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隨著建筑業的飛速發展,越來越多的高層建筑林立在繁華都市。作為大廈的眼睛---門窗也就越來越高、越來越亮了,塑料門窗、鋁合金門窗、鋼質門窗等百窗齊開。特別是塑料門窗,一枝獨秀,以其美觀的外型、良好的使用性能、合理的性價比,被廣泛地應用在普通建筑及高層建筑中。但仍有些人對塑料門窗能否上高層產生質疑,主要是在抗風壓強度方面,認為塑料門窗用型材主要是塑料材質且腔室較多,其強度較低,不宜在高層中使用。為此,我們做了詳細的調查研究,重點考察了一些主要城市塑料門窗在高層建筑中的應用。經過理論與實踐的有機結合,塑料門窗在抗風壓強度方面完全可以滿足高層建筑的使用要求,加以其他方面的合理設計,塑料門窗完全可以在高層建筑中建造精品工程。
塑料門窗抗風壓問題是塑料門窗能否應用在高層建筑中的關鍵問題,一些人認為塑料門窗用型材屬PVC材質,其強度比鋼材、鋁合金等金屬材質相差很多,塑料門窗不宜應用在高層建筑中。這樣認為是具有片面性的,塑料門窗成窗后,其型材不只是單純的PVC,而是PVC型材與其內部的增強型鋼組成,由于鋼材的強度比鋁合金要好得多,所以PVC型材與增強型鋼共同作用組成的塑料門窗具有很高的強度,可以承受很大的風壓,加之塑料門窗在型材斷面結構設計、型材配方設計、門窗的風格及選材設計、制作過程、安裝過程等方面的進一步優化,使塑料門窗在抗風壓方面可以滿足高層建筑的使用要求。
1.針對高層建筑門窗抗風壓的要求,進行合理的型材斷面結構設計,高層建筑中塑料門窗型材的斷面結構設計主要有以下幾個特點:
1)很大的型材外壁厚
普通低層用塑料門窗的PVC型材,其型材壁厚一般在2.0～2.5mm之間,而高層建筑用塑料門窗的PVC型材壁厚一般在2.5～3.0mm之間,這樣可以很大程度地增加型材的截面積,進而增加型材的焊接強度。在同樣的外形尺寸下,型材的慣性矩也會增加很多,提高了型材的抗彎能力。
2)合理的型材內腔結構
主要是在型材內筋分布合理的基礎上,盡可能增大增強型材腔室的尺寸,而加大型材使用的增強型鋼尺寸,提高型材成窗后的強度,使型材成窗后能承受更大的風壓。
2.針對高層建筑門窗抗風壓的要求,進行合適的型材配方設計在該方面主要是通過添加一些原材料來增加型材的焊接強度,提高抗彎能力等性能,進而滿足使用要求。
3.針對高層建筑門窗抗風壓的要求,進行科學的塑料門窗風格、選材設計
1)塑料門窗風格設計是塑料門窗設計中的主要部分。美觀典雅的門窗風格是人們所希望的,但同時也要滿足塑料門窗抗風壓強度要求。塑料門窗風格不同,對其抗風壓能力影響很大,應設計既滿足使用要求,又美觀大方的塑料門窗風格形式。
2)塑料門窗選材設計也是塑料門窗設計中的主要組成部分,高層建筑應認真選擇合適的材料來滿足抗風壓強度要求。
a.應根據不同的門窗風格選擇不同的連接材料來滿足不同的抗風壓強度。抗風壓要求較高的,可選擇斷面大些、強度高的連接材料;抗風壓要求較低的,可選擇斷面小些、強度低的連接材料。
b.應根據不同的抗風壓強度選擇不同斷面形狀及厚度的增強型鋼。在高層建筑中,較高的樓層可選用形狀復雜、厚度大的增強型鋼來滿足抗風壓強度要求,較低的樓層可選用形狀簡單、厚度較小的增強型鋼來滿足抗風壓強度要求。這樣既能滿足使用要求,又經濟實用。4.針對高層建筑門窗抗風壓的要求,在塑料門窗制作、安裝過程中應用加強設計。例如:
1)中梃與框采用螺接結構,采用螺接結構要比焊接的強度高出許多,特別是平開窗,根據設計要求,大部分都應用中梃,螺接結構的優勢更為突出;
2)角部焊接部位應用增焊塊或應用鋼制連接件。在高層建筑中,塑料門窗角部強度單靠PVC型材焊接強度一般是不夠的,應在型材焊接的基礎上加以增焊塊或鋼制連接件來提高角部強度,進而滿足高層建筑塑料門窗抗風壓強度的需要;
3)選用精確度高的制作設備。塑料門窗制作設備是影響塑料門窗焊接部位的焊接強度、連接部位的連接強度的主要原因。設備精度低、焊接錯位、連接松動都會降低塑料門窗抗風壓強度;
4)增強塑料門窗與墻體之間的連接強度。例如,在高層建筑的墻體中加入預埋板,使窗框的增強型固定片與預埋板焊接,提高窗框與墻體之間的連接強度,進而增加門窗的抗風壓強度;
5)增加扇框與墻體之間的連接件數量。通過分析驗證,塑料門窗在抗風壓強度性能方面,可以滿足高層建筑的需要。加之其他方面合理的設計,塑料門窗可以很好地應用在高層建筑中,市場前景看好。
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