单槽轨推拉窗(门)自平衡结构设计探讨?

    1、大尺寸窗(门)结构的设计出路何在!?
    窗(门)的设计中，抗风压性能指标涉及到安全可靠因而是不能含糊的，一定要达到要求。窗(门)的结构受立挺的惯性矩大小的制约，人们往往追求通透性好，采用大尺寸、大玻璃。这使得传统窗(门)的设计不得不加大立梃的惯性矩，来满足抗风压性能的要求，并使整个窗的框架型材尺寸加大，这既影响外形美观，同时又带来了造价升高的问题。目前小区建筑的阳台门现存产品的抗风压性能难以满足要求，而传统推拉窗由于性能低，处于被淘汰状态。在市场竞争中，人们往往追求物美价廉，这样就给窗(门)的设计提出了一个新课题。既要作出大尺寸窗(门)，又要省料、价廉，出路何在!?
    只有突破现有设计理念，经过我们实验研究提出采用立挺自平衡结构，是解决这个课题的新思路。
    其设计基本原理是采用两扇窗的立框关闭后，受风压时，朝相反的方向弯曲变形，而使其产生内力平衡，使窗(门)的抗风压性能提高，通过实验证明可行，此方案是安全可靠的。
    2、单槽轨推拉窗(门)结构设计简介

    其结构特点为，窗扇立框做成斜面的三角形截面形状，便于两个窗扇在关闭时，能够贴合在一个平面内。窗扇的上、下两横边成相对的靠贴在上、下两横框的槽口内，使在开启时，两窗扇在槽口内平行移动。如图1所示。

图1  单槽轨推拉窗结构
    3、立梃自平衡结构设计的力学模型
    由于二扇窗(门)在风压作用下，一扇窗的立柱成简支梁弯曲，另一扇窗的立柱成悬臂梁弯曲，朝相反的方向弯曲变形(如图2示)，相互得到内力抵消而自我平衡，从而保证了窗(门)的安全可靠。

图2  自平衡结构受力模型
[page]     4、立梃受力自平衡分析
    当窗(门)受正或负风压时，其两扇闭合的窗扇，其中有一扇的立梃，受力相当于简支梁负荷，除承担梯形均布负荷外，还要承担另一窗扇的矩形均布负荷，由锁传递过来而变为集中载荷。而另一窗扇的立梃，则承担矩形均布悬臂梁负荷，这样就形成了二个立挺成相反的方向弯曲变形，现将其中一窗扇的立梃受两个力的变形挠度值计算如下：



    这样若窗再承受更大的风压作用时，也只能产生内力抵消而自我平衡，同时窗在超过额定风压受力下就会放气卸压，故是安全可靠的。
    5、结  论
    根据以上的受力分析，单槽轨推拉窗(门)立挺自平衡结构设计方案是可行的，更重要的是安全可靠不掉扇的特点，实为传统推拉窗的一次创新的设计方案。