随着建筑业的飞速发展,越来越多的高层建筑林立在繁华都市。作为大厦的眼睛---门窗也就越来越高、越来越亮了,塑料门窗、铝合金门窗、钢质门窗等百窗齐开。特别是塑料门窗,一枝独秀,以其美观的外型、良好的使用性能、合理的性价比,被广泛地应用在普通建筑及高层建筑中。但仍有些人对塑料门窗能否上高层产生质疑,主要是在抗风压强度方面,认为塑料门窗用型材主要是塑料材质且腔室较多,其强度较低,不宜在高层中使用。为此,我们做了详细的调查研究,重点考察了一些主要城市塑料门窗在高层建筑中的应用。经过理论与实践的有机结合,塑料门窗在抗风压强度方面完全可以满足高层建筑的使用要求,加以其他方面的合理设计,塑料门窗完全可以在高层建筑中建造精品工程。
塑料门窗抗风压问题是塑料门窗能否应用在高层建筑中的关键问题,一些人认为塑料门窗用型材属PVC材质,其强度比钢材、铝合金等金属材质相差很多,塑料门窗不宜应用在高层建筑中。这样认为是具有片面性的,塑料门窗成窗后,其型材不只是单纯的PVC,而是PVC型材与其内部的增强型钢组成,由于钢材的强度比铝合金要好得多,所以PVC型材与增强型钢共同作用组成的塑料门窗具有很高的强度,可以承受很大的风压,加之塑料门窗在型材断面结构设计、型材配方设计、门窗的风格及选材设计、制作过程、安装过程等方面的进一步优化,使塑料门窗在抗风压方面可以满足高层建筑的使用要求。
1.针对高层建筑门窗抗风压的要求,进行合理的型材断面结构设计,高层建筑中塑料门窗型材的断面结构设计主要有以下几个特点:
1)很大的型材外壁厚
普通低层用塑料门窗的PVC型材,其型材壁厚一般在2.0～2.5mm之间,而高层建筑用塑料门窗的PVC型材壁厚一般在2.5～3.0mm之间,这样可以很大程度地增加型材的截面积,进而增加型材的焊接强度。在同样的外形尺寸下,型材的惯性矩也会增加很多,提高了型材的抗弯能力。
2)合理的型材内腔结构
主要是在型材内筋分布合理的基础上,尽可能增大增强型材腔室的尺寸,而加大型材使用的增强型钢尺寸,提高型材成窗后的强度,使型材成窗后能承受更大的风压。
2.针对高层建筑门窗抗风压的要求,进行合适的型材配方设计在该方面主要是通过添加一些原材料来增加型材的焊接强度,提高抗弯能力等性能,进而满足使用要求。
3.针对高层建筑门窗抗风压的要求,进行科学的塑料门窗风格、选材设计
1)塑料门窗风格设计是塑料门窗设计中的主要部分。美观典雅的门窗风格是人们所希望的,但同时也要满足塑料门窗抗风压强度要求。塑料门窗风格不同,对其抗风压能力影响很大,应设计既满足使用要求,又美观大方的塑料门窗风格形式。
2)塑料门窗选材设计也是塑料门窗设计中的主要组成部分,高层建筑应认真选择合适的材料来满足抗风压强度要求。
a.应根据不同的门窗风格选择不同的连接材料来满足不同的抗风压强度。抗风压要求较高的,可选择断面大些、强度高的连接材料;抗风压要求较低的,可选择断面小些、强度低的连接材料。
b.应根据不同的抗风压强度选择不同断面形状及厚度的增强型钢。在高层建筑中,较高的楼层可选用形状复杂、厚度大的增强型钢来满足抗风压强度要求,较低的楼层可选用形状简单、厚度较小的增强型钢来满足抗风压强度要求。这样既能满足使用要求,又经济实用。4.针对高层建筑门窗抗风压的要求,在塑料门窗制作、安装过程中应用加强设计。例如:
1)中梃与框采用螺接结构,采用螺接结构要比焊接的强度高出许多,特别是平开窗,根据设计要求,大部分都应用中梃,螺接结构的优势更为突出;
2)角部焊接部位应用增焊块或应用钢制连接件。在高层建筑中,塑料门窗角部强度单靠PVC型材焊接强度一般是不够的,应在型材焊接的基础上加以增焊块或钢制连接件来提高角部强度,进而满足高层建筑塑料门窗抗风压强度的需要;
3)选用精确度高的制作设备。塑料门窗制作设备是影响塑料门窗焊接部位的焊接强度、连接部位的连接强度的主要原因。设备精度低、焊接错位、连接松动都会降低塑料门窗抗风压强度;
4)增强塑料门窗与墙体之间的连接强度。例如,在高层建筑的墙体中加入预埋板,使窗框的增强型固定片与预埋板焊接,提高窗框与墙体之间的连接强度,进而增加门窗的抗风压强度;
5)增加扇框与墙体之间的连接件数量。通过分析验证,塑料门窗在抗风压强度性能方面,可以满足高层建筑的需要。加之其他方面合理的设计,塑料门窗可以很好地应用在高层建筑中,市场前景看好。
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