铝型材架设计
1200×500×800 的两层 4040 架，长梁净跨 1120mm、顶层承受 400kg 时挠度约 4.9mm，已经超过 L/500（2.2mm）；每侧加一根中间立柱把净跨降到 540mm，同一根型材的挠度就降到约 0.3mm。反过来，只有一层横梁、立柱下端没有约束的架子，用再粗的型材也会左右晃。
铝型材架的承重不是由型材粗细决定的，而是由长梁净跨决定的：4040 长梁净跨从 1120mm 缩到 540mm，挠度降到约十八分之一。
B-01 · 3D 结构视图
1200×500×800 mmA-01 · 结构参数
4040架型
主缸置顶，架内放底缸与器材
架子尺寸
一般与缸体外径一致；架子比缸体略窄更稳，也便于包边
最底层横梁底面距地高度：0 = 贴地。抬高后底层横梁不直接接触地面，方便清扫、防潮，也给可调脚杯的调节行程留出空间。抬的是横梁 —— 立柱仍通长落地（长度不变），总高 H 也不变。
型材与结构
4040 40×40（槽8）：米重 2.0 kg/m，Ix 10.88 cm⁴，槽内推荐 M8 螺栓
每侧中间立柱
长梁单段净跨 540 mm，立柱共 6 根
横梁层数
含顶层与底层，共 2 层横梁
水平加固（内撑）
横撑沿架宽（左右）、竖撑沿架深（前后），两者只能二选一 —— 同时放会互相交叉。内撑整跨不断：横撑走在左右短横梁之间、竖撑走在前后长横梁之间，正好避开只在前后两条边上的中间立柱，所以一根就是一整根，下料也只有一种长度；缸底 / 层板直接压在它上面。连接件只布在**端头正顶立柱内侧面**的那一端（整根内撑正好走在中间立柱轴线上）；端头顶在横梁上的位置没有立柱，不装连接件。
立柱落地
竖直方向连接件（梁 ↔ 柱）
只用两种标准件：**压铸角码**（铝压铸 L 形角件，带三角加强筋，装在节点外侧，用 T 型螺母 + 内六角螺栓锁进型材槽，抗剪最强）与**角槽**（T 形头截面的型材件，塞进两侧型材的槽腔里，外面看不见，用顶丝压紧）。**「两者都用」是按方向分工**：水平方向（梁 ↔ 梁，每层四角）用压铸角码把矩形四角锁死，垂直方向（梁 ↔ 柱）用角槽藏进槽腔 —— 可见的五金件只剩每层四角那几只，承重节点一个不少。选「角槽」时全部隐藏，视图会自动打开「透视隐藏件」。全架不使用锚式连接件。
每层承载
顶层填整缸总重（玻璃 + 水 + 底砂 + 造景）
该层长期放置的重量；只放器材时按实际填
C-01 · 结果与校核
6 根- 立柱
- 6 根
- 长梁净跨
- 540 mm
- 型材总长
- 11.6 m
- 型材重量
- 23.3 kg
- 整根用量
- 2
- 架体重量（含配件）
- 24.5 kg
- 整架总重
- 484.5 kg
- 地面平均载荷
- 808 kg/m²
力学复核
| 项目 | 结论 |
|---|---|
| 横梁挠度计算值 0.3mm · 许用值 0.8mm · 安全系数 1,650顶层 短横梁：计算跨度 420 mm，线荷载 478.2 kg/m，两端简支均布荷载 δ = 5qL⁴ ÷ (384EI) | 通过 |
| 横梁弯曲应力计算值 19.0 MPa · 许用值 85 MPa · 安全系数 6.7顶层 短横梁：跨中最大弯矩 103.4 N·m，σ = M ÷ W | 通过 |
| 立柱稳定计算值 1.15 kN · 许用值 47.37 kN · 安全系数 123立柱：计算长度 720 mm（相邻横梁之间的最大净距），两端铰接 Euler 临界力 Pcr = π²EI ÷ (KL)² | 通过 |
横梁按两端简支、立柱按两端铰接计算，不利用角件的转动刚度，也不校核整体侧移与倾覆。
