断热铝型材的强度计算
断热铝型材的强度计算
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方法是在不改变各种材料截面形心位置的前提下,将一种材料的面积扩大(或缩小)n 倍, 化作为完全为另一种材料截面的整体梁,这个截面积为当量截面。如图二 a 隔热型材组合截 面中,将铝材的面积扩大 n 倍,化作为单一塑料截面的整体梁,为了保持铝材原截面形心位 置不变,必须将铝材的宽度对称地扩大 n 倍,如图二 b 所示。这里 n 是两种材料弹性模量之 比:
3. 挠度计算(简支梁):
f=5qL4/384(EaIa+EsIs)
q——简支梁的均布荷载标准值; L——简支梁的跨度。
4. 强度计算(简支梁)
钢框强度校核 MEsYs/r(EsIs+EaIa)+NEs/(EaAa+EsAs)≤fs
铝框强度校核 MEaYa/r(EsIs+EaIa)+NEa/(EaAa+EsAs)≤fa
塑料宽 b2=20mm,梁高 H=100mm, 最大弯矩 Mmax=4000Nm, 隔热条高 h=80mm,E 铝=70000N/mm2,
4
E 塑=7000N/mm2。 [求]:铝材截面最大弯曲正应力σ铝 max
隔热塑料截面最大弯曲正应力σ塑 max [解]:(1)将铝塑组合梁转化为单一塑料整体梁:
=6.48N/mm2
(2)依照图五的剪力图,跨中截面剪力为 0,分离面的最大拉应力发生在该处,其设
计值可计算如下:
σ分 max=q/b2=8/20N/mmຫໍສະໝຸດ =0.4 N/mm2五、建议
(一)断热铝材用于建筑幕墙和铝门窗的结构件时,应进行强度设计计算。
(二)铝材应计算弯曲最大拉应力,隔热塑料应计算最大弯曲拉应力和最大弯曲剪应
. 铝合金隔热型材抗拉强度、抗剪轻度检测知识讲解
横向拉伸试验
按公式(3)计算各试样单位长度上所能承受的最大剪切力, 再按公式(4)计算试样纵向抗剪特征值
式中:
QFmax / L
(3)
Q——试样单位长度上所能承受的最大拉伸力,单位为牛顿每毫米(N/mm) L——试样长度,单位为毫米(mm) Fmax——最大拉伸力,单位为牛顿(N)
铝合金隔热型材抗拉强度、抗剪 强度检测
GB5237.6-2012 《铝合金建筑型材 第6部 分:隔热型材》
一、概述
铝合金隔热型材是组成节能铝合金门窗的主要材料, 是以隔热材料连接铝合金型材而制成的具有隔热功能的复 合型材,按复合方式分为穿条式和浇筑式隔热型材。
穿条式是通过开齿、穿条、滚压工序,将条形隔热材 料穿入铝合金型材穿条槽内,并使之被铝合金型材牢固咬 合的复合方式;浇筑式是把液态隔热材料浇入铝合金型材 浇筑槽内并固化,切除铝合金型材浇筑槽内的临时连接桥 使之断开金属连接,通过隔热材料讲铝合金型材断开的两 部分连接在一起的复合方式。目前市场上大部分隔热型材 为穿条式隔热型材。
穿条式 浇筑式
试验结果
纵向抗剪特征值 (N/mm)
室温 低温 高温
横向抗拉特征值 (N/mm)
室温 低温 高温
≥ 24 ≥ 24 ≥ 24 ≥ 24 ≥ 24 ≥ 24
≥ 24 ≥ 24 ≥ 24 ≥ 24 ≥ 24 ≥ 24
A类隔热型材试样需先通过室温纵向剪切失效(隔热型材与 铝型材间出现2.0mm的剪切滑移。)再做横向拉伸试验,B类隔 热型材试样不通过室温纵向剪切失效直接做横向拉伸试验。
七、试样方法
1、试验步骤
纵向剪切试验:用夹具将试样夹好,试样在试验温度 下放置10min后,以1mm/min~5mm/min的加载速度加载进 行剪切试验,所加的荷载和相应的剪切位移做记录,直至 最大荷载出现,或隔热材料与铝型材出现2.0mm的剪切滑移 量(此时称剪切生效)。滑移量应直接在试样上测量。
断桥隔热铝型材的强度计量法则
两种计算组合型材截面惯性矩、抵抗矩的方法方法一:按照材料力学中组合梁结构进行计算,将其中一种材料转化为另一种材料,一般将隔热条等效为铝条,变成统一的铝截面,求出等效截面的惯性矩、抵抗矩。
1、计算原则①、断桥隔热铝型材截面的一部分是隔热条,在结合良好的加工条件下,可以认为隔热条与铝型材在变形前后保持平截面,应变ε线性分布。
②、两种材料弹性模量不同,所以在相同应变ε时,应力相差n倍,n为弹性模量之比: n=E1/E2式中 E1:铝型材的弹性模量E2:隔热条的弹性模量③、可以将复合截面按弹性模量比转化为单一材料的等效截面,计算出应力、挠度,隔热条部分的应力还须转化为原材料的应力。
2、求出等效铝截面将复合截面转化为单一的铝截面,基本原则是将隔热条截面厚度缩小为原来的1/n。
因为厚度的缩小对截面的特性如面积A,惯性矩I,截面抵抗矩W的影响是线性变化的,恰好与弹性模量E的变化相补偿。
即te=t2/n/式中 te:隔热条等效厚度t2:隔热条的实际厚度n:铝型材与隔热条弹性模量之比3、等效截面惯性矩及抵抗矩的计算转化为统一的铝材等效截面后,根据材料力学的知识,或采用软件可很方便的计算出其惯性矩及抵抗矩。
方法二:按JG/T 175-2005附录B提供的计算截面惯性矩的公式。
Ief=IS(1-ν)/(1-ν×C)IS= I1+I2+A1a1^2+A2a2^2ν=(A1a1^2+A2a2^2)/ISλ^2=c×a^2×l^2/(E×IS×ν×(1-ν))C=λ^2/(π^2+λ^2)Wef=Ief/Z式中: Ief ―有效惯性矩(单位为cm4);Is ―刚性惯性矩(单位为cm4);ν ― 刚性惯性矩的组合参数;C ―弹性结合作用参数;λ ― 几何形状参数;l ―梁的跨度(单位为cm);c ―组合弹性值(单位为N/mm2);E ―组合弹性模量(单位为N/mm2);A1 ― A1区的截面积(单位为cm2);A2 ― A2区的截面积(单位为cm2);a 1 ― A1区形心到隔热型材形心的距离(单位为cma 2 ― A2区形心到隔热型材形心的距离(单位为cm);I1 ― A1区型材惯性矩(单位为cm4);I2 ― A2区型材惯性矩(单位为cm4)。
铝合金抗拉强度和硬度换算表
铝合金抗拉强度和硬度换算表
铝合金是一种常见的金属材料,具有良好的力学性能。
其中,抗拉强度和硬度是两个重要的指标,用于评估铝合金的性能。
下面是铝合金抗拉强度和硬度的换算表。
抗拉强度和硬度是两个不同的概念,但它们之间存在一定的关系。
抗拉强度是指材料在受到拉力作用下抵抗断裂的能力,通常用MPa (兆帕)表示;而硬度是指材料在受到外力作用下抵抗变形的能力,常用硬度计来测量。
铝合金的抗拉强度和硬度之间的关系是复杂的,取决于铝合金的成分、热处理状态以及其他因素。
