內(nèi)外涂塑鋼管應(yīng)縱向延伸彎曲線,彎曲處的金屬應(yīng)堆積加厚,這是空彎的壓縮/加厚效應(yīng)。
1) 空彎法的優(yōu)點是不能彎曲時可以彎曲邊緣長度,如內(nèi)外涂塑鋼管上下同步彎曲修邊,也可以彎曲R≥0.2T內(nèi)角不損壞管壁。
2) 空氣彎曲的缺點是,內(nèi)外涂塑鋼管在上/側(cè)同時彎曲時,由于上下輥產(chǎn)生的壓力,成形力容易超過臨界點,導(dǎo)致邊凹不穩(wěn)定,也會影響機(jī)組的穩(wěn)定運行和成形質(zhì)量。這也是內(nèi)外涂塑鋼管和圓管空白彎曲成型的不同特點。
目前,中國建設(shè)部已在工業(yè)和民用建筑中建設(shè)了部分鋼結(jié)構(gòu)試驗樓,如2002年在天津建設(shè)的兩座鋼結(jié)構(gòu)示范樓。本工程采用鋼梁框架-鋼骨混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系,總面積8萬m2,主體11層。一根是圓管,另一根是方鋼管,厚度350×350mm,程度隨地板而變化,1-3層為16層mm,4-6層為14mm,7-9層為12mm,10-11層為10mm。鋼管內(nèi)澆筑C40混凝土。梁為焊接工字鋼,規(guī)格為350×200×10×18mm,底板為高強度螺旋肋鋼筋預(yù)應(yīng)力組合板。當(dāng)時國內(nèi)沒有廠家生產(chǎn)出這么大直徑的塑料涂層鋼管,工程中使用的方形鋼管是四塊鋼板焊接而成的箱柱。
建設(shè)部的兩個鋼結(jié)構(gòu)示范住宅項目為冷彎型鋼(主要是內(nèi)外涂層塑料管)在鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)用提供了兩個啟示。

首先,大型內(nèi)外涂塑鋼管有很大的市場空間,合理的鋼結(jié)構(gòu)住宅樓層數(shù)為10層×18層,層結(jié)構(gòu)對冷彎內(nèi)外涂塑鋼管的規(guī)格也有一定的要求。

其次,方形鋼管比圓形鋼管有明顯的優(yōu)勢,原因有三:
首先,具有相同邊長和直徑的方形和圓管具有良好的承載力和抗震性能。根據(jù)天津一所大學(xué)對三層兩跨塑料鋼管和圓管混凝土柱框架的試驗,內(nèi)外塑料鋼管柱的邊長為150 mm,直徑為150的圓管 mm。試驗結(jié)果表明,前者的屈服承載力和極限承載力比后者高80%,抗震性能指標(biāo)約為后者的兩倍。
二是內(nèi)外涂塑鋼管施工更方便。鋼結(jié)構(gòu)住宅的圓鋼管混凝土柱一般需要進(jìn)一步施工,圓截面改為方形。
第三,圓管混凝土柱與梁的連接難以處理。冷彎矩形管將在我國未來鋼結(jié)構(gòu)市場占有重要份額。
在實際應(yīng)用中,這兩種基本方法應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品內(nèi)外塑料鋼管成型過程的需要安排在合理的工藝位置。應(yīng)注意固體彎曲成型的拉伸/減薄效應(yīng)和空彎曲成型的壓縮/增厚效應(yīng)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,否則成品鋼管的側(cè)凹和縱向翹曲將難以矯直。
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