單槽軌推拉窗(門)自平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討?

    1、大尺寸窗(門)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)出路何在!?
    窗(門)的設(shè)計(jì)中，抗風(fēng)壓性能指標(biāo)涉及到安全可靠因而是不能含糊的，一定要達(dá)到要求。窗(門)的結(jié)構(gòu)受立挺的慣性矩大小的制約，人們往往追求通透性好，采用大尺寸、大玻璃。這使得傳統(tǒng)窗(門)的設(shè)計(jì)不得不加大立梃的慣性矩，來滿足抗風(fēng)壓性能的要求，并使整個(gè)窗的框架型材尺寸加大，這既影響外形美觀，同時(shí)又帶來了造價(jià)升高的問題。目前小區(qū)建筑的陽臺(tái)門現(xiàn)存產(chǎn)品的抗風(fēng)壓性能難以滿足要求，而傳統(tǒng)推拉窗由于性能低，處于被淘汰狀態(tài)。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，人們往往追求物美價(jià)廉，這樣就給窗(門)的設(shè)計(jì)提出了一個(gè)新課題。既要作出大尺寸窗(門)，又要省料、價(jià)廉，出路何在!?
    只有突破現(xiàn)有設(shè)計(jì)理念，經(jīng)過我們實(shí)驗(yàn)研究提出采用立挺自平衡結(jié)構(gòu)，是解決這個(gè)課題的新思路。
    其設(shè)計(jì)基本原理是采用兩扇窗的立框關(guān)閉后，受風(fēng)壓時(shí)，朝相反的方向彎曲變形，而使其產(chǎn)生內(nèi)力平衡，使窗(門)的抗風(fēng)壓性能提高，通過實(shí)驗(yàn)證明可行，此方案是安全可靠的。
    2、單槽軌推拉窗(門)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

    其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為，窗扇立框做成斜面的三角形截面形狀，便于兩個(gè)窗扇在關(guān)閉時(shí)，能夠貼合在一個(gè)平面內(nèi)。窗扇的上、下兩橫邊成相對(duì)的靠貼在上、下兩橫框的槽口內(nèi)，使在開啟時(shí)，兩窗扇在槽口內(nèi)平行移動(dòng)。如圖1所示。

圖1  單槽軌推拉窗結(jié)構(gòu)
    3、立梃自平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的力學(xué)模型
    由于二扇窗(門)在風(fēng)壓作用下，一扇窗的立柱成簡(jiǎn)支梁彎曲，另一扇窗的立柱成懸臂梁彎曲，朝相反的方向彎曲變形(如圖2示)，相互得到內(nèi)力抵消而自我平衡，從而保證了窗(門)的安全可靠。

圖2  自平衡結(jié)構(gòu)受力模型
[page]     4、立梃受力自平衡分析
    當(dāng)窗(門)受正或負(fù)風(fēng)壓時(shí)，其兩扇閉合的窗扇，其中有一扇的立梃，受力相當(dāng)于簡(jiǎn)支梁負(fù)荷，除承擔(dān)梯形均布負(fù)荷外，還要承擔(dān)另一窗扇的矩形均布負(fù)荷，由鎖傳遞過來而變?yōu)榧�中載荷。而另一窗扇的立梃，則承擔(dān)矩形均布懸臂梁負(fù)荷，這樣就形成了二個(gè)立挺成相反的方向彎曲變形，現(xiàn)將其中一窗扇的立梃受兩個(gè)力的變形撓度值計(jì)算如下：



    這樣若窗再承受更大的風(fēng)壓作用時(shí)，也只能產(chǎn)生內(nèi)力抵消而自我平衡，同時(shí)窗在超過額定風(fēng)壓受力下就會(huì)放氣卸壓，故是安全可靠的。
    5、結(jié)  論
    根據(jù)以上的受力分析，單槽軌推拉窗(門)立挺自平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是可行的，更重要的是安全可靠不掉扇的特點(diǎn)，實(shí)為傳統(tǒng)推拉窗的一次創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案。