5结构设计

5结构设计5.1 一般规定5.1.1铝门窗应具有足够的刚度、承载能力和一定的变位能力。

应能抵抗风荷载、重力荷载和温度作用。

5.1.2 铝门窗构件应根据受荷情况和支承条件采用极限状态设计方法进行设计计算。

5.1.3铝门窗承受荷载、作用时构件应按下列规定验算其挠度和承载力：1 构件的挠度或位移应符合下式要求：u≤[u] （5.1.3-1）式中 u ——荷载和作用标准值产生的构件挠度或位移值；[u]——构件挠度或位移允许值。

2 构件在两个方向产生挠度时，每个方向应分别符合本条第1款的规定。

3 构件承载力或应力应符合下式要求：S≤R （5.1.3-2）或σ≤f （5.1.3-3）式中 S——构件荷载的设计值；R——构件承载力设计值；σ——构件最大应力设计值；f——构件材料强度设计值。

5.1.4铝门窗构件的挠度计算时，应采用荷载标准值；计算铝门窗构件、连接件的承载力计算时，应采用荷载设计值（荷载标准值乘以荷载分项系数）。

5.2 材料力学性能5.2.1铝合金型材的强度设计值可按表5.2.1的规定采用。

表5.2.1 铝合金型材的强度设计值f a（N/mm2）5.2.2钢材的强度设计值可按表5.2.2的规定采用。

表5.2.2 钢材的强度设计值f s（N/mm2）5.2.3常用连接件强度值可按本规范附录B的规定采用。

5.2.4铝门窗材料的弹性模量可按表5.2.4的规定采用。

表5.2.4 材料的弹性模量E（N/mm2）5.2.5铝门窗材料的线膨胀系数可按表5.2.5的规定采用。

表5.2.5 材料的线膨胀系数α（1/ºC）5.3 荷载和作用5.3.1 铝门窗材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。

表5.3.1 材料的重力密度标准值γg (kN/m ³)5.3.2 作用于建筑外铝门窗的风荷载标准值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）规定的建筑围护结构风荷载标准值计算公式进行计算，且不应小于1.0kN/m 2。

5.3.3 铝门窗构件间应具有足够的间隙，以消除构件的温度应力。

铝门窗年温度变化ΔT 应按实际情况确定，当不能取得实际数据时，可取80°C 。

5.3.4 进行铝门窗构件、连接件的承载力计算时，重力载荷和风载荷作用的分项系数γG 、、γW 应分别取1.2和1.4。

5.4 铝门窗玻璃设计5.4.1铝门窗玻璃的抗风压设计应按现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113）的规定执行。

5.4.2处于日光直射下且无建筑外遮蔽措施的建筑外铝门窗，应按照现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113）中的有关规定，进行铝门窗玻璃防热炸裂计算。

5.4.3玻璃防热炸裂构造设计应采取下列措施：1 玻璃的周边不应有易造成裂纹的缺陷。

对于易发生热炸裂的玻璃（如面积大于1m2的大板面玻璃、颜色较深的玻璃和吸热玻璃等），应对其边部进行倒角磨边等加工处理。

玻璃的镶嵌应采用弹性良好的密封衬垫材料。

2 玻璃室内侧的卷帘、百叶及隔热窗帘等内遮阳设施，与窗玻璃之间的距离不宜小于50mm。

5.4.4玻璃镶嵌构造设计应符合以下要求：1玻璃与框、扇型材槽口的镶嵌配合尺寸，应符合现行国家标准《铝合金门》和《铝合金窗》的相关规定。

2玻璃承重垫块的材质、尺寸、安装位置，应符合现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113）的相关规定。

