浅谈构件式玻璃幕墙横梁的竖向挠度控制

　　随着玻璃幕墙工艺技术的日益成熟，人们对玻璃幕墙的造型也逐步有了更高的要求，各种异型及大板块玻璃幕墙相应的出现在了更多的幕墙工程上面。然而与之相对应的是幕墙行业竞争的日益激烈，以及各级幕墙行业规范对安全性能的逐步提高，对幕墙横梁各方面的要求日益严格。

　　玻璃幕墙横梁在产生挠度、扭转后，会直接影响幕墙结构整体的安全性能及观感要求。针对现阶段规范要求较严格的幕墙横梁挠度以及规范暂未涉及的幕墙横梁扭转问题，现从各方面进行对比分析，并提出相应的优化及预防措施。

　　1  幕墙横梁挠曲现象及危害
　　横梁作为构件式幕墙主要承重构件之一，在施工完成后，横梁在竖直平面内仅受到玻璃板块及自重的作用。横梁的各方向变形越小，安全及观感性能越高。然而由于现阶段大板块玻璃幕墙的广泛应用，对横梁的强度及变形挠度是一个很大的挑战。而横梁在挠度变形时亦会对已经安装的玻璃板块和后续施工产生不利影响。首先可能在竖直方向大挠曲的情况下与已安装的玻璃板块产生硬性接触，对玻璃板块有破坏性作用；其次由于挠度变形的影响，后续外装饰性构件不宜安装甚至在安装完成后存在由于变形的作用脱落等不安全因素。

　　2  横梁挠曲的原因分析及应对方法
　　2.1 自重引起的挠度变形
　　玻璃板块的自重是重力方向施加到横梁上最主要的外力。而横梁作为受力杆件，在受到外力作用时会产生与施力方向相同的挠度变形。根据玻璃幕墙横梁挠度的计算方法：

　　τ—横梁挠度
　　A—计算参数；（根据横梁的受力形式确定）
　　L—横梁的长度；

　　E—横梁所用材质的弹性模量；

　　I—型材截面在受力方向的惯性矩；

　　由上式可知，在横梁长度与受力一定的情况下，横梁的挠度与型材的弹性模量和型材在受力方向的惯性矩成反比，所以可以有针对性的调整横梁和相应参数来减小由于玻璃大板块自重引起的横梁挠度。

　　（1）改变横梁的弹性模量减小挠度
　　弹性模量是型材材质特定的性质，不同的材质的弹性模量不同。增加型材的弹性模量也可理解为改变型材的材质。

　　现阶段，横梁所用材质多为铝合金型材或是钢型材；铝合金型材的弹性模量为70000MPa；而钢型材的弹性模量为206000MPa；如果在横梁看面尺寸确定的情况下，有条件的选用钢型材，可以很好的减小横梁的挠度，增加横梁的稳定性；且钢型材的强度远大于铝合金型材的强度；以最常用的6063-T5铝合金和Q235钢为例，6063-T5铝合金的强度为90MPa；Q235钢的强度为215MPa；如果采用钢型材不仅能够减小横梁的挠度，也能够加强横梁的强度。

　　然而，并不是所有的情况都适用于钢型材横梁。由于材质的不同，所以加工工艺不尽相同，钢型材不能够像铝型材进行多槽口式加工，且钢型材的外视面不如铝型材光滑及均匀。所以，可以根据不同的幕墙形式及要求，有条件的选用不同材质的横梁，也可以采用多型材结合的形式有效地避免各个型材的劣势，发挥各个型材的优势，更好的满足幕墙性能和外视效果的要求。

　　（2）改变横梁的惯性矩减小挠度
　　惯性矩是型材截面的特定参数，改变型材的惯性矩意味着改变型材的截面。以下选用水平和竖直方向看面尺寸相同、壁厚相同的的三种不同截面形式的横梁进行对比，分析各自的优劣；

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