幕墻立柱與立柱的連接設(shè)計

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1、四．幕墻主桿件之間的連接設(shè)計幕墻主桿件之間的連接設(shè)計包括立柱與立柱的連接設(shè)計和立柱與橫梁的連接設(shè)計。1．立柱與立柱的連接設(shè)計立柱與立柱之間應預留不小于20mm的間隙，以適應和吸收主體沉降、溫差變形、地震作用和施工誤差。立柱與立柱連接一般都通過一個插芯(一端固定，一端自由)來實現(xiàn)的。插芯設(shè)計應注意以下幾點：(1).插芯應有合適的強度當插芯位于支點附近，按簡支梁進行計算時，其所受彎矩接近于零，所受剪力接近最大。當插芯離支點較遠，按外伸梁進行計算時，其所受彎矩和剪力都比較大。往往立柱外伸部分受窗臺墻的影響，一般不會太長，所以插芯所

2、受彎矩遠遠小于立柱所受彎矩。但本著安全的原則，插芯的安全系數(shù)應大于立柱，具體要求如下：①為了增加插芯的抗剪能力和慣性矩，插芯的壁厚應滿足t≥3mm(實際應用中，一般以t=4mm居多)。②插芯的慣性矩一般可以小于立柱慣性矩，但其最小慣性矩應滿足Icx≥50cm4。③當鉸點螺栓貫穿插芯按簡支梁計算時，插芯的慣性矩Icx應大于立柱慣性矩Ilz的八分之一。④當按外伸梁計算時，插芯的慣性矩Icx應大于立柱慣性矩Ilz的二分之一，在必要時可以等于或大于立柱慣性矩。(2).插芯與立柱連接應采用線接觸由于型材在擠壓時，必然會產(chǎn)生彎曲、扭擰變

3、形，而插芯必須要插入立柱一定深度(102規(guī)定插芯長度≥250mm)，如采用四周面接觸，勢必會造成很難安裝進去。所以插芯與立柱連接應采用線接觸，以下是幾種常見的設(shè)計方法(如圖9)圖91型方案，它的尖點在受到擠壓時，很容易發(fā)生較大的變形，造成插芯與立柱的配合間隙加大。2型方案，尖點雖然也會發(fā)生擠壓變形，但由于它的尖點是圓弧型的，變形較小，對插芯與立柱的配合影響不大。其設(shè)計值應滿足：a＝2～3mm，h＝1～4mm。3型方案，它的尖點是一個1mm的平臺，很難發(fā)生擠壓變形。在設(shè)計合理的情況下，它的防雷導通能力很好，插芯與立柱的接觸面積

4、理論上可滿足規(guī)范上防雷的要求。其設(shè)計值應滿足：a＝3～4mm，h＝1～4mm。h取1～4mm是較為合理的，太大這條筋的強度會拖累整個插芯的強度。如果確有必要增加筋的高度h，可以適當增加筋的寬度a，以維持筋的穩(wěn)定。(3).插芯與立柱的配合設(shè)計插芯與豎框的配合一般以豎框內(nèi)腔為基準來進行插芯外廓尺寸的設(shè)計。插芯與豎框的配合間隙，跟插芯的插入深度是息息相關(guān)的。一般來說插入深度越大，型材尺寸越大，配合間隙也要留的越大。在正常使用情況下，對于2、3型插芯，為了有效抵抗風荷載，前后總間隙不宜太大，也不宜使用過盈和過渡配和造成安裝困難，綜合

5、考慮取0～0.5mm小間隙為宜。由于與主體結(jié)構(gòu)連接處理牢固后，需在此處考慮減震，同時間隙不能太大，所以左右總間隙取0.5～1.0mm為宜。開模時可以先開立柱，再配做插芯。不過對于1型插芯案，這樣的配合由于尖點變形導致間隙加大，對抵御風荷載非常不利，但是很遺憾的是我們很多的型材的設(shè)計者，沒有意識到這個問題，使用1型插芯時，間隙留的偏大。圖10如圖10所示，按層間高3500mm，插芯插入深度為(250-20)/2=115mm進行計算，當插芯和立柱配合間隙為δ2＝0.5～1.0時立柱所允許的的變形量為：δ1＝3500×δ2/115

6、＝15.22～30.44mm而鋼筋混凝土框架的樓層彈性層間位移角限值θ＝1/550，防震設(shè)計時的允許變形量為：δdz=3500×3θ＝19.09mm兩值相比較δ＝δ1－δdz＝－3.87～11.35mm?？梢钥闯鼋^大部分情況都可以滿足防震設(shè)計的要求，當插芯和立柱間隙最小時，立柱的變形也才不到4mm，效果非常理想。(4).一個錨點的立柱不能按連續(xù)梁進行計算現(xiàn)在經(jīng)常有一些人把圖8前2種模型按連續(xù)梁進行計算，包括一些軟件也提供這種算法，這是十分錯誤的。只有達到以下條件才能稱為連續(xù)梁：①插芯的慣性矩應大于與之相配的立柱的慣性矩。②在

7、兩個方向上總間隙均不超過0.2mm。③插芯總長度應為立柱內(nèi)腔對角線長度的4倍。在這種情況下，不僅安裝困難，防震效果不好，而且讓較小尺寸的插芯慣性矩比大尺寸的立柱還要大，其壁厚需增加很多，再加上插芯總長度也加長了好多，經(jīng)濟上也不是很劃算，所以實際中很少有人會這樣設(shè)計。如仍按連續(xù)梁進行計算，立柱將偏于不安全。實際上完全可以按外伸梁或雙跨梁來計算和設(shè)計，即節(jié)約鋁型材，又很安全。圖11(5).不同規(guī)格立柱的連接設(shè)計同一幅幕墻上，不同高度所受的風壓不同，不同層間高度的立柱跨度也不同，據(jù)此選用的立柱規(guī)格也應該是不同的。但是一般情況下，我

8、們習慣于統(tǒng)一選擇最不利的點處計算出來的立柱規(guī)格，這樣會造成部分立柱性能過剩，不符合我們所說的等性能原則。造成這種情況的原因在于我們設(shè)計幕墻時候缺乏系統(tǒng)性，不同規(guī)格立柱的連接施工的時候太麻煩。圖11是一個解決方案示意圖，它可以非常方便地實現(xiàn)不同規(guī)格立柱之間的連接，希望對大家能夠有所幫助，對于