铝合金隔热型材在受力弯曲情况下的形变规律初析?

　　现在很多的铝合金门窗、幕墙都采用断桥隔热技术，它们重量轻、韧性好、强度大、节能、抗老化性能好，受到了咨询顾问、设计师、建筑师、门窗厂、幕墙公司、业主的青睐，发展前进光明。   

    随着这项技术的大量使用，设计师必须用他们所熟悉的计算方法和公式来合理设计，才能保证设计方案既安全、又经济。铝合金复合型材的结构性能如何计算？其弯曲形变与应力之间的关系如何？隔热材料的剪切强度如何预知？本文将就以上问题进行讨论。   

    自从隔热材料开始用于铝合金门窗、幕墙系统，就有两种系统在市场处于领先地位，就是常说的浇注系统，以及穿条系统。   

    浇注隔热技术来源于美国的60年代。70年代早期，伴随着中空玻璃的发展应用，浇注隔热铝门窗迅猛发展。1990年，美国建筑制造协会（AAMA）颁布了TIR-A8-90标准，指导隔热铝门窗、幕墙、门厅、天窗等产品的制造。2004年，美国建筑制造协会（AAMA）翻新了铝合金隔热技术标准，颁布了TIR-A8-04标准，更好地解决了实际存在的问题，指导铝合金隔热产品的制造和应用。   

    穿条隔热技术来源于欧洲70年代前叶。为了满足特殊工程的需要，Ensinger GmbH 和Wicona公司将此技术发展为结构隔热技术，并与1978年用于建筑门窗。在2004年颁布了EN14024标准，以指导铝合金门窗、幕墙等产品的生产制造。   

    浇注隔热铝合金技术已在北美地区成功应用了30多年，市场占有率在80%以上，工艺成熟，整体结构性强，生产效率高，质量稳定，成本低，隔热效果好；其标准AAMA TIR-A8-04更具有权威性，很值得我们加以借鉴。本文将重点讨论浇注隔热技术的结构性能计算。   

    小结：   

    1．最大变形位置在复合铝合金型材杆件的中心，参考公式（41）。对于主要受力杆件的相对挠度值不应大于L/180(L为杆件的长度)，或幕墙的绝对挠度值在20mm以内。当载荷（集中、均布、三角或梯形）的类型、大小确定时，复合铝合金型材杆件的长度给定后，通过公式即可计算出该杆件的有效惯性矩，祥见AAMA TIR-A8-04。   

     2．铝合金型材最大压缩、拉伸应力的位置也在复合铝合金型材杆件的中心，参考公式（45）、（46）。酌情选择合适的铝合金牌号（6063-T5、6063-T6、6061-T6）。   

     3．隔热胶最大的剪切应力位置处于复合杆件的两端，参考公式（48）。美国亚松隔热胶的最大剪切应力许用值为6.9 N/mm2。其测试方法按照GB5237.6的常温纵向剪切实验，用纵向剪切力的特征值除以隔热胶的剪切面积，再除以一个安全系数1.9。