组合截面是门窗幕墙杆件结构设计中常见增强形式之一，可分为叠合式和组合式，二者有何区别，该如何计算？本期进行探讨，不妥之处敬请指正！
1、引言 近年来，建筑师越来越追求外立面大分格、细线条设计，导致门窗幕墙杆件跨度越来越大，强度和刚度可能难以满足要求而需要增强。 杆件常见增强形式有加大型材截面、型材腔内增加钢芯、型材外增加加强型材等。 在铝合金型材腔内增加钢方管是常见增强形式，见图1。
根据组合方式，组合构件又分为叠合式和组合式两种，见图2和图3。
叠合式截面两种型材间不加连接，从构造上保证二者同时受力。除钢铝组合构件外，单元幕墙插接式公母料型材也是这种形式，见图4。
组合式截面两种型材间用物理或化学方法紧密相连。将铝合金型材和钢型材用螺钉连接幕墙胶条使用规范，就属于组合式截面，见图5。
两种截面组合方式、受力表现和计算方法不同，下面分别予以介绍。 2、叠合式截面计算 叠合式截面两种型材间不加连接，杆件弯曲时接触面产生错动，不符合平截面假定，两种型材应分别计算。 叠合式截面承受荷载时，两种型材沿各自截面中和轴产生挠曲且挠度相等，因而所承受荷载与刚度成正比。
式中：Ea——铝合金型材弹性模量；Es——钢型材弹性模量；Iax——铝合金型材截面惯性矩；Isx——钢型材截面惯性矩；qs——铝合金型材分配的荷载；qa——钢型材分配的荷载。
单元幕墙插接式公母料，通常均为铝合金型材，弹性模量相同，因而所承受荷载与截面惯性矩成正比。 叠合式构件荷载按刚度分配后，分别计算即可。 3、组合式截面计算 组合式截面两种型材结合处设置抗剪连接件，变形时杆件相对错动受到约束成都中航幕墙，保持在同一平面内，符合平截面假定。 二者沿同一中和轴产生挠曲，而非沿各自截面中和轴产生挠曲，应按相当截面计算。
注：两种材料组合梁可变换为同一材料均质梁计算，变换后同一材料截面称为相当截面。见参考文献1。 铝合金和钢材力学性能不同国际展览中心I期，不能是截面几何图形简单组合，需考虑弹性模量差异。 这里需引入参数——弹性模量比，铝合金和钢材弹性模量比为：
式中：αE——弹性模量比；Ea——铝合金型材弹性模量；Es——钢型材弹性模量。 杆件强度和刚度计算需要截面面积、惯性矩和抵抗矩参数，计算模型示意见图6。
相当截面参数推导过程较复杂，这里直接给出结论。
（1）相当截面面积计算
相当截面面积计算时，先读取各自截面积，再按弹性模量比计算：
（2）相当截面惯性矩计算
相当截面惯性矩计算时，先以组合截面中和轴读取两个截面惯性矩，再按弹性模量比计算：
（3）相当截面抵抗矩计算
相当截面抵抗矩计算时，以相当截面惯性矩除以中和轴到截面边缘最大距离计算：
计算得到相当截面面积、惯性矩和抵抗矩，再按照同一材料均质截面计算。
4、注意事项
相同荷载作用下，组合式截面比叠合式截面更经济，但要保证抗剪键施工质量。
一些地方标准给出了叠合截面计算方法，如上海、江苏、浙江等，其中铝合金型材荷载分配时给出了1.05倍调整系数。
叠合截面为满足变形协调一致假定应紧密接触，然而钢铝为不同金属材料，直接接触会产生电化学腐蚀，因此需要设置绝缘垫片。
由于钢铝热膨胀系数不同，温度发生变化时抗剪连接件要承受较大温度应力，因此组合式截面在环境温度变化较大场合应慎用。
组合截面是门窗幕墙杆件结构设计中常见增强形式之一，可分为叠合式和组合式。
叠合式截面两种型材间不加连接，利用构造保证二者同时受力；组合式截面两种型材间用物理或化学方法紧密相连。
叠合式截面弯曲时接触面产生错动，不符合平截面假定，两种型材应分别计算，所承受荷载与各自刚度成正比。
组合式截面符合平截面假定，沿同一中和轴产生挠曲，应按相当截面计算。
组合截面使用时，应注意施工质量、地标中铝合金型材荷载调整系数、双金属腐蚀、应用场合环境温度变化等问题。
实际工程中，也可使用叠合式截面计算原理计算钢铝组合式截面，结果偏于保守。
（文章来源：建筑幕墙公众号）
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