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    冷彎薄壁C型鋼雙向偏心受壓構件穩定性能研究

    發布者:鑫諾壓瓦機 發布時間:2019-08-26 16:33
    ?冷彎薄壁型鋼是由鋼帶或鋼板為原料,在常溫下,通常采用輥彎成型或冷拔成型的方法的各種斷面形狀的型材。

    冷彎薄壁型鋼是由鋼帶或鋼板為原料,在常溫下,通常采用輥彎成型或冷拔成型的方法的各種斷面形狀的型材。冷彎薄壁型鋼由于其冷加工方式的緣故,在其截面彎角部分會產生較強的冷彎效應,該效應使得彎角處的材料屈服強度提高,塑性性能降低,且在該處存在較大的殘余應力。與同樣截面積的熱軋型鋼相比,冷彎型鋼回轉半徑可增大50%以上,其慣性矩可增加50%-180%左右。與熱軋型鋼鋼構件相比,冷彎型鋼構件還具有好的強度自重比、截面形式靈活多樣且易于加工成型等優點,近年來廣泛應用。

    由于冷彎薄壁型鋼構件厚度較薄,相關板件寬厚比較大,且截面形式大多開口、半開口,使得構件受力破壞形式多表現為板件或者板組的失穩,薄壁構件失穩也成為了結構喪失承載力的主要原因。穩定性問題在冷彎薄壁型鋼結構構件設計中需要考慮,設計規范中有關構件計算的規定也常和穩定性問題相關。過去,冷彎薄壁型鋼多用于屋面板、擦條、立柱、門窗、儲物架等次要受力構件和圍護結構,隨著工藝和技術的革新,很多將冷彎薄壁型鋼作為主要承重構件應用到單、多層住宅以及別墅建筑中,形成了冷彎薄壁型鋼結構體系。目前,冷彎薄壁型鋼的材料朝著高強、超薄的方向發展,且出現了許多新的截面形式,使得冷彎薄壁型鋼結構變得輕質。在的實際工程中己經出現了厚度小于1mm,屈服強度達550Mpa的高強冷彎薄壁型鋼,這些截面形式和鋼材屈服強度的變化給構件的穩定設計帶來了許多新的挑戰,現有規范己不能滿足這些設計需求,因此提出與之相適應的設計方法是當前面臨的重要問題。

    冷彎薄壁型鋼結構構件在受力過程中,當板件上的壓應力達到局部屈曲的彈性臨界應力時,板件會發生出平面的凸曲現象,根據薄板的屈曲理論可知,板件在一個方向發生凸曲時,在與之垂直的另一個方向會產生薄膜拉應力,薄膜拉應力能夠增強板件受壓方向的剛度,因此當板件達到彈性局部屈曲臨界壓應力時,構件發生局部屈曲后并不會馬上破壞,板件中壓應力發生重分布,直到邊緣應力達到鋼材屈服點應力重分布才停止,這就是受壓板件屈曲后強度的由來,受壓板件板寬度方向應力分布的變化過程。當所加荷載較小時,應力呈均勻分布狀態;隨著所加荷載的增大,由于薄膜應力的影響,應力分布不再保持均勻分布,兩邊應力大,中部應力??;隨著所加荷載的繼續增大,板件的邊緣壓應力超過板件屈曲應力而達到材料屈服應力,板件達到了其承載力。因此研究人員在大量的試驗研究基礎上提出了一種等效處理方法(寬度法),截面法便是以寬度法為基礎發展起來的。

    C型鋼壓瓦機是一套軋輥可生產多種規格C型檁條成品的單卷成型機組。該機主要由被動裝料架、整平裝置、沖孔裝置、成型后切斷裝置、液壓站、電腦控制系統等。改進過程分四步完成。

    一步改進,加一臺打邊孔的液壓沖孔設備,一次同時沖四個孔,飛鋸從中間切斷,這樣就形成了相鄰兩段C型鋼的頭、尾各兩個邊孔。

    二步改進,針對新型C型鋼要求在型材中部打出雙孔的要求,將邊孔4孔沖孔模具改為2孔模具,修改打邊孔的程序,使得邊孔沖壓設備能夠在中部打出雙孔,并且孔距由用戶設定,較大可以打8組雙孔。

    三步改進,再增加一臺打中孔的設備,在帶鋼壓制過程中按用戶設定的間距沖出中孔,較大可以打16個中孔。

    四步改進,增加長度測量裝置和飛鋸,當壓制長度達到設定的長度時飛鋸動作,自動切斷型材。 

    從冷彎薄壁型鋼目前的發展趨勢來看,截面形式越來越復雜,材料強度越來越高,板件厚度越來越薄,構件越來越多的發生以畸變屈曲破壞為主,截面法己明顯無法適用于這些新形式下的構件設計。


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