铝合金隔热型材在受力弯曲情况下的形变规律初析
现在很多的铝合金门窗、幕墙都采用断桥隔热技术,它们重量轻、韧性好、强度大、节能、抗老化性能好,受到了咨询顾问、设计师、建筑师、门窗厂、幕墙公司、业主的青睐,发展前进光明。
随着这项技术的大量使用,设计师必须用他们所熟悉的计算方法和公式来合理设计,才能保证设计方案既安全、又经济。铝合金复合型材的结构性能如何计算?其弯曲形变与应力之间的关系如何?隔热材料的剪切强度如何预知?本文将就以上问题进行讨论。
自从隔热材料开始用于铝合金门窗、幕墙系统,就有两种系统在市场处于领先地位,就是常说的浇注系统,以及穿条系统。
浇注隔热技术来源于美国的60年代。70年代早期,伴随着中空玻璃的发展应用,浇注隔热铝门窗迅猛发展。1990年,美国建筑制造协会(AAMA)颁布了TIR-A8-90标准,指导隔热铝门窗、幕墙、门厅、天窗等产品的制造。2004年,美国建筑制造协会(AAMA)翻新了铝合金隔热技术标准,颁布了TIR-A8-04标准,更好地解决了实际存在的问题,指导铝合金隔热产品的制造和应用。
穿条隔热技术来源于欧洲70年代前叶。为了满足特殊工程的需要,Ensinger GmbH 和Wicona公司将此技术发展为结构隔热技术,并与1978年用于建筑门窗。在2004年颁布了EN14024标准,以指导铝合金门窗、幕墙等产品的生产制造。
浇注隔热铝合金技术已在北美地区成功应用了30多年,市场占有率在80%以上,工艺成熟,整体结构性强,生产效率高,质量稳定,成本低,隔热效果好;其标准AAMA TIR-A8-04更具有权威性,很值得我们加以借鉴。本文将重点讨论浇注隔热技术的结构性能计算。
小结:
1.最大变形位置在复合铝合金型材杆件的中心,参考公式(41)。对于主要受力杆件的相对挠度值不应大于L/180(L为杆件的长度),或幕墙的绝对挠度值在20mm以内。当载荷(集中、均布、三角或梯形)的类型、大小确定时,复合铝合金型材杆件的长度给定后,通过公式即可计算出该杆件的有效惯性矩,祥见AAMA TIR-A8-04。
2.铝合金型材最大压缩、拉伸应力的位置也在复合铝合金型材杆件的中心,参考公式(45)、(46)。酌情选择合适的铝合金牌号(6063-T5、6063-T6、6061-T6)。
3.隔热胶最大的剪切应力位置处于复合杆件的两端,参考公式(48)。美国亚松隔热胶的最大剪切应力许用值为6.9 N/mm2。其测试方法按照GB5237.6的常温纵向剪切实验,用纵向剪切力的特征值除以隔热胶的剪切面积,再除以一个安全系数1.9。
来源:建材网