一般来说,随着铝合金中其他金属元素的含量增加,抗拉强度和硬度都会提高。
例如,添加一定量的镁、硅和锌等元素可以显著提高铝合金的强度和硬度。
下表列出了一些常见铝合金的抗拉强度和硬度数据:
铝合金型号抗拉强度(MPa)硬度(HB)
6061 276 95
6063 241 80
7075 572 150
2024 483 120
需要注意的是,这些数值仅供参考,实际的抗拉强度和硬度可能会因不同的生产工艺和材料状态而有所差异。
铝合金的抗拉强度和硬度对于不同的应用有着不同的要求。
例如,在航空航天领域,要求铝合金具有较高的抗拉强度和硬度,以确保飞机的结构安全可靠;而在汽车制造领域,要求铝合金具有一定的抗拉强度和硬度,同时又要保持较轻的重量,以提高汽车的燃油经济性。
铝合金的抗拉强度和硬度是评估其性能的重要指标。
通过合理的合金设计和热处理工艺,可以调整铝合金的抗拉强度和硬度,以满足不同领域的需求。
铝合金型材强度计算
铝合金型材强度计算:型材设计:为防止连接处松动,型材的T形槽都是内凹的,具有这种结构的型材在对接时只有边缘的线接触,T形槽受力变形也被限定在弹性范围内,显著提高了结构的稳定性。
型材直线度:型材水平放置,任意位置的长度L2=300mm,其弯曲变形高度数h2的最大值不超过0.3mm(L2=300mm,h2≤0.3mm)。
型材全长L1的弯曲变形高度h1参照下表:型材扭曲度:型材水平放置,宽度W,因弯曲和扭曲而使端部翘起,其扭曲变形高度T参照下表计型材平面度:型材水平放置,型材短边W的最大平面容差D,参照下表:(二)铝合金机械性能参数表铝型材的强度校核:对于韧性材料制成的梁,当梁的危险截面上的最大正应力达到材料的屈服应力(σs)时,便认为梁发生失效;对于脆性材料制成的梁,当梁的危险截面上的最大正应力达到材料的强度极限(σb)时,便认为梁发生失效。
即:σmax=σs(韧性材料) σmax=σb(脆性材料)这就是判断梁是否失效的准则。
铝型材属于韧性材料。
为了保证型材具有足够的安全裕度,型材的危险截面上的最大正应力,必须小于许用应力,许用应力等于σs或σb除以一个大于1的安全因数ns(一般ns取1.3~1.5)。
于是,有:上述二式就是基于最大正应力的型材弯曲强度计算准则,又称为弯曲强度条件,式中[σ]为弯曲许用应力;ns和nb分别为对应于屈服强度和强度极限的安全因数。
型材的弯曲强度计算步骤:1:根据型材受到的约束性质,从表1中查出型材的最大弯矩计算公式,算出最大弯矩值;2:由最大弯矩值,根据公式算出型材在最大弯矩截面处所受的最大内应力;3:查表2,得出所用型材的屈服强度σ0.2.除以安全系数1.5,得出许用应力[σ];4:用算出的最大内应力与许用应力比较,当所受最大内应力小于许用应力[σ]时,型材的强度满足承载要求。
对于产生弯曲变形的型材,在满足强度条件的同时,为保证其正常工作还需对弯曲位移加以限制,即还应该满足刚度条件:式中,L为跨长, 为许可的挠度与跨长之比(简称许可挠跨比),一般工程中通常只限制梁的挠跨比在怡合达目录册中,规定所有受力型材,其最大挠跨比不超过。
有关断热铝型材的强度计算
技术单文件编号共8页第1页有关断热铝型材的强度计算断热铝型材是一种符合节能潮流的节能建材,当它用于建筑幕墙和铝合金外窗之时,除了要考虑其保温隔热性能之外,还要充分考虑到其结构的安全性和可靠性。
因此建议断热铝材用于建筑幕墙和铝门窗的结构件时,应进行强度设计计算,铝材应计算弯曲最大拉应力,隔热塑料应计算最大弯曲拉应力和最大弯曲剪应力。
铝材和隔热塑料的分离面还应计算最大拉应力和最大剪应力。
断热铝型材从力学角度看:是两种不同材料复合而成的组合梁,有关复合梁的计算详见下列步骤:(摘自技术单J25-9832)1.确定中性轴的位置:中性轴到组合框截面底边的距离为Y=(EsAsYs+EaAaYa)/(EaAa+EsAs)Ys——钢内框形心到组合框截面底边的距离;Ya——钢外框形心到组合框截面底边的距离;Es——钢材的弹性模量,210000N/mm2;Ea——铝材的弹性模量,70000N/mm2;Aa——铝框的截面面积;As——钢框的截面面积。
2.钢框、铝框关于中性轴的惯性距:Is=I O s+As(Ys-Y)2 Ia=I O a+Aa(Ya-Y)2I O s——钢框对自身形心轴的惯性矩;I O a——铝框对自身形心轴的惯性矩。
3.挠度计算(简支梁):f=5qL4/384(EaIa+EsIs)q——简支梁的均布荷载标准值; L——简支梁的跨度。
4.强度计算(简支梁)钢框强度校核MEsYs/r(EsIs+EaIa)+NEs/(EaAa+EsAs)≤fs铝框强度校核MEaYa/r(EsIs+EaIa)+NEa/(EaAa+EsAs)≤faM——简支梁的弯矩设计值;N——竖框所受的拉力设计值;r——塑性发展系数,取;Ya——铝框外边缘到中性轴的距离;Ys——钢框外边缘到中性轴的距离;fa、fs——分别为铝材和钢材的强度设计值。
的取值方法见附页。
5.在进行断热条强度计算时,f断热条上述公式的等效参数计算已编制到《远大标准化软件》其“计算等效参数”部分。
隔热型材纵向剪切强度试验 计算方法
隔热型材纵向剪切强度试验计算方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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新编铝板幕墙板面的强度和刚度计算
铝板幕墙板面的强度和刚度计算取110米处幕墙为计算部位,一个分格尺寸为1200mm×600mm ⑴ 荷载计算风荷载标准值为:W k=βgZ·μs1·μz·W o=1.586×1.2×1.769×.45=1.515KN/m2一个铝板区格重量为:G=H·B·t·γ×3=1200·600·4·10-9·27×3=.233KN水平分布地震作用为:q Ek=βe·αmax·G/A=5×.16×.233/(1200×600×10^-6)=.259KN/m2⑵ 强度计算风荷载作用下铝板的弯曲应力标准值按下式计算σwk=6·m·W k·a2·η/t2式中 a——板区格的较小边长(mm)t——板的板厚(mm)m——板的弯矩系数,按其边界条件分别查取η——大挠度变形影响的应力折减系数,按θ查表θ=(W k+0.5·q Ek)·a4/(E·t4)=(1.515+0.5×.259)×10-3×6004/(0.72×105×44) =11.9查表取η=.9405则σwk=6·m·W k·a2·η/t2=6×.10224×1.515×6002×.9405/42=19.67(N/mm2)水平地震作用下铝板的弯曲应力标准值按下式计算σEk=6·m·q Ek·a2·η/t2式中:η——取风荷载作用下应力计算时的值则σEk=6·m·W k·a2·η/t2=6×.10224×1.515×6002×.9405/42=3.36(N/mm2)应力组合设计值按下式计算σ=ψw·γw·σwk+ψe·γe·σEk则σ=ψw·γw·σwk+ψe·γe·σEk=1.0×1.4×19.67+0.6×1.3×3.36=30.16N/mm2≤fa=129.5(N/mm2)所以铝板的强度满足要求。
