淺談構件式玻璃幕墻橫梁的豎向撓度控制

　　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：

　　優點：開口型材，型材采用角碼與立柱連接，方便安裝；水平抗風能力強；

　　缺點：連接僅采用角鋁形式的角碼與立柱進行連接，抗壓彎強度較差，且角碼需特殊加工；

　　優化建議：可以采用角鋼形式角碼，增加抗壓彎強度；

　　型材2：

　　優點：開口型材，型材采用角碼與立柱連接，方便安裝；且角碼設置形式抗壓強度好；

　　缺點：型材水平抗風能力較弱；連接角碼需特殊加工，且該種連接形式抗扭轉能力較差（本文2.2對橫梁的扭轉會進行單獨的分析）；

　　優化建議：增加角碼與橫梁在水平方向限位的設置，加強抗扭能力；

　　型材3：

　　優點：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；且單重明顯小于前兩種型材。

　　缺點：閉口形式不便于安裝；

　　優化建議：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缺點，可以根據不同幕墻板塊的受力情況和安裝形式選擇不同的型材進行幕墻的安裝。

　　2.2  偏心引起的扭轉

　　現階段玻璃幕墻的玻璃板塊安裝多數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面撓曲現象。

　　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變形示意，為更明確表達，圖中示意圖做放大處理。

　　撓曲對幕墻整體的影響并沒有引起幕墻設計人員的重視，沒有按照玻璃幕墻規范的要求對橫梁的抗扭轉能力進行計算復核。尤其是在玻璃板塊安裝完成后，在玻璃自重及風荷在的共同作用下，橫梁的扭轉角度會相應的增大，同時引起橫梁前端部撓度加大，使后續安裝及維護存在更多的安全隱患。

　　針對幕墻的這種扭轉現象，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，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，而當橫梁產生撓曲、扭轉后，連接用的自攻釘不僅承受剪力的作用，還要承受拉力作用，甚至在長期荷載的作用下對結構的安全性產生不利的影響。

　　（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，導致成孔孔徑與連接螺栓或是自攻釘不配套，或是成孔產生明顯的偏斜。施工完成后，在玻璃板塊的重力作用下，角碼連接部位產生錯位轉動，進而導致橫梁的扭轉，增大了橫梁前端部由扭轉引起的撓度。

　　（2）施工過程引起的扭轉
　　由于角碼與立柱連接時，空腔的操作空間較小，自攻釘多采用傾斜形式固定，進而容易使角碼產生偏轉，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件的安裝固定。

　　綜上所述，要減小橫梁的撓度、扭轉，從選材、定型、定位、安裝等各個過程中都要進行細致的分析設計，從而使各方面對幕墻橫梁的不利影響降低到最小的程度，進一步的增加構件式幕墻的安全性能。

　　參考文獻
　　[1] 賴其淡，林偉軍  構件式玻璃幕墻橫梁扭轉原因分析與預防. 工程質量，2005
　　[2] 陳光爍，建筑幕墻橫梁的局部穩定性分析. 建筑科學，2007

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