3 铝合金门窗玻璃镶嵌的支撑与固定，应使玻璃边缘不直接接触框架型材，并使玻璃重量分布均匀，防止框架变形，同时确保不同开启形式的门窗扇启闭性能良好。

5.4.5铝门窗在下列情况下，须采用安全玻璃：1出入口门。

2无防护栏杆的落地窗和窗台高度小于600mm的窗。

3屋顶斜窗须采用夹层玻璃。

5.5 铝门窗受力杆件设计5.5.1铝门窗杆件受荷载作用时产生的最大挠度应满足下式要求，且不应大于15mm。

u≤[u] (5.5.1)式中 u ——杆件弯曲挠度值；[u] ——杆件弯曲允许挠度值：门窗镶嵌单层玻璃时：[u]=l/120；门窗镶嵌夹层玻璃、中空玻璃时： [u]=l/180。

注：建筑外门窗受力杆件有均布荷载和集中荷载同时作用时，其挠度为它们各自产生挠度叠加的代数和。

5.5.2 承受玻璃重量的中横框型材垂直方向的挠度值不大于3mm 。

5.5.3 受力杆件截面抗弯承载力应符合下式要求：x x rW M +yyrW M ≤f （5.5.3）式中 M x ——杆件绕x 轴（门窗平面内方向）的弯矩设计值（N · mm ）；M y ——杆件绕y 轴（垂直于门窗平面方向）的弯矩设计值（N ·mm ）；W x ——杆件截面绕x 轴（门窗平面内方向）的弹性净截面抵抗矩（mm 3）；W y ——杆件截面绕y 轴（垂直于门窗平面方向）的弹性净截面抵抗矩（mm 3）；——塑性发展系数，可取1.05；f ——型材抗弯强度设计值f a （N/mm 2），可按本规范5.2.1条规定5.5.4 杆件截面抗剪承载力应符合下式要求：wxxA V 5.1≤f （5.5.4-1）wyyA V 5.1≤f （5.5.4-2）式中 V x ——杆件水平方向的剪力设计值（N ）；V y ——杆件竖直方向的剪力设计值（N ）；A wx ——杆件截面水平方向腹板截面面积（mm 2）；A wy ——杆件截面竖直方向腹板截面面积（mm 2）；F ——型材抗剪强度设计值f a （N/mm 2），可按本规范5.2.1条规定采用。

5.5.5 门窗杆件风荷载计算和杆件挠度、弯矩、剪力的计算方法可按本规范附录A 的规定执行。

5.5.6 铝窗受力杆件其截面主要受力部位最小实测壁厚应不小于 1.4mm ；铝门受力杆件其截面主要受力部位最小实测壁厚应不小于2.0mm ；有螺钉连接部位铝合金型材截面的厚度不宜小于螺距的2.5倍，否则需进行局部加强。

5.5.7 铝门窗中工应通过角码或接插件等联接件连接，联接件应能承受中工的剪力。

5.5.8 联接螺钉直径不得小于M4，每处联接螺栓、螺钉数量不应少于2个。

5.6 隐框窗硅酮结构密封胶设计5.6.1 铝合金隐框窗构件应采用与接触材料相容的硅酮结构密封胶粘接。

5.6.2 硅酮结构密封胶的粘结宽度、厚度的设计计算，应考虑风荷载效应和玻璃自重效应，并按照现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102）的有关规定执行。

5.6.3 隐框或横向半隐框门窗，每个分格的玻璃下端应设置两个铝合金或不锈钢托条，托条设计应满足承受该分格玻璃的重力荷载作用，且其长度不应小于100mm 、厚度不应小于2mm 、高度不应超出玻璃外表面。

托条上应设置柔性衬垫。

5.7 连接设计5.7.1 铝门窗连接件应进行承载力计算。

5.7.2 铝门窗连接件的强度计算应符合下式要求：σk ≤k fk (5.7.2-1)或 S ≤k N（5.7.2-2）式中： σk ——荷载作用所产生的应力值；f k ——连接件许用应力值；S ——连接件荷载的设计值；N ——连接件承载力；K ——安全系数。

5.7.3 铝门窗连接件许用应力值f k 、承载力N 和安全系数取值应符合下表规定：表5.7.3 连接件材料强度标准值f k、承载力N和安全系数k5.7.4 当承受荷载的构件采用焊接联接时，应进行焊缝的承载力验算。