铝件配件计算公式是什么
铝件配件计算公式是什么铝件配件计算公式是指在设计和制造铝件配件时所使用的各种计算公式。
铝件配件是指由铝材料制成的各种零部件和配件,广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。
在设计和制造铝件配件时,需要进行各种计算,以确保其质量、性能和安全性。
下面将介绍一些常见的铝件配件计算公式。
1. 强度计算公式。
在设计铝件配件时,需要计算其强度,以确保其在使用过程中不会发生破裂或变形。
强度计算公式通常包括拉伸强度、屈服强度、抗压强度等。
其中,拉伸强度计算公式为:σ = F/A。
其中,σ为拉伸强度,F为受力,A为受力面积。
2. 疲劳寿命计算公式。
铝件配件在使用过程中会受到交变载荷的作用,容易发生疲劳破坏。
因此,需要计算其疲劳寿命,以确保其在设计使用寿命内不会发生疲劳破坏。
疲劳寿命计算公式通常包括受力应力、材料疲劳极限等。
其中,受力应力计算公式为:σa = (σmax + σmin)/2。
其中,σa为受力应力,σmax为最大应力,σmin为最小应力。
3. 刚度计算公式。
铝件配件在使用过程中需要承受一定的变形,因此需要计算其刚度,以确保其在使用过程中不会发生过大的变形。
刚度计算公式通常包括弹性模量、截面惯性矩等。
其中,弹性模量计算公式为:E = σ/ε。
其中,E为弹性模量,σ为应力,ε为应变。
4. 热膨胀计算公式。
铝件配件在使用过程中会受到温度的影响,容易发生热膨胀。
因此,需要计算其热膨胀,以确保其在使用过程中不会发生过大的变形。
热膨胀计算公式通常包括线膨胀系数、温度变化量等。
其中,线膨胀系数计算公式为:ΔL = αLΔT。
其中,ΔL为长度变化量,αL为线膨胀系数,ΔT为温度变化量。
以上是一些常见的铝件配件计算公式,设计和制造铝件配件时需要根据具体情况选择合适的计算公式,并进行合理的计算和分析。
通过科学的计算和分析,可以确保铝件配件的质量、性能和安全性,满足使用要求。
同时,也可以为铝件配件的设计和制造提供科学依据,提高工作效率和质量水平。
铝材性能抗拉强度计算公式
铝材性能抗拉强度计算公式引言。
铝材作为一种常见的金属材料,具有轻质、耐腐蚀、导热性好等优点,因此在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
在工程设计和材料选择过程中,了解铝材的性能参数是非常重要的。
其中,抗拉强度是评价铝材强度的重要指标之一,本文将介绍铝材抗拉强度的计算公式及其相关知识。
铝材抗拉强度的定义。
抗拉强度是指材料在拉伸加载下抵抗破坏的能力。
在工程设计中,抗拉强度是评价材料强度和安全性能的重要指标之一。
对于铝材来说,其抗拉强度通常是指单位面积上的最大拉力,通常用MPa(兆帕)作为单位。
铝材抗拉强度的计算公式。
铝材的抗拉强度可以通过以下公式进行计算:抗拉强度 = 最大拉力 / 断面积。
其中,最大拉力是指材料在拉伸加载下所能承受的最大拉力,通常以N(牛顿)作为单位;断面积是指材料截面的面积,通常以mm²(平方毫米)作为单位。
通过这个公式,我们可以很容易地计算出铝材的抗拉强度。
影响铝材抗拉强度的因素。
铝材的抗拉强度受到多种因素的影响,主要包括以下几点:1. 材料本身的性质,铝材的抗拉强度与其化学成分、晶粒结构、热处理状态等有关。
通常情况下,纯度高、晶粒细小、经过适当热处理的铝材抗拉强度较高。
2. 加工工艺,铝材的加工工艺对其抗拉强度也有一定影响。
例如,冷加工可以提高铝材的抗拉强度,而热加工则可能降低其抗拉强度。
3. 温度,温度对铝材的抗拉强度也有一定影响。
通常情况下,铝材在高温下抗拉强度会降低,而在低温下抗拉强度会提高。
4. 加工缺陷,铝材中的加工缺陷如气孔、夹杂物等会降低其抗拉强度。
5. 加工方向,铝材的抗拉强度通常会随着不同的加工方向而有所不同,这是由于材料的晶粒结构和组织性质的不同所致。
应用举例。
为了更好地理解铝材抗拉强度的计算公式,我们可以通过一个简单的应用举例来加深理解。
假设某种铝材的最大拉力为1000N,其断面积为50mm²,那么根据上述的计算公式,可以得到该铝材的抗拉强度为:抗拉强度 = 1000N / 50mm² = 20MPa。
关于断热型材及计算
关于断热型材的计算断热型材是按照组合截面计算抗弯刚度还是按叠和截面计算抗弯刚度。
按组合截面计算就是用布尔运算将截面相加,按叠和截面计算就是简单的将两部分截面抗弯刚度数学相加。
也就是能否考虑中间隔热材料的抗剪能力。
对于此问题,国家出台的相关标准,隔热型材的惯性矩是视其长度来确定,需要检测才能出结果的,因为涉及到每家型材厂生产工艺的不同其值也不相同,我先贴一个计算的过程上来吧,参考B 3 计算示例通过计算可得:A1 = 2.55cm2 I1= 4.7162 cm4 1 = 1.39 cmA2 = 1.58cm2 I2 = 0.1584 cm4 2 = 1.87 cm= 70000N/ mm2 = 150 cm c = 80 N/ mm2Is = I1+I2+ A1 12 + A2 22 = 4.7162+0.1584+2.55×1.392 +1.58×1.872 = 15.33 cm4 =(A1 12 + A2 22 )/ Is =(2.55×1.392 +1.58×1.872)/15.33 = 0.682= 82.21C = λ2/(π2+λ2)= 82.21 /(3.142+82.21) = 0.8928Ief = Is•(1- )/ ( 1- • C ) = 15.33×(1-0.682)/(1-0.682×0.8928) = 12.46 cm4这个计算值比隔热条按铝材来算小了3cm4左右,上述按长度为1500来计算,但按2000mm以上来计算,其截面特性基本同隔热条按铝材来计算,但上述隔热条是尼龙66的,PVC当然也就不同了三.型材强度(复合惯性矩)对于隔热铝材能否作为主承重载体而用于大型和高层建筑用窗或幕墙的关键之一,是隔热铝材的强度(或复合惯性矩)能否达到设计方的规定。