C-02 · 下料单与配件
11.6 m型材下料单
| 构件裁切长度 | 数量合计长度 | 重量 |
|---|---|---|
| 顶层 长横梁1,200 mm | 22,400 mm | 4.8 kg |
| 底层 长横梁540 mm | 42,160 mm | 4.3 kg |
| 短横梁420 mm | 41,680 mm | 3.4 kg |
| 竖撑420 mm | 2840 mm | 1.7 kg |
| 立柱760 mm | 64,560 mm | 9.1 kg |
长度按净跨计，未含端面加工余量；下单时建议每根多留 5mm 由厂家统一切。
按整根排料
- 第 1 根余料 2 mm
- 第 2 根余料 310 mm
利用率 97% · 按整根 6,000 mm、锯缝 3 mm 排料：同长度合并后长件优先装根。
配件清单
| 配件说明 | 数量 |
|---|---|
| 压铸角码（铝压铸角件）每个梁 ↔ 柱节点 1 只，装在节点外侧的角上，配 T 型螺母 + 内六角螺栓 | 8 只 |
| 角槽（角槽连接件）塞进两侧型材的槽腔里，外面看不见；用顶丝拧紧，与压铸角码搭配最牢固 | 28 只 |
| T 型螺母 + 内六角螺栓每只压铸角码 2 套（每条腿 1 套），实际按角件孔位核算 | 16 套 |
| 顶丝（紧定螺钉）每只角槽 2 只，从型材外侧拧入压紧 | 56 只 |
| 端盖（型材端面盖板）立柱顶端 + 没有装脚杯的落地端 | 6 只 |
| 可调脚杯（螺杆 + 底座）每根立柱 1 只，用于调平地面误差并让立柱均匀受力 | 6 只 |
- 截面惯性矩与米重取自厂家规格表（艾普斯 APAS，6063-T5），不是按截面几何反推的估算值
- 挠度按两端简支梁均布荷载 δ = 5qL⁴ ÷ (384EI)，弹性模量取 6063-T5 的 68,600 N/mm²
- 挠度判据 δ ≤ L/500：缸底长期不均匀受力会让玻璃产生附加应力，严重时开裂
- 弯曲应力 σ = M ÷ W、M = qL² ÷ 8，许用值 85 MPa（屈服 127 MPa 取 1.5 安全系数）
- 立柱按压杆 Euler 临界力 Pcr = π²EI ÷ (KL)²，要求安全系数 ≥ 3，计算长度取相邻横梁之间的最大净距（有底部留高时，地面到最底层横梁的自由段也参与取大）
- 长梁与短梁两个方向都按「两根横梁承担整层荷载」校核（真实受力按刚度分配），偏安全；配件按型材质量的 5% 估算，未计入层板与封板
以上计算按页面上方选择的单位制显示；下方的说明文字统一使用公制（mm / L / kg / ℃）。
需要完整设计？
- 想把尺寸做成 3D 模型与完整材料清单
- 用鱼缸设计器输入长宽高，自动生成 3D 模型、尺寸标注、玻璃裁切单、硅胶用量与设备选型，并可导出 CSV 与 PNG。
怎么用
- 第 1 步量出缸体外径与整缸总重架子外宽外深一般与缸体一致，总重用「水体容积计算」里的整缸重量（玻璃 + 水 + 底砂 + 造景）。
- 第 2 步选型材与立柱数先按净跨挑：净跨 ≤ 600mm 用 3030，≤ 1000mm 用 4040，更长的净跨要么加中间立柱，要么改用 4080 / 6060。
- 第 3 步安排横梁层数至少上下两层横梁：顶层承重、底层把立柱下端锁住；放底缸的架子把底缸那一层也填上荷载。
- 第 4 步看三个校核结论挠度（δ ≤ L/500）、弯曲应力（σ ≤ 85MPa）、立柱稳定（安全系数 ≥ 3），任一项超限就先加立柱或加大型材。
- 第 5 步导出下料单与配件下料单按长度合并，并按整根 6m 排料给出要买几根；角件、T 型螺母螺栓、端盖与脚杯按节点数直接给出数量。
