GB 50018 冷弯薄壁型钢结构技术规范要点
GB 50018冷弯薄壁型钢结构技术规范设计施工要点,涵盖截面特性、有效宽度、连接构造与防腐防火等关键内容
材料与截面特性
GB 50018—2015《冷弯薄壁型钢结构技术规范》适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构设计和施工。冷弯薄壁型钢构件由钢板或钢带在常温下经冷加工成型,壁厚一般为1.5~6.0mm。
常用截面形式:C型钢(槽钢)用于檩条、墙梁;Z型钢用于屋面檩条(搭接方便);矩形管、方管用于小跨度框架、支撑;角钢用于连接件、加劲肋。截面尺寸标记方法:C250×75×20×3.0表示腹板高250mm、翼缘宽75mm、卷边长20mm、壁厚3.0mm。
材料指标:结构用钢宜采用Q235、Q355钢。冷弯效应使钢材屈服点提高约10%~20%(随t下降趋势),但伸长率降低。钢材弹性模量E=206000N/mm²,设计强度f值:Q235钢f=205N/mm²(t≤2mm时f=190N/mm²);Q355钢f=300N/mm²(t≤2mm时f=270N/mm²)。
影响宽厚比限值的因素:冷弯薄壁型钢的宽厚比限值远大于热轧型钢。例如,Q235钢材受压翼缘的宽厚比限值b/t=45,Q355时为b/t=37。当宽厚比超过限值时,应采用有效宽度法计算截面承载能力。
有效宽度法与截面设计
有效宽度法(第5.2节):加劲板件、部分加劲板件和非加劲板件的有效宽厚比按规范公式5.2.1-1至5.2.1-4计算。有效宽度be/t与板件宽厚比b/t和应力比有关。当板件全部有效时be=b;当b/t超过限值时,be<b,需扣除中间部分失效区域。
受压构件的稳定性(第5.3节):轴心受压构件应验算强度、稳定性和刚度。稳定系数φ根据相对长细比λ̄=λ/π√(fy/E)按规范表A.1.1-1或表A.1.1-2采用。冷弯薄壁型钢长细比限值:[λ]≤150(受压)、[λ]≤200(受拉)。缀板式格构柱的单肢长细比不应大于40。
受弯构件设计:檩条和墙梁属于受弯构件,需验算抗弯强度、整体稳定和挠度。当屋面板与檩条有可靠连接时,檩条可作为双向受弯构件计算。屋面檩条挠度限值:无吊顶时L/150,有吊顶时L/240。
连接与构造要求
连接方式(第6章):冷弯薄壁型钢的连接普通采用自攻螺钉、拉铆钉、射钉等。自攻螺钉的受剪承载力按δ×d×fu计算(δ为连板总厚度、d为螺钉直径、fu为钢板极限强度),受拉承载力按0.5×d×t×fu计算。螺钉间距:檩条搭接处≥2d,端距≥3d。
檩条搭接:连续檩条的搭接长度不宜小于檩条高度的1.5倍。Z型檩条端部应设抗滑移挡板。搭接段应按双檩条截面复核强度和变形。当采用双层搭接檩条时,搭接长度不宜小于600mm。
支撑系统:屋盖和柱间应设置可靠的支撑系统,以传递水平荷载并保证结构整体稳定。支撑可采用交叉支撑、刚性系杆或门式刚架自身抗侧力。圆钢支撑的预张力宜为杆件拉力的10%~20%,但不小于500N。
防腐与防火
防腐要求(第7章):冷弯薄壁型钢的防腐处理应根据环境类别确定。一般环境可采用热镀锌(镀锌量≥275g/m²)或环氧富锌底漆+聚氨酯面漆。强腐蚀环境应加强防腐措施,镀锌量≥450g/m²,或采用不锈钢。构件表面在涂装前应进行除锈处理,除锈等级St2或Sa2。
防火要求:冷弯薄壁型钢的耐火极限一般仅为1530min。需满足防火等级要求的构件应喷涂防火涂料或采用防火板包覆。防火涂料厚度应根据设计耐火极限和涂料性能通过试验确定,一般0.52.5mm。钢结构防火保护层的设计可参照GB 51249《建筑钢结构防火技术规范》。