目前很多的門窗公司在計算隔熱鋁合金門窗抗風壓性能方面，缺少理論計算方法的支持，因此，顯得辦法不多，很是無奈；于是“旁引”了一些不科學的計算公式進行計算，結果有兩種可能：一種是中梃桿件的“鋼度”不穩定，因此而造成了工程質量的隱患，導致門窗的氣密性差，保溫性能下降，遇見風雨交加的天氣時候門窗漏水；另一種是中梃桿件的“鋼度”設計安全系數過大，造成不必要的浪費。
　　美國建筑制造協會（AAMA）TIR-A8-04標準，就隔熱梁的撓度計算、最大壓縮和拉伸應力計算、最大縱向剪切應力計算描述的很清楚，是門窗設計師的參考書。
　　一計算原理：
　　1、隔熱梁的撓度和等效慣性矩計算：
本文是對于一個具有非均一截面的簡支梁在集中或均布載荷作用下，預算其等效慣性矩的方法。這個模型是由相對硬面（如鋁合金）與較軟的核心材料（隔熱聚氨酯結構膠）持續聯結在一起的“復合”梁。
　　計算隔熱鋁合金型材的關鍵問題是隔熱材料的剪切形變。在計算純鋁合金型材的簡支梁受到集中或均布載荷時，其公式為：伯努利－歐拉方程（EIy"=M) ，而將其剪切變形量忽略不計。然而，當型材軸向上的立筋存在相對較軟的隔熱材料時，會導致“復合”梁的行為復雜化。受到載荷時，“復合”梁的橫截面尺寸會因隔熱材料的剪切形變而產生變化。隔熱材料的剪切形變使得其形狀由矩型變成平行四邊型。
　　由于隔熱材料位于兩塊鋁合金型材之間，當其作為簡支梁承受力的作用時，整個復合型材的變形量以及鋁合金型材所受到的應力較純鋁合金型材都有所增加；相反在長度方向上所傳遞的剪切流（隔熱膠的剪切應力乘以隔熱膠的寬度b’）卻減弱了很多。

圖一

　　在公式和圖示中我們將用到以下參數：
　　A= tw (h-g) —鋁合金材料的剪切面積 (mm2)
　　AC — 彈性體的總截面積 (mm2)
　　a1,a2 —鋁型材表面1和2的面積 (mm2)
　　b=AC/DC —彈性體的平均寬度 (mm)
　　b’ —兩個凸點間的凈寬度 (mm)
　　c11,c22,D —分別是形心軸線到兩個鋁合金型材外表面的距離，以及兩形心軸線間的距離。(mm)
　　DC —斷熱槽的最大深度 (mm)
　　E=70000N/mm2 —鋁型材的楊氏模量
　　EC—彈性體的楊氏模量 (1650 N/mm2)
　　g —隔熱槽兩個凸點的隔熱距離 (mm)
　　GC= EC/[2(1+v)] —彈性體的剪切模量 （N/mm2） ；v是彈性體的泊松比（Poisson’s ratio）
　　h—鋁型材截面的總寬度 （mm）
　　h1,h2—鋁型材的重心到兩個外表面的距離 (mm)
　　I02—鋁型材1和2的慣性矩 (mm4)
　　L—跨度，兩個支點間的距離 (mm)
　　W0—均布載荷 (N/mm)
　　P—集中載荷 (N)
　　tw —鋁型材軸向立筋的厚度，或厚度的總和。tw = Aw /（h-g）, Aw 是兩塊型材各個立筋乘以其相應高度之和。
　　參數、綜合恒量和基本公式
　　 該值僅適用于復合型材的兩段均為同一材料的情況下 (mm4)　　 　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　••••（1）
　　I0=I01+I02是等效慣性矩的較低值。（鋁型材內表面和膠接觸的表面上，有相對滑動的情況） (mm4)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　•••••••••••••••• （2）
　　I=IC+I0 是等效慣性矩的較高值。該值僅在鋁型材內表面和斷熱膠接觸的表面沒有任何剪切變形時 (mm4)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 •••••••••••••••••••••••••••••（3）

　　IC/I 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（4）

　　(N) 　　　　　　　　 　 　　　　　　••••••••••••••••••••••••（5）
　　僅對于兩面的材質具有相同的E值 (1/mm2) 　 　　　　 ••••••••••（6）
　　因為隔熱鋁合金型材桿件的理論慣性矩Ie 是L（跨矩）、GC（隔熱膠的剪切模量）和載荷形式（如：集中載荷或均布載荷）的函數，它不同于普通鋁合金型材的慣性矩（是與截面有關的常數）。所以，首先要計算出在集中載荷或均布載荷作用下的復合桿件形變，再計算其相應的理論慣性矩Ie。的值。
對于“復合”梁的彎曲力矩（M）和剪切力（V），相關于發生彎曲形變（y），其相關的微分公式為：
　 (1/mm3) 　　　　　　　　　••••••••••••••••••••••••••(7)
　　公式中的（´）表示對x的微分。
　　當集中載荷時，其彎矩方程為：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　•••••••••••••••••(8)
　　將公式（8）代入公式（7），整理后得(隔熱鋁合金梁在集中載荷時的形變曲線方程)：
　　