那么,注胶式隔热铝材、穿条式隔热铝材与普通铝材的强度是否相等呢?我们对此也进行了计算和分析。
铝合金体系强度计算
1.铝模板自重标准值 : 230N/m 2 2. 3.4. 施工活载标准值 : 2500 N/m 25. 跨中集中荷载 : 2500 N铝合金模板体系强度计算一. 楼面模板的强度计算 :楼面模板形式如图所示,计算时两端按简支考虑,其计算跨度C 取1.2米.A. . 荷载计算 :按均布线荷载和集中荷载两种作用效应考虑 , 并按两种结果取其大值 .2 150mn 厚新浇混凝土自重标准值:24000 X 0.15=3600 N/m钢筋自重标准值 : 1100 X 0.15=165 N/m 2均布线荷载设计值为 : q 1=0.9X [1.2 X (230+3600+165)+1.4 X 2500] X 0.4=3308 N/m 模板自重线荷载设计值 : q 2=0.9X 0.4 X 1.2 X 230=92 N/m 跨中集中荷载设计值 : P=0.9 X 1.4X 2500 =3150 NB. 强度验算 :施工荷载为均布线荷载 :22 M 1=q 1l 2/8=3308X 1.22/8=596 Nm施工荷载为集中荷载 :M 2=q 1l 2/8+Pl/4=92 X 1.2 2/8+3150X 1.2/4=962 Nm由于 M 2>M 1, 故采用 M 2 验算强度 .通过 Solidworks 软件求得 :4 I XX =833964.23 mm, e x =58.92 mm则:(T 二M/W Xx=962000/14154.2=68 MPa<[ o ]=180 MPa 强度满足要求.C. 挠度计算:验算挠度时仅考虑永久荷载标准值, 故其作用的线荷载设计值为:q=0.4 x (230+3600+165)=1590 N/m=1.59 N/mm 实际挠度值为:4 4 5f=5ql 4/(384EI xx)=5x1.59x12004/(384 x1.83x105x833964.23)=0.35 mm<400/300=1.3 mm挠度满足要求.D. 面板厚度验算面板小方格按四面固定计算, 由于L Y/L x=370/400=0.94, 查表双向板在均布荷载作用下的内力及变形系数, 得最大弯矩系数: K Mx=-0.055, 最大挠度系数:K f=0.0014取1mn fe的板条为计算单元,荷载为:q=0.9x[1.2 x(230+3600+165)+1.4x2500] =6775.2 N/m2=0.06775 N/mm222M x= K Mx ql Y2=0.055x 0.06775x 3702=524 Nmm22W x=ab/6=1 x 5/6=4.17 mm则:o =M x/W x=524/4.17=125.7 MPa<[ o ]=180 MPa强度满足要求.E. 面板挠度计算:4 max=K f qlY /BB0二Eh/[12(1- Y2)]= 183000 X 53/[12 X (1-0.34 2)]=2155416 Nmm4f max=0.0014X0.06775X3704/2155416=0.83 mm <[f]= l Y/300=370/300=1.23 mm挠度满足要求.二. 剪力墙墙面模板的强度计算:A. . 荷载计算:按大模板计算, 取F=50 KN/m2计算取F=60 KN/m2倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值取: 6 KN/m计算取: 1.4 X6=8.4 KN/m2荷载合计: P=68.4 KN/m 2=0.0684 KN/mm2B. 面板厚度验算面板小方格按三面固定, 一面铰接计算,由于L Y/L X=370/400=0.94, 查表双向板在均布荷载作用下的内力及变形系数, 得最大弯矩系数: K MX=-0.0629, 最大挠度系数: K f=0.00182取1mm®的板条为计算单元,荷载为:22M X= K MX ql Y2=0.0629X 0.0684X 3702=589 Nmmf max=0.00182 x 0.06775 x 3704/2155416=1.1 mm2 2 3W X=ab2/6=1X52/6=4.17 mm3则:(T 二M/W X=589/4.17=141.3 MPa<[ o ]=180 MPa强度满足要求.C. 面板挠度计算:f max=K f ql Y /B03 2 3 2B0=Eh3/[12(1- y2)]= 183000 X53/[12 X(1-0.34 2)]=2155416 Nmm<[f]= l Y/300=370/300=1.23 mm挠度满足要求.D. 对拉螺栓计算: 作用于模板的混凝土侧压力:F s=P=0.0684 KN/mm2N=abF s, a=0.9 b=0.9N=0.9x 0.9x 0.0684=55400 N采用M24的穿墙螺栓,f t b=170 N/mm i A=353 mm 2A f t b=350x170=60010 N >55400 N对拉螺栓满足要求.E. 背楞的计算:选用100x 50x 3方管,两个一组,共三组,间距最大:850mm线荷载: q=0.0684 x850=58.14N/mm,22M X=q1l2/8=58.14x0.92/8=5886675 NmmW X=22420x 2=44840 mm3(T 二M/W=5886675/44840=131.3 MPa<[ ° ]=205 MPa强度满足要求.三. 梁模板的强度计算:(一). 梁底面模板形式如图所示,因中间强度最弱,故计算之.计算时两端按简支考虑,其计算跨度C取1.2米.A. 荷载计算:按均布线荷载和集中荷载两种作用效应考虑, 并按两种结果取其大值.2. 750mm厚新浇混凝土自重标准值:24000 X0.75=18000 N/m3. 钢筋自重标准值:1100 X 0.75=825 N/m 24. 施工活载标准值: 2500 N/m5. 跨中集中荷载: 2500 N均布线荷载设计值为q1=0.9X[1.2 X(230+1800+825)+1.4X2500] X0.35=8298 N/m 模板自重线荷载设计值: q 2=0.9X0.35X1.2X230=79.4 N/m 跨中集中荷载设计值: P=0.9X1.4X2500 =3150 NB. 