5.7.5 铝门窗与主体结构应可靠连接，连接件与主体结构的锚固承载力应大于连接件本身的承载力设计值。

窗框与联接件为不同金属材料时应采用绝缘垫片分隔。

5.7.6 与铝型材相联接的螺栓、螺钉其材质应采用奥氏体不锈钢。

5.7.7 螺栓的中心距和中心至构件边缘的距离，均应满足构件受剪面承载能力的需要。

一般其中心距不得小于3d；中心至构件边缘的距离：在顺内力方向不得小于2d；在垂直内力方向：对切割边不得小于1.5d；对轧制边不得小于1.2d。

如果联接确有困难不能满足上述要求时，则应对构件受剪面进行验算。

5.8 水密性能设计5.8.1 铝门窗宜采用雨幕原理进行设计，确保框与扇配合空间形成等压腔。

5.8.2 对于不采用雨幕原理进行压力平衡设计的铝门窗结构，应采用有效的多层密封防水和结构防水措施，实现水密性能设计要求。

5.8.3 铝门窗的防水构造设计，宜采取下列构造措施：1 在门窗水平缝隙上方设置一定宽度的披水板；2 下框室内侧翼缘应具有足够的挡水高度；3门窗的排水设计，应保证排水孔的开口尺寸、数量及分布的合理性，保证排水系统的通畅。

4门窗框与墙体之间宜设置止水板或披水板。

5门窗型材构件连接和附件装配缝隙以及门窗框与洞口墙体安装间隙均应有防水密封处理措施。

5.8.4 进行玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封时，密封胶条和密封毛条应保证在门窗四周的连续性，形成封闭的密封结构。

5.8.5 洞口墙体表面装饰应有排水措施，外墙窗楣应做滴水线或滴水槽，窗台面应做流水坡度，滴水槽的宽度和深度均不应小于10mm。

5.8.6 对于有较高水密性能要求的开启门窗，宜设计为具有多层有效密封的平开门窗。

开启扇高度尺寸超过1000mm时，宜采用能有效锁紧的多点窗锁。

5.8.7 密封毛条规定………5.9 气密性能设计5.9.1 在满足自然通风换气的前提下，适当减少门窗可开启扇。

5.9.2 气密性能构造设计应符合下列要求：1 合理设计门窗断面尺寸与几何形状，提高门窗缝隙空气渗透阻力。

2 应采用密封材料进行玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封。

3 推拉铝门窗框扇采用摩擦式密封时，应使用密封毛条或采用中间加胶片的密封毛条，确保密封效果。

4 密封胶条和密封毛条应保证在铝门窗四周的连续性，形成封闭的密封结构。

5 框扇连接部位和五金配件装配部位，应采用密封材料进行妥善的密封处理。

5.10 隔声性能设计5.10.1 铝门窗的隔声性能应按现行国家标准《建筑外窗空气声隔声性能分级及其检测方法》（GB8485）实测确定。

5.10.2 建筑外铝门窗为提高隔声性能，宜采取下列构造设计：1采用隔音性能良好的中空玻璃或夹层玻璃。

2中空玻璃内充惰性气体或内外玻璃采用不同厚度的玻璃。

3铝门窗玻璃镶嵌缝隙及框与扇开启缝隙，应采用密封材料妥善密封。

4可采用双层窗构造。

5 宜采用密封性能良好的门窗型式。

5.11保温、隔热性能设计5.11.1 铝门窗的保温性能应按现行国家标准《建筑外窗保温性能分级及其检测方法》（GB8484）实测确定。

5.11.2 严寒地区、寒冷地区铝门窗面积不宜过大，宜按《民用建筑节能设计标准》（JGJ 26）规定的窗墙面积比控制铝门窗面积。

并适当减少铝门窗开启面积，减少开启缝长。

5.11.3 铝门窗保温构造设计应符合以下要求：1宜采用断热铝合金型材，并按铝门窗的传热系数值选用相应的隔热条宽度系列尺寸和型式。

2宜采用中空玻璃、Low-E中空玻璃。

3采用双层窗。