現(xiàn)行規(guī)范《鋁合金窗》GB/T8479-2003第5.1條要求：“鋁合金窗受力構(gòu)件應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)或計(jì)算確定。未經(jīng)表面處理的型材最小實(shí)測(cè)壁厚應(yīng)≥1.4mm”。根據(jù)此條要求，現(xiàn)鋁合金窗廠家在鋁合金窗框料及扇料截面設(shè)計(jì)時(shí)大多采用1.4mm-1.6mm壁厚，扣條選用1.2mm或更薄的壁厚，在強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)往往僅考慮中梃橫截面的抗彎受力，根據(jù)受力情況，選擇不同的加強(qiáng)中梃，忽視了型材縱截面的強(qiáng)度分析?，F(xiàn)隨著越來(lái)越多的高層建筑的出現(xiàn)，玻璃分格越來(lái)越大，較大的水平荷載將對(duì)型材縱截面產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，如不加以警覺(jué)，此處將出現(xiàn)較大的隱患。
現(xiàn)選取北京地區(qū)一建筑，高度為80米，地面粗糙度為C類，選取一常規(guī)55系列鋁合金隔熱窗進(jìn)行驗(yàn)算。固定玻璃分格尺寸為1500X2000，鋁合金型材采用6063-T5狀態(tài)。
選取1000mm長(zhǎng)構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算(因構(gòu)件所受荷載與構(gòu)件長(zhǎng)度成正比，而構(gòu)件的縱截面抵抗矩亦與構(gòu)件的長(zhǎng)度成正比，所以最終縱截面的應(yīng)力值與所選取構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，不影響計(jì)算結(jié)果)，則構(gòu)件的受力面積A=0.75x1=0.75m2。
室內(nèi)扣條采用后壓入式膠條，玻璃傳遞的水平荷載可簡(jiǎn)化為集中作用于扣條的A點(diǎn)，扣條B點(diǎn)為X軸方向及Y軸方向約束，扣條C點(diǎn)為X軸方向約束。應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)扣條進(jìn)行受力分析，其受力模型如下：
計(jì)算結(jié)果如下：
計(jì)算結(jié)果如下：
σ=84.675N/mm2＜85.5 N/mm2 ，可滿足要求。
通過(guò)以上實(shí)例計(jì)算可看出，在單位長(zhǎng)度的構(gòu)件承受較大水平荷載的情況下，如忽視縱截面的強(qiáng)度計(jì)算，仍采用常規(guī)的鋁合金型材截面，將存在較大隱患。
結(jié)論：在高層建筑，玻璃分格尺寸較大的時(shí)候，單位長(zhǎng)度的構(gòu)件承受了較大的水平荷載，此時(shí)，不僅應(yīng)對(duì)中梃型材的橫截面進(jìn)行抗彎驗(yàn)算，還應(yīng)對(duì)室內(nèi)扣條及框料截面自由挑出部分縱截面進(jìn)行局部強(qiáng)度驗(yàn)算。建議此處扣條壁厚不應(yīng)小于1.4mm，為提高強(qiáng)度，還可選用T6狀態(tài)型材。對(duì)于框料，T6狀態(tài)或6063A牌號(hào)的鋁合金穿條式隔熱型材，尚未得到廣泛應(yīng)用，按6063-T5考慮，型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為85.5 N/mm2 。建議此處截面自由挑出部分壁厚不應(yīng)小于2.0mm，懸挑的根部存在較大的應(yīng)力集中，此處型材倒圓角半徑不宜小于2.0mm。
