某塑钢推拉窗变形原因分析及预防措施

2021-06-21周庆松

安徽建筑 2021年6期

周庆松

（1.安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室，安徽合肥230031；2.安徽省建筑工程质量第二监督检测站，安徽合肥230031）

1 引言

塑钢窗是以聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，加上一定比例的稳定剂、着色剂、填充剂、紫外线吸收剂等，经挤出成型材，然后通过切割、焊接或螺接的方式制成门窗框、扇，配上密封胶条、毛条、五金件等，同时为增强组合型材的截面抗弯刚度，在外框空腔内增加钢内框后制成的窗。塑钢窗因其良好的水密、抗风压、气密和隔声性能而在国内民用建筑窗户领域应用较广。但因其制作门槛条件较低，生产和安装工艺比较简单，使得市场上出现众多生产厂家，这也导致塑钢窗质量参差不齐。文献研究表明随着2010年门窗许可证的取消，我省出现了门窗生产制造的监管漏洞，许多企业瞄准节能产品有利可图准入门槛降低，低价劣质产品迅速占领市场；文献将当前塑钢窗主要质量问题进行归类总结，从技术、管理学方面给出建议，同时结合施工经验给出了塑钢窗质量问题防治措施。本文通过对某变形塑钢窗的实地检测和窗框挠度计算，综合分析得出窗框变形主要原因是截面抗弯刚度不足，同时给出了塑钢窗变形防治措施。

2 工程概况

某厂房外窗采用88系列塑钢推拉组合窗，顶标高+7.00m，立面尺寸为1500mm×3000mm，组合窗分别由上端2樘塑钢固定窗750mm×1500mm和下端1樘塑钢推拉窗1500mm×1500mm组装成，与墙体采用干法安装。工程所在地基本风压w=0.35kN/m，C类场地，抗震烈度7度，地震峰值加速度为0.1g。

3 现场检测内容

通过超声波测厚仪、电子数显千分尺、艾尼提内窥镜、钢尺、游标卡尺和游标塞尺等设备对窗节点及构件进行检测，部分检测结果如下。

3.1 窗构造节点调查

通过现场检查发现，塑钢组合窗中上部固定窗与下部推拉窗之间仅用1mm厚塑料拼接板分隔，未设置拼樘料。窗框和窗扇型材角部均采用45°热熔焊接方式连接。钢内框与外框固定腔室仅通过2个螺钉固定，螺钉间距为1050mm，不满足规范钢内框紧固件数量应≥3个和间距应≤300mm的要求，且钢内框有轻微松动现象。中空玻璃面板四边均通过压条与窗框固定。

3.2 窗外观质量及变形检查

抽查的变形窗中空玻璃未见破损，空气层未见明显灰尘和水汽，隔热条未见翘起；塑钢型材可视面平整，未见明显色差、凹凸不平和明显划伤缺陷；钢内框外观未见明显锈蚀缺陷。抽检的塑钢推拉窗上框实测平面内最大挠度变形为24.2mm。

3.3 窗构件截面尺寸检测

抽检的中空玻璃面板单片玻璃厚度为6.0mm；抽检的窗框主型材可视面实测壁厚为2.4mm，非可视面实测壁厚为1.7mm；钢内框实测壁厚为1.8mm。

4 窗框挠度计算

4.1 窗横框截面特性

根据门窗生产厂家提供的资料知塑料外框材料参数为：抗弯强度设计值：f=37N/mm，抗剪强度设计值：τ=18.5N/mm，型材弹性模量：E=2200N/mm；钢内框参数为：内框的抗弯强度设计值：f=215N/mm，内框的抗剪强度设计值：τ=125N/mm，内框型材弹性模量：E=206000N/mm。

通过CAD软件绘制横框截面示意图，并计算截面特性，塑料外框截面特性参数详见表1，钢内框截面特性参数详见表2。

表1 塑料外框截面特性

表2 钢内框截面特性

4.2 窗横框荷载分配系数

窗横框采用组合型材，按等挠度原则，总荷载分别按比例分配到外框和内框截面上，自重分配系数分别为：

4.3 窗横框挠度计算

现场实测窗横框在平面内向下变形明显，平面外未见明显变形，因此窗框挠度暂不考虑风荷载和地震作用。由于组合型材是按等挠度原理进行的荷载分配，所以在此仅以外框为例进行挠度计算：

按规范要求，窗横框挠度的限值取杆件总长的1/180，即8.333mm。

21.057mm＞8.333mm

因此，窗横框在自重标准值作用下的挠度不满足要求。

5 窗框变形原因分析

现场实测发现组合窗拼接部位未安装拼樘料，钢内框与外框固定腔室仅通过2个螺钉固定，螺钉间距为1050mm，不满足规范钢内框紧固件的数量应≥3个和间距应≤300mm要求，且钢内框有轻微松动现象。采用塑钢窗生产厂家提供的型材参数经挠度计算，发现窗横框在自重标准值作用下的挠度不满足要求，但稍小于实测挠度值。综上分析，塑钢推拉窗上框出现较大挠度变形主要是由于上框截面抗弯刚度不足造成。