淺談構(gòu)件式玻璃幕墻橫梁的豎向撓度控制

　　隨著玻璃幕墻工藝技術(shù)的日益成熟，人們對玻璃幕墻的造型也逐步有了更高的要求，各種異型及大板塊玻璃幕墻相應(yīng)的出現(xiàn)在了更多的幕墻工程上面。然而與之相對應(yīng)的是幕墻行業(yè)競爭的日益激烈，以及各級幕墻行業(yè)規(guī)范對安全性能的逐步提高，對幕墻橫梁各方面的要求日益嚴(yán)格。

　　玻璃幕墻橫梁在產(chǎn)生撓度、扭轉(zhuǎn)后，會直接影響幕墻結(jié)構(gòu)整體的安全性能及觀感要求。針對現(xiàn)階段規(guī)范要求較嚴(yán)格的幕墻橫梁撓度以及規(guī)范暫未涉及的幕墻橫梁扭轉(zhuǎn)問題，現(xiàn)從各方面進(jìn)行對比分析，并提出相應(yīng)的優(yōu)化及預(yù)防措施。

　　1  幕墻橫梁撓曲現(xiàn)象及危害
　　橫梁作為構(gòu)件式幕墻主要承重構(gòu)件之一，在施工完成后，橫梁在豎直平面內(nèi)僅受到玻璃板塊及自重的作用。橫梁的各方向變形越小，安全及觀感性能越高。然而由于現(xiàn)階段大板塊玻璃幕墻的廣泛應(yīng)用，對橫梁的強(qiáng)度及變形撓度是一個很大的挑戰(zhàn)。而橫梁在撓度變形時亦會對已經(jīng)安裝的玻璃板塊和后續(xù)施工產(chǎn)生不利影響。首先可能在豎直方向大撓曲的情況下與已安裝的玻璃板塊產(chǎn)生硬性接觸，對玻璃板塊有破壞性作用；其次由于撓度變形的影響，后續(xù)外裝飾性構(gòu)件不宜安裝甚至在安裝完成后存在由于變形的作用脫落等不安全因素。

　　2  橫梁撓曲的原因分析及應(yīng)對方法
　　2.1 自重引起的撓度變形
　　玻璃板塊的自重是重力方向施加到橫梁上最主要的外力。而橫梁作為受力桿件，在受到外力作用時會產(chǎn)生與施力方向相同的撓度變形。根據(jù)玻璃幕墻橫梁撓度的計算方法：

　　τ—橫梁撓度
　　A—計算參數(shù)；（根據(jù)橫梁的受力形式確定）
　　L—橫梁的長度；

　　E—橫梁所用材質(zhì)的彈性模量；

　　I—型材截面在受力方向的慣性矩；

　　由上式可知，在橫梁長度與受力一定的情況下，橫梁的撓度與型材的彈性模量和型材在受力方向的慣性矩成反比，所以可以有針對性的調(diào)整橫梁和相應(yīng)參數(shù)來減小由于玻璃大板塊自重引起的橫梁撓度。

　　（1）改變橫梁的彈性模量減小撓度
　　彈性模量是型材材質(zhì)特定的性質(zhì)，不同的材質(zhì)的彈性模量不同。增加型材的彈性模量也可理解為改變型材的材質(zhì)。

　　現(xiàn)階段，橫梁所用材質(zhì)多為鋁合金型材或是鋼型材；鋁合金型材的彈性模量為70000MPa；而鋼型材的彈性模量為206000MPa；如果在橫梁看面尺寸確定的情況下，有條件的選用鋼型材，可以很好的減小橫梁的撓度，增加橫梁的穩(wěn)定性；且鋼型材的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于鋁合金型材的強(qiáng)度；以最常用的6063-T5鋁合金和Q235鋼為例，6063-T5鋁合金的強(qiáng)度為90MPa；Q235鋼的強(qiáng)度為215MPa；如果采用鋼型材不僅能夠減小橫梁的撓度，也能夠加強(qiáng)橫梁的強(qiáng)度。

　　然而，并不是所有的情況都適用于鋼型材橫梁。由于材質(zhì)的不同，所以加工工藝不盡相同，鋼型材不能夠像鋁型材進(jìn)行多槽口式加工，且鋼型材的外視面不如鋁型材光滑及均勻。所以，可以根據(jù)不同的幕墻形式及要求，有條件的選用不同材質(zhì)的橫梁，也可以采用多型材結(jié)合的形式有效地避免各個型材的劣勢，發(fā)揮各個型材的優(yōu)勢，更好的滿足幕墻性能和外視效果的要求。

　　（2）改變橫梁的慣性矩減小撓度
　　慣性矩是型材截面的特定參數(shù)，改變型材的慣性矩意味著改變型材的截面。以下選用水平和豎直方向看面尺寸相同、壁厚相同的的三種不同截面形式的橫梁進(jìn)行對比，分析各自的優(yōu)劣；

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