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        某塑鋼推拉窗變形原因分析及預(yù)防措施

        2021-06-21 03:26:18周慶松
        安徽建筑 2021年6期
        關(guān)鍵詞:塑鋼窗框型材

        周慶松

        (1.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院綠色建筑與裝配式建造安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽合肥230031;2.安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測(cè)站,安徽合肥230031)

        1 引言

        塑鋼窗是以聚氯乙烯(PVC)樹脂為主要原料,加上一定比例的穩(wěn)定劑、著色劑、填充劑、紫外線吸收劑等,經(jīng)擠出成型材,然后通過切割、焊接或螺接的方式制成門窗框、扇,配上密封膠條、毛條、五金件等,同時(shí)為增強(qiáng)組合型材的截面抗彎剛度,在外框空腔內(nèi)增加鋼內(nèi)框后制成的窗。塑鋼窗因其良好的水密、抗風(fēng)壓、氣密和隔聲性能而在國(guó)內(nèi)民用建筑窗戶領(lǐng)域應(yīng)用較廣。但因其制作門檻條件較低,生產(chǎn)和安裝工藝比較簡(jiǎn)單,使得市場(chǎng)上出現(xiàn)眾多生產(chǎn)廠家,這也導(dǎo)致塑鋼窗質(zhì)量參差不齊。文獻(xiàn)研究表明隨著2010年門窗許可證的取消,我省出現(xiàn)了門窗生產(chǎn)制造的監(jiān)管漏洞,許多企業(yè)瞄準(zhǔn)節(jié)能產(chǎn)品有利可圖準(zhǔn)入門檻降低,低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng);文獻(xiàn)將當(dāng)前塑鋼窗主要質(zhì)量問題進(jìn)行歸類總結(jié),從技術(shù)、管理學(xué)方面給出建議,同時(shí)結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)給出了塑鋼窗質(zhì)量問題防治措施。本文通過對(duì)某變形塑鋼窗的實(shí)地檢測(cè)和窗框撓度計(jì)算,綜合分析得出窗框變形主要原因是截面抗彎剛度不足,同時(shí)給出了塑鋼窗變形防治措施。

        2 工程概況

        某廠房外窗采用88系列塑鋼推拉組合窗,頂標(biāo)高+7.00m,立面尺寸為1500mm×3000mm,組合窗分別由上端2樘塑鋼固定窗750mm×1500mm和下端1樘塑鋼推拉窗1500mm×1500mm組裝成,與墻體采用干法安裝。工程所在地基本風(fēng)壓w=0.35kN/m,C類場(chǎng)地,抗震烈度7度,地震峰值加速度為0.1g。

        3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)內(nèi)容

        通過超聲波測(cè)厚儀、電子數(shù)顯千分尺、艾尼提內(nèi)窺鏡、鋼尺、游標(biāo)卡尺和游標(biāo)塞尺等設(shè)備對(duì)窗節(jié)點(diǎn)及構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè),部分檢測(cè)結(jié)果如下。

        3.1 窗構(gòu)造節(jié)點(diǎn)調(diào)查

        通過現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),塑鋼組合窗中上部固定窗與下部推拉窗之間僅用1mm厚塑料拼接板分隔,未設(shè)置拼樘料。窗框和窗扇型材角部均采用45°熱熔焊接方式連接。鋼內(nèi)框與外框固定腔室僅通過2個(gè)螺釘固定,螺釘間距為1050mm,不滿足規(guī)范鋼內(nèi)框緊固件數(shù)量應(yīng)≥3個(gè)和間距應(yīng)≤300mm的要求,且鋼內(nèi)框有輕微松動(dòng)現(xiàn)象。中空玻璃面板四邊均通過壓條與窗框固定。

