幕墙组合截面计算公式

组合截面参数计算说明
实际工程中经常使用组合截面，而组合截面参数的计算成为组合截面定义的重点。

组合截面的形式分为：叠合、组合。

1、叠合截面
参数说明：
E ——为弹性模量
A ——为截面面积
EI ——抗弯刚度
EA ——抗拉刚度
x I 1为截面1绕X 轴的截面惯性矩，x I 2为截面2绕X 轴的截面惯性矩
y I 1为截面1绕Y 轴的截面惯性矩，y I 2为截面2绕Y 轴的截面惯性矩
x M 1为截面1所承担的绕X 轴的弯矩，x M 2为截面2所承担的绕X 轴的弯矩
y M 1为截面1所承担的绕Y 轴的弯矩，y M 2为截面2所承担的绕Y 轴的弯矩
1N 为截面1所承担的轴力，2N 为截面2所承担的轴力
x M 组合型材所受的绕X 轴的弯矩，y M 组合型材所受的绕Y 轴的弯矩
N 组合型材所受的轴力
叠合截面之间不加任何连接，仅仅从构造上保证两者同时受力。

发生弯曲变形时，在接触面间，两者会产生相互错动，亦即叠合式截面不符合“平截面假定”条件。

在正常受力情况下，型材变形在弹性范围内，因此两者各自沿自身截面中和轴产生挠曲，且两截面未脱开，两者有着共同的边界约束条件，故两者挠度相等。

截面之间的内力分配符合“强者多承担，弱者少承担”的原则，分别进行验算。

x x x x x I E I E I E M M 2211111+= x
x x x x I E I E I E M M 2211222+= y y y y y I E I E I E M M 2211111+= y y y y y I E I E I E M M 2211222+=
2211111A E A E A E N
N += 2
211222A E A E A E N N += 2、组合截面
参数说明：
E ——为弹性模量
A ——为截面面积
α为两截面的弹性模量比 ： 2
1E E =α x I 1为截面1绕X 轴的截面惯性矩，x I 2为截面2绕X 轴的截面惯性矩
y I 1为截面1绕Y 轴的截面惯性矩，y I 2为截面2绕Y 轴的截面惯性矩
x d 为两截面形心X 方向上的距离，y d 两截面形心Y 方向上的距离
1x 为截面1到新的截面型心沿X 轴的距离，2x 为截面2到新的截面型心沿X 轴的距离 1y 为截面1到新的截面型心沿Y 轴的距离，2y 为截面2到新的截面型心沿Y 轴的距离 组合A 为以其中一种截面为基准得到的转化组合面积
x I 为组合截面绕X 轴的截面惯性矩，y I 为组合截面绕Y 轴的截面惯性矩
组合截面在型材接合面之间用物理或化学方法将两者紧密相连（螺栓连接），受力变形时型材在接合面处的相互错动得到有效约束，从而二者协调变形。

受弯时，承受荷载前在同一竖向截面内的各点，弯曲后截面虽然随之发生偏转，但仍然保持在同一平面内。

可见，组合截面变形符合“平截面假定”条件。

因此，两者已不是分别沿自身截面中和轴产生挠曲，而是沿统一的中和轴产生挠曲，应该按组合截面进行计算。

考虑不同材料截面的组合，其计算方法如下。

以截面2为计算基准时，该组合截面的有效面积为：
21212
1A A A A E E A +=+=α组合 截面1距几何形心的距离为：
x d A A A x 2
121+=α,y d A A A y 2121+=α， 截面2距几何形心的距离为：
x d A A A x 211
2+=αα，y d A A A y 2112+=αα，
所以组合截面的各轴方向上的惯性矩为：
)()(22221211x x x I x A I x A I +++=α
)()(22221211y y y I y A I y A I +++=α
用此方法可将组合截面的材料也考虑进来，上述公式以截面2的材料为基准对组合截面进行相应的参数转化，同样以此类推亦可以截面1的材料为基准对组合截面进行相应的参数转化。

若有三个以上的不同材料组合截面也可以设定一种基准材料，对其他材料的截面逐个进行参数转换。

最后以基准材料最为计算的单元材料属性，以组合截面的截面参数填充单元截面属性，进行力学分析。