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    【图片】国外彩钢压瓦机成型理论的发展 彩钢压瓦机轻钢建筑发展的几个问题

    发布时间 : 2017-11-28

    来源:http://www.btjbywj.com/news/333.html

    南皮县京泊压瓦机厂是一家专业的、双层840-828型彩钢琉璃瓦设备公司,在上篇文章中我们了解了压瓦机,今天我们就为大家讲解一下国外彩钢压瓦机成型理论的发展 彩钢压瓦机轻钢建筑发展的几个问题;

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      过去,冷弯型钢的成型技术大多靠实际生产过程中的经验积累,并没有过多的理论研究。随着冷弯型钢在各个领域的广泛应用,各国都意识到冷弯型钢的发展潜力,所以各国都大量投入资金和精力,研究和发展彩钢压瓦机及冷弯成型技术。

      国外冷弯薄壁型钢的计算理论研究起始于美国,1939年美国的钢铁研究院(AISI)出资在康奈尔大学(CornellUniversity)由乔治·温特(GeorgeWinter)教授领头对冷弯薄壁型钢的设计理论进行了研究,并做了大量实验。温特教授通过大量实验从Bryan's基于小变形理论的方程和大挠度理论即VonKarman微分方程得到了一个关于冷弯薄壁型钢屈曲计算的经验方法。但当时还是主要通过大量实验数据的积累来得到经验公式,形成的理论在实际生产中的指导作用并不很大。

      近年来,随着彩钢压瓦机成型理论研究的逐渐展开,冷弯成型理论的指导作用也受到了重视。日本东京大学木内学提出了用形状函数来描述冷弯过程中变形区曲面形状的方法,并通过优化变形功的方法来确定冷弯变形空间曲面。英国KingT.E..和PowellI.J.等人提出了根据塑性增量理论及残余应力理论,从数学上确定成型过程的应力应变的ORTIC(Oplinised Roll forming 

      Technology Imperfections Calculated)设计方法,通过该方法可以计算型材的几何形状、带宽、轧件变形图、残余应力引起的理论缺陷、弯曲角、轧辊轴的负荷及变形所需的机组功率、轧辊的辊形等,对实际生产起到了很好的指导作用。另外,各国学者也针对一些简单断面彩钢压瓦机冷弯型钢的变形进行了专门的研究,并提出了一些冷弯变形过程中的应力应变表达式彩钢压瓦机,国外彩钢压瓦机成型理论的发展在生产中也有广泛的应用。

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      彩钢压瓦机轻钢建筑具有优良的综合技术经济性能,主要表现在以下几个方面:

      (1)布局灵活。利用型钢优良的承载性能,可以灵活布置大开间、大跨度或大柱距的建筑平面;非承重墙体的设计容许灵活布置室内分区和设置全部或局部敞开区。

      (2)设计制造安装周期短。现代轻钢建筑的设计、制造和安装鼎承预工程化(Pre-en-gineered)的思想,借重网络计算机技术和工业化生产手段,具有极高的效率和精确度。优秀的结构设计软件容许设计师按用户定制的概念设计产品,轻钢结构的每一个部件都被细化到基本单元并适当地标准化,大量预先设计的标准建筑的数据以专家库的形式出现,总能为设计师提出恰当的建议,优化设计也是可以进行的。结构设计、详图设计、计算机模拟安装、工厂制造、工地安装是以小时间差同步进行的,结构不同部分的电子文件、电子指令、加工图、安装图依次流过以上环节后,项目就完工了。项目周期短将极大地减少投资融资成本使业主在享受回报上具备很大的优势。

      (3)自重轻。其结果是省材料,对基础要求低,造价相对低廉,安装方便。

      另外,彩钢压瓦机轻钢建筑外型设计和彩钢板的色彩选择自由,造型美观;适宜大批量生产,工业化、商品化程度高,适用性广;彩钢面板维护简便,费用低;污染小,钢材可回收利用等也是极具竞争力的优点。

      一、成套技术国产化

      1、材料与工艺

      材料一直是制约我国钢结发展构彩钢压瓦机轻钢建筑发展的几个问题国产化进程的一个重要环节,在轻钢建筑领域尤其如此。我国主要的轻钢建筑用低合金钢种在力学性能方面与西方各国采用的主要钢种差别很小,但在作为原材料供应、在结构领域广泛应用的热轧H和T型钢的生产方面则落后于国外。尽管H型钢的截面形式和材料分布不如焊接工字型钢灵活与合理,且不能采用变截面形式,但可节省昂贵的加工费用。目前,国内焊接工字型钢的加工费用与材料费大约相等。T型钢可取代桁架/托架中的双角钢T形截面杆件,节约节点连接板,且避免双角钢拼接缝不好维护,容易锈蚀的弱点。目前,马鞍山钢铁有限公司和鞍山第一轧钢厂均已引进热轧H型钢生产线,上海宝钢则已可生产高频焊接工字钢,其可作为普通三板焊接工字钢和热轧H型钢的替代品。

