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冷弯C型钢的抗震性能及推广应用

发布者:鑫诺压瓦机 发布时间:2019-06-18 08:46
自1838年在俄、美、英等国先后采用压力机或冷拔机生产冷弯C型钢开始,冷弯C型钢的生产和应用已有一百余年历史,而我国冷弯C型钢的生产和应用始于20世纪50年代后期,国内也逐渐开

自1838年在俄、美、英等国先后采用压力机或冷拔机生产冷弯C型钢开始,冷弯C型钢的生产和应用已有一百余年历史,而我国冷弯C型钢的生产和应用始于20世纪50年代后期,国内也逐渐开始钢结构住宅的建造,虽然目前已具相当规模,但基本都是国外技术。以冷弯薄壁C型钢为原材料的轻型钢结构是国内外目前应用和发展较快的新型结构形式。其具有施工速度快,建筑造型美观、用钢量少、造价低廉等优点,同时又是可重复利用的绿色环保材料。在北美及欧洲,冷弯薄壁轻钢龙骨结构体系是低层住宅建筑中被广泛采用的一种结构形式,与传统住宅结构相比,具有标准化程度高、空间布置灵活、抗震性能好、可工业化生产、建设周期短等特点,因而得到许多开发商的认同。但我国对轻钢住宅结构体系的研究和应用起步较晚,目前还处于研究和试点阶段。因此加大冷弯薄壁C型钢结构的研究具有重要的意义。

使用冷弯薄壁C型钢机建造的轻钢住宅结构体系与传统的住宅结构相比,其具体优点如下:

①建筑空间布置灵活,真正体现“以人为本”的设计理念;

②选材合理,结构多样,与钢结构配套的轻质墙板、复合楼板等新型材料,符合建筑节能和环保的要求,可以达到节能50%的目标,极大地节约了我国人均缺少的能源,在竖向可布置跃层和错层体系,屋顶形式可丰富多姿;

③轻质高强、抗震性能好,使用年限长;

④轻钢结构在工厂制作,现场安装,易于工厂规模生产和标准化、系列化,可采用工业化生产方式,实现技术集成化,提高住宅的科技含量和使用功能;⑤施工方便、工期短,不受季节限制;

⑥符合环保和可持续性发展的要求;

⑦综合经济效益好,轻钢结构截面尺寸小,增加了住宅的使用面积,降低了房屋高度,增加了净高;房屋保温隔热性能好,使用能耗低;基础处理难度和费用降低;投资周期短,收效快;人工费用和模板等其他辅助材料费用减少;

⑧具有较高的性能价格比,小高层钢结构住宅单位建筑面积造价与规模相同的混凝土结构建筑造价基本相当,多层钢结构住宅单位建筑面积造价比规模相同的混凝土结构建筑造价高约5%~10%左右。由于具有上述几方优点,所以具有较高的性能价格比。

国外有关冷弯薄壁C型钢半刚性连接节点的研究和应用较早,市场占有率也较大,低层冷弯薄壁C型钢住宅在欧美占整个低层住宅总量的25%左右,早期的冷弯薄壁C型钢建筑经过40多年的使用,各项性能不低于传统结构体系的建筑。随着冷弯薄壁C型钢在国内的推广和应用,近几年,我国为推进住宅产业现代化和提高基本建设中的技术含量,发展钢结构住宅,也逐渐开展了相关的研究。

①为了研究冷弯薄壁C型钢的受力特点,利用其屈曲后的强度,分别对厚度为1mm和1. 5mm的薄钢板制作的卷边槽钢截面轴心受压试件进行了局部失稳临界荷载和荷载的破坏性试验。②为了研究自攻螺钉连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点连接性能,获得其弯矩一转角特征曲线,建立真实而有效的轻型冷弯薄壁C型钢节点连接分析模型库提供数据,分别针对4螺钉和6螺钉连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点进行了试验研究。 

该体系具有明显的综合经济效益,所以发展冷弯薄壁C型钢结构,不但可以解决我国传统建筑建设效率低,质量差的问题,而且有利于促进我国建设行业的产业化。


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