立柱与横梁的连接设计

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1、玻璃幕墙：立柱与横梁的连接设计来源网络 发布于2012/7/29:15:23 评论(0) 有2115人阅读立柱与横梁的连接设计是幕墙设计中的一个难点。这是因为抵抗风荷载要求的是个“牢”字，而吸收地震作用和温差产生的热应力则要求个“活”字。设计时只有把这两个看似矛盾要求统一起来，才有可能是好的结构。而玻璃对横梁又是偏心压力，容易造成横梁偏转，这又是一个立柱与横梁设计中很棘手的问题。所以尽管立柱与横梁的连接的方法种类繁多，但好的设计很少。比较典型的结构有以下几种：横竖插接式、角码胀浮式、角码插接式、通槽螺栓式、双向锁紧式等。（1）.横竖插接式横竖

2、插接式以某公司的140系列幕墙为代表。这套140系列幕墙结构设计很合理，性能优越，能够独步幕墙界十余年决不是偶然的。即便是一些知名大企业现有的构件式幕墙结构，也很少在理念上能够超越他。横竖插接，顾名思义，是将横梁插入立柱的预留槽内（如图11中1所示），其特点和安装方法如下：     ①横梁所受的正负风荷载均直接传递给了夹持横梁的立柱，而横梁角码和与立柱连接的螺钉连接组合只承受玻璃板块和横梁的重力（如图11中A-A和2所示）。对螺纹连接威胁最大的就是像风荷载这样一直存在、时时变化的交变荷载。在长期的交变荷载作用下，如无防脱措施，螺纹连接早晚是要

3、失效的。而这种立柱夹持横梁的结构因螺纹连接不承受风荷载，所以其安全性、可靠性和抵御风荷载的能力非常好。     ②横梁承受玻璃的偏心压力后定会产生扭矩，为使横梁能够有效的抵抗该扭矩，不产生偏转，必须注意以下两个方面：一，横梁与立柱的连接处有足够的强度来对横梁限位；二，横梁本身有足够的抗扭截面模量。这种立柱夹持横梁的结构，横梁与立柱的接触比较充分，立柱和横梁的强度很好，在横梁与立柱接触的局部产生的变形微乎其微，横梁角码也不承担扭矩，这样可有效避免横梁整体偏转。而且其横梁的闭腔结构的抗扭截面模量远远大于开腔横梁，抵抗扭转的能力也很好。     ③

4、横梁与立柱之间有较大的间隙，可以吸收温差产生的热胀冷缩。因横梁与横梁角码之间的摩擦力很小，故其很难产生摩擦噪音。     ④横梁浮搁在横梁角码上，在地震平面变形时可自由摆动，吸收地震作用，如图12所示。     ⑤140系列幕墙唯一的缺点，就是每平方米要多用一公斤左右的铝料。在目前的市场环境看来，这可能也是致命的缺点。横梁安装时如图13虚线所示，斜着把横梁推到立柱间合适位置，转成水平位置后，将其浮搁在横梁角码上。立柱和横梁的间隙里放置海绵橡胶，在其上打密封胶对横梁与立柱进行密封，并可限制横梁，使其不左右窜动。（2）.角码胀浮式这种角码胀浮式连

5、接方法结构设计合理，性能出色，造价也很有优势，非常值得推广应用，其主要特点如下：     ①在相同的用料情况下，横梁和立柱的这种方盒式结构强度最好，惯性矩、抵抗矩和抗扭截面模量是所有横梁和立柱结构形式里最大的，横梁本身抵御弯矩和扭矩的能力是非常出色的。     ②这种方盒结构，横梁通过角码把力传递给了立柱，所以角码本身的强度和与立柱连接强度，对幕墙的性能至关重要。角码与立柱不宜用螺钉或穿堂螺栓来连接，应该用沉头自攻钉，原因如下：     a这种方盒式的立柱，如想安装螺栓必须在立柱上钻孔，用螺栓和螺母把横梁角码固定在立柱两侧。在安装角码过程中为

6、了施加足够的夹紧力，很容易将立柱校变形。如为了美观，需要在立柱上开大孔，穿入一个不锈钢套管。这样不仅增加了加工和材料成本，安装时也很困难。而且因螺杆与穿孔之间是间隙配合，在抵抗风荷载产生的弯矩和自重产生的扭矩时，对角码限不住位，横梁易产生扭转。     b强烈呼吁不要使用螺钉。螺钉安装时先攻丝，再把钉拧进去。实际上它是个间隙配合，容易进入水分，产生电化学腐蚀，影响立柱上螺纹的强度。和螺栓一样，它也存在螺钉和穿孔之间是间隙配合的问题。     c自攻钉是强行拧入的，在螺纹连接中它的配合最紧密。它的牙高和螺距均比普通螺钉要大。自攻钉在立柱上形成的

7、螺纹是梯形，普通螺钉形成的是三角形的。这样自攻钉在立柱上形成的螺纹比机制钉更粗大，受力更好（铝的强度远远低于钢材，立柱上的螺纹是最薄弱的）。自攻钉应用沉头的，沉头钉和沉孔的配合能够有效的定位。这样可以牢牢的锁住角码，让它与立柱之间不产生偏转和滑移。如果用非沉头类的自攻钉，也存在和螺栓、螺钉同样的间隙配合问题。立柱安装自攻钉的局部厚度不应小于4mm，角码加工沉孔部位的厚度7～8mm较为合适。自攻钉规格应选择ST4.8，数量4个，安装时钉头挂一点密封胶。     ③横梁角码与横梁之间的前后总间隙（如图14放大图所示）应不大于0.2mm。这样横梁两

8、端被整个横梁角码胀住（如图14中2所示），限制了横梁扭转。横梁则浮搁在横梁角码上（如图14中A-A所示）可以自由伸缩，所以本结构取名为角码胀浮式。这种结构各连接部位