構件式玻璃幕墻橫梁扭轉原因分析與預防
        1 、橫梁扭轉現象及危害  
         橫梁是幕墻工程中的主要承重構件之一。在正常情況下，橫梁在豎直平面內僅受到玻璃板塊及自身重力作用。施工完成后的橫梁上表面應保持水平，但不少幕墻尤其是板塊面積較大的明框幕墻，橫梁上表面向外傾斜，亦即橫梁產生了扭轉。當橫梁產生扭轉后，直接影響到觀感。并且，大部分幕墻的橫梁與角碼是通過自攻釘進行連接，在正常情況下，自攻釘僅受到剪力作用;而當橫梁產生扭轉后，室內側的自攻釘不僅承受剪力，還要承受部分拉力，這對結構長遠的安全性而言是極為不利的。
         2 、橫梁扭轉的原因分析  

 (1)角碼與立柱固定不牢，角碼相對于立柱產生扭轉，是橫梁產生扭轉的重要原因。可以說絕大多數橫梁產生扭轉的幕墻，其角碼相對于立柱均產生了扭轉，具體原因如下:
        ①角碼成孔時，孔徑過大，與螺栓或螺釘不配套，導致施工完成后，由于螺栓與角碼孔壁存在過大的空隙，在板塊自重作用下，角碼孔壁與螺栓螺桿之間尚有較大的位移空間。而這種位移將導致角碼相對于立柱產生轉動。這時，通常用自攻釘固定在角碼上的橫梁也隨著轉動。
        ②角碼成孔時，工人未熟練掌握施工工藝，導致孔壁不直甚至明顯傾斜，更重要的是在角碼后背孔側產生了毛刺。在安裝角碼前如未對這種毛刺進行清理就進行安裝，則根本無法保證將角碼與立柱緊密連接。最終必然會導致角碼扭轉，進而導致橫梁扭轉。同時，當孔壁不順直時，螺栓栓桿與角碼孔壁接觸不完全甚至其接觸是線接觸而非面接觸。在正常情況下即為面接觸時，螺栓栓桿承受角碼傳遞過來的是均布荷載;當孔壁不直即兩者為線接觸時，接觸面積極小且承受的是集中荷載，會在角碼孔壁產生局部過大的集中應力，應力集中處的孔壁易被破壞，孔徑也相對擴大。而過大的孔徑不利角碼的 固定。

③角碼與立柱通常是采用螺栓或螺釘進行連接，當連接緊密時，盡管在兩者接觸面間加設了墊片，但角碼與立柱在螺栓的軸向力作用下仍會產生一定的摩擦力。而這種摩擦力對角碼的抗扭轉是有好處的。而部分施工人員在角碼安裝固定時未將螺栓或螺釘擰緊到位，角碼后背與立柱之間連接不緊密，兩者接觸面之間無法產生這種有利的摩擦作用，同時未擰緊螺栓也會造成角碼的晃動與轉動。另外值得注意的是，當用螺栓進行角碼與立柱的連接固定時，如果擰得過緊，易造成立柱的腹板產生局部變形，與角碼的背部也是無法緊密接觸，反而不利角碼的固定。 
        (2) 板塊安裝方法。對橫梁而言，最好是直接將力傳遞至立柱而不經過橫梁。但不少工人在安裝時，先將板塊直接擱在橫梁上，調好位置后先固定好上下橫梁處的壓塊，再固定左右立柱處的壓塊。這種安裝方法導致板塊重量全部由橫梁承擔，設計時應加以考慮。
        (3)抗扭承載力復核。部分設計人員未按規范要求對橫梁的抗扭能力進行計算復核。尤其是當幕墻施工完畢后，橫梁產生了微小的扭轉(在理論上是完全可能的)，當板塊承受到風荷載后，橫梁在豎直平面內的受力不僅包括板塊與橫梁本身自重，還將承受部分風荷載。如圖1所示，當橫梁扭轉a 角度后，在豎直平面內受風荷載在垂直于橫梁方向的分力為F.sina(F為板塊受到的風荷載傳到橫梁的水平力)，這也會加劇橫梁的扭轉。 
        3 、預防措施   
        (1)設計方面
