5结构设计
5.1一般规定
5.1.1铝合金门窗作为建筑外围结构的重要组成部分，在正常情况下是容易更换的结构构件，承受自重和风荷载、地震作用以及直接作用于其上的温度作用，不分担主体结构所承受的各种荷载和作用。
5.1.2铝合金门窗是建筑围护结构的组成部分。铝合金门窗本身以及铝合金门窗与建筑洞口的连接除了要有足够的刚度和承载力外，还***须有一定的变形能力，以适应主体结构的位移。当主体结构在外荷载作用下发生变形时，不应造成过大的内力和门窗构件无法承受的变形。
5.1.4铝合金门窗的平板玻璃采用脆性材料制成。为了不使门窗受力后变形过大而损坏玻璃，也为了避免杆件变形过大对门窗使用性能的影响，如启闭困难、水密性和气密性降低或玻璃严重变形等。铝合金门窗受力钢筋的挠度和承载力应同时检查。
根据不同的加载条件，应检查铝合金门窗配件的抗拉(压)、抗剪和抗压强度。
根据《建筑结构***度设计统一标准》 GB50068，极限承载力状态应采用以下设计表达式：
0SR(2)
其中：R——结构构件抗力设计值；
S——荷载效应组合的设计值；
0——结构重要性系数
门窗构件的结构重要系数(0)关系到门窗的设计使用寿命和安全水平。考虑到门窗是重要的持久性非结构构件，门窗的安全等级一般可确定为二级或三级，其结构重要系数(0)可取1.0。因此，本规范的设计表达式简化为SR，具有普遍意义。作用效应S的设计值可以是内力或应力，阻力R的设计值可以是构件承载力或材料强度的设计值。
铝合金门窗玻璃的设计计算方法按现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113执行。根据该计算方法，门窗玻璃的安全系数为K=2.50，相应玻璃的失效概***为1。
5.1.5在实际使用中，铝合金门窗构件将承受自重和风荷载，地震作用和温度作用直接作用于其上。在这些荷载和作用中，风荷载是主要作用，其值可达(1.0 ~ 5.0)千牛/。在地震荷载方面，根据《建筑抗震设计规范》 GB50011，非结构构件的地震作用仅考虑其自身重力引起的水平地震作用和支座间相对位移引起的附加作用，采用等效侧向力法计算。由于门窗重量轻，即使考虑***大地震作用系数，各种常见玻璃配置下的门窗水平地震力一般在(0.04 ~ 0.4) kN/范围内，对应的组合效应值仅为0.26kN/,远小于风压值。在温度效应方面，可采取结构措施，有效解决因温度变化引起的门窗条和玻璃的热胀冷缩，避免门窗构件之间挤压产生的温度应力对门窗构件的损坏，如门窗框与扇连接处的缝隙，玻璃镶嵌预留缝隙(本规范第五章第5.3.2条已有规定)等。同时，多年的工程设计和计算经验也表明，在正常使用环境下，玻璃***部分和边缘部分的温差所产生的温度应力不会造成玻璃损坏。因此，本规范规定，铝合金门窗的结构设计只应计算重力荷载和风荷载的主要影响，地震和温度的影响
5.1.7铝合金门窗的年温度变化T应根据实际情况确定，当无法***得实际数据时，取80。
5.2材料的机械性能
5.2.1铝合金型材抗拉强度和抗压强度的设计值是根据材料强度标准值除以材料性能分项系数得到的。在本规范中，根据《铝合金结构设计规范》 GB50429，材料性能分项系数(f)取为1.2，因此铝合金型材抗拉强度和抗压强度的相应设计值为：
铝合金型材的强度标准(fak)一般取铝合金型材规定的非比例拉伸强度0.2，0.2可按现行***标准《铝合金建筑型材》 GB5237取值。为便于设计和应用，以上公式计算值取5的整数倍，表5.2.1中铝合金抗拉强度和抗压强度的设计值按此要求计算。
当风荷载分项系数W=1.4，材料性能分项系数f=1.2时，本规范中铝合金型材的总安全系数为K=Wf=1.68。
5.2.2铝合金门窗中的钢材主要用于连接件(如连接钢板和螺栓等)。)，其计算和设计要求按现行***标准《钢结构设计规范》 GB50017执行。根据现行***标准《钢结构设计规范》 GB50017，也采用普通钢的强度设计值。
5.2.4在铝合金门窗的实际使用中，***大的失效概***是门窗五金件和连接件的承载能力***须满足其产品标准的要求。对于无产品标准的受力五金件和连接件，应提供***检测机构出具的产品承载力检测报告。
