冷弯型钢最常用于作为工业与民用建筑的屋架、墙架、墙梁等围护结构,少部分场合也作为承重的主体结构使用。《冷弯型钢结构技术标准》GB/T50018-2025的实施,将会对厂房结构的设计产生哪些影响呢?今天我们一起来看一下。
图1 厂房的围护结构多采用冷弯型钢
《冷弯型钢结构技术标准》GB/T50018-2025的主要修改内容及影响
一、 部分加劲板件稳定系数k值修改
冷弯型钢截面受压受弯时都采用了有效截面进行计算,此次新标准,对于部分加劲板的稳定系数K值进行修正,影响了如卷边C型和卷边Z型等截面的受压翼缘有效宽度计算。经过核算有效截面面积变大,有些案例从有效截面变为了全截面有效,对于计算结果是有利的。
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旧规范 |
新规范 |
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图2 旧新规范对受压构件部分加劲板件稳定系数的计算要求
图3 部分加劲板件位置示意
图4 部分加劲板件K值修改后对有效截面增大
二、 屋面檩条风吸稳定计算
檩条下翼缘没有构造措施保证其稳定性,因此风吸工况下的下翼缘受压稳定验算是一项重要的验算。大多数的厂房屋面檩条计算都默认选取《门规》进行设计,但是对于风吸工况,《门规》9.1.5第3条明确指出应执行冷弯规范。因此,对于檩条的设计,选用《门规》验算时也同时执行了《冷弯》规范。
图5 工具箱简支檩条计算界面
图6 门规9.1.5第3条对于风吸的验算要求
旧《冷弯》规范8.1.2规定的风吸力稳定验算不论屋面板能否阻止上翼缘侧向失稳公式都相同。
图7 旧《冷弯》规范8.1.2对于风吸的验算要求
新标准明确了风吸力下屋面板对上翼缘的约束作用,取消了稳定公式中的My。针对Z型檩条,由于Z型截面腹板平行轴和主轴存在夹角,稳定性公式存在差异,当屋面板不能提供侧向约束时分母中的系数由0.9改为0.72,以考虑My对Z型檩条稳定的不利作用。
屋面檩条算例
图8 C型简支檩条参数设置
三、 受弯构件腹板平均剪应力以及同时承受弯矩和剪力的验算
当冷弯型钢作为主体构件时,应按照主构件进行构件验算,而不再套用围护结构设计方法。新标准对主体构件的受弯新增了平均剪应力及同时承受弯矩和剪力的验算要求。
图9 新《冷弯》腹板平均剪应力的验算要求
图10 新《冷弯》同时承受弯矩和剪力的验算要求
简支梁受弯算例
下面以一段简支梁的算例来说明受弯新增的验算项对设计的影响:
钢梁钢材:Q345
梁跨度(m):4.000
梁平面外计算长度(m):2.000
钢梁截面:冷弯薄壁卷边槽钢:C300X80X20X2.0
图11 简支梁算例参数设置
结论:
1、与有效截面相关的强度稳定验算发生了改变。
2、在新规范新增的两项验算还需要核对是否满足。
四、 压弯构件面内稳定验算修改Q390抗力分项系数
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旧规范 |
新规范 |
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图8 压弯构件面内稳定算例
新标准中对牌号为Q390的钢材,其冷弯型钢结构的抗力分项系数取1.125,其余牌号钢材取值与旧规范一致。
采用Q390材料的冷弯柱构件的算例,表明原来平面内不满足的构件按照新标准验算满足,说明此次修改对计算结果是有利的。
五、总结
新标准执行后,对于常用冷弯型钢设计
1、带有部分加劲板的有效截面计算结果放大,对设计有利。
2、Q390抗力分项系数的修改对计算结果是有利的。
3、屋面檩条风吸稳定计算修改会造成稳定应力比增大,可能会出现原来计算满足的截面出现超限的情况,需要注意。
4、受弯构件新增的平均剪应力,同时承受弯矩M和剪力V时验算需要注意是否满足要求。
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钢结构工程
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