單槽軌推拉窗(門)自平衡結構設計探討?

    1、大尺寸窗(門)結構的設計出路何在!?
    窗(門)的設計中，抗風壓性能指標涉及到安全可靠因而是不能含糊的，一定要達到要求。窗(門)的結構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。這使得傳統窗(門)的設計不得不加大立梃的慣性矩，來滿足抗風壓性能的要求，并使整個窗的框架型材尺寸加大，這既影響外形美觀，同時又帶來了造價升高的問題。目前小區建筑的陽臺門現存產品的抗風壓性能難以滿足要求，而傳統推拉窗由于性能低，處于被淘汰狀態。在市場競爭中，人們往往追求物美價廉，這樣就給窗(門)的設計提出了一個新課題。既要作出大尺寸窗(門)，又要省料、價廉，出路何在!?
    只有突破現有設計理念，經過我們實驗研究提出采用立挺自平衡結構，是解決這個課題的新思路。
    其設計基本原理是采用兩扇窗的立框關閉后，受風壓時，朝相反的方向彎曲變形，而使其產生內力平衡，使窗(門)的抗風壓性能提高，通過實驗證明可行，此方案是安全可靠的。
    2、單槽軌推拉窗(門)結構設計簡介

    其結構特點為，窗扇立框做成斜面的三角形截面形狀，便于兩個窗扇在關閉時，能夠貼合在一個平面內。窗扇的上、下兩橫邊成相對的靠貼在上、下兩橫框的槽口內，使在開啟時，兩窗扇在槽口內平行移動。如圖1所示。

圖1  單槽軌推拉窗結構
    3、立梃自平衡結構設計的力學模型
    由于二扇窗(門)在風壓作用下，一扇窗的立柱成簡支梁彎曲，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  自平衡結構受力模型
[page]     4、立梃受力自平衡分析
    當窗(門)受正或負風壓時，其兩扇閉合的窗扇，其中有一扇的立梃，受力相當于簡支梁負荷，除承擔梯形均布負荷外，還要承擔另一窗扇的矩形均布負荷，由鎖傳遞過來而變為集中載荷。而另一窗扇的立梃，則承擔矩形均布懸臂梁負荷，這樣就形成了二個立挺成相反的方向彎曲變形，現將其中一窗扇的立梃受兩個力的變形撓度值計算如下：



    這樣若窗再承受更大的風壓作用時，也只能產生內力抵消而自我平衡，同時窗在超過額定風壓受力下就會放氣卸壓，故是安全可靠的。
    5、結  論
    根據以上的受力分析，單槽軌推拉窗(門)立挺自平衡結構設計方案是可行的，更重要的是安全可靠不掉扇的特點，實為傳統推拉窗的一次創新的設計方案。