現行規范《鋁合金窗》GB/T8479-2003第5.1條要求:“鋁合金窗受力構件應經試驗或計算確定。未經表面處理的型材最小實測壁厚應≥1.4mm”。根據此條要求,現鋁合金窗廠家在鋁合金窗框料及扇料截面設計時大多采用1.4mm-1.6mm壁厚,扣條選用1.2mm或更薄的壁厚,在強度驗算時往往僅考慮中梃橫截面的抗彎受力,根據受力情況,選擇不同的加強中梃,忽視了型材縱截面的強度分析。現隨著越來越多的高層建筑的出現,玻璃分格越來越大,較大的水平荷載將對型材縱截面產生較大的局部應力,如不加以警覺,此處將出現較大的隱患。
現選取北京地區一建筑,高度為80米,地面粗糙度為C類,選取一常規55系列鋁合金隔熱窗進行驗算。固定玻璃分格尺寸為1500X2000,鋁合金型材采用6063-T5狀態。
選取1000mm長構件進行驗算(因構件所受荷載與構件長度成正比,而構件的縱截面抵抗矩亦與構件的長度成正比,所以最終縱截面的應力值與所選取構件的計算長度無關,不影響計算結果),則構件的受力面積A=0.75x1=0.75m2。
室內扣條采用后壓入式膠條,玻璃傳遞的水平荷載可簡化為集中作用于扣條的A點,扣條B點為X軸方向及Y軸方向約束,扣條C點為X軸方向約束。應用ANSYS有限元分析軟件對扣條進行受力分析,其受力模型如下:
計算結果如下:

計算結果如下:
σ=84.675N/mm2<85.5 N/mm2 ,可滿足要求。
通過以上實例計算可看出,在單位長度的構件承受較大水平荷載的情況下,如忽視縱截面的強度計算,仍采用常規的鋁合金型材截面,將存在較大隱患。
結論:在高層建筑,玻璃分格尺寸較大的時候,單位長度的構件承受了較大的水平荷載,此時,不僅應對中梃型材的橫截面進行抗彎驗算,還應對室內扣條及框料截面自由挑出部分縱截面進行局部強度驗算。建議此處扣條壁厚不應小于1.4mm,為提高強度,還可選用T6狀態型材。對于框料,T6狀態或6063A牌號的鋁合金穿條式隔熱型材,尚未得到廣泛應用,按6063-T5考慮,型材的強度設計值為85.5 N/mm2 。建議此處截面自由挑出部分壁厚不應小于2.0mm,懸挑的根部存在較大的應力集中,此處型材倒圓角半徑不宜小于2.0mm。