铝合金门窗的五金件和连接件主要用于窗扇和窗框之间的门窗连接、锁紧和连接。一旦发生故障，将会影响窗扇的正常开启和关闭，甚至导致窗扇的脱落，因此应具有高度的安全性。根据目前国内工程经验，一般门窗五金及连接件的总安全系数可取2.0，故局部阻力系数R(或局部材料性能系数f)可取1.4。因此，当门窗五金产品标准或试验报告提供产品承载能力标准值(该承载能力对应于产品的正常使用极限状态)时，其承载能力设计值可除以相应的局部阻力系数R(或局部材料性能系数)。特殊情况下，应根据总安全系数不小于2.0的原则，通过分析确定相应的承载力设计值。
5.2.5为了使用方便，门窗中常用的紧固件和焊缝的强度设计值或承载力设计值包含在本规范附录一中。计算本规范中门窗常用紧固件的材料强度设计值时，阻力分项系数R(或材料性能分项系数f)取值如下：
1不锈钢螺栓和螺钉：总安全系数K=3，抗拉强度：f=2.15；抗剪强度：R=2.857；
2.***芯铆钉：总安全系数K=1.8，R=1.286；
3焊接材料强度的设计值应根据现行***标准《钢结构设计规范》 GB50017。
5.4铝合金门窗主要受力构件的计算
5.4.1对于铝合金门窗杆等细长构件，Want Want是加载后杆的挠度。因此，在门窗工程的计算中，可以根据门窗杆件的挠度计算来选择合适的杆件，进而校核杆件的强度。门窗横框型材的受力形式为双曲杆。门窗垂直安装时，横框型材承受水平方向的风荷载和垂直方向的玻璃重力。为了使玻璃马赛克在中间横框型材下方的框架中的安装和使用不受影响，本规范要求检查平行于玻璃平面的中间横框型材在以下作用下的挠度值
根据《铝合金结构设计规范》 GB50429的规定，当采用硬化截面(T4，T5状态)时，铝合金截面的塑性发展系数()为1.00；当采用弱硬化(T6状态)型材时，根据截面形状的不同，可分别取1.00或1.05，而对于常用的铝合金门窗截面形状，大多取=1.00。为了便于实际计算和应用，本规范规定，在检查铝合金门窗受力钢筋截面的抗弯承载力时，应取=1.00。
5.4.3铝合金门窗框、扇主要受力构件的力学模型应根据《建筑结构静力学计算手册》计算方法，根据门窗的竖向网格、开启形式、框、扇的连接和锁定方式等，简化为承受各种分布荷载或集中荷载的简支梁和悬臂梁。为方便使用，本规范附录B中规定了门窗构件挠度和弯矩的简化计算方法，可参照执行。
5.5连接设计
5.5.1门窗五金件和连接件的连接点，如铝合金门窗构件的端部连接节点、窗扇连接铰链、铰链和锁紧装置，相当于门窗结构受力体系中受力钢筋的简支梁和悬臂梁的支座，应具有足够的连接强度和承载力，以***门窗结构体系的应力和传力。在我国多年铝合金门窗的实际工程经验中，实际使用中的损坏和风压作用下的损坏大多是由于五金件和连接件承载能力不足，或者是由于拉杆螺钉和铆钉脱落造成的拉杆失效。因此，在铝合金门窗的工程设计中，应重视门窗五金配件的承载力验算和连接***性设计，门窗的连接节点应根据荷载和功能的分配和传递进行正确的设计和计算，五金配件和紧固件的抗拉(压)、抗剪和抗挤强度验算应根据连接形式和受力情况进行。
5.5.2在计算铝合金门窗的五金件和连接件强度时，根据连接件的不同，可采用应力表达式：f或承载力表达式：SR进行计算。
在正常情况下，应力表达式可用于计算连接件的强度；然而，门窗五金的产品标准或产品检验报告一般都提供了产品的承载能力。在这种情况下，使用承载力表达式进行计算将是直观和简单的。
5.5.8不同的金属接触容易产生双金属腐蚀，因此需要设置绝缘垫片或采取其他防腐措施。正常情况下，铝合金与不锈钢之间的接触不容易造成双金属腐蚀，一般不需要绝缘垫片。
5.5.9连接螺栓、螺钉或铆钉的***距和构件***至边缘的距离应按《铝合金结构设计规范》 GB50429的规定执行，并检查构件的剪切面。同事们，当螺钉直接通过型材孔壁的螺纹连接时，应检查螺纹的承载能力。***要时，应采取相应的加固措施，如增加衬板或改变连接方式。
5.6隐框窗硅酮结构密封胶的设计
5.6.1施工前，硅酮结构密封胶应与玻璃和型材进行剥离试验，并与接触的有机材料进行相容性试验，试验合格后方可使用。如果硅酮结构密封与接触材料不相容，结构粘合剂的粘合力将降低或丧失。
5.6.2硅酮结构密封胶的粘接宽度和厚度的设计计算详见《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102。在设计和计算隐框窗结构胶的粘结宽度和厚度时，应考虑风荷载效应和玻璃自重效应，并按下列非抗震设计计算进行设计和计算
想了解更多，欢迎拨打装修在线网装修
