【技術(shù)設(shè)計】幕墻轉(zhuǎn)角立柱設(shè)計計算分析

　　1、 前言
　　在建筑幕墻中，受建筑結(jié)構(gòu)和建筑風格的影響，經(jīng)常遇到轉(zhuǎn)角幕墻的建筑形式，轉(zhuǎn)角幕墻內(nèi)角一般為900直角和1350 角居多。在轉(zhuǎn)角幕墻中轉(zhuǎn)角立柱承擔著不同墻面的轉(zhuǎn)接過渡，同時也承擔著來自不同方向的荷載（主要為風荷載）。

　　建筑幕墻邊緣風壓體形系數(shù)在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中規(guī)定：負壓區(qū)，墻面系數(shù)取-1.0，墻邊角取-1.8；加上人們往往誤解為墻角來自多方向的受力，從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，沿著轉(zhuǎn)角對角線方向偏斜布置，這樣立柱偏斜后，影響了室內(nèi)視覺效果及光線效果。


　　2、 轉(zhuǎn)角立柱計算荷載的方向
　　建筑幕墻荷載主要是風荷載與地震作用，而風荷載與地震作用的方向是不確定的，既不會固定一個方向，也不是交變具有規(guī)律性的變化。我們知道，外力大小不同對幕墻影響不同，外力的方向不同，也會使幕墻的受到影響不同，因此，是幕墻設(shè)計計算時要采用對建筑幕墻最大破壞狀況下的外部荷載來進行計算，也就是按外部荷載垂直于所要計算的建筑幕墻或其構(gòu)件的方向來進行計算。那么，建筑幕墻轉(zhuǎn)角處的外力狀況與幕墻墻面是不同的，下面對幕墻轉(zhuǎn)角立柱所受最大外力方向選擇進行分析介紹。見下圖。

　　我們知道，幕墻轉(zhuǎn)角立柱計算主要復核幕墻的強度與撓度。而外力影響轉(zhuǎn)角立柱的強度與撓度主要是線荷載。由上圖可以看出，不同方向的外荷載，對于轉(zhuǎn)角立柱C影響是不同的。當外荷載作用組合為S(Pa)，其線荷載分別為

　　（1） 垂直于CA面的線荷載
　　qb=S×b/2 （N/m）
　　（2） 垂直于CB面的線荷載
　　qa=S×a/2 （N/m）
　　（3） 轉(zhuǎn)角立柱任意方向的外力產(chǎn)生的線荷載（qc最大值為垂直于A、B立柱連線方向） qc1=S×(a×cosα+b×cosβ)/2 （N/m）
　　qc1最大值qc為垂直于A、B立柱連線方向，那么
　　qc=S×c/2 （N/m）(qc的最大值)
　　根據(jù)上述線荷載的三種情況，在計算時，我們就要進行比較，看看哪種情況轉(zhuǎn)角立柱的線荷載為最大。我們可以直接對比尺寸a、b、c三種大小就可以了，選擇垂直于三角形ABC最大邊作為外荷載的受力方向。


　　3、 轉(zhuǎn)角立柱計算荷載的大小
　　盡管荷載組合值在幕墻的同一處是一致的，按方向不同，其大小也是不同。從上述線荷載qa、qb、qc三種情況來看，。對于900直角和1350 角轉(zhuǎn)角幕墻來說，qc為最大值。主要看θ的大小來確定取值。


　　4、 轉(zhuǎn)角立柱計算跨度
　　幕墻立柱計算跨度，一般都是由建筑層高決定的跨度的，跨度按層高計算（雙支點，按最大支點距離）。而轉(zhuǎn)角幕墻的跨度雖說支點與其它幕墻立柱一致，但是在計算轉(zhuǎn)角立柱跨度的時候，其受力最大跨度不是層高，而是其高度的最大分格尺寸。

　　盡管橫梁與立柱是柔性連接，但是當轉(zhuǎn)角幕墻立柱受力時，橫梁正好在其受力方向的水平面上起到支撐作用。我們這里不考慮橫梁受壓穩(wěn)定性計算與傳遞相鄰立柱的側(cè)向力計算，轉(zhuǎn)角幕墻立柱的計算跨度按桿件近似計算，就是橫梁的間距，也就是幕墻的高度分格尺寸，通常標記H。


　　5、 結(jié)論
　　（1） 幕墻轉(zhuǎn)角立柱線荷載相對于分格尺寸，數(shù)值小了。因為我們線荷載取qa、qb、qc最大值，三角形最大邊小于兩邊之和。

　　（2） 立柱計算跨度變小了，幕墻高度分格尺寸會小于層間連接尺寸，跨度小了，幕墻彎矩、撓度都變小了。

　　（3） 立柱型材沒有必要采用其它相同截面的尺寸了，可以根據(jù)室內(nèi)空間美化布置，一般采用其它立柱小面相同的尺寸，比如，幕墻立柱150×65，轉(zhuǎn)角立柱選擇65×65，根據(jù)計算確定。