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鋁合金隔熱型材在受力彎曲形變規(guī)律初析
現在很多的鋁合金門窗、幕墻都采用斷橋隔熱技術,它們重量輕、韌性好、強度大、節(jié)能、抗老化性能好,受到了咨詢顧問、設計師、建筑師、門窗廠、幕墻公司、業(yè)主的青睞,發(fā)展前進光明。
隨著這項技術的大量使用,設計師必須用他們所熟悉的計算方法和公式來合理設計,才能保證設計方案既安全、又經濟。鋁合金復合型材的結構性能如何計算?其彎曲形變與應力之間的關系如何?隔熱材料的剪切強度如何預知?本文將就以上問題進行討論。
自從隔熱材料開始用于鋁合金門窗、幕墻系統(tǒng),就有兩種系統(tǒng)在市場處于領先地位,就是常說的澆注系統(tǒng),以及穿條系統(tǒng)。
澆注隔熱技術來源于美國的60年代。70年代早期,伴隨著中空玻璃的發(fā)展應用,澆注隔熱鋁門窗迅猛發(fā)展。1990年,美國建筑制造協會(AAMA)頒布了TIR-A8-90標準,指導隔熱鋁門窗、幕墻、門廳、天窗等產品的制造。2004年,美國建筑制造協會(AAMA)翻新了鋁合金隔熱技術標準,頒布了TIR-A8-04標準,更好地解決了實際存在的問題,指導鋁合金隔熱產品的制造和應用。
穿條隔熱技術來源于歐洲70年代前葉。為了滿足特殊工程的需要,EnsingerGmbH和Wicona公司將此技術發(fā)展為結構隔熱技術,并與1978年用于建筑門窗。在2004年頒布了EN14024標準,以指導鋁合金門窗、幕墻等產品的生產制造。
澆注隔熱鋁合金技術已在北美地區(qū)成功應用了30多年,市場占有率在80%以上,工藝成熟,整體結構性強,生產效率高,質量穩(wěn)定,成本低,隔熱效果好;其標準AAMATIR-A8-04更具有權威性,很值得我們加以借鑒。本文將重點討論澆注隔熱技術的結構性能計算。
小結:
1.最大變形位置在復合鋁合金型材桿件的中心,參考公式(41)對于主要受力桿件的相對撓度值不應大于L/180(L為桿件的長度),或幕墻的絕對撓度值在20mm以內。
當載荷(集中、均布、三角或梯形)的類型、大小確定時,復合鋁合金型材桿件的長度給定后,通過公式即可計算出該桿件的有效慣性矩,祥見AAMATIR-A8-04.
2.鋁合金型材最大壓縮、拉伸應力的位置也在復合鋁合金型材桿件的中心,參考公式(45)、(46)酌情選擇合適的鋁合金牌號(6063-T5、6063-T6、6061-T6)
3.隔熱膠最大的剪切應力位置處于復合桿件的兩端,參考公式(48)美國亞松隔熱膠的最大剪切應力許用值為6.9N/m㎡.其測試方法按照GB5237.6的常溫縱向剪切實驗,用縱向剪切力的特征值除以隔熱膠的剪切面積,再除以一個安全系數1.9.
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