結構設計
5.4鋁合金門窗主要受力杆件計算
5.4.1 鋁合金門窗主要受力杆件在風荷載或重力荷載標準值作用下其撓度限值應符合下列規定:
1 鋁合金門窗主要受力杆件在風荷載標準值作用下產生的最大撓度應符合下列公式規定,並應同時滿足絕對撓度值不大於20mm;
門窗鑲嵌單層玻璃、夾層玻璃時:
u≤l/100 (5.4.1-1)
門窗鑲嵌中空玻璃時:
u≤l/150 (5.4.1-2)
式中:
u——在荷載標準值作用下杆件彎曲撓度值(mm);
l——杆件的跨度(mm),懸臂杆件可取懸臂長度的2倍。
2 承受玻璃重量的中橫框型材在重力荷載標準值作用下,其平行於玻璃平面方向的撓度不應影響玻璃的正常鑲嵌和使用;
3 鋁合金門窗受力杆件在同一方向有分布荷載和集中荷載同時作用時,其撓度應為它們各自產生撓度的代數和。
5.4.2 受力杆件截面抗彎承載力應符合下式規定:
式中:
Mx——杆件繞x軸(門窗平面內方向)的彎矩設計值(N·mm);
My——杆件繞y軸(垂直於門窗平面方向)的彎矩設計值(N·mm);
Wx——杆件截面繞x軸(門窗平面內方向)的彈性截面模量(mm );
Wy——杆件截面繞y軸(垂直於門窗平面方向)的彈性截面模量(mm );
γ——塑性發展係數,可取1.00;
——型材抗彎強度設計值f(N/mm)。
5.4.3 門窗杆件撓度、彎矩的計算方法也可按本規範附錄B的簡化計算方法進行。
展開條文說明
5.4.1 對於鋁合金門窗杆件這類細長構件來說,受荷後起控制作用的往往是杆件的撓度,因此進行門窗工程計算時,可先按門窗杆件撓度計算選取合適的杆件,然後進行杆件強度的覆核。門窗中橫框型材受力形式是雙彎杆件,當門窗垂直安裝時,中橫框型材水平方向承受風荷載作用力,垂直方向承受玻璃的重力。為使中橫框型材下面框架內的玻璃鑲嵌安裝和使用不受影響,本規範要求驗算在承受重力荷載作用下中橫框型材平行於玻璃平面方向的撓度值。
5.4.2 門窗型材細長杆件受彎後其最大彎曲正應力遠大於最大彎曲剪應力,所以在對門窗杆件進行強度覆核時可僅進行最大彎曲正應力的驗算。同時,因鋁合金門窗自重較輕,其在豎框杆件中產生的軸力通常情況下都很小,可忽略不計。
在進行受力杆件截面抗彎承載力驗算時,鋁型材的抗彎強度設計值()可按本規範5.2.1條的規定採用(a);當鋁型材中加有鋼芯時,其鋼芯的抗彎強度設計值f可按本規範5.2.2條的規定採用(s)。
按《鋁合金結構設計規範》GB 50429規定,鋁合金型材截麵塑性發展係數(γ),當採用強硬化(T4、T5狀態)型材時取1.00;當採用弱硬化(T6狀態)型材時根據不同的截面形狀分別可取1.00或1.05,而對於鋁合金門窗常用截面形狀,大部分都應取γ=1.00。為方便實際計算應用,本規範規定在進行鋁合金門窗受力杆件截面抗彎承載力驗算時統一取γ=1.00。
5.4.3 鋁合金門窗框、扇主要受力杆件的力學模型,應根據門窗的立面分格情況、開啟形式、框扇連接鎖固方式等,按照《建築結構靜力學計算手冊》計算方法,分別簡化為承受各類分布荷載或集中荷載的簡支梁和懸臂梁等來進行計算。為方便使用,本規範在附錄B中,規定了門窗杆件撓度、彎矩的簡化計算方法,可參照執行。