　　　　　　　　　　　　　　　　•••••••••••••(9)
　　公式中的 為自然對數的底。
　　當均布載荷時，其彎矩方程為：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　•••••••••••••••(10)
　　 將公式（10）代入公式（7），整理后得(隔熱鋁合金梁在均布置載荷時的形變曲線方程)：
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　以下為等效慣性矩的計算公式，該公式未考慮剪切變形的影響。
　　注意：y=最大彎曲形變
　　集中載荷： Ie = PL3 / 48Ey 　　　　　　　　　　　••••••••••••••••••••••••••••••••••• (12)
　　均布載荷： Ie=wL4/ 76.8Ey = (wL)L3/ 76.8Ey 　　　　　　　　••••••••••••••••••(13)
　　注意：因為y是許多變量的函數。因此，慣性矩Ie也是。特別要指出的是，Ie 是L（跨矩），GC（彈性體的剪切模量）和載荷形式（如：集中載荷或均布載荷）的函數。
　　如果F（形狀因素）近似為1（對于“I”梁可以適用），則隔熱型材的等效慣性矩的計算公式如下：
　　 　　　　　　　　　　　　　　　　•••••••••••••••••••(14)
　　均布載荷： 　　　　　　　　　　•••••••••••••••••(15)
　　2隔熱梁的最大壓縮應力和拉伸應力計算：
　　在復合鋁合金型材任意截面內，上半部型材的平均壓縮力（F1）與截面內不同的壓縮力之和相等；F1的作用點為上半部型材的形心（在上半部型材的中心軸線上）。下半部型材的平均拉社伸力（F2）與截面內不同的拉伸力之和相等；F2的作用點為下半部型材的形心（在下半部型材的中心軸線上）。由于隔熱材料與鋁合金的彈性模量想差懸殊，故隔熱材料的壓縮、拉伸應力忽略不計。
由于隔熱膠的剪切形變，任意截面內（延著中心軸線）存在著一個平均壓縮力（F1）和一個平均拉伸力（F2）。因復合型材桿件的靜止，所以，兩力相等（F1=F2），方向相反。
任意截面內（延著中心軸線），上半部型材的中心軸線之上，壓縮應力增加；上半部型材的中心軸線之下，壓縮應力減少，應力間相互平衡。同樣的情況，下半部型材的中心軸線之上，拉伸應力減少；下半部型材的中心軸線之下，壓縮應力增加，應力間相互平衡。
　　M = Mc + Mo 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　••••••••••••（16）
　　M ：由于受到均布載荷，而在中梃桿件截面內產生的力矩。
　　Mc ：由于兩個大小相等、方向相反的平均力（F1、F2），而產生的力矩。
　　Mo ：由于兩塊鋁合金型材截面內應力分布的不同，而產生的力矩。
　　中梃的上面（室外側）型材質心受到的平均壓縮應力為： -（M-EI0y’’）/ a1D；••••••••••（17）
　　中梃的下面（室內側）型材質心受到的平均拉伸應力為： （M–EI0y’’）/ a2D；••••••••••（18）
　　中梃的上面（室外側）型材受到的最大壓縮應力存在于型材的最外側，故：
　　　　　　　　　　　••••••••••••••••••(19)
　　中梃的下面（室內側）型材受到的最大拉伸應力存在于型材的最內側，故：
　　　　　　　　　　　•••••••••••••••••••(20)
　　3隔熱梁的最大縱向剪切應力計算：
　　作用在中梃桿件任意截面上的剪切力V是由鋁合金型材和隔熱膠共同承擔的，此時鋁合金型材的受到的力矩為：Mal = EI0(dy2/dx2) ；
　　而鋁合金型材受到的剪切力V可表示為：Val = dMal /dx = EI0(dy3/dx3) 　••••••••（21）
　　那末，隔熱膠受到的剪切力為：Vsc = V - EI0(dy3/dx3) 　　　　　•••••••••••••• (22)
　　隔熱膠受到的剪切應力為：Ssc = (V - EI0(dy3/dx3) )÷(bD) 　　　　•••••••••••••(23)
　　在注膠隔熱鋁合金型材中任取一塊長度為dx的聚氨酯立方體,因其靜止,故：
　　1合外力等于零。上、下兩邊的剪切力大小相等，方向相反。同理，左右、前后兩邊的剪切力也大小相等，方向相反。
　　2相對于任意點的力矩等于零。可以得出：這六個力的大小相等；垂直于隔熱鋁合金型材杠件的任意面，其剪切應力與縱向剪切應力（N/mm2)相等。
　　那末，隔熱鋁合金型材的縱向剪切力為：T = Ssc×b’ 　　　　••••••••••••••••（24）

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