国家“十五”科技攻关课题“住宅建筑体系与工程质量保障关键技术”及上海市重点学科建设项目“现代建筑钢结构的静动力非线性理论、关键技术研究及产业化”开放经费资助项目的主要组成部分。
冷成型C型钢设备构件由钢板通过冷加工制成，相对于热轧型钢，板件宽厚比较大，可以加工成多种形式的经济截面，得到令人满意的强度重量比，达到优化截面的目的，设计时可以不受现有截面形式的限制，满足不同的设计要求。现已经被广泛应用于汽车车体、铁路客车、各种类型设备、货架、谷仓、公路产品、传输塔、排水设备以及桥梁结构等许多不同场合。对于彩钢压瓦机钢构件的设计，我国现行的规范是冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)U-2，由于在设计时利用了冷成型薄壁型钢的屈曲后强度，可以通过耗用较少的钢材实现较大的整体刚度和整体稳定性，从而节省钢材、降低建设费用。
我国目前正大力推广采用轻钢建筑，尤其是冷成型钢建造的多层住宅。建设部在《中国建筑技术政策》(1996年一2010年)中提出了“积极、合理、较快地发展钢结构”的任务，强调加速推广定型化的轻型房屋钢结构体系。但我国现行的冷弯薄壁型钢规范仍规定不能应用于直接承受动力荷载的结构，也没有对轻钢结构抗震提出明确的设计准则。其原因是对冷成型钢构件滞回性能的研究较少。对于可能遭受地震作用的这种结构，必须从这类构件和体系不同于较小宽厚比钢构件的弹塑性滞回性能特征出发，研究其在低周循环荷载作用下的抗震性能，以确定合理的设计准则，保证结构满足安全可靠和经济适用等功能。
国内外对冷成型薄壁钢构件的静力性能已经进行了较为深入的理论和试验研究，但是对于冷成型C型钢设备压弯构件的滞回性能，目前国外研究很少，国内则尚无人进行研究。冷成型钢构件的压弯滞回性能与普钢的压弯滞回性能存在着相似之处，同样受到构件的翼缘宽厚比、腹板高厚比、构件的长细比以及轴压比等因素的影响，但是由于冷成型钢构件的宽厚比远大于普钢，所以两者在循环荷载下的表现也会有很大的差异。
另外初始缺陷、残余应力的影响也有所不同。由于屈曲后性能的影响，在循环荷载作用下，冷成型钢的滞回性能明显不同于普钢。
目前，国内外对于普钢的压弯滞回性能研究已经相当深入，大量的试验和理论分析足以满足工程应用。而对于冷成型钢滞回性能的研究则刚刚开始，且大多关注于冷成型钢轴向拉压的滞回性能。但在实际地震荷载作用下，结构构件大多数承受的是轴力和弯矩的共同作用(并且是循环荷载)。由于我国具有抗震设防要求的地区很多，并且用冷成型钢作为承重构件的轻钢龙骨体系住宅可使用面广，为了探索在抗震设防地区采用轻钢龙骨体系建造低层和多层住宅的适用性，对冷成型薄壁型钢压弯构件的滞回性能进行研究具有重要的技术和经济意义。
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