1、大尺寸窗(門)結構的設計出路何在!?
窗(門)的設計中,抗風壓性能指標涉及到安全可靠因而是不能含糊的,一定要達到要求。窗(門)的結構受立挺的慣性矩大小的制約,人們往往追求通透性好,采用大尺寸、大玻璃。這使得傳統窗(門)的設計不得不加大立梃的慣性矩,來滿足抗風壓性能的要求,并使整個窗的框架型材尺寸加大,這既影響外形美觀,同時又帶來了造價升高的問題。目前小區建筑的陽臺門現存產品的抗風壓性能難以滿足要求,而傳統推拉窗由于性能低,處于被淘汰狀態。在市場競爭中,人們往往追求物美價廉,這樣就給窗(門)的設計提出了一個新課題。既要作出大尺寸窗(門),又要省料、價廉,出路何在!?
只有突破現有設計理念,經過我們實驗研究提出采用立挺自平衡結構,是解決這個課題的新思路。
其設計基本原理是采用兩扇窗的立框關閉后,受風壓時,朝相反的方向彎曲變形,而使其產生內力平衡,使窗(門)的抗風壓性能提高,通過實驗證明可行,此方案是安全可靠的。
2、單槽軌推拉窗(門)結構設計簡介
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其結構特點為,窗扇立框做成斜面的三角形截面形狀,便于兩個窗扇在關閉時,能夠貼合在一個平面內。窗扇的上、下兩橫邊成相對的靠貼在上、下兩橫框的槽口內,使在開啟時,兩窗扇在槽口內平行移動。如圖1所示。
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圖1 單槽軌推拉窗結構
3、立梃自平衡結構設計的力學模型
由于二扇窗(門)在風壓作用下,一扇窗的立柱成簡支梁彎曲,另一扇窗的立柱成懸臂梁彎曲,朝相反的方向彎曲變形(如圖2示),相互得到內力抵消而自我平衡,從而保證了窗(門)的安全可靠。
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圖2 自平衡結構受力模型[page]
4、立梃受力自平衡分析
當窗(門)受正或負風壓時,其兩扇閉合的窗扇,其中有一扇的立梃,受力相當于簡支梁負荷,除承擔梯形均布負荷外,還要承擔另一窗扇的矩形均布負荷,由鎖傳遞過來而變為集中載荷。而另一窗扇的立梃,則承擔矩形均布懸臂梁負荷,這樣就形成了二個立挺成相反的方向彎曲變形,現將其中一窗扇的立梃受兩個力的變形撓度值計算如下:
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這樣若窗再承受更大的風壓作用時,也只能產生內力抵消而自我平衡,同時窗在超過額定風壓受力下就會放氣卸壓,故是安全可靠的。
5、結 論
根據以上的受力分析,單槽軌推拉窗(門)立挺自平衡結構設計方案是可行的,更重要的是安全可靠不掉扇的特點,實為傳統推拉窗的一次創新的設計方案。
回答時間:2012-7-11