塑料門窗的性能設計
來源:中國鋁材信息網 發布時間:2007/4/28 8:50:10
保定寶碩新型建筑材料有限公司     李海洋   張海霞
  
  隨著經濟水平的不斷發展,塑料門窗憑借著良好的性能得到了用戶青睞。門窗是建筑結構的重要要素,國家對建筑節能的不斷提高,相應的對塑料門窗的性能也提出了更高要求。下面談談塑料門窗的性能設計:
  一、抗風壓設計
  塑料型材斷面結構的精心設計,可在主型材鋼襯腔加入鋼襯,使塑料門窗有優良的抗風壓性能。不同的風壓地區,不同的建筑物高度及洞口大小,可以通過設計不同的窗型、選用不同的型材系列和不同壁厚的鋼襯來滿足建筑對門窗抗風壓性能的要求。下面以具體窗型為例來說明抗風壓的計算過程
  例一:窗型(60推拉帶上亮)如圖1
  窗的結構簡圖及中梃的風載荷分布圖可簡化如下:
  計算上圖中梃的抗風壓等級
  已知:L=160cm,H1=100cm,H2=50cm,
  中梃鋼襯Iy=2.4cm4,E=21×106玻璃為單玻。計算過程如下:
  梯形均布荷載的撓度計算公式:
  f=WL4a[25-40(a÷L)2+16(a÷L)4]÷1920EI
  圖中中梃的撓度等于上、下梯形均布荷載對中梃產生的撓度之和
  即:f=f1+f2
  f=f1+f2=WL4a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]÷1920EI+ WL4a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]÷1920EI
  設A1=a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4] 
     A2=a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]
  代入上式得到:f=WL4(A1+A2)÷1920EI
  玻璃為單玻f=L/120代入上式整理后得到:
  W=14.7EI÷[L3(A1+A2)]
  式中W的單位為N/cm2為了和GB/T 7106-2002中的風壓等級單位統一,應把W的單位換算為Pa,上式變為
  W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
  式中:W-受力桿件承受的風荷載,單位Pa
          E-受力桿件鋼襯的彈性模量
          I-受力桿件鋼襯的慣性矩,單位cm4
          L-受力桿件的長度,單位cm
  a-荷載高度,單位cm,當HL時,a=L/2
  (1)確定a1、a2值,由于H1、H2都小于L,所以a1=100/2=50cm, a2=50/2=25cm
  (2)計算A1、A2值
  A1=a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]
    =50[25-40(50÷160)2+16(50÷160)4]
    =1062.3(cm)
  A2=a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]
    =25[25-40(25÷160)2+16(25÷160)4]
    =600.8(cm)
  (3)把A1、A2代入公式計算風壓值W
  W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
    =16×104×21×106×2.4÷[1603(1062.3+600.8)]
    =1183(pa)
  (4)確定風壓等級:
  1000Pa  例二:窗型(60內平開帶下亮)如圖3
  窗的結構簡圖及中梃的風載荷分布圖可簡化如下:
  在圖1中豎梃進行抗風壓計算:
  已知L=150cm,H1=75cm,H2=75cm,
  中梃鋼襯Iy=2.9cm4,E=21×106 玻璃為單玻。
  計算過程:
  由例一直接運用公式W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
  在圖1中橫梃進行抗風壓計算:
  已知L=150cm,H1=100cm,H2=50cm,
  中梃鋼襯Iy=2.9,E=21×106 玻璃為單玻。
  計算過程:
  由例一直接運用公式W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
  (1)確定a1、a2值,由于H1、H2都小于L,所以a1=100/2=50cm, a2=50/2=25cm
  (2)計算A1、A2值
  A1=a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]
    =50[25-40(50÷150)2+16(50÷150)4]
    = 1037.6(cm)
  A2=a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]
    =25[25-40(25÷150)2+16(25÷150)4]
    =597.5(cm)
  (3)把A1、A2代入公式計算風壓值W
  W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
    =16×104×21×106×2.9÷[1503(1037.6+597.5)]
    =1765(pa)
  (4)確定風壓等級:
  1500Pa  二、氣密性能設計
  未增塑聚氯乙烯塑料窗JG/T 140-2005、未增塑聚氯乙烯塑料門JG/T 180-2005中規定塑料門窗的氣密性能要達到3級以上即:q1≤2.5m3/(m·h)
  提高門窗空氣滲透性能的方法:
  1.選擇規格合適、優質的密封材料。
  2.等強度設計,使門窗在使用過程中縫隙變化最小,保持密封可靠。
  3.合理設計窗型,窗型分格要少,開啟扇的數量要少,減少縫隙長度。
  4.五金件的選擇:合適規格、良好質量、多點鎖閉。
  5.五金件的安裝:提高<
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