冷弯薄壁型钢受弯构件承载力与延性优化研究

邓 露，钟玉婷，杨远亮，刘艳芝

(1. 湖南大学土木工程学院，长沙 410082；2. 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室，长沙 410082)

近年，冷弯型钢构件已被广泛应用于建筑、机械和航空工程等多个领域。与热轧钢构件相比，冷弯型钢构件具有轻质高强、运输安装方便、节能环保、经济高效等优点。此外，冷弯型钢截面形状在生产加工过程中，具有灵活性和多用性。这些截面形状是在室温下通过冷轧或压弯相对较薄的金属片获得的，生产工艺简单，具有极大的开发及优化的潜力。Krishnan 和Shetty[1]于1959 年首次提出纯弯曲情况下进行开口工字型截面薄壁梁优化设计能明显节约材料成本。因此通过优化冷弯型钢截面形状，能够最大限度地提高材料利用效率以满足特定目标。

由冷弯型钢构造的最常见的结构体系是剪力墙体系，主要用于住宅建筑，使用截面尺寸小的超薄构件和半刚性连接是导致剪力墙体系局部过早失效和延性差的主要原因[2]。所以对于冷弯型钢，有必要像热轧钢一样开发框架体系，不仅空间布置更灵活，与传统剪力墙体系相比也具有更好的承载力、抗震性能[3]。传统的由单个构件形成的框架体系，其连接处具有较好的延性，而梁柱保持弹性，不能产生足够的延性以获得高抗震性，所以在高震区仅限于单层住宅[4]。近年来，随着冷弯型钢框架体系从低层到多层的不断发展，这类结构对冷弯钢构件的承载力要求越来越高，与此同时，对构件延性的需求也在不断增大。……