常见问题
- 鱼缸铝型材架用 4040 还是 3030？
- 按净跨选，不按缸的大小选。净跨 600mm 以内 3030 够用；净跨 1000mm 左右用 4040；净跨超过 1000mm 要么每侧加一根中间立柱把净跨砍半，要么改用 4080（强轴 Ix 81.73cm⁴，是 4040 的 7.5 倍）。
- 120cm 鱼缸的铝型材底柜要不要加中间立柱？
- 要。1200mm 外宽、4040 型材时，长梁净跨 1120mm，顶层 400kg 下挠度约 4.9mm，超过 L/500 的 2.2mm；每侧加一根中间立柱后净跨 540mm，挠度降到约 0.3mm，用 4040 就够了。
- 铝型材架到底能承重多少？
- 限制几乎总是横梁挠度，而不是立柱被压屈。800mm 高的 4040 立柱按 Euler 公式临界力约 115kN（约 11.7 吨），取 3 倍安全系数后单根仍可承担约 3.9 吨；而 400kg 的架子每根立柱轴力只有 1kN 量级。所以先看挠度与楼板承重，不要先加粗立柱。
- 铝型材架会不会晃？
- 会，如果只做一层横梁或者进深太浅。立柱下端没有横梁约束时整架可以侧向失稳；通常做法是至少做上下两层横梁，并让进深不小于架高的 45%。架高超过 900mm、或者放在会被碰撞的位置时，再加背板或斜撑，并靠墙摆放。
- 6 米一根的铝型材要买几根？
- 按套料算。1200×500×800 的两层 4040 架（每侧 1 根中间立柱）型材合计约 11.6m：立柱 760mm×6、顶层长横梁 1200mm×2、其余层长横梁 540mm×4、短横梁 420mm×4、竖撑 420mm×2，按整根 6m、锯缝 3mm 排料是 2 根，利用率约 97%。
- 立柱为什么比架高矮一截？
- 顶层两根长横梁是整根通长、直接压在立柱端面上的，立柱长度取「架高 − 一个横梁高」。这样顶面只由横梁构成，看不到立柱的端面截面，也不会因端面误差出现高低差；长梁同时从「两端简支的一段」变成「压在若干立柱上的连续梁」，中间立柱越多越平。
- 架子会不会左右晃？
- 矩形框架在水平面内最怕节点转动（俗称菱形化）。工具默认在每一层的四个角各加一只水平角码：它的两条腿都在水平面内，把长横梁和短横梁连成刚性矩形。竖直角码管的是「梁 ↔ 柱」，水平角码管的是「梁 ↔ 梁」，两者各管一个方向。真正要抗大侧向力（比如靠海、常有人倚靠）时，再加斜撑最有效 —— 这是当前版本的已知边界。
- 连接件会不会露在外面？
- 全架只用两种标准件：压铸角码（铝压铸 L 形角件，带三角加强筋，装在节点外侧，用 T 型螺母 + 内六角螺栓锁进型材槽）和角槽（T 形头截面的型材件，塞进两侧型材的槽腔里，外面看不见，用顶丝压紧）。默认方案按方向分工：水平方向（梁 ↔ 梁，每层四角）用压铸角码把矩形四角锁死，垂直方向（梁 ↔ 柱）用角槽藏进槽腔 —— 于是可见的五金件只剩每层四角那几只，承重节点一个不少。想全隐藏就选「角槽」（视图会自动打开透视方便核对），想全可见就选「压铸角码」。顶层虽然是梁压柱，但连接件装在立柱的内侧面上就行，不用锚式连接件。
- 可调脚杯和脚轮该怎么选？
- 重缸一定用可调脚杯：它能把四根立柱调平，让每根都均匀受力，而地面不平会让某一根悬空、其余超载。脚轮只适合经常移动的小缸，承重与整体刚度都明显下降。
- 铝型材架的型材参数是哪里来的？
- 截面惯性矩与米重取自厂家规格表（艾普斯 APAS 工业铝型材，材质 6063-T5），不是按截面几何反推的估算值——型材的槽口、中心孔与内筋让截面无法手算，直接引用实测参数更可靠。也可以用「自定义截面」输入其它品牌的 I 与米重。