冷彎薄壁型鋼采用的設(shè)計(jì)規(guī)范是GB50018-2002 (2003年01月01日起實(shí)施),熱軋型鋼采用的設(shè)計(jì)規(guī)范是GB50017-2003(2003年12月01日起實(shí)施)。之所以冷彎薄壁型鋼要單獨(dú)出設(shè)計(jì)規(guī)范,主要還是因?yàn)樗鼈冊谛阅苌嫌休^大的差別。
1、由于生產(chǎn)方式不同,冷彎型鋼由冷彎形成殘余應(yīng)力,熱軋型鋼同焊接和溫度變化形成殘余應(yīng)力。截面殘余應(yīng)力大小及分布不一樣。
2、冷彎型鋼截面材性在冷彎后發(fā)生變化,彎角處出現(xiàn)冷彎效應(yīng),即強(qiáng)度提高,塑性降低;平板部分強(qiáng)度亦有提高,設(shè)計(jì)時(shí)可利用冷彎后強(qiáng)度提高值。
3、冷彎型鋼截面板件寬厚比大,設(shè)計(jì)中不限制板件寬厚比,允許局部屈曲并利用板件屈曲后強(qiáng)度;熱軋型鋼結(jié)構(gòu)不允許出現(xiàn)局部屈曲,限制截面板件寬厚比。冷彎型鋼構(gòu)件利用截面板件局部屈曲后強(qiáng)度,采用有效截面考慮局部屈曲對整體屈曲的響。而熱軋型鋼在構(gòu)件整體屈曲之前不允許出現(xiàn)截面板件的局部屈曲,方法是限制板件的寬厚比或設(shè)置加勁肋等。
4、冷彎型鋼一般單軸對稱開口截面較多,截面抗扭性能弱。由于單軸對稱截面一般形心與剪心不重合,若荷載不通過剪心,壓桿常彎扭屈曲起控制;橫向受彎構(gòu)件出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),產(chǎn)生雙力矩。
5、壓桿失穩(wěn)模式有不同。整體屈曲模式二者基本相同,有彎曲屈曲、彎扭屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲。但局部屈曲熱軋型鋼不出現(xiàn),冷彎型鋼有兩種局部屈曲模式:局部屈曲、畸變屈曲。
6、冷彎型鋼集中力作用下易出現(xiàn)腹板承壓折曲。熱軋型鋼一般不會(huì)出現(xiàn)。
7、冷彎型鋼構(gòu)件和熱軋型鋼在連接方式上的不同。熱軋型鋼構(gòu)件中主要是焊接和高強(qiáng)螺栓連接,而冷彎型鋼構(gòu)件焊接用的較少(損壞涂鋅層),焊接薄板需要焊接技術(shù)高。它特有的焊接型式如啦叭焊和電阻點(diǎn)焊等。冷彎型鋼有時(shí)也用螺栓連接,但破壞模式與熱軋型鋼不同。因冷彎型鋼板薄常為板件承壓破壞,而不是螺栓剪切破壞。冷彎型鋼現(xiàn)主要采用自攻自鉆螺釘連接、拉鉚釘、射釘連接等新連接方法。冷彎型鋼構(gòu)件之間還采用機(jī)械連接(咬合、扣合)無連接件連接。
8、對于冷彎型鋼壁薄,GB50018-2002規(guī)范規(guī)定構(gòu)件截面計(jì)算不計(jì)塑性發(fā)展,以邊緣屈服為準(zhǔn)則;而熱軋型鋼截面可考慮部分塑性發(fā)展。此外,冷彎型鋼構(gòu)件截面特性可采用線性法計(jì)算。
9、冷彎型鋼生產(chǎn)設(shè)備簡單,投資少,冷軋機(jī)更換軋輥即出新產(chǎn)品,種類繁多;熱軋型鋼生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜,投資大,熱軋機(jī)不能更動(dòng)軋輥,產(chǎn)品單一,只生產(chǎn)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)截面。