一个做幕墙的班组，接了个四层商业的外装活，一层大堂层高四点二米，做石材干挂。设计院给的图纸上，立柱写的是钢方管一百二乘六十乘五，热浸锌。施工队进场后觉得这个规格不好买，问了几家现货只有一百乘五十的，就跟甲方商量，说强度算下来富余很多，换成小一号没问题。

甲方找了个懂行的顾问复核，一算，一百乘五十的强度确实够，应力才一百九十兆帕，离二百一十五还有余量。但挠度算出来三十四毫米，规范允许十六点八毫米，超了一倍。这个方案被否掉了。

先把结论说清：幕墙龙骨用镀锌方管，壁厚不是按强度定的，多数情况是被挠度挑出来的。规范对钢型材立柱有两条硬线，主要受力部位厚度不小于三毫米，风荷载标准值下挠度不大于跨度的二百五十分之一。

这两条线在 JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》里写得很明确，第 6.3.1 条管厚度，第 6.3.10 条管挠度。下面把这两条拆开算一遍。

一、规范先画了三条线

第一条是厚度。JGJ 102-2003 第 6.3.1 条规定，立柱截面主要受力部位的厚度，铝型材开口部位不小于三毫米、闭口部位不小于二点五毫米，钢型材不小于三毫米。横梁的要求松一档，第 6.2.1 条规定钢型材不小于二点五毫米。

注意这里说的是「主要受力部位」，不是平均壁厚。方管如果有明显的负偏差，或者局部被削薄，按实际厚度算，不达标就是不合格。采购时要看质保书上的实际壁厚，不能只看名义规格。

第二条是挠度。第 6.3.10 条规定，风荷载标准值作用下，铝合金型材立柱的挠度限值是跨度的 1/180，钢型材是 1/250。GB/T 21086-2007 还加了一条绝对值限制，跨度不大于四点五米时不超过二十毫米，大于四点五米时不超过三十毫米。两个条件取严的。

第三条是长细比。第 6.3.9 条规定，承受轴压力和弯矩的立柱，长细比不宜大于一百五十。这一条对高层和大跨度特别要紧，柱子太细长，风一吹就晃。

还有一条防腐要求，第 6.3.2 条：钢型材宜采用高耐候钢，碳素钢型材应采用热浸锌或采取其他有效防腐措施，处于腐蚀严重环境下的钢型材应预留腐蚀厚度。这就是镀锌方管的规范依据，也是它比刷漆方管贵的原因。

二、四点二米跨度，强度够但挠度不够

拿开头那个项目算一遍。跨度四点二米，立柱间距一点二米，风荷载标准值每平方米二点五千牛，这是沿海或者高层常见的设计值。

线荷载等于面荷载乘受风宽度，2.5 乘 1.2 等于每米三千牛，也就是每毫米三点零牛。按简支梁算，跨中最大弯矩是 q 乘 L 平方除以八，3.0 乘 4200 的平方除以 8，约 6.6×10⁶ 牛毫米。

一百二乘六十乘五的方管，绕强轴的惯性矩约 3.09×10⁶ 四次方毫米，截面模量约 5.16×10⁴ 立方毫米。弯曲应力等于弯矩除以截面模量，约一百二十八兆帕。Q235 的强度设计值二百一十五兆帕，富余四成，强度这关过得很轻松。

再看挠度。简支梁均布荷载的跨中挠度是 5 乘 q 乘 L 的四次方，除以 384 乘 E 乘 I。钢材弹性模量取 2.06×10⁵ 兆帕。代入，挠度约十九毫米。

限值是多少。跨度 4200 除以 250，等于 16.8 毫米，绝对值限制二十毫米，取小的，就是 16.8 毫米。十九毫米超了，不合格。

换成一百乘五十乘五，惯性矩 1.74×10⁶，挠度直接到三十四毫米，超一倍。这就是开头那个方案被否的原因，强度看着富余，挠度早就崩了。

要过这一关，至少要把惯性矩提到 3.6×10⁶ 以上。一百二乘六十乘六能做到 3.6×10⁶，挠度十六点四毫米，勉强过线。要留余量，用一百四乘六十乘六，惯性矩 5.3×10⁶，挠度十一毫米，比较舒服。或者用一百六乘八十乘五，惯性矩 7.6×10⁶，挠度七点八毫米。

这个算例说明一件事：挠度和跨度的四次方成正比，和惯性矩成反比。跨度从四点二米缩到三点五米，挠度降到原来的零点四八倍；惯性矩翻一倍，挠度减半。想省料，先想办法缩短跨度，比如在层间加一道横梁支承，比一味加大截面划算得多。

三、为什么多数幕墙立柱不用钢方管

玻璃幕墙的立柱，主流是铝合金型材，不是钢方管。原因有三个。

第一个是型材断面。铝型材可以挤压出复杂的空腔、扣槽、隔热条位置，玻璃的镶嵌槽、胶条槽、排水腔都能一体成型。方管是等壁厚的空心矩形，要挂玻璃还得另做附框，节点复杂，防水难做。