        3.2 窗外觀質(zhì)量及變形檢查

        抽查的變形窗中空玻璃未見破損,空氣層未見明顯灰塵和水汽,隔熱條未見翹起;塑鋼型材可視面平整,未見明顯色差、凹凸不平和明顯劃傷缺陷;鋼內(nèi)框外觀未見明顯銹蝕缺陷。抽檢的塑鋼推拉窗上框?qū)崪y(cè)平面內(nèi)最大撓度變形為24.2mm。

        3.3 窗構(gòu)件截面尺寸檢測(cè)

        抽檢的中空玻璃面板單片玻璃厚度為6.0mm;抽檢的窗框主型材可視面實(shí)測(cè)壁厚為2.4mm,非可視面實(shí)測(cè)壁厚為1.7mm;鋼內(nèi)框?qū)崪y(cè)壁厚為1.8mm。

        4 窗框撓度計(jì)算

        4.1 窗橫框截面特性

        根據(jù)門窗生產(chǎn)廠家提供的資料知塑料外框材料參數(shù)為:抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:f=37N/mm,抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:τ=18.5N/mm,型材彈性模量:E=2200N/mm;鋼內(nèi)框參數(shù)為:內(nèi)框的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:f=215N/mm,內(nèi)框的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:τ=125N/mm,內(nèi)框型材彈性模量:E=206000N/mm。

        通過CAD軟件繪制橫框截面示意圖,并計(jì)算截面特性,塑料外框截面特性參數(shù)詳見表1,鋼內(nèi)框截面特性參數(shù)詳見表2。

        表1 塑料外框截面特性

        表2 鋼內(nèi)框截面特性

        4.2 窗橫框荷載分配系數(shù)

        窗橫框采用組合型材,按等撓度原則,總荷載分別按比例分配到外框和內(nèi)框截面上,自重分配系數(shù)分別為:

        4.3 窗橫框撓度計(jì)算

        現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)窗橫框在平面內(nèi)向下變形明顯,平面外未見明顯變形,因此窗框撓度暫不考慮風(fēng)荷載和地震作用。由于組合型材是按等撓度原理進(jìn)行的荷載分配,所以在此僅以外框?yàn)槔M(jìn)行撓度計(jì)算:

        按規(guī)范要求,窗橫框撓度的限值取桿件總長(zhǎng)的1/180,即8.333mm。

        21.057mm>8.333mm

        因此,窗橫框在自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度不滿足要求。

        5 窗框變形原因分析

        現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)組合窗拼接部位未安裝拼樘料,鋼內(nèi)框與外框固定腔室僅通過2個(gè)螺釘固定,螺釘間距為1050mm,不滿足規(guī)范鋼內(nèi)框緊固件的數(shù)量應(yīng)≥3個(gè)和間距應(yīng)≤300mm要求,且鋼內(nèi)框有輕微松動(dòng)現(xiàn)象。采用塑鋼窗生產(chǎn)廠家提供的型材參數(shù)經(jīng)撓度計(jì)算,發(fā)現(xiàn)窗橫框在自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度不滿足要求,但稍小于實(shí)測(cè)撓度值。綜上分析,塑鋼推拉窗上框出現(xiàn)較大撓度變形主要是由于上框截面抗彎剛度不足造成。

        6 結(jié)論

        ①塑鋼推拉窗上框彎曲撓度計(jì)算值小于實(shí)測(cè)值主要是因?yàn)殇搩?nèi)框與外框連接用緊固件數(shù)量和間距不滿足規(guī)范要求,導(dǎo)致鋼內(nèi)框與外框連接不緊密。

        ②塑鋼推拉窗上框出現(xiàn)較大撓度變形主要是由于上框截面抗彎剛度不足造成。

        ③塑鋼窗框內(nèi)部鋼框與外框應(yīng)緊密連接,緊固件數(shù)量和間距應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

        ④塑鋼組合窗拼接部位桿件應(yīng)進(jìn)行承載能力計(jì)算,對(duì)承載力不夠的拼接部位桿件應(yīng)增加相匹配的拼樘料,且拼樘料安裝質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

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