强度验算:施工荷载为均布线荷载:M1=q1l 2/8=8298X 1.22/8=1494000 Nmm施工荷载为集中荷载:22M2=q1l2/8+Pl/4=79.4 X1.22/8+3150X1.2/4=959000 Nmm由于M2<M1, 故采用M1 验算强度.通过Solidworks 软件求得:4I XX=813098.96 mm4, e x=58.42 mm则:(T 二M/W Xx=1494000/14014.15=106.7 MPa<[ ® ]=180 MPa 强度满足要求.C. 挠度计算:验算挠度时仅考虑永久荷载标准值, 故其作用的线荷载设计值为q=0.4X (230+18000+825)=6662.25 N/m=6.66 N/mm实际挠度值为:4 4 5f=5ql /(384EI XX)=5 X 6.66 X 1200/(384 X 1.83 X 10 X 813098.72)=1.2 mm<400/300=1.3 mm挠度满足要求.D. 面板厚度验算面板小方格按四面固定计算, 由于L Y/L X=170/200=0.85, 查表双向板在均布荷载作用下的内力及变形系数, 得最大弯矩系数: K MX=-0.0626, 最大挠度系数K f=0.00168取1mn fe的板条为计算单元,荷载为:q=0.9X [1.2 X (230+18000+825)+1.4X 2500]=23729 N/m2=0.23729 N/mm2M X= K MX ql Y2=0.0626X 0.23729X 1702=429.3 Nmm2 2 3W X=ab2/6=1X52/6=4.17 mm3则:(T 二M/W X=429.3/4.17=103 MPa<[ o ]=180 MPa 强度满足要求.E. 面板挠度计算:4f max=K f q l Y /B03 2 3 2B二Eh/[12(1- Y )]= 183000 X 5 /[12 X (1-0.34 )]=2155416 NmmX 21555=9054 N1. 楼面顶撑的计算 ;2A. 荷载 : q=230+3600+165+2500=6495 N/m 2 则单个顶撑受轴向压力 : (0.6+0.2+0.6) X (0.2+0.125+0.2) X 6495=4770 NB. 顶撑采用© 48X 3钢管,A=423mm 计算长度:l=3250-1500-100=1650mm,顶撑为中心受压杆件 , i=15.9,入二卩 l/i=1 X 1650/15.9=104,查表:①=0.58(T =N/① A=4770/0.58 X 423=19.5 MPa<[ ° ]=205 MPa 楼面顶撑强度满足要求 .2. 梁顶撑的计算 ;A. 荷载: q=230+18000+825+2500=21555 N/m 2 则单个顶撑受轴向压力 : (0.175+0.125) X (1.2+0.2)C. 顶撑采用© 48X 3钢管,A=423mm 计算长度:l=3250-1500-100-600=1050mm,顶撑为中心受压杆件 , i=15.9,入二卩 l/i=1 X 1050/15.9=66,查表:书=0.88° =N/① A=9054/0.88 X 423=25.5 MPa<[ ° ]=205 MPa梁顶撑强度满足要求 .田志强3W XX=I XX/e x=813098.96/58.42=14014.15 mm34f max=0.00168X0.23729X 1704/2155416=0.16mm <[f]= l Y/300=170/300=0.57 mm 挠度满足要求.( 二). 梁侧面模板相当于剪力墙墙面模板, 其强度和挠度均满足要求四. 顶撑的强度验算:。
断热铝合金型材规格
断热铝合金型材规格断热铝合金型材规格在建筑行业中,断热铝合金型材是一种常见的材料,也被广泛应用于门窗、幕墙等建筑结构中。
它具有良好的隔热性能和优异的强度,可以在保证建筑安全的提供良好的隔热保温效果。
然而,对于丰富的断热铝合金型材规格,许多人可能还不太了解。
本文将介绍断热铝合金型材的规格,帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的材料。
一、断热铝合金型材的基本结构和特点断热铝合金型材是由内外两个铝合金型材以及中间的隔热层组成的复合结构。
外层铝合金型材通常采用高强度铝合金材料,内层铝合金型材通常采用耐腐蚀性较强的铝合金材料。
隔热层通常采用断热性能优异的聚氨酯或聚酯材料。
断热铝合金型材具有以下特点:1. 良好的隔热性能:隔热层的存在有效地阻断了室内外热量的传递,使室内保持较为稳定的温度,节能效果显著。
2. 强度高:外层铝合金型材的选材和结构设计都可以保证材料的较高强度和刚性,使得断热铝合金型材在大风压环境下能够保持良好的稳定性。
3. 耐候性好:铝合金型材经过特殊的表面处理,具有较好的耐腐蚀性和耐候性,可以在恶劣的气候条件下长期使用。
4. 工艺化程度高:断热铝合金型材采用模具深加工技术制造而成,可以根据具体需要定制各种形状和尺寸,满足不同建筑设计的需求。
二、断热铝合金型材的规格分类根据具体的设计和施工需求,断热铝合金型材可以分为不同的规格。
常见的规格分类有以下几类:1. 型材截面形状:根据横截面形状的不同,断热铝合金型材可以分为平开窗型材、推拉窗型材、平开门型材、推拉门型材等。
不同的截面形状适用于不同的建筑结构和装饰风格。
2. 型材系列:根据断热铝合金型材的特点和功能区分,可以分为门窗型材系列、幕墙型材系列、铝合金阳光房型材系列等。
每个系列都有相应的型材规格,以满足不同项目的需求。
3. 面板厚度:根据隔热层的厚度不同,断热铝合金型材可以分为多种规格。
常见的面板厚度有50毫米、60毫米、70毫米等。
根据实际需要选择合适的厚度可以提供更好的隔热效果。
热断桥型材计算方法
图2-91 隔热型材计算门窗的隔热型材由A1、A2及隔热材料三个部分组成,用户只需选择A1和A2两个部分型材对等的截面参数,并输入相关尺寸,系统自动计算出整个隔热型材的综合性参数。
其中“A1与隔热型材的形心距离(a1)”和“A2与隔热型材的形心距离(a2)”需要计算出后手工输入,分为三个步骤进行计算,其具体计算方式如下:第一步:首先需要将隔热型材中间的隔热条删除,然后用直线将上端和下端连接起来做为一个整体,将此整体定义为:A,如图2-92所示。
