冷弯薄壁C型钢的连接方式及应用

冷弯C型钢(cold-formedsteel，是指钢片、钢板或扁钢由辊压、冲压、弯折而成的各种截面形式的型钢。冷轧成型，，而且不损伤涂层，是大批量生产常用的方式。冷弯C型钢通过改变截面形状用相对较少材料承受较大的外载，统计资料表明，同样面积的冷弯C型钢与热轧型钢相比，其回转半径可增大50%以上，其惯性矩及面积矩可增大50%~180%，所以被称为截面型钢。应用冷弯C型钢尤其是用冷弯薄壁C型钢来做承重结构经济效益明显，冷弯薄壁C型钢结构体系具有巨大的发展潜力，广阔的发展前景，并已为越来越多的钢结构建筑方面的人士所推崇。

冷弯C型钢发展的历史已有100，但发展在近50年。在19世纪俄罗斯的工匠已用弯折的方法制造冷弯C型钢，由于板带产量少而贵，冷弯C型钢的生产几乎没有什么发展。到20世纪初，美国生产了第 一台辊式冷弯机组，从此冷弯C型钢进入工业化生产阶段，到20世纪60年代有了较快发展。如今，世界上冷弯C型钢生产的大国主要是美国、日本和俄罗斯。我国第 一台化辊式冷弯成型机组于1958年10月投产，但时起时落，直到90年代才有较大发展。

我国建筑业应用冷弯C型钢始于20世纪50年代60年代在上海等地兴建了扩甘轻钢房屋试点工程，70年代在湖北十堰二汽近20X104m2厂房屋架采用了管形冷弯C型钢屋架，1984年在河北建成18m跨度的仓库，1990年在河北万年煤矿建成的36m跨度的设备棚，20世纪90年代，上海的东方明珠电视塔的钢结构球体，宝钢三期工程中大量使用了冷弯C型钢。90年代初从引进的轻钢房屋，以其自重轻、建造快、、外型美等优点，在沿海经济发达省份获得发展，90年代后期，压型钢板类的拱形波纹屋顶在我国普遍应用。

21世纪，冷弯薄壁C型钢成型设备结构在我国市场出现了百花齐放的局面，主要体系有北京华丽联合集团公司的轻型钢结构ASA板镶嵌式集成节能建筑体系，北新集团的北新薄板钢骨住宅体系，上海的博思格建筑系统，上海现代房产的MB-1轻钢轻板低层装配式住宅，上海绿筑住宅系统科技有限公司的绿筑住宅建筑体系(LGS)，上海同基钢结构技术有限公司的B.U.B.体系，青岛迈华公司及安徽贝斯特引进加拿大的“无比钢(websteel)结构体系，北京银河金属屋顶成型技术研究所的银河金属拱型波纹屋顶结构体系，山东万事达集团的鹰式轻钢结构体系(YingSteel)。虽然各企业的对其冷弯C型钢结构体系的称谓有所不同，但总的来看，分为冷弯薄壁C型钢龙骨体系、冷弯薄壁C型钢小桁架体系、薄壁褶皱拱桥屋面体系和垫板式组合结构体系，其相应的连接方式分别为：自攻螺钉连接、焊接、机械锁边和螺栓连接。

(1)冷弯薄壁C型钢龙骨体系

该体系起源于欧美，在日本了进一步的研究和，使之成为二十一世纪人类居住环境的理想产品。该体系以冷弯薄壁C型钢密梁密柱和轻型板材如石膏板、oss板、彩钢板等共同作为承重和维护结构。其型钢采用1.6mm以下的高强冷弯薄壁镀锌钢材，连接均采用镀锌自攻螺钉，这样即使裸露在大气中也不会因风吹、雨淋、口晒的侵蚀而受损，因此使用寿命可达之久。我国自2002年9月引进日本技术以后，一直致力于技术的国产化研究，近几年来经过大量的结构试验和理论分析，已基本实现了结构技术、材料的国产化，并建立了与现相关规范、法规相协调的标准一《薄板钢骨建筑体系技术规程》。

(2)冷弯薄壁C型钢小桁架体系

冷弯薄壁C型钢小桁架体系技术主要来源于加拿大轻钢建筑体系，在欧美已应用，并在多国拥有发明(包括在我国)，是一项成熟的建筑结构体系，非常适合住宅产业化发展方向。该技术体系的主体是小型桁架，桁架是由镀锌冷弯高频焊接的轻型薄壁方管(矩形管)和三角形的V型连接件构成。这种小桁架可用于建造建筑物的墙、梁和楼板等骨架，形成完整的荷载传递系统，在骨架的外面附以成型的墙板和楼面板，从而建成整体的建筑物。

(3)薄壁褶皱拱桥屋面体系

薄壁褶皱拱桥屋面体系，也称为金属拱型波纹屋盖或无梁拱屋盖，产生于19世纪80年代，20世纪80年代在全世界范围内普及推广，其较显著的特征是安装(安装时由于机械锁边，连接不需焊接且该板为板材合一，不需凛条和屋架)、重量轻(自重为0.12-0.25kN/m2、地震作用小。但到目前为止，世界上(包括我国在内)还没有形成普遍认可的设计方法，没有可供操作的技术标准，很多工程质量得不到，这种结构的工程事故时有发生。

(4)冷弯C型钢垫板式组合体系

冷弯C型钢垫板式组合体系与一般门式刚架轻型房屋钢结构体系非常相似，主要承重结构是平面门式刚架，其梁、柱一般采用双拼C型或四个C型钢组成的I及T型截面，型钢预先钻孔使用螺栓连接，柱间布置支撑结构的整体稳定性，为我国山东万事达集团的鹰式钢结构照片，适用范围为单跨跨度20米以内，檐高8米以内，无吊车的厂房、仓库等。