立柱與橫梁的連接設計

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1、玻璃幕墻：立柱與橫梁的連接設計來源網(wǎng)絡?發(fā)布于2012/7/29:15:23?評論(0)?有2115人閱讀立柱與橫梁的連接設計是幕墻設計中的一個難點。這是因為抵抗風荷載要求的是個“牢”字，而吸收地震作用和溫差產(chǎn)生的熱應力則要求個“活”字。設計時只有把這兩個看似矛盾要求統(tǒng)一起來，才有可能是好的結(jié)構。而玻璃對橫梁又是偏心壓力，容易造成橫梁偏轉(zhuǎn)，這又是一個立柱與橫梁設計中很棘手的問題。所以盡管立柱與橫梁的連接的方法種類繁多，但好的設計很少。比較典型的結(jié)構有以下幾種：橫豎插接式、角碼脹浮式、角碼插接式、通槽螺栓式、雙向鎖緊式等。

2、（1）.橫豎插接式橫豎插接式以某公司的140系列幕墻為代表。這套140系列幕墻結(jié)構設計很合理，性能優(yōu)越，能夠獨步幕墻界十余年決不是偶然的。即便是一些知名大企業(yè)現(xiàn)有的構件式幕墻結(jié)構，也很少在理念上能夠超越他。橫豎插接，顧名思義，是將橫梁插入立柱的預留槽內(nèi)（如圖11中1所示），其特點和安裝方法如下：?????①橫梁所受的正負風荷載均直接傳遞給了夾持橫梁的立柱，而橫梁角碼和與立柱連接的螺釘連接組合只承受玻璃板塊和橫梁的重力（如圖11中A-A和2所示）。對螺紋連接威脅最大的就是像風荷載這樣一直存在、時時變化的交變荷載。在長期的交

3、變荷載作用下，如無防脫措施，螺紋連接早晚是要失效的。而這種立柱夾持橫梁的結(jié)構因螺紋連接不承受風荷載，所以其安全性、可靠性和抵御風荷載的能力非常好。?????②橫梁承受玻璃的偏心壓力后定會產(chǎn)生扭矩，為使橫梁能夠有效的抵抗該扭矩，不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，必須注意以下兩個方面：一，橫梁與立柱的連接處有足夠的強度來對橫梁限位；二，橫梁本身有足夠的抗扭截面模量。這種立柱夾持橫梁的結(jié)構，橫梁與立柱的接觸比較充分，立柱和橫梁的強度很好，在橫梁與立柱接觸的局部產(chǎn)生的變形微乎其微，橫梁角碼也不承擔扭矩，這樣可有效避免橫梁整體偏轉(zhuǎn)。而且其橫梁的閉腔結(jié)構

4、的抗扭截面模量遠遠大于開腔橫梁，抵抗扭轉(zhuǎn)的能力也很好。?????③橫梁與立柱之間有較大的間隙，可以吸收溫差產(chǎn)生的熱脹冷縮。因橫梁與橫梁角碼之間的摩擦力很小，故其很難產(chǎn)生摩擦噪音。?????④橫梁浮擱在橫梁角碼上，在地震平面變形時可自由擺動，吸收地震作用，如圖12所示。?????⑤140系列幕墻唯一的缺點，就是每平方米要多用一公斤左右的鋁料。在目前的市場環(huán)境看來，這可能也是致命的缺點。橫梁安裝時如圖13虛線所示，斜著把橫梁推到立柱間合適位置，轉(zhuǎn)成水平位置后，將其浮擱在橫梁角碼上。立柱和橫梁的間隙里放置海綿橡膠，在其上打密封

5、膠對橫梁與立柱進行密封，并可限制橫梁，使其不左右竄動。（2）.角碼脹浮式這種角碼脹浮式連接方法結(jié)構設計合理，性能出色，造價也很有優(yōu)勢，非常值得推廣應用，其主要特點如下：?????①在相同的用料情況下，橫梁和立柱的這種方盒式結(jié)構強度最好，慣性矩、抵抗矩和抗扭截面模量是所有橫梁和立柱結(jié)構形式里最大的，橫梁本身抵御彎矩和扭矩的能力是非常出色的。?????②這種方盒結(jié)構，橫梁通過角碼把力傳遞給了立柱，所以角碼本身的強度和與立柱連接強度，對幕墻的性能至關重要。角碼與立柱不宜用螺釘或穿堂螺栓來連接，應該用沉頭自攻釘，原因如下：???

6、??a這種方盒式的立柱，如想安裝螺栓必須在立柱上鉆孔，用螺栓和螺母把橫梁角碼固定在立柱兩側(cè)。在安裝角碼過程中為了施加足夠的夾緊力，很容易將立柱校變形。如為了美觀，需要在立柱上開大孔，穿入一個不銹鋼套管。這樣不僅增加了加工和材料成本，安裝時也很困難。而且因螺桿與穿孔之間是間隙配合，在抵抗風荷載產(chǎn)生的彎矩和自重產(chǎn)生的扭矩時，對角碼限不住位，橫梁易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。?????b強烈呼吁不要使用螺釘。螺釘安裝時先攻絲，再把釘擰進去。實際上它是個間隙配合，容易進入水分，產(chǎn)生電化學腐蝕，影響立柱上螺紋的強度。和螺栓一樣，它也存在螺釘和穿孔之

7、間是間隙配合的問題。?????c自攻釘是強行擰入的，在螺紋連接中它的配合最緊密。它的牙高和螺距均比普通螺釘要大。自攻釘在立柱上形成的螺紋是梯形，普通螺釘形成的是三角形的。這樣自攻釘在立柱上形成的螺紋比機制釘更粗大，受力更好（鋁的強度遠遠低于鋼材，立柱上的螺紋是最薄弱的）。自攻釘應用沉頭的，沉頭釘和沉孔的配合能夠有效的定位。這樣可以牢牢的鎖住角碼，讓它與立柱之間不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)和滑移。如果用非沉頭類的自攻釘，也存在和螺栓、螺釘同樣的間隙配合問題。立柱安裝自攻釘?shù)木植亢穸炔粦∮?mm，角碼加工沉孔部位的厚度7～8mm較為合適。自

8、攻釘規(guī)格應選擇ST4.8，數(shù)量4個，安裝時釘頭掛一點密封膠。?????③橫梁角碼與橫梁之間的前后總間隙（如圖14放大圖所示）應不大于0.2mm。這樣橫梁兩端被整個橫梁角碼脹?。ㄈ鐖D14中2所示），限制了橫梁扭轉(zhuǎn)。橫梁則浮擱在橫梁角碼上（如圖14中A-A所示）可以自由伸縮，所以本結(jié)構取名為角碼脹浮式。這種結(jié)構各連接部位