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关于铝型材受力杆件壁厚的理解

来源:天津金鹏铝材制造有限公司 作者:王春海

铝道网摘要:铝合金型材的壁厚是重要的质量指标,建材标准与门窗标准分别对壁厚进行了规定,特别是门窗标准《铝合金门窗》GB/T8478规定了受力杆件的壁厚要求。本文主要从标准的规定、受力杆件的受力部位、壁厚的测量等方面进行了说明,介绍了铝型材壁厚相关内容。

铝合金门窗因其强度高、表面处理颜色多样化、门窗性能优越等特点越来越受到大家的欢迎,铝合金门窗型材产品也成为大多铝材厂的主要产品。门窗铝型材生产时执行国标,并符合订单合同的相关要求,而型材壁厚是重要的质量指标,国家相关标准也对型材的壁厚作出了规定。本文主要对门窗型材的壁厚谈谈个人的理解。

一、标准对壁厚的规定


国标《铝合金建筑型材第1部分:基材》GB/T5237.1-2017是铝型材厂执行的标准。标准规定ABC三类壁厚的公差标准,见图1。

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图1

通过标准可知,型材壁厚执行正负公差,并有精度等级之分。如门窗型材壁厚为1.4mm,外接圆小于100mm,按高精级,则A类壁厚公差是±0.13mm。

国标《铝合金门窗》GB/T8478-2008是门窗加工的标准,其中对于铝型材的壁厚有明确规定,门不小于2.0mm、窗不小于1.4mm。见图2。

上海地方标准《民用建筑处窗应用技术规程》DG/TJ08-2242-2017中规定铝型材壁厚不小于1.8mm。见图3。

福建地方标准《福建省民用建筑外窗工程技术规范》DBJ 13-255-2016中规定铝型材壁厚不小于1.6mm。见图4。

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图2

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图3

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图4

关于门窗型材壁厚的规定也是门窗安全质量,因为市场上存在壁厚较薄的产品,型材壁厚薄了之后受力会受到影响,对门窗的安全有隐患。人们对于铝合金门窗型材的壁厚越来越关心,也知道了门窗型材壁厚有1.4/2.0mm的要求。

那是不是所有的门窗型材产品都要是壁厚1.4/2.0mm呢?不是的,是主型材截面主要受力部位的壁厚要求是不小于1.4/2.0mm。

门窗的主型材是指组成门窗框、扇杆件系统的基本构架,在其上装配开启扇或玻璃、辅型材、附件的门窗框和扇梃型材,以及组成门窗拼樘框型材。门窗的辅型材是指门窗框、扇杆件系统中,镶嵌或固定于主型材杆件上,起到传力或某种功能作用的附加型材(如玻璃压条、披水条等)。主要受力杆件是门窗立面内承受并传递门窗自身重力及水平风荷载等作用力的中横框、中竖框、扇梃等主型材,以及组合门窗拼樘框型材。

一般意义上讲,门窗的主要受力杆件就是门窗的主型材,具体是指框、扇、框中梃、扇中梃、拼樘、转角等。而玻璃压条、披水条、槽口盖板等不属于受力杆件。

型材产品断面形状涉及到多种壁厚,并不是所有的壁厚都要达到1.4/2.0mm的要求。而是主要受力部位要达到。型材截面的主要受力部位是指门窗型材中承受垂直和水平方向荷载作用力的腹板、翼缘及固定其他杆件、零配件的连接受力部位。

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图5

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图6

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图7

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图8

二、受力部位壁厚示意

在标准中虽然定义了门窗主要受力部位,但在实际应用过程中不是特别顺畅,有时也存在争议。对于受力部位,我个人的理解是型材的主要腔体一周、主要翅部、及安装五金的槽口等部位。其他部位比如胶条槽口、角片槽口等就不是主要受力部位。下面举例说明,见图4、图5、图6、图7,断面填充部位为腔体壁厚与主要翅部壁厚部位,是主要受力部位。

图4为平开窗部分断面示意图,产品分别为开口窗框、闭口窗框、内开扇、中梃。型材腔体一周与翅壁是主要受力部位。由图示可以看出受力部位与断面的整体形状相稳合。胶条槽口部位不是受力部位。

图5为推拉窗部位断面示意图,产品分别为上滑、下滑、边封、上固定、光企、下方。型材腔体一周与翅壁是主要受力部位。由图示可以看出,毛条槽口部位,卡配件的拐边等均不是受力部位。

图6为隔热平开窗断面示意图,产品为窗框与拼樘。隔热型材的断面与普通铝合金断面相比,增加了隔热条,而其受力部位并没有发生根本变化,胶条槽口等非受力部位依然是非受力部位。

图7为窗型材五金槽口示意图,断面填充部位是五金槽口的受力部位。针对门窗型材五金槽口(如图示的欧标C20槽)有标准的槽口尺寸,产品在设计时应按标准执行。

三、壁厚测量方法

铝型材壁厚使用千分尺测量,测量精度为0.01mm。不建议使用游标卡尺测量壁厚,因为使用游标卡尺测量时的力度不好掌握,测量结果会因人而异。而千分尺有棘轮设置,能够保证测量施加力度符合要求,多次测量结果一致。

壁厚测量要注意精度问题。标准要求是≥1.4mm,精度为小数点后一位,那么测量壁厚的数值精度同样保留一位小数是否合适呢?例如,测量壁厚数值为1.35mm,保留小数点1位,按数字修约规则“四舍五入”及“四舍六入五留双”修约后记录为1.4mm,从数据上看是符合≥1.4mm的要求的。那测量结果为1.35mm壁厚的型材符合标准要求吗?

个人理解为,标准规定壁厚≥1.4mm,目的是提高型材的质量,实际产品壁厚要厚些,且要达到1.4mm。所以测量结果为1.35mm壁厚的型材不符合标准要求。

测量壁厚时,还要注意壁厚为测量面的任意点壁厚,如果测量面上有一处的壁厚不符合要求则产品不符合要求。壁厚指标不是测量的平均值,而是任意点壁厚。见图8,图中标记红色部位壁厚为1.35mm,即使平均壁厚达到1.4mm也不符合壁厚≥1.4mm的标准。

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图9

总之,门窗标准对铝合金型材壁厚的规定提高了门窗整体性能,铝型材生产厂家与门窗加工单位对此应加深理解,生产出符合国标的门窗。铝型材受力杆件壁厚的问题一直是门窗相关企业关心的问题,大家对于哪个部位是受力部位理解也不尽相同,我们要严谨对待标准的要求,从而提高产品质量,为铝合金门窗行业作出贡献。

天津金鹏铝材王春海2020-3-30

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