        ①選取合適的型材。合適的型材可以從根本上保證將橫梁牢固地安裝在角碼上，即使玻璃板塊自重較大橫梁也不會產生扭轉。據筆者所知，原沈陽黎明的140系列型材的結構設計是相當合理的，其型材的部分截面如圖2所示。該系列型材的橫梁直接被夾持在立柱內，只要橫梁本身的剛度足夠，就可以保證橫梁在荷載作用下不會產生扭轉。但現在應用較多的是一種掛鉤式的型材，其截面如圖3所示。該系列型材要求板塊用掛鉤與橫梁相連接。對該系列型材，筆者認為除非施工時能絕對保證構件的尺寸偏差，否則容易造成上一板塊由于施工誤差，板塊上部的掛鉤未全部掛在上根橫梁上，而下一板塊全掛在同一根橫梁上，結果造成了一根橫梁要承受2個板塊的自重，從而導致因為橫梁本身抗扭能力不足而產生扭轉，或角碼與立柱之間的抗扭能力不足而產生扭轉。這種扭轉一旦產生，將會給結構帶來極大的安全隱患，而且處理難度也相當大。
        ②考慮適當的安全系數。設計單位在進行橫梁設計時，要充分考慮到即使是最合理的結構設計，也會由于各種因素的影響，使橫梁要產生扭轉。而一旦產生扭轉后，橫梁所受到平面內的作用力不僅包括板塊與橫梁本身的自重，還要承擔部分風荷載的作用，再加上現在絕大部分的橫梁與角碼均是通過自攻釘進行連接，自攻釘將受長期的拉力作用，這對自攻釘的安全性是極不利的。故建議設計單位在考慮橫梁與角碼的連接時，要考慮足夠的承載力。同時，在角碼與立柱的連接建議當條件允許時盡可能采用3顆螺栓或螺釘，且平面布置應合理，力求平面內最大的抗扭抵抗矩。
        ③合理劃分板塊尺寸。玻璃自重是使橫梁產生扭轉的根本原因，玻璃板塊越大則自重越大，對橫梁產生的偏心力也越大，對橫梁的抗扭越不利。因為幕墻往往在高層建筑中應用得較為普遍，為保證建筑的立面效果，建筑越高，往往要求玻璃板塊越大，而板塊過大，對幕墻的設計與施工均帶來一定的難度。因此作為幕墻的設計人員，有必要與建筑的設計人員取得溝通，力求在矛盾的兩者之間取得平衡。   
        (2)施工方面  
         ①嚴格控制角碼成孔質量。角碼的成孔質量對整個橫梁的安裝質量起到很大的作用，而此工序又極易被忽視。通常角碼的孔徑應比螺栓直徑大，但不要超過0.5mm。若孔徑過小或等于螺桿直徑則無法擰緊，過大則角碼易產生扭轉。同時在成孔時，對鉆頭的質量有一定的要求，即刃口的質量必須要好，鉆頭的截面偏差要符合要求;成孔時要注意控制鉆進度，速度過快易產生毛刺，速度過慢易造成擴孔或孔壁不直。同時，成孔后必須對角碼的后背進行逐個檢查，有毛刺的必須進行及時清理。
        ②保證適當的擰緊力。對大部分的幕墻而言，角碼與立柱之間有部分力是通過接觸面的摩擦力傳遞的。故在施工時，必須保證螺栓或自攻釘適當的擰緊度。如果擰得不夠緊，肯定無法滿足要求，但絕不可擰得過緊。因為如果螺栓過擰會給螺栓帶來隱性傷害，而這種傷害是致命的;同時擰得過緊易造成立柱的腹板產生變形。而這種螺栓過擰現象在施工現場極其}普遍且易被忽視。 
        ③保證合理的施工順序。在安裝板塊時，建議板塊準確定位后，先安裝板塊與立柱相鄰處的壓塊，待左右兩側的壓塊完全固定后再進行板塊上部壓塊的固定，最后進行板塊底部的壓塊固定。此種安裝方法可以有效降低板塊傳遞至橫梁上的重力。值得注意的是，壓塊的數量宜適當加密，規格宜適 當加大，尤其是經常受臺風襲擊的幕墻。