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冷弯型钢在建筑工程中的应用

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-11-12 16:38:00【

  冷弯型钢一般是用钢带或钢板为原料,在常温下经辊弯或模压成型,是带钢或钢板的深加工产品,是一种高效、经济型材。按其生产成型方式分为:辊式冷弯成型,弯折成型,拉拔成型。其中辊式冷弯成型具有生产效率高,产品质量好,对材料的性能影响小,易于实现生产自动化,可生产闭口、开口型钢及各种断面的异型材。适合大规模化生产作业,代表了生产冷弯型钢先进性、合理性,是冷弯型钢生产的一种发展方向。适合制作冷弯型钢的材质品种繁多,原料来源丰富。有普通碳素钢,如Q215,Q235。低合金钢如Q345,Q390等。优质结构钢,如10#、20#钢及不锈钢等。另外还有各钢厂研制开发的新钢种,如武钢集团公司研制的高性能耐火耐候建筑用钢WGJ510C2,耐大气腐蚀钢,汽车大梁用钢WL510等。冷弯型钢产品可按照响应的标准组织生产、执行,如国家标准GB/T6723-86《通用冷弯开口型钢尺寸,外形,重量及允许偏差》,GB/T6728-2002《结构用冷弯空心型钢》,GB/T6725-2002《冷弯型钢》及日本标准JISG3466-1988《一般结构用方、矩形钢管》,JSSⅡ10-1988《冷弯方矩钢管》,欧盟标准EN10219-2—1997《非合金及细晶粒钢的冷成形焊接空心型材第2部分:尺寸、偏差和截面特性》,也可按用户与生产厂商定的技术条件组织生产。

  冷弯型钢的用途十分广泛,可用于建筑工程、车辆(铁路、汽车等)制造、矿井建设、桥梁建设、电力建设等,其中建筑工程是冷弯型钢的第一大用户,冷弯型钢用于建筑工程的主要是结构用的方形、矩形钢管及圆管和各种断面的开口冷弯型钢。被广泛应用于承重骨架和构件,如冷弯方、矩形钢管,圆管用于制作梁或柱;方、矩形钢管和开口型钢配套制作单体构件、配件,如屋架、钢架、檀条、支撑平台、楼梯、门窗及管道等。据资料表明,在发达国家中,如日本,冷弯型钢使用量占钢材总量5%左右,建筑行业使用冷弯型钢占冷弯型钢总量达到70%。在国内,冷弯型钢使用量仅占钢材总量的1%左右,建筑行业使用冷弯型的数量不大。近年来,随着建筑技术的进步和冷弯型钢的发展,冷弯型钢已应用到房屋结构,工程钢结构中,冷弯型钢在建筑业中的用量在逐渐增加。

  冷弯型钢的特点

  冷弯型钢带钢或钢板的深加工产品,同其他型材(如热轧型钢)相比具有很多的优越性。

  1、任意的断面形状

  辊式冷弯成型的冷弯型钢断面形状具有很大的灵活性,断面形状和尺寸可以按使用的需要结合生产加工工艺的特点进行设计和制造,可最大限度地满足用户的要求合理的断面形状,可生产出材料分布最合理的各种断面型材。常用的断面形状有:圆形、方形和矩形,及其它异形闭口型钢。开口型钢有角钢,槽形钢(内/外卷边槽钢),Z形钢(卷边Z型钢)及一些较复杂断面型钢。冷弯型钢用于建筑,主要借助于优化截面形状而不是单纯依赖改变材质或增加材料的用量来提高材料的性能和用途。

  2、任意长度

  辊式冷弯型钢生产是连续进行的,一般都在生产线上安装了数控飞锯机,用工业计算机全数字控制,能随时调整产品定尺长度并跟踪锯切。定尺长度准确(定尺长度偏差可控制在0~30mm以内,精确可控制在0~6mm以内),可满足需要的多个定尺长度。

