什么是冷弯薄壁型钢结构?

[拼音]：lengwan-bobixinggang jiegou

[外文]：cold-formed thin-walled steel structure

用各种冷弯型钢制成的结构。冷弯薄壁型钢由厚度为1.5～6毫米的钢板或带钢，经冷加工（冷弯、冷压或冷拔）成型，同一截面部分的厚度都相同，截面各角顶处呈圆弧形。在工业民用和农业建筑中，可用薄壁型钢制作各种屋架(见图)、刚架、网架、檩条、墙梁、墙柱等结构和构件。压型钢板常用0.4～1.2毫米厚的镀锌钢板和彩色涂塑镀锌钢板，冷加工成型，可广泛用作屋面板、墙面板和隔墙。在上下两层压型钢板间填充轻质保温材料，还可制成保温或隔热的夹层板。在双向有凹凸的压型钢板上还可浇筑混凝土制成“钢-混凝土”组合楼板，此时压型钢板代替了受力钢筋，同时又可兼作浇筑混凝土的模板。

与热轧型钢相比，在同样截面积下，薄壁型钢截面具有较大的回转半径和惯性矩。冷弯型钢在成型过程中因冷作硬化的影响，钢材屈服点显著提高，即所谓冷弯效应，对构件受力性能有利，从而可节省钢材。冷弯薄壁型钢结构的重量轻、功能多、能工业化生产，是一种有发展前途的结构。冷弯薄壁型钢厚度小，如何防止锈蚀以增加耐久性是必须重视的问题。设计时应注意使用环境，有强烈侵蚀作用的房屋中不宜采用；选用合理的结构形式和构造细节，如尽量选用圆管、方管等表面积小的截面和采用便于检查、清刷和油漆的构造细节。施工时在采用防腐措施前，应彻底清除铁锈和污垢，特别要注意节点和不便清除的部位。防腐可视具体情况选用镀锌或各种底漆和面漆。实践证明：重视防腐问题并在使用中注意维护，冷弯薄壁型钢是具有一定的耐久性的。

基本计算方法与普通钢结构相同。所不同的是：在验算轴心受压、偏心受压和受弯构件的受压强度时，按有效净截面计算；验算稳定性时，按有效截面计算。而在普通钢结构中，受压强度则按净截面计算，稳定性按毛截面计算。有效截面的大小与组成截面的板件所受的约束条件、板件的宽厚比和构件的长细比等因素有关。

冷弯薄壁型钢截面中除圆管外，大多是由若干个板件组成。板件的两个纵边按其变形所受约束条件的不同分成三种情况：有支承、带卷边和自由边。如矩形管截面系由四个两边有支承的板件组成；卷边槽钢截面由一个两边有支承的板件（腹板）和两个一边支承一边带卷边的板件(翼缘)组成；不带卷边的槽钢截面的两个翼缘各为一边支承一边自由的板件。有支承和带卷边时，板件的变形分别受到相邻板件和卷边的约束，而自由边的变形则不受任何约束。

冷弯薄壁型钢截面的板件有较大的宽厚比，受压时在构件失去整体稳定之前，个别板件常先局部屈曲。屈曲板件如系有支承和带卷边时，屈曲后板件内随即产生薄膜张力，阻止板件继续屈曲，因此，板件还可继续承受荷载，亦即具有屈曲后强度。但继续加载后，原先均匀受压截面上的应力呈不均匀分布，所增加的荷载使靠近板件支承处的部分截面上的应力加大。目前，冷弯薄壁型钢结构的受压计算中，利用了上述屈曲后强度，采用了基于有效截面的一种简化方法，即假定到达一定荷载后，板件一部分截面完全退出工作，而由余下的靠近支承处的部分截面抵抗所受全部荷载。此余下的部分截面即称为有效截面，其宽度称为有效宽度，有效宽度与厚度之比称为有效宽厚比。冷弯薄壁型钢结构的受压强度和整体稳定，应按有效截面计算。

对一边支承一边自由的板件，屈曲后强度不显著，不能用上述有效截面的概念，而应采用限制其宽厚比的办法保证构件不先局部屈曲。当其宽厚比满足容许值时，板件截面全部有效。

参考书目

中国建筑科学研究院建筑标准设计研究所、铁道部建厂工程局勘测设计处：《轻型钢结构设计资料集》，中国建筑工业出版社，北京，1980。