近年来,冷弯方矩管在国内外建筑业中逐渐被广泛应用,作为屋架、檩条、桁架、刚架、墙架、龙骨、屋面板、墙板、楼板、门窗乃至容器、管道、围堰、钢板桩、防波堤等。冷弯型方矩管组合而成的网壳、货架、单层和多层房屋也得到了很快的发展,从机场到大型购物中心,从写字楼到体育场,从会议中心到居民住宅,冷弯方矩管都是广泛应用的建筑设计材料。
在发达国家,建筑业是冷弯方矩管的第一大用户,建筑业的冷弯方矩管用量占建筑业用冷弯型材总量的50%以上。从结构力学和经济角度,冷弯方矩管、冷弯型钢和H型钢结合应用于建筑业是最佳组合,可以实现工业厂房和民用住宅建设工厂化。例如在美国,椐有关调查资料显示,冷弯方矩形管和热轧H型钢在建筑业中的用量约为1:1的关系,在二十世纪九十年代,建筑钢结构所用冷弯型钢的比例甚至超过热轧H型钢的用量。其中,冷弯结构焊管约占建筑钢结构用钢量的25%,各种开口冷弯型钢在建筑钢结构用钢量中的比例也在20%以上。
另外在日本,80年以前日本仅生产200mm×200mm以下的方矩形管及少量的开口冷弯型钢,日本钢结构住宅中立柱均采用H型钢。84年日本仙台地震后,通过对仙台地震中遭到破坏的钢结构住宅的研究发现,立柱和横梁之间的焊缝易裂开,原因是受H型钢外形结构特点的限制,用H型钢和H型钢对焊,焊缝太少。因此,日本84年以后通过修改建筑法,规定日本的钢结构住宅立柱必须采用方矩管,以增大焊缝的长度,从而提高住宅的抗震性。
而在我国的工民建筑中,多年以来一直采用钢筋混凝土,工程施工周期长、污染大。不过,随着冷弯方矩管在建筑钢结构应用上的普及,冷弯方矩管生产的规格也随之增大,目前方矩管最大规格已达到550mm×550mm,最大壁厚为22mm。目前市场需求量最大的钢管规格为200mm×200mm~400mm×400mm,这些规格的冷弯方矩管覆盖了钢结构用方、矩型管总量的80%以上,其它规格的产品占市场份额的不到10%。
冷弯方矩管应用于建筑行业,优势主要有四点:
(一)方矩管施工更方便,钢结构住宅的圆管砼柱一般还需进一步施工,将圆型截面改为方型;
(二)采用圆管砼柱,与梁的连接较难处理,而方矩管就能很好地处理这个问题;
(三)同样边长和直径的方、圆管,方管的承载力和抗震性能更佳。根据试验,方管柱边长150mm,圆管直径150mm,结果前者抗侧力屈服承载力和极限承载力较后者高出80%,抗震性能指标约为后者的两倍;
(四)大规格冷弯方矩管市场空间较大,钢结构住宅的合理层数为10~18层,这样的中高层结构也对冷弯方矩管的规格有一定要求。 |