图2-92然后计算出该整体型材的惯性矩,给定“系列、标志(隔热型材)、材料类型”后,点击打印进入到AutoCAD图形环境(图2-93),并记录下被圈中的数据,分别是:A截面形心在Y轴方向距上端的距离:41.77 ;A截面形心在Y轴方向距下端的距离:50.23 。
注:此型材图和数据均为范例。
图2-93针对此型材图起控制作用的是下端型材(大的尺寸),因为受荷载可能有两个方向。
当荷载从上到下时,计算按50.23,计算出来的应力较大(应力与这段距离可以理解为成正比)。
当荷载从下到上时,计算按41.77,计算出来的应力较小(应力与这段距离可以理解为成正比)。
所以综合起来看,起决定作用的是50.23,当然,根据不同的型材,最终起控制作用的需根据实际型材图决定。
第二步:完成第一步后,再计算出上面部分型材(A1)的惯性矩,给定“系列、标志(隔热型材)、材料类型”后,点击打印进入到AutoCAD环境,如图2-94,并记录下被圈中的数据(14.12)即A1截面形心在Y轴方向距上端的距离。
退出AutoCAD,并保存计算结果。
图2-94第三步:再计算出下面部分型材(A2)的惯性矩,给定“系列、标志(隔热型材)、材料类型”后,点击打印进入到AutoCAD环境,如图2-94,并记录下被圈中的数据(33.32)即A2截面形心在Y轴方向距下端的距离。
退出AutoCAD,并保存计算结果。
图2-95当然,用户也可先将2、3步骤计算出来后再计算第1步。
铝棒断裂强度计算公式
铝棒断裂强度计算公式铝合金是一种常用的金属材料,具有较高的强度和轻质的特点,因此在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。
在工程设计中,对于铝合金材料的断裂强度进行准确的计算是非常重要的,可以帮助工程师们更好地选择材料和设计结构,保证工程的安全性和可靠性。
本文将介绍铝棒断裂强度的计算公式以及相关的理论知识。
铝棒断裂强度计算公式的推导是建立在材料力学和断裂力学的基础上的。
在铝合金材料的断裂过程中,通常会发生塑性变形和断裂两个阶段。
在塑性变形阶段,材料会受到外力的作用而发生形变,当形变达到一定程度时,材料会进入断裂阶段,出现裂纹并最终断裂。
因此,铝棒的断裂强度可以通过材料的塑性变形和断裂过程来进行计算。
首先,我们需要了解铝合金材料的力学性能参数,如屈服强度、抗拉强度和断裂韧性等。
这些参数可以通过实验测试或者查阅材料手册来获取。
在进行断裂强度计算时,需要考虑到材料的应力状态、载荷条件和几何形状等因素。
一般来说,铝棒的断裂强度可以通过以下公式来进行计算:\[ \sigma_f = K \cdot \sigma_y \]其中,σf表示铝棒的断裂强度,σy表示铝棒的屈服强度,K为一个与材料性质相关的系数。
在实际工程中,K的取值通常在1.1~1.5之间,具体取值需要根据具体材料和实际情况进行评估和确定。
在进行断裂强度计算时,需要注意以下几点:1. 考虑应力状态,铝棒在受力时会产生不同方向的应力,因此需要考虑材料的应力状态,包括拉伸、压缩、弯曲等不同载荷情况。
2. 考虑载荷条件,铝棒在实际工程中可能受到静载荷、动载荷、冲击载荷等不同类型的载荷,需要根据实际情况选择合适的计算方法和公式。
3. 考虑几何形状,铝棒的几何形状对其断裂强度也会产生影响,例如直径、长度、截面形状等因素都需要考虑在内。
除了上述的断裂强度计算公式外,还可以通过有限元分析等计算方法来进行断裂强度的评估。
有限元分析是一种基于数值计算的方法,可以模拟材料的受力和变形过程,通过对材料的应力、应变和变形进行分析,得到材料的断裂强度和断裂模式。
各金属抗拉强度计算公式
各金属抗拉强度计算公式金属抗拉强度计算公式。
金属材料的抗拉强度是指在受到拉力作用时,材料抵抗拉伸变形和破坏的能力。
抗拉强度是金属材料的重要力学性能参数,对于工程设计和材料选择具有重要意义。
在工程实践中,通过计算公式可以快速准确地得到金属材料的抗拉强度,从而为工程设计提供重要参考依据。
下面将介绍几种常见的金属抗拉强度计算公式。
1. 钢材抗拉强度计算公式。
钢材是一种常用的金属材料,其抗拉强度的计算公式如下:σ = F/A。
其中,σ表示钢材的抗拉强度,单位为MPa;F表示受到的拉力,单位为N;A表示受力横截面积,单位为mm²。
根据这个公式,可以通过受力和受力横截面积的测量值,快速计算得到钢材的抗拉强度。
2. 铝材抗拉强度计算公式。
铝材是另一种常用的金属材料,其抗拉强度的计算公式如下:σ = P/A。
其中,σ表示铝材的抗拉强度,单位为MPa;P表示受到的拉力,单位为N;A表示受力横截面积,单位为mm²。
通过这个公式,可以方便地计算得到铝材的抗拉强度。
3. 铜材抗拉强度计算公式。
铜材是一种导电性能良好的金属材料,其抗拉强度的计算公式如下:σ = F/S。
其中,σ表示铜材的抗拉强度,单位为MPa;F表示受到的拉力,单位为N;S表示受力横截面积,单位为mm²。
通过这个公式,可以快速准确地计算得到铜材的抗拉强度。
4. 镁材抗拉强度计算公式。
镁材是一种轻质金属材料,其抗拉强度的计算公式如下:σ = F/S。
其中,σ表示镁材的抗拉强度,单位为MPa;F表示受到的拉力,单位为N;S表示受力横截面积,单位为mm²。
通过这个公式,可以快速准确地计算得到镁材的抗拉强度。
通过以上介绍,可以看出不同金属材料的抗拉强度计算公式基本相似,都是通过受力和受力横截面积的关系来计算得到。
在工程设计和材料选择过程中,通过这些公式可以快速准确地得到金属材料的抗拉强度,为工程设计提供重要参考依据。
除了上述介绍的金属材料,其他金属材料的抗拉强度计算公式也可以根据具体情况进行推导和应用。
《金属幕墙工程技术规范》铝板强度及挠度计算
《金属幕墙工程技术规范》铝板强度及挠度计算!计算条件:根据结构分板及计算对象在建筑中所处的位置,我们按最不利的板材进行计算,板材采用四边简支模型,板材分格尺寸为1200mm(长边Ba)×600mm(短边),铝单板厚度采用3mm铝板。
该板材施工标高为20米,地面类型为C类。
此处板材主要承受作用于面板上的重力荷载、风荷载和地震荷载。
板材主要承受结构平面法向的荷载。
而由于板材在平面内的刚度相对很大,所以QQ1228169对板材强度和刚度进行计算时,不考虑板材在平面内荷载下的效应,仅作为板壳结构考虑法向荷载下的效应。
