关于钢结构用厚壁钢管冷加工成型的建议

关于钢结构用厚壁钢管冷加工成型的建议1介绍随着我国钢结构工程建设迅速发展，大口径厚壁钢管得到了广泛的应用。如首都机场采用的大直径锥形、梭形厚壁管柱（主要规格为Ø3083×60、Ø2850×55、Ø1850×50等）、北京电视塔圆管柱（主要规格为Ø1200×60，其径厚比仅为18）、新广州电视塔立柱钢管（主要规格为Ø2000×50、Ø2000×40等）。2相关规定关于管材的壁厚分类目前无明确统一的标准，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《钢结构设计规范》的规定，圆管（冷加工成型）的鹌鹑不宜大于25mm，故钢结构用管材的壁厚类别大致可分为：薄壁管（t≤6mm）；中壁管（t=8~28mm）；厚壁管（t＞30mm）。关于圆管径厚比要求：按局部稳定条件，壁厚不应过小，相应径厚比应不大于yf235100；按冷加工（卷制、压制）条件为防止过大塑性变形与残余应力，壁厚不应过大，其相应径厚比不宜小于20（按内径计算）。钢管压制和卷制过程，就是在外力作用下，使钢板外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲塑性变形。钢板经压制或卷制成钢管后，其力学性能会发生一些变化，壁厚越大、直径越小的钢管，其冷作硬化现象越严重。为避免冷成型中冷作硬化降低管材性能，故在压制或卷制过程中应对其径厚比进行限制。目前我国没有钢结构用厚壁钢管的相关标准，我们可以对以下标准进行借鉴、归纳和总结：（1）日本为压制成型厚壁钢管专门制定了产品标准《建筑构造用的高性能钢管》（国土交通大臣认定的KSAT325、355、440），可适用于径厚比55~10（按外径计算）、直径400~2500mm的大直径厚壁钢管，并规定拉力及冲击试验均按管轴方向取样进行。（2）根据中国工程建设协会标准《钢管结构技术规程》CECS280:2010中的规定，当采用径厚比小于20的冷成型钢管时，应对其进行试验研究。（3）根据我国电力行业标准《压力钢管制造安装及验收规范》对冷卷钢管规定：Q345钢材，其径厚比≥33；Q390钢材，其径厚比≥40。另《钢结构设计规范》对钢管桁架结构规定：所用钢材强度不应超过345Mpa，屈强比不应大于0.8，主要是因为国内现有研究、设计计算方法、公式等都是以此类级别钢材为主要对象进行的，当钢板厚度、径厚比均相同时，而采用强度等级更高的材料时，会产生更不利的冷作硬化影响与残余应力，故冷成型厚壁钢管的钢材强度以不大于345Mpa为宜。3总结以上标准规定均未满足《钢结构施工质量验收规范》GB50205所规定的钢材最小弯曲曲率半径不小于25t的要求，故随着钢结构用厚壁钢管在工程建设中的不断应用，新技术、新工艺的层出不穷，以往的相关要求及规定必将随之而总结、修订及更新。根据建筑钢结构工程的国内外经验，在目前钢材性能水平和工艺条件下，冷压或冷卷钢管径厚比暂以不小于20为宜，冷成型厚壁钢管的钢材强度不宜大于345Mpa，如超过上述规定，需进行试验及相关消应措施。