
X軸慣性矩:型材2>型材3>型材1
X軸抗彎矩:型材2>型材3>型材1
Y軸慣性矩:型材3>型材1>型材2
Y軸抗彎矩:型材2>型材3>型材1
型材面積(型材單重):型材2>型材1>型材3
型材1:
優(yōu)點(diǎn):開口型材,型材采用角碼與立柱連接,方便安裝;水平抗風(fēng)能力強(qiáng);
缺點(diǎn):連接僅采用角鋁形式的角碼與立柱進(jìn)行連接,抗壓彎強(qiáng)度較差,且角碼需特殊加工;
優(yōu)化建議:可以采用角鋼形式角碼,增加抗壓彎強(qiáng)度;
型材2:
優(yōu)點(diǎn):開口型材,型材采用角碼與立柱連接,方便安裝;且角碼設(shè)置形式抗壓強(qiáng)度好;
缺點(diǎn):型材水平抗風(fēng)能力較弱;連接角碼需特殊加工,且該種連接形式抗扭轉(zhuǎn)能力較差(本文2.2對(duì)橫梁的扭轉(zhuǎn)會(huì)進(jìn)行單獨(dú)的分析);
優(yōu)化建議:增加角碼與橫梁在水平方向限位的設(shè)置,加強(qiáng)抗扭能力;
型材3:
優(yōu)點(diǎn):閉口型材,橫梁截面豎直方向慣性矩、抗彎矩較大;角碼連接部位抗彎、抗扭能力較強(qiáng);且單重明顯小于前兩種型材。
缺點(diǎn):閉口形式不便于安裝;
優(yōu)化建議:可以在橫向分格較少的幕墻板塊使用;
綜上所述:每種型材都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),可以根據(jù)不同幕墻板塊的受力情況和安裝形式選擇不同的型材進(jìn)行幕墻的安裝。

2.2 偏心引起的扭轉(zhuǎn)

現(xiàn)階段玻璃幕墻的玻璃板塊安裝多數(shù)是不與連接角碼共用中線的形式,即通常所說的偏心安裝形式;而由偏心引起的橫梁撓度并沒有引起足夠的重視,但是它卻在幕墻安裝過程中必須要克服的負(fù)面撓曲現(xiàn)象。
圖2所示為一種常用的玻璃幕墻橫梁的玻璃板塊安裝位置;
圖3所示為安裝玻璃板塊后橫梁的扭轉(zhuǎn)變形示意,為更明確表達(dá),圖中示意圖做放大處理。
撓曲對(duì)幕墻整體的影響并沒有引起幕墻設(shè)計(jì)人員的重視,沒有按照玻璃幕墻規(guī)范的要求對(duì)橫梁的抗扭轉(zhuǎn)能力進(jìn)行計(jì)算復(fù)核。尤其是在玻璃板塊安裝完成后,在玻璃自重及風(fēng)荷在的共同作用下,橫梁的扭轉(zhuǎn)角度會(huì)相應(yīng)的增大,同時(shí)引起橫梁前端部撓度加大,使后續(xù)安裝及維護(hù)存在更多的安全隱患。
針對(duì)幕墻的這種扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,可以從以下方面改善來增加幕墻的抗扭能力。
。1)選用抗扭能力較強(qiáng)的橫梁型材及角碼連接形式,如前文中提出的閉口型材;
。2)采用橫豎料搭接形式,橫梁前端與立柱增加連接固定點(diǎn),增加橫梁的抗扭能力;這種連接多用于半隱框幕墻形式。如圖4所示;

2.3 連接角碼施工工藝引起的彎扭
由于現(xiàn)在幕墻的橫梁與立柱多通過自攻釘連接角碼形式;在正常情況下,自攻釘僅受到剪力作用,而當(dāng)橫梁產(chǎn)生撓曲、扭轉(zhuǎn)后,連接用的自攻釘不僅承受剪力的作用,還要承受拉力作用,甚至在長(zhǎng)期荷載的作用下對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生不利的影響。
。1)角碼成孔引起的安裝偏差
角碼加工過程中,由于工人未熟練掌握是攻工藝,導(dǎo)致成孔孔徑與連接螺栓或是自攻釘不配套,或是成孔產(chǎn)生明顯的偏斜。施工完成后,在玻璃板塊的重力作用下,角碼連接部位產(chǎn)生錯(cuò)位轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而導(dǎo)致橫梁的扭轉(zhuǎn),增大了橫梁前端部由扭轉(zhuǎn)引起的撓度。
。2)施工過程引起的扭轉(zhuǎn)
由于角碼與立柱連接時(shí),空腔的操作空間較小,自攻釘多采用傾斜形式固定,進(jìn)而容易使角碼產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),引起橫梁的撓度增大。
這里需要幕墻施工者在施工過程中,在連接件的加工選擇及后續(xù)施工固定的過程中,保證每一道的施工工藝,確保完成合格的幕墻構(gòu)件的安裝固定。
綜上所述,要減小橫梁的撓度、扭轉(zhuǎn),從選材、定型、定位、安裝等各個(gè)過程中都要進(jìn)行細(xì)致的分析設(shè)計(jì),從而使各方面對(duì)幕墻橫梁的不利影響降低到最小的程度,進(jìn)一步的增加構(gòu)件式幕墻的安全性能。
參考文獻(xiàn)
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[2] 陳光爍,建筑幕墻橫梁的局部穩(wěn)定性分析. 建筑科學(xué),2007
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