建筑结构中冷弯型钢的应用与发展

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【摘要】冷弯型钢是以冷轧或者热轧带钢为原料，在常温下采用冲压、弯折、拉拔或者辊弯形成的方法而得到的各个断面形状都符合受力要求的新型高效钢材。与传统的建筑材料相比，冷弯型钢具有较好的力学性能、防腐性、易于施工等特点，因此被广泛应用于国内外的建筑中。

【关键词】冷弯型钢；建筑材料；应用

近些年来，随着重工业的不断发展，导致了世界自然资源的枯竭与贫化，而冷弯型钢作为一个环保、节能的新型建筑材料亮相于世界，它越来越受到人们的广泛关注。冷弯型钢是薄钢板、活带钢在常温的状态下，通过辊轧、冲压等方法冷弯成各种形状的截面型钢。它能做到使用较少的材料就能承受较大的外载的效果，不是单纯的通过增大截面积，而是通过改变截面形状的方法获得的，因此我们也称它为高效截面型钢材。

1.冷弯型钢的特点

1.1冷弯型钢的断面尺寸和形状可以按照所使用的要求来设计，结合冷弯型钢的加工特点，我们就可以得到断面更合理，且表面光洁度高的产品。

1.2冷弯型钢的截面力学性能好

与等截面的热轧型钢相比它的惯性矩、抗扭钢度都大。相同的长度、重量条件下，冷弯型钢断面参数要比热轧型的大63%-312%，而相近的断面参数条件下，热轧型钢的重量要比冷弯型钢的大很多，所以在较为复杂的断面和封闭的断面中，冷弯型钢较之热轧型钢更是有着绝对的优势。

1.3冷弯型钢的结构更易于施工

冷弯型钢的节点连接的非常方便，不像热轧型钢那样需要大量的节点板，也不像圆管节点那样需要复杂的连接。另外，冷弯檩条和彩色压型板的连接也比较简单，可以单面进行施工。

1.4冷弯型钢的防腐性能好

冷弯型钢的外表面积小，并且没有锐角，管壁封闭厚，所以它的防腐性能更好，后续的维修费用较低。

2.冷弯型钢的应用

2.1冷弯型钢的应用范围

屋架和天窗的结构可以用冷弯薄壁方矩形管，以宝钢三期24m的耐火材料仓库为例，采用了150×150×5用作上弦，120×80×4用作下弦及竖杆，80×80×4及60×60×4用作腹杆。

屋面围护檩条和墙梁的结构可以采用冷弯内卷边槽钢，规格可根据设计的需要而选择，常用的规格有：

140×60×20×2.5-3 160×70×20×3

150×60×20×2.5-3 160×70×30×3

150×70×20×2.5-3 160×70×20×3

160×60×20×3200×70×20×3

250×70×30×4

屋盖檩条的结构可以采用冷弯“Z”型钢，常用规格有：

160×60×20×2.5-3

160×60×20×2.5-3

檩条支承这部分结构多数采用截面积较大的方矩形管，如350×350×8mm和300×300×8mm等。

2.2冷弯型钢的应用实例

上海缸体工艺技术研究所冷弯型钢厂23000平米的新厂房就使用的该厂自己生产的型钢做柱、屋架和檩条，其屋架用方形冷弯空心型钢为上下弦，檩条用“Z”型钢，屋面、墙面用压型板，采用矿棉保温。

湖北第二汽车制造厂建造的12,15,18,21,24,30m跨厂房效果较好，其一榀15,24m跨距窗屋架重量分别是418,874kg，而一榀15m跨距的钢筋混凝土屋架重量为3100kg，一榀24m跨距的普通型钢屋架重量为2150kg。

上海东方明珠电视塔的钢球（上、下球直径分别为45,50m）用钢结构分层，其桁架上弦为150×150×8mm方管，下弦为150×150×6mm方管，支撑位100×100×6mm方管。

上海锦江饭店附近的办公楼采用美国进口的各种开口镀锌内卷边槽钢，楼面板用冷弯内卷边槽钢上涂发泡的混凝土内加加强纤维，电梯为顶升液压式，以减轻屋顶重量。

3.冷弯型钢的发展

将冷弯型钢应用于建筑结构已经有百余年的历史了，从1838年俄、美、英等国先后就采用压力机活冷拔机生产单件冷弯型钢，1910年美国首创了辊式冷成型工艺并建造了第一套辊式冷成型机组，开始了批量生产冷弯型钢，从此冷弯型钢进入了一个新的发展阶段。

现代的轻钢建筑体系诞生于20世纪20年代，由于汽车工业的发展，最初被用于建造私人车库的简易房屋，在二战期间得到了迅猛发展，一些对施工速度要求很高的战地机库和军营等都采用了轻钢建筑，因此轻钢建筑也得到了很好的发展。

从发达国家轻钢结构的发展历程和中国的发展现状来看，我国将在不久的将来迎来一个轻钢结构大发展的时代。现在人们对居住条件有着不断提高的要求，而一些自然资源的枯竭与贫乏导致了人们对轻钢建筑的不断需求，而我国的钢铁行业也在不断的发展壮大，这给我国发展冷弯型钢建筑提供了良好的条件。冷弯型钢在建筑中的应用给我国的环保节能也做出了极大的贡献，对推动我国钢铁企业的发展起到了重大的意义。

但是，目前我国仍没有统一的标准对冷弯型钢建筑的市场加以规范，各企业之间产品的通用性不强，而且它的配套设施也不是很完善。我国对冷弯型钢材料和建筑体系的研究还不够，许多的技术问题还有待我们的深入研究与解决。■

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