摘要：本文介紹了在房屋建筑中冷彎型鋼的應(yīng)用和發(fā)展，并對(duì)冷彎型鋼在建筑業(yè)發(fā)展和應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；冷彎型鋼；力學(xué)性能；應(yīng)用于發(fā)展

自改革開(kāi)放以后，對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)人們有了新的認(rèn)識(shí)，建造了不少以門(mén)式鋼架為主要形式的輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑，在此類(lèi)輕鋼房屋中冷彎型鋼作為次要的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、承重結(jié)構(gòu)、配件等被大量應(yīng)用。

一、在房屋建筑中冷彎型鋼的應(yīng)用

冷彎型鋼在房屋建筑中可用作桁架、柱、鋼架等主要的承重構(gòu)建，也被用作圍護(hù)結(jié)構(gòu)或次要受力構(gòu)建（如：墻架梁柱、門(mén)窗、墻面板、屋面檁條、樓板、門(mén)窗、墻面板、龍骨等）。此外，利用鋼筋混凝土和冷彎型鋼組合板、柱、梁的混凝土冷彎型鋼組合結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了當(dāng)前工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

在房屋建筑中通常圍護(hù)結(jié)構(gòu)所使用的冷彎板材的厚度為0.3-0.8毫米，冷彎型鋼板件的厚度為3-6毫米。鋼材利用率高、力學(xué)性能好，是冷彎型鋼斷面的優(yōu)點(diǎn)。型材和板材是建筑上常用的兩類(lèi)冷彎型鋼，其中型材類(lèi)既可以是閉口截面，也可以是開(kāi)口截面，既可以根據(jù)建筑外觀(guān)或承載力需要由單肢截面組合成格構(gòu)式截面，也可以采用單肢截面。一般在房屋建筑中采用帶卷邊Z型或C型鋼檁條。常用帽型鋼墻梁，受壓柱壓力較小時(shí)，立柱構(gòu)建有時(shí)也采用帶卷邊的C型鋼，壓力較大時(shí)，比較適合采用閉口截面構(gòu)建。

相比用于多高層鋼結(jié)構(gòu)、輕型門(mén)式鋼架房屋，冷彎型鋼更多的時(shí)候用在（如墻架柱、檁條、圍護(hù)構(gòu)建等）次要承重構(gòu)建。根據(jù)對(duì)已經(jīng)建成的一棟門(mén)式鋼架方式的統(tǒng)計(jì)，其冷彎型鋼費(fèi)用占40%左右，熱軋型鋼占30%左右，其他的占25%左后。由此我們可以得出結(jié)論，冷彎型鋼在一般輕鋼建筑中所占的費(fèi)用實(shí)際上已經(jīng)高過(guò)了熱軋型鋼。在房屋建筑中，隨著輕鋼房屋的大量應(yīng)用以及建筑結(jié)構(gòu)輕型化，冷彎型鋼的用量也必然會(huì)越來(lái)越大。

二、建筑用冷彎型鋼的幾個(gè)主要問(wèn)題

（1）冷彎效應(yīng)

冷彎型鋼是在常溫下由板帶或薄板冷彎成型，由于冷加工塑性變形截面轉(zhuǎn)角部分材料出現(xiàn)冷作硬化，也就是說(shuō)塑性下降，提高了強(qiáng)度，我們稱(chēng)這種現(xiàn)象為冷彎效應(yīng)。由塑性變形引起的應(yīng)變時(shí)效以及應(yīng)變硬化形成的冷彎效應(yīng)。

在一般情況下，如果按照原材料的強(qiáng)度而不計(jì)冷彎效應(yīng)設(shè)計(jì)，那么也就是相當(dāng)于提高了冷彎型鋼構(gòu)建的強(qiáng)度安全籌備，如果進(jìn)行構(gòu)建設(shè)計(jì)時(shí)是按照利用冷彎效應(yīng)提高后的強(qiáng)度，那么則可以節(jié)約鋼材10%-15%。

（2）提高板件局部屈曲性的措施

由于加工條件的限制，所以，一般冷彎型鋼板件寬厚比大，較薄，相應(yīng)的屈曲時(shí)臨界應(yīng)力較低。各國(guó)基本上為了他成孔板件局部屈曲性能，采用的都是在將板件在冷彎時(shí)加勁的方法，可以說(shuō)，這是一種既有效又較為方便的措施。如下圖（c）在板邊緣加勁，此板件的屈曲臨界應(yīng)力則提高了九倍以上。如下圖（a）在板中間加一個(gè)加勁后，只是減少了一半的板的計(jì)算寬度，則相當(dāng)于提高了四倍的板件屈曲臨界應(yīng)力。又如下圖（b）其臨界值應(yīng)力值根據(jù)在截面腹板上彎折加勁也有不同程度的提高。

（3）材質(zhì)要求

冷彎型鋼的鋼材多數(shù)為低合金結(jié)構(gòu)鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該分別符合《低合金結(jié)構(gòu)鋼》（GB1591-88）和《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700-88）等國(guó)家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，常用的有兩種分別是Q345、Q235。應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)或這是構(gòu)建的工作條件、荷載特性、使用要求、連接方法對(duì)鋼材的屈服點(diǎn)、延伸率、沖擊韌性、抗拉強(qiáng)度、冷彎性能、屈強(qiáng)比等力學(xué)性能指標(biāo)以及硫、碳、磷等化學(xué)成分指標(biāo)所提出的要求，來(lái)選用鋼材。由于Q235A級(jí)鋼不能保證鋼材的碳含量，所以冷彎型鋼如果用于焊接結(jié)構(gòu)不宜采用該鋼種。

