广东金刚幕墙工程有限公司 熊波

 

         随着幕墙应用的日益广泛，幕墙结构杆件设计的合理性和安全性也随之被重视。这就需要我们对幕墙杆件进行准确的结构计算，即保证结构的安全性，也要保证结构的合理性，避免造成不必要的浪费。

         通过对各种幕墙横梁的比较，我们发现单元式玻璃幕墙中的公母料横梁，金属板幕墙中的角钢横梁，石材和陶土板幕墙中的角钢横梁，都属于不对称截面横梁。多次观察此类不对称截面横梁的结构计算书，发现如下问题：

不对称截面横梁在双向受弯作用下强度计算时，直接同时采用中性轴两侧较小抵抗拒进行抗弯强度计算。这种计算是一种错误的计算模型。

        以L50*4角钢横梁为例，常见错误计算式如下：

       （1）:横梁计算强度

         M_x:重力荷载作用下横梁弯矩

         M_y:水平荷载作用下横梁弯矩

         错误分析：计算式（1）直接取中性轴两侧较小抵抗拒进行抗弯强度计算，也就是把个两个方向弯矩作用下的最大应力直接相加，没有考虑两种最大应力方向是否相同，是否在同一个位置点。实际上，上述计算的应力是不存在的，本文通过下面第3节“正确计算式”进行证明。

         双向受弯作用下，角钢横梁在两个方向荷载下的应力最大值只有3个交合点，即最大合应力只会出现在这3个点位置（如下图）。重力荷载作用下，横梁上端 为压应力，横梁下端 为拉应力

在顺X方向水平荷载作用下，横梁左端 为压应力，横梁右端 为拉应力。

在逆X方向水平荷载作用下，横梁左端 为拉应力，横梁右端 为压应力。

通过上述计算式（2）-（7）6个最大应力可见，没有出现计算式（1）的应力，而且都小于计算式（1）的应力，所以，计算式（1）实为错误。

         上述2.3节均采用横梁横肋在下面的布置方式，如果横梁横肋在上面（如下图）, 计算式（2）-（7）就会转变成如下计算式（8）-（13）重力荷载作用下，横梁上端 为压应力，横梁下端 为拉应力在顺X方向水平荷载作用下，横梁左端 为压应力，横梁右端 为拉应力。

在逆X方向水平荷载作用下，横梁左端 为拉应力，横梁右端 为压应力。

通过上述计算式（8）-（13）6个最大应力可见，没有出现计算式（1）的应力，而且都小于计算式（1）的应力，所以，计算式（1）实为错误。

         以上是笔者对双向受弯作用下，不对称截面横梁强度计算的分析和总结。指出常见计算式的错误，提出准确的计算式，希望能为幕墙设计人员在进行不对称横梁强度计算时提供结构计算分析参考。在实际工程分析中，要采用正确的计算模型，只有这样才能保证设计和计算的合理性和安全性。