      彩钢压瓦机冷弯薄壁型钢和压型钢板是抗弯性能与抗整体失稳性能俱佳的高效截面钢材,其原材料是卷状薄钢板,国内的产品与国外的差距较大,尤其是在钢板的防锈镀铝锌工艺和彩钢板的防腐涂层材料和工艺方面更为明显。在耐候钢的开发方面,国内产品成本过高,且在具备同等耐候能力的焊缝金属和焊接工艺的发展方面明显滞后。国外在工字钢生产上已普遍采用单面焊接工艺,国内仍以双面焊为主,这对于腹板较薄的构件将很困难。

      2、结构设计技术问题

      在参考国外的经验、规范的同时,应立足结合国内实际情况,开展相关理论研究、实验研究、经验总结和规范的编制与完善,以下课题值得关注:(1)轻钢建筑的新体系、新布置、新构造措施研究。(2)轻钢住宅建筑的开发。(3)轻钢建筑的结构计算理论,如主结构的精确有限元建模与非线性分析,构件的整体与局部稳定性分析,结构荷载分析,结构抗风、抗震分析,面板蒙皮效应分析,结构热荷载分析,半弹性节点实验研究,杆件长度系数研究,支撑抗剪性能研究,节点连接计算,结构变形限制与控制等等。

      在结构设计技术领域,自有版权软件的开发,国外软件的汉化、国标化、完善化尤显重要,当前国内主要使用的轻钢结构设计软件为引进的STAADⅢ/Pro系列,另外还有一些通用结构分析软件如SAP.x系列,AN-SYS等等,国内的软件主要是PKPM系列。

      较大型的外资公司则享有非商业化的较完善的专用软件,在较小工作量的人工干预下,可满足中国标准的要求,从而在设计方面占有优势。但现有软件本身都不能同时解决(1)同时完成主结构、次结构、排版、附件配置、材料统计等设计与构造工作;(2)完美地符合中国标准这两方面的问题。

      二、轻钢建筑综合经济效益评价指标

      当前国内轻钢建筑上部结构造价在总体上尚略高于传统的砖、混结构,这是影响部分业主或投资者选用的一个原因。实际上只关注这一点是片面的,上部结构造价占工程总投资的比例很小,其采用不同建筑形式引入的差价则更小。不应以此单一因素为结构材料选择的决定性因素。按现代的观点,轻钢建筑综合经济效益评价指标至少要包含以下方面:总投资成本、投资回报期、建筑的适用性、环保因素、人文社会环境因素等。

      这里特别讨论轻钢建筑结构的防火问题。钢结构防火主要采用防火涂料、发泡防火漆、外包防火层(较少使用)等措施,本质上是一种火险发生后避免因建筑主结构破坏而引起重大财物损失的措施。国外主要使用厚涂型不燃性无机涂层,时效厚度指标可达4h/50mm,国内偏向于使用厚度3~7mm的薄涂型防火漆,耐火时效0.5~1.5h。当前的防火成本过高,效果却不很理想。有必要就因强制性的防火标准的实施而导致的整个轻钢建筑市场的成本增加量与平均火灾率下的总损失量进行统计分析和比较。若后者较小,对通常的轻钢建筑不宜做严格的要求,可以在选材上适当考虑,如尽量采用不燃性隔热保温或装饰产品,选用具备一定阻燃性能的防腐涂层等,同时要求业主采取严格的防火安全管理措施。另外,可按防火成本的一定比例向业主收缴费用以成立火灾补偿基金,既可降低总成本,又能风险分担,比较合理。

      三、轻钢住宅建筑的开发问题

      彩钢压瓦机轻钢建筑主要占据的是多、低层非居住建筑市场,有必要开发多层轻钢住宅建筑,实现我国住宅建设的工业化、产业化。多层住宅轻钢建筑的开发将在保护耕地、降低成本、优化乡村、市镇居住环境和建筑人文景观等方面起作用。在震灾、洪灾等灾区的重建等方面也将会发挥重要作用。

      轻钢建筑在低层、多层非居住建筑市场已广泛受到欢迎。国内主流的轻钢建筑设计、制造、安装水平已达到国外的先进水平,但在原材料生产、软件开发、新品开发等方面则较薄弱。总体上讲,轻钢建筑技术先进,综合经济效益优良,市场拓展前景看好,在国内属于朝阳产业,将有更大的发展。

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