三、冷彎型鋼在推廣中的幾個(gè)問(wèn)題及對(duì)策

（1）輕鋼房屋制造要走商品化、工業(yè)化、集團(tuán)化道路

當(dāng)前，國(guó)外的整個(gè)房屋構(gòu)建可以連一個(gè)螺絲釘也不缺的利用集裝箱運(yùn)到我國(guó)，很快就可以完成整個(gè)建筑在工地現(xiàn)場(chǎng)的組裝過(guò)程，而我國(guó)的輕鋼房屋卻還無(wú)法做到這一點(diǎn)，還無(wú)法真正作為商品走向市場(chǎng)，這主要是因?yàn)槲覈?guó)輕鋼業(yè)系統(tǒng)不配套所導(dǎo)致的。

我們應(yīng)該聯(lián)合冷彎型鋼生產(chǎn)廠(chǎng)家和房屋制造商走集團(tuán)化道路，應(yīng)該完善房屋建筑配套構(gòu)建的生產(chǎn)，以促進(jìn)我國(guó)冷彎型鋼以及輕鋼港務(wù)真正做到商品化。

（2）降低產(chǎn)品價(jià)格，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，增加產(chǎn)品規(guī)格

小批量、多品種是房屋設(shè)計(jì)所需要的型鋼的特點(diǎn)，為了適應(yīng)這種需求，廠(chǎng)家必須建立冷彎型鋼產(chǎn)品信息中心或者中間倉(cāng)庫(kù)，增加產(chǎn)品規(guī)格，做到客戶(hù)需要什么就能訂購(gòu)到什么。應(yīng)減少?lài)?guó)外進(jìn)口，提高薄板的材質(zhì)，降低冷彎型鋼原材料的價(jià)格。此外，冶金行業(yè)應(yīng)該根據(jù)建筑業(yè)的需求，生產(chǎn)有較好耐腐蝕性能的鋼材，生產(chǎn)高強(qiáng)度的適合建筑結(jié)構(gòu)的合金鋼材。提高輕鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、普通鋼結(jié)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要條件就是采取有效措施降低冷彎型鋼的價(jià)格。

（3）加大宣傳力度，開(kāi)發(fā)新型建筑結(jié)構(gòu)

冷彎型鋼還存在很多技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步深入研究，與一般鋼結(jié)構(gòu)相比冷彎型鋼結(jié)構(gòu)具有一定的特殊之處。我們應(yīng)該不斷開(kāi)發(fā)新型的建筑結(jié)構(gòu)體系，以適應(yīng)冷彎型鋼，應(yīng)該以不斷進(jìn)步的科技推動(dòng)輕鋼房屋以及冷彎型鋼的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)一步對(duì)在建筑業(yè)冷彎型鋼的應(yīng)用范圍進(jìn)行拓展。當(dāng)前對(duì)于相應(yīng)的規(guī)范，還有許多設(shè)計(jì)人員了解的不夠深刻，所以，為了進(jìn)一步推動(dòng)在房屋建筑中冷彎型鋼的應(yīng)用，要加強(qiáng)宣傳的力度。

四、在房屋建筑中冷彎型鋼的前景展望

抗震性能好、施工速度快、經(jīng)濟(jì)效益好、自重輕、建筑造型美觀(guān)、工業(yè)化程度高等是輕鋼房屋以及冷彎型鋼所具有的優(yōu)點(diǎn)，在民用以及工業(yè)建筑中期將得到極為廣泛的應(yīng)用。由于我國(guó)在二十世紀(jì)八十年代以前鋼產(chǎn)量不足，因此限制在建筑業(yè)中使用鋼結(jié)構(gòu)，但是現(xiàn)在我國(guó)年產(chǎn)鋼量早已超過(guò)億噸，我國(guó)已經(jīng)成為了世界名列前茅的產(chǎn)鋼大國(guó)。我家建設(shè)部門(mén)當(dāng)前鼓勵(lì)建筑用鋼，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比目前用鋼量還有較大的差距，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用鋼總量只占全國(guó)總剛才產(chǎn)量很小的比例。我國(guó)當(dāng)前在這一方面的目標(biāo)是到2015年，力爭(zhēng)建筑結(jié)構(gòu)用鋼總量達(dá)到全國(guó)總鋼材產(chǎn)量6%以上。這就證明我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的用鋼量將會(huì)不斷擴(kuò)大，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的用鋼材料資源十分充足。

在建筑業(yè)中冷彎型鋼的應(yīng)用，發(fā)達(dá)國(guó)家大概占40%-70%的比例，我國(guó)與之相比，目前還存在較大的差距，當(dāng)前，機(jī)械制造業(yè)、汽車(chē)業(yè)等行業(yè)是我國(guó)冷彎型鋼產(chǎn)品的主要應(yīng)用行業(yè)，所以，隨著不斷出現(xiàn)的輕型新結(jié)構(gòu)、隨著輕型鋼結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，在我國(guó)建筑業(yè)中冷彎型鋼的應(yīng)用具有無(wú)限潛力，有著非常寬廣的市場(chǎng)。

作為一種經(jīng)濟(jì)高效的斷面型材，冷彎型鋼是我國(guó)大力推廣的一種新型材料，不僅具有很多優(yōu)點(diǎn)，且材質(zhì)品種繁多，隨著人們對(duì)冷彎型鋼逐步加深的認(rèn)識(shí)，以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及不斷完善的相關(guān)規(guī)范，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，尤其是在建筑業(yè)中冷彎型鋼的應(yīng)用將越來(lái)越普及。

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