  3、表面质量,尺寸精度高

  辊式冷弯成型的型钢主要是以钢带为原料,经辊压成型后其表面光洁,尺寸精度高,截面形状均匀一致,外形美观,截面的金属分布均匀、合理。

  4、同热轧型钢相比具有单位长度的重量轻

  冷弯型钢在同一截面的厚度一样,断面均匀一致,断面的性能得到充分的发挥,在承载能力(抗弯模量)相同的情况下,冷弯成型同热轧型钢相比具有单位长度的重量轻,可减少用钢量,节约钢材。如8#热轧槽钢同冷弯槽钢100×50×4.0规格比较如表1。

 

名称 规格(mm) 抗弯摸量(cm3) 理论重量(kg/m) 重量减轻(%)
热轧槽钢 8#:80×40×4.5 22.4 7.05   18%
冷弯槽钢 100×50×4.0   22.2  5.79


  使用冷弯型钢可节约钢材20%左右,可获得较大的经济效益。冷弯型钢是一种高效,经济断面型材。

  5、冷弯型钢具有冷作硬化现象

  冷弯型钢属冷加工产品,带钢在成型过程中的变形是冷变形,变形过程也伴随冷作硬化。一方面,材料的强度因冷作硬化而提高,可提高构件承载能力,另一方面,材料的塑性和冲击韧性也有所降低,对材料的性能不利。

  6、能源消耗少、对环境的污染少

  冷弯型钢是在常温状态下进行加工的,其生产过程中的能源消耗低于热轧型钢生产中的能耗。生产过程中没有热加工等工序,对环境的污染也较少。

  冷弯型钢在建筑工程中推广应用的几个问题

  冷弯型钢在建筑行业的推广,应用,有以下几个方面问题需要共同完善,解决。

  1、品种、材质方面

  产品的品种,钢材材质还不够齐全,不能完全满足建筑工程需要。在品种,规格方面,一些大断面,厚壁的(如边长大于500mm,厚度大于14mm的方、矩形钢管)目前国内还没有生产,不能给建筑工程配套供应,(对于一些大断面,厚壁方、矩形钢管也可采用两根冷弯槽形钢对扣拼焊,如500×500×14mm的方形钢管可用两根同等长度的500×250×14mm的冷弯槽形钢对扣拼焊形成)。在材质方面,一些要求有高强度、高延伸率及综合性能优良的材料还要进一步研究,开发,以满足建筑工程特殊的需要。

  2、设计规范和标准不够完善

  冷弯型钢在国内建筑业和钢结构中的应用处于起步阶段,有关的设计规范和标准还不够完善和全面。目前国内有冷弯薄壁型钢(厚度不超过6mm)的技术规范-《冷弯薄壁型钢结构技术规范》,对于厚度大于6mm的冷弯型钢在设计过程中就没有相应的设计规范,同时工程设计手册中还没有完全地将冷弯型钢归纳进来,不便于设计选型,制约了冷弯型钢在建筑工程中的推广的应用。

  3、冷弯行业宣传力度不够

  冷弯型钢生产厂和行业部门与一些设计院所,施工等建筑行业单位的宣传、沟通力度不够,有关设计人员在设计选用冷弯型钢时,对冷弯型钢的认识还不够全面、深入,也不利于冷弯型钢的推广,应用。冷弯型钢生产厂和行业部门要加大对冷弯型钢的宣传力度,以便有更多的人认识、了解冷弯型钢。

  结束语

  冷弯型钢作为带钢或钢板的深加工产品,是一种经济,高效的断面型材,材质、品种繁多,具有诸多优良的特点,是国家大力推广的新型材料,是建筑工程的较理想选用型材,随着我国经济建设的快速发展和人们逐步对冷弯型钢的认识及相关规范的完善,冷弯型钢在国民经济建设中的应用,特别是在建筑工程中的应用将会大展身手,越来越普及。