一、铝单板信息资料:铝板宽度A=1200mm劲筋间距B=600mm铝板厚度T=3mm二、风荷载标准值:根据您输入的数据,风荷载标准值Wk =-1.2 kN/m^2三、水平地震作用标准值:根据您输入的数据,抗震烈度7度(0.15g)分布水平地震作用标准值qEk=0.2 kN/m^2四、荷载组合设计值:依据:《金属幕墙工程技术规范》JGJ133-2001计算公式。
风荷载的分项系数取1.4,地震作用的分项系数取1.3.风荷载的组合系数取1,地震作用的组合系数取0.5.q =1.4*Wk+0.5*1.3*qEk=1.4 *-1.2+0.5*1.3*0.2=1.836 kN/m^2五、应力设计值计算过程校核依据:δ=6*m*q*a^2*η/t^2≤[fg]=81kN/m^2可查《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001,附录B 板弯矩系数B.0.1。
铝板计算弯矩系数m=0.1022根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001,第5.4.3第四条公式5.4.3-3。
系数:θ=q*a ^ 4 / (E * t ^ 4)=1.836*600^ 4 / (0.7* 10 ^ 5 *3^ 4)=41965.71根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001表5.4.3第1条:当板的挠度大于板的厚度时,应本条第四款的规定考虑大挠度的影响,即将应力值乘以应折减系统。
带断热条型材的截面特性
建筑用隔热铝合金型材穿条式1.范围本标准规定了隔热铝合金型材的定义、分类、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。
本标准适用于以穿条滚压方式加工的建筑隔热铝合金型材(简称隔热型材)。
适用于制作建筑门窗、幕墙等。
2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 3199 铝及铝合金加工产品包装、标志、运输、贮存GB 5237 铝合金建筑型材JG/T 174建筑用硬质塑料隔热条3.术语和定义、符号3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1.1穿条式隔热铝合金型材 lnsulating aluminum alloy profile with thermal barrier strip由建筑铝合金型材和建筑用硬质塑料隔热条(简称隔热条)通过滚齿、穿条、滚压等工序进行结构连接而形成有隔热功能的复合型材。
3.1.2组合弹性值(c) assembly elasticity constant表征建筑铝合金型材和建筑用硬质塑料隔热条结合后的弹性特性值。
3.1.3 有效惯性矩(I ef) effective moment of inertia表征隔热铝合金型材的惯性矩。
3.1.4 横向抗拉强度 transverse tensile strength在隔热型材横截面方向施加在铝合金型材上的单位长度的横向拉力。
3.1.5 抗剪强度 shear strength在垂直隔热型材横截面方向施加的单位长度的纵向剪切力。
符号符号见表1规定。
表1 符 号4 分类与标记 4.1 分类分类见表2规定。
表2 型材分类与代号4.2 标记4.2.1 标记方法由隔热型材分类(门窗、幕墙)、铝合金型材牌号及供应状态、隔热条成份等组成。
《金属幕墙工程技术规范》铝板强度及挠度计算
《金属幕墙工程技术规范》铝板强度及挠度计算!计算条件:根据结构分板及计算对象在建筑中所处的位置,我们按最不利的板材进行计算,板材采用四边简支模型,板材分格尺寸为1200mm(长边Ba)×600mm(短边),铝单板厚度采用3mm铝板。
该板材施工标高为20米,地面类型为C类。
此处板材主要承受作用于面板上的重力荷载、风荷载和地震荷载。
板材主要承受结构平面法向的荷载。
而由于板材在平面内的刚度相对很大,所以QQ1228169对板材强度和刚度进行计算时,不考虑板材在平面内荷载下的效应,仅作为板壳结构考虑法向荷载下的效应。
一、铝单板信息资料:铝板宽度A=1200mm劲筋间距B=600mm铝板厚度T=3mm二、风荷载标准值:根据您输入的数据,风荷载标准值Wk =-1.2 kN/m^2三、水平地震作用标准值:根据您输入的数据,抗震烈度7度(0.15g)分布水平地震作用标准值qEk=0.2 kN/m^2四、荷载组合设计值:依据:《金属幕墙工程技术规范》JGJ133-2001计算公式。
风荷载的分项系数取1.4,地震作用的分项系数取1.3.风荷载的组合系数取1,地震作用的组合系数取0.5.q =1.4*Wk+0.5*1.3*qEk=1.4 *-1.2+0.5*1.3*0.2=1.836 kN/m^2五、应力设计值计算过程校核依据:δ=6*m*q*a^2*η/t^2≤[fg]=81kN/m^2可查《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001,附录B 板弯矩系数B.0.1。
铝板计算弯矩系数m=0.1022根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001,第5.4.3第四条公式5.4.3-3。
系数:θ=q*a ^ 4 / (E * t ^ 4)=1.836*600^ 4 / (0.7* 10 ^ 5 *3^ 4)=41965.71根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001表5.4.3第1条:当板的挠度大于板的厚度时,应本条第四款的规定考虑大挠度的影响,即将应力值乘以应折减系统。
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技术单J25-0113附页
断热铝型材的强度计算
铝门窗幕墙委员会专家组专家龙文志
一、前言
建筑节能是世界性的潮流,也是中国持续发展的需要。
铝材与隔热塑料复合的断热建筑铝型材(以下简称断热铝材)的传热系统比普通建筑铝型材(以下简称普通铝材)低,是一种符合节能潮流的节能建材,当它用于建筑幕墙和铝合金外窗之时,除了要考虑其保温隔热性能之外,还要充分考虑到其结构的安全性和可靠性。
从力学角度看:普通铝材是各相同性材料的弯曲梁,断热铝材是两种不同材料复合而成的组合梁,两者的力学分析不完全相同,有鉴于此,本文试图对断热铝材的强度计算进行探讨。
