《注胶式隔热铝合金门窗抗风压计算方法》

　　小结：
　　1在计算梁的挠度时，无论是普通（非隔热）铝合金梁，还是隔热铝合金梁，必须找出其形变曲线方程，即： ，它也是计算其它力学性能参数的基础；产生最大挠度点的横坐标 的导数 。
　　2在计算隔热铝合金梁的最大拉伸和最大压缩应力时，首先要计算出梁的最大弯矩截面；这个截面存在着两个相等的力F1（上半部型材形心处），以及F2（下半部型材形心处）。有了F1、 F2，即可计算出平均拉伸应力、压缩应力，其力点作用于两块铝合金型材的形心上；再根据普通（非隔热）铝合金梁相应的计算公式，推导出隔热铝合金梁两个最外边缘处的最大拉伸和最大压缩应力，为选择合适的铝合金牌号（6061、6063）以及状态（T5、T6）提供理论依据。
　　3在计算隔热铝合金梁纵向剪切强度时，首先要计算出最大剪力所在的截面。此截面在其设计寿命期间，如果复合部位的铝合金型材与隔热材料出现纵向滑动（剪切失效），将视其为两根独立的铝合金梁计算；只有保证隔热单元系统（铝合金―复合部位―隔热材料）的复合部位不产生纵向滑动，才能计算其隔热材料的最大纵向剪切力。在荷载的作用下，隔热型材的最大纵向剪切力应小于24N/mm。

　　二软件的安装：
　　1点击文件包TIR-A8-04，出现TIR-A8-04 SOFTWARE（软件）、TIR-A8-04 STANDARD（标准）、TIR-A8-04 UESRS GUIDE（用户指南）。
　　2、点击TIR-A8-04 SOFTWARE（软件）；在新的界面中再点击setup（安装）。
　　3、出现TBSA Setup界面，点击方块内的OK键。
　　4、在出现界面的左侧，点击方块键。
　　5、在新的界面中点击Continue（继续）键。
　　6、在新的界面中点击Yes键，再点击确定键。点击关闭键。

　　三、软件的使用调试：
　　根据全世界各个国家文化的不同，计量单位分为英制和公制。中国习惯使用公制单位，所以，首先要将软件确认为公制。
　　1、点击电脑屏幕的左下方的开始，再将点击鼠标瞄准程序；在出现新的界面中瞄准TBAS，点击AAMA TIR-A8_03。
　　2、在出现的界面中点击确定键。
　　3、点击界面中的Change Default unit键，将Lb/In转换成N/mm（完成了制式转换）。
　　4、点击界面上方的Save edits（保存编辑）。
　　5、点击界面右上方的Х（关闭键）。
　　6、点击界面中的Yes（确定）键。

　　四、软件的使用：
　　1、点击电脑屏幕的左下方的开始，再将点击鼠标瞄准程序；在出现新的界面中瞄准TBAS，点击AAMA TIR-A8_03。
　　2、在弹出的界面中，点击第二方块Create New Product File（建立新的产品文档）。
　　3、在弹出的界面中，选择File Name（文档名字）；例如：tj-55。点击OK键。
　　4、在弹出的界面中，点击工具栏中的第5个Profile，右边会显示隔热型材的示例。

　　5、用AutoCAD软件打开55毫米宽的隔热铝合金中梃图纸，见图（二）。
　　6、将上、下铝合金型材的面积（mm2）分别填写到A1、A2内(226.8、169.8)；将上、下铝合金型材的惯性矩（mm4）分别填写到I01、I02内(13019、13923)；将两块铝合金型材质心到两外轮廓的距离（mm）分别填写到C11、C22内(7.16、12.37)；将两块铝合金型材的质心距离（mm）填写到D内(35.47)；将铝型材轴向立筋的厚度总和（mm）填写到tw内(2.8)。
　　7、将隔热胶最宽、最窄尺寸（mm）填写到b、b´内(7.80、5.03)；将隔热胶最厚尺寸以及隔断距离尺寸（mm）填写到DC、g内(14.48、6.35)。见下图

　　8、点击工具栏中的第1个file（文件）键，点击工具栏中的倒数第2个键Goto analysis window（转换至技术分析）。选择uniform（均布荷载），在Load(N/mm)中输入1.35[1500Х1500窗在受到1800帕（N/mm2）风压时，其中梃的线荷载为1.35(N/mm)，为了提高安全性，故将梯形荷载考虑为均布荷载]；在Span(mm) [梁的跨度]中输入1500；在E(N/mm2) [铝合金的弹性模量]中输入70000；在Normal GC(N/mm2) [常温剪切模量]中输入552[亚松隔热胶]。点击Calculate（计算）键，结果见下图：

　　挠度为：9.3毫米；
　　在杆件的中间，铝合金型材外边缘处受到的最大压缩应力为57.6(N/mm2)；
　　在杆件的中间，铝合金型材外边缘处受到的最大拉伸应力为84.5(N/mm2)；
　　在杆件的两端，隔热型材受到的最大纵向剪切力为21.4(N/mm)；
　　隔热型材的等效惯性矩为13.7(cm4)。
　　9如果隔热铝合金梁的中间处同时受到一个80牛顿的集中荷载。选择Concentrated at Mid Span（对称集中荷载）；在Load(N)中输入80；在Span(mm) [梁的跨度]中输入1500；在Normal GC(N/mm2) [常温剪切模量]中输入552[亚松隔热胶]。点击Calculate（计算）键，结果见下图：

　　挠度为：0.6毫米；
　　在杆件的中间，铝合金型材外边缘处受到的最大压缩应力为4.8(N/mm2)；
　　在杆件的中间，铝合金型材外边缘处受到的最大拉伸应力为7.2(N/mm2)；
　　在杆件的两端，隔热型材受到的最大纵向剪切力为0.9(N/mm)；
　　隔热型材的等效惯性矩为13.5(cm4)。
　　此时隔热铝合金梁的受力状况应为两种（集中、均布）荷载作用之和，即：
　　挠度为：9.9毫米；
　　在杆件的中间，铝合金型材外边缘处受到的最大压缩应力为62.4(N/mm2)；
　　在杆件的中间，铝合金型材外边缘处受到的最大拉伸应力为91.7(N/mm2)；
　　在杆件的两端，隔热型材受到的最大纵向剪切力为22.3(N/mm)；
　　综上所述，根据国家标准GB/T 8478—2008中的挠度规定强度设计值，6063 T5的抗拉、抗压<85.5 mm2；6063 T6的抗拉、抗压<140 mm2； 6061 T6的抗拉、抗压<190 N mm2；故铝合金型材应选用6063 T6。根据国家标准GB 5237.6—2004中的隔热型材纵抗剪特征值规定≥24(N mm)，故隔热型材纵向抗剪是安全的。
　　如果隔热铝合金梁在（集中、均布）荷载作用下的纵向剪切力大于24(N/mm)，隔热铝合金型材可能发生纵向滑移，等效惯性矩会（由13.5 cm4衰减至2.7 cm4 ）衰减至20%，挠度会增加至500%（9.9毫米增加至49.5毫米）。因此，会导致隔热铝合金门窗的气密性下降；水密性下降，门窗漏水；保温性能下降。所以，隔热铝合金梁的强度计算是保证隔热铝合金门窗性能的关键，应当引起特别关注。
　　请在联合幕墙论坛网上的B11.[门窗系统]相同文章进行软件的下载。
　　亚松聚氨酯（上海）有限公司 何振程
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010-4-24

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