第二个是精度。铝型材的尺寸公差在零点几毫米，方管的公差按 GB/T 6728 走，壁厚允许偏差能到正负百分之十，弯度、扭曲也有允许值。幕墙是外露构件，拼缝差一毫米就看得出来。

第三个是防腐和外观。铝型材阳极氧化或者氟碳喷涂，颜色均匀，二十年不褪。钢方管热浸锌之后是银灰色，要颜色还得再喷一道，喷在锌层上附着力是个问题，这一点在 镀锌管刷油漆，为啥总掉 里讲过。

钢方管的位置在哪。石材幕墙、金属板幕墙、大跨度部位、超高层的内置钢芯，这些地方用钢龙骨。石材重、板幅大，需要更大的刚度，钢的弹性模量是铝的三倍，同样截面下挠度只有铝的三分之一。所以商业综合体的首层大堂、裙楼石材，用热浸锌方管做立柱很常见。

四、用镀锌方管的三个前提

第一个，壁厚按计算定，但不低于三毫米。三毫米是规范底线，实际工程往往取四到六毫米，因为要留腐蚀余量和加工余量。壁厚有负偏差的，按实测值算，不能按名义值算。

第二个，锌层要够。幕墙工程的施工工艺规程对钢制件热浸镀锌有要求，平均膜厚不小于四十五微米，具体分档按件厚走：厚度六毫米以上平均八十五微米、局部七十；三到六毫米平均七十、局部五十五；一点五到三毫米平均五十五、局部四十五。幕墙立柱多在五到六毫米，按七十到八十五微米做比较稳妥。

第三个，内壁要处理。方管是闭口截面，热浸锌时管内也要镀上，但焊接之后内壁的锌层被烧掉，人进不去，补不了。所以立柱上的焊缝尽量少，能用法兰、螺栓连接的地方不要焊。要焊的位置，焊前把锌层磨掉，焊后外部补锌，内壁用富锌漆从工艺孔灌涂。

规范对这一点有呼应。第 6.3.2 条要求处于腐蚀严重环境的钢型材预留腐蚀厚度，就是承认防腐层会损耗，靠加厚钢板来兜底。海边项目、工业区项目，壁厚要在这个基础上再加一档。

五、连接节点的四个细节

第一个，上下立柱之间的缝。第 6.3.3 条规定，上、下立柱之间应留不小于十五毫米的缝隙，闭口型材可以用长度不小于二百五十毫米的芯柱连接，芯柱与立柱要紧密配合。这个缝是给温度变形留的，也是给安装误差留的，不能顶死。

第二个，螺栓数量。第 6.3.12 条规定，立柱与主体结构之间每个受力连接部位的连接螺栓不应少于两个，直径不宜小于十毫米。一个螺栓是铰，两个螺栓才抗扭。现场为了省事打一根膨胀螺栓的做法，是不合规的。

第三个，绝缘垫。第 6.3.13 条规定，角码和立柱采用不同金属材料时，应采用绝缘垫片分隔或者采取其他有效措施防止双金属腐蚀。镀锌方管配铝合金角码、配不锈钢螺栓，界面都要隔离。这个道理跟 镀锌管接不锈钢，中间要加什么 里讲的一样。

第四个，预埋件。预埋件的位置偏差要控制，中心线偏差一般不超过十毫米，标高偏差不超过十毫米。预埋件偏了，靠角码长圆孔调节，调节量有限，调不过来就得后置锚栓，后置锚栓的承载力要重新验算。

六、现场五个错

第一个，按强度选截面。幕墙立柱绝大多数是挠度控制，按强度选出来的截面往往小一到两号。计算书里必须两个都算，取大的。

第二个，用名义壁厚算。方管壁厚有负偏差，六毫米的管子实测五点七很常见，惯性矩差一成多，挠度就差一成多。要用实测值或者按负偏差下限算。

第三个，焊完不补锌。立柱和埋件、和横梁的连接板一焊，锌层烧掉一圈，那是应力集中区也是腐蚀起点。焊完必须打磨、补锌，补到八十微米以上。

第四个，切口不封。方管切断之后断面是裸钢，朝上的切口会积水。切口要补锌，朝上的要加封板或者堵头。

第五个，把镀锌方管当不锈钢用。锌层是消耗性的，海边、酸雨、工业大气环境消耗快，二十年后要检查、要维护。设计时要把维护周期写进说明，别当成免维护。

幕墙龙骨的方管，规格多、壁厚杂，还得配热浸锌和定尺切割，采购时最容易出的问题是壁厚不足和锌层偏薄。把跨度、分格、风荷载、壁厚、锌层要求列清楚发到钢管动力，做幕墙钢龙骨和热浸锌加工的厂家能直接报价，也能把实测壁厚写进合同。

数据来源：来自公开网络。

钢管动力，关联公众号：钢标控。