二、组合梁的力争分析
两种材料复合而成的短形组合梁(图一a)弯曲时,如果铝材与塑料接合处联结牢固,不发生相对滑动和分离,铝材和塑料将一起变形,按照材料力学弯曲理论的平面假设,应变将沿截面高度连续线性变化(图一b),当两种材料的弹性模量相同时,同一截面的弯曲正应力沿高度呈连续分布(图一c),当两种材
三、整体梁的强度计算
当组合梁作为整体梁进行强度计算时,为方便起见,工程上采用“当量截面法”,这种方法是在不改变各种材料截面形心位置的前提下,将一种材料的面积扩大(或缩小)n倍,化作为完全为另一种材料截面的整体梁,这个截面积为当量截面。
如图二a隔热型材组合截面中,将铝材的面积扩大n倍,化作为单一塑料截面的整体梁,为了保持铝材原截面形心位置不变,必须将铝材的宽度对称地扩大n倍,如图二b所示。
这里n是两种材料弹性模量之比:
即:n= E
铝/ E
塑
上式中的J
Y
为当量截面对中性轴的惯性矩。
但是这样计算所得的应力只反映代换后的那种材料的梁内应力,对于被代换材料那部分截面上的应力还需将其扩大(或缩小)n倍。
详细推导见:John N. Cernia《Strength of Materials》2dedition,Holt,Rinehart and Winston,1977。
例一:
[知]:铝材宽b
1=60mm,厚t
1
=10mm,
塑料宽b
2
=20mm,梁高H=100mm,
最大弯矩Mmax=4000Nm,
隔热条高h=80mm,E
铝
=70000N/mm2,
E
塑
=7000N/mm2。
[求]:铝材截面最大弯曲正应力σ
铝
max
隔热塑料截面最大弯曲正应力σ
塑
max [解]:(1)将铝塑组合梁转化为单一塑料整体梁:
n= E
铝/E
塑
=70000N/mm2/7000N/mm2=10
所以得到铝材截面转化后的宽度:
b
3=n×b
1
=10×60mm=600mm
(2)转化后整体梁的当量截面如图二b所示。
JY=[600×1003-(600-20)×803]mm=0.25×108 mm4
(3)计算当量截面弯曲最大正应力:
σmax=(4×106 N-mm×50mm)/ 0.25×108 mm4=8 N/mm2
(4)计算铝材弯曲最大正应力:
σ
铝
max= n×σmax=10×8 N/mm2=80 N/mm2
(5)计算塑料弯曲最大正应力:
σ
塑
max=(4×106 N-mm×40mm)/ 0.25×108 mm4=6.4 N/mm2
四、分离面最大应力计算
(1)铝材与隔热塑料复合而成的组合梁,其线荷载设计值为q,型材宽b,在梁的跨度取一微段dx,如图三a所示,在m-m截面和n-n截面上作用有正应
力和剪应力,铝材和隔热塑料分界面m
1n
1
,将铝材从微段dx分离,如图三b所
示,在分离面m
1m
1
n
1
n
1
上作用有剪应力τ
分
和正应力σ
分
,在mmm
1
m
1
面上作用有弯
曲剪应力τ
弯。
(2)分离面最大剪应力τ
分max
计算;
根据剪应力互等定律:τ分=τ弯
依照材料力学计算公式:τ弯=Q.S/ J
Y
.b Q——截面所受剪力
S——截面静面矩
J
Y
——截面惯性矩
分max mzx Y
——最大剪力设计值(N)
Q
mzx
——截面惯性矩(㎜4)
J
Y
H——截面总高度(mm)
h——塑料隔热条总高度(㎜)
τ分max——分离面最大剪应力设计值(N/㎜2)
工字梁分离面的最大剪应力设计值,可按下式计算:
τ
分max = b
3
Q
mzx
(H2-h2)/8 b
2
J
Y
Q=0的截
面,则上式为:qd
X -σ
分
max=b
2
d
X
=0
则分离面的最大正应力可按下式计算:σ
分max=q/b
2
q——线荷载设计值(N/㎜)
b
3
=600mm,H=100mm,h=80mm,
j
y
=0.25×108mm4
τ
分max = b
3
Q
mzx
(H2-h2)/8 b
2
J
Y
= b
3 qL(H2-h2)/16 b
2
J
Y
=(600mm×8N/mm×300mm)×(1002-802)mm/16 ×20mm×0.25×108mm4
=6.48N/mm2
(2)依照图五的剪力图,跨中截面剪力为0,分离面的最大拉应力发生在该处,其设计值可计算如下:
σ
分max=q/b
2
=8/20N/mm2=0.4 N/mm2
五、建议
(一)断热铝材用于建筑幕墙和铝门窗的结构件时,应进行强度设计计算。
(二)铝材应计算弯曲最大拉应力,隔热塑料应计算最大弯曲拉应力和最大弯曲剪应力。
铝材和隔热塑料的分离面还应计算最大拉应力和最大剪应力
(三)强度校核建议:
σ
铝max≤fa;σ
塑
max≤f
塑拉
;
τ
塑max≤f
塑剪
;σ
分
max≤f
分拉
;τ
分
max≤f
分剪
;
σ
铝
max——铝材最大弯曲拉应力设计值
σ
塑
max——隔热塑料最大弯曲拉应力设计值
τ
塑
max——隔热塑料最大弯曲剪应力设计值
σ
分
max——铝材和隔热塑料分离面最大拉应力设计值
τ
分
max——铝材和隔热塑料分离面最大剪应力设计值
fa——铝材拉伸强度设计值。
可按JGJ102规范选取
f
塑拉
——隔热塑料拉伸强度设计值
f
塑剪
——隔热塑料剪切强度设计值
f
分拉a
——隔热型材和铝材和塑料分离面抗拉强度设计值
f
分剪
——隔热型材的铝材和塑料分离面抗剪强度设计值
f
塑拉= f
塑拉标
/K
2
; f
塑剪
= f
塑剪标
/K
2
f
分拉= f
分拉标
/K
2
; f
分剪
= f
分剪标
/K
2
f
塑拉标
——隔热塑料拉伸强度标准值
f
塑剪标
——隔热塑料剪切强度标准值
f
分拉标
——隔热型材的铝材和塑料分离面抗拉强度标准值
f
分剪标
——隔热型材的铝材和塑料分离面抗剪强度标准值
K
2——安全系数 K
2
=3.5
(四)为了保证隔热铝材力学性能的可靠性,要对隔热铝材生产厂家提出下列要求:
(1)提供隔热铝材的隔热塑料及其与铝材分离面的抗拉强度和抗剪强度标准值。
(2)铝材和隔热塑料的膨胀系数要相等。
(3)提供干湿度和温度对其力学性能的影响。
(4)在后续的各种加工中,其力学性能不变化。
(5)提供质量保证期。
六、结束语
断热铝型材的强度计算尚未见到国内外的技术标准和规范,文献报道也没有,本文作了一些开创性的探讨,权供参考。
作为抛砖引玉之文,其用意在于:在提高建筑幕墙和铝门窗保温隔热性能的同时,千万要保证结构的安全性和可靠性。
断热铝材决不能断!
错误及不妥之处,敬请指正。