【技术设计】幕墙转角立柱设计计算分析

　　1、 前言
　　在建筑幕墙中，受建筑结构和建筑风格的影响，经常遇到转角幕墙的建筑形式，转角幕墙内角一般为900直角和1350 角居多。在转角幕墙中转角立柱承担着不同墙面的转接过渡，同时也承担着来自不同方向的荷载（主要为风荷载）。

　　建筑幕墙边缘风压体形系数在《建筑结构荷载规范》中规定：负压区，墙面系数取-1.0，墙边角取-1.8；加上人们往往误解为墙角来自多方向的受力，从而加大了立柱截面尺寸。有的采用立柱接近其它平面立柱截面，沿着转角对角线方向偏斜布置，这样立柱偏斜后，影响了室内视觉效果及光线效果。


　　2、 转角立柱计算荷载的方向
　　建筑幕墙荷载主要是风荷载与地震作用，而风荷载与地震作用的方向是不确定的，既不会固定一个方向，也不是交变具有规律性的变化。我们知道，外力大小不同对幕墙影响不同，外力的方向不同，也会使幕墙的受到影响不同，因此，是幕墙设计计算时要采用对建筑幕墙最大破坏状况下的外部荷载来进行计算，也就是按外部荷载垂直于所要计算的建筑幕墙或其构件的方向来进行计算。那么，建筑幕墙转角处的外力状况与幕墙墙面是不同的，下面对幕墙转角立柱所受最大外力方向选择进行分析介绍。见下图。

　　我们知道，幕墙转角立柱计算主要复核幕墙的强度与挠度。而外力影响转角立柱的强度与挠度主要是线荷载。由上图可以看出，不同方向的外荷载，对于转角立柱C影响是不同的。当外荷载作用组合为S(Pa)，其线荷载分别为

　　（1） 垂直于CA面的线荷载
　　qb=S×b/2 （N/m）
　　（2） 垂直于CB面的线荷载
　　qa=S×a/2 （N/m）
　　（3） 转角立柱任意方向的外力产生的线荷载（qc最大值为垂直于A、B立柱连线方向） qc1=S×(a×cosα+b×cosβ)/2 （N/m）
　　qc1最大值qc为垂直于A、B立柱连线方向，那么
　　qc=S×c/2 （N/m）(qc的最大值)
　　根据上述线荷载的三种情况，在计算时，我们就要进行比较，看看哪种情况转角立柱的线荷载为最大。我们可以直接对比尺寸a、b、c三种大小就可以了，选择垂直于三角形ABC最大边作为外荷载的受力方向。


　　3、 转角立柱计算荷载的大小
　　尽管荷载组合值在幕墙的同一处是一致的，按方向不同，其大小也是不同。从上述线荷载qa、qb、qc三种情况来看，。对于900直角和1350 角转角幕墙来说，qc为最大值。主要看θ的大小来确定取值。


　　4、 转角立柱计算跨度
　　幕墙立柱计算跨度，一般都是由建筑层高决定的跨度的，跨度按层高计算（双支点，按最大支点距离）。而转角幕墙的跨度虽说支点与其它幕墙立柱一致，但是在计算转角立柱跨度的时候，其受力最大跨度不是层高，而是其高度的最大分格尺寸。

　　尽管横梁与立柱是柔性连接，但是当转角幕墙立柱受力时，横梁正好在其受力方向的水平面上起到支撑作用。我们这里不考虑横梁受压稳定性计算与传递相邻立柱的侧向力计算，转角幕墙立柱的计算跨度按杆件近似计算，就是横梁的间距，也就是幕墙的高度分格尺寸，通常标记H。


　　5、 结论
　　（1） 幕墙转角立柱线荷载相对于分格尺寸，数值小了。因为我们线荷载取qa、qb、qc最大值，三角形最大边小于两边之和。

　　（2） 立柱计算跨度变小了，幕墙高度分格尺寸会小于层间连接尺寸，跨度小了，幕墙弯矩、挠度都变小了。

　　（3） 立柱型材没有必要采用其它相同截面的尺寸了，可以根据室内空间美化布置，一般采用其它立柱小面相同的尺寸，比如，幕墙立柱150×65，转角立柱选择65×65，根据计算确定。