根据剪应力互等定律： τ依照材料力学计算公式：τQ───截面所受剪力 S───截面静面矩 JY───截面惯性矩 B───隔热塑料截面宽
分=τ
弯,
Q..S= 弯JYb矩形梁上的mmm1m1截面（图四）静面矩，可按下式 计算：S=?H2ZbH2bZ1dZ?(?Z2)
242铝塑分离面的Z=h，最大剪应力发生在剪力最大截 面，矩形梁分离面的最大剪应力的设计值可按下式计算：
τ
Qmax22=(H?h) 分max8jy Qmax───最大剪力设计值(N) Jy ───截面惯性矩(mm4) H ───截面总高度(mm) h ───塑料隔热条总高度(mm)
τ
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分max──分离面最大剪应力设计值(Nmm2)
Z mm1mZ1dZ1m1H/2 b（a）（b）<图四>Qb=8bj32maxy工字梁分离面的最大剪应力设计值，可按下式计算： τ
分max(H2?h2)
b2───当量截面腹板宽度(mm) b3───当量截面翼缘宽度(mm) （3） 分离面最大正应力σ
分max计算：
按照图二b所示的分离单元体，其上所受之力在垂直 方向的平衡式为：
qdx-?H2h2τ弯bdZ?σ分b2dx?0
按照上式，当τ
弯?0；σ
分达到最大，即分离面的最大正
应力发生在Q=0的截面，则上式为：
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H/2 H YτmaxZ qdx －σ
分maxb2dx=0
则分离面的最大正应力可按下式计算： σ
q= 分maxb2 q ───线荷载设计值(Nmm) b2 ───塑料隔热条宽(mm) σ
分max───分离面最大正应力设计值(Nmm2)
L/2L/2qL/82L/2L/2<图五>例二：［知］：某一幕墙工程的力柱采用隔热铝材，其截面几何尺寸见例一，承受线荷载的设计值q=8Nmm，塑料隔热条的宽度b2=20mm，按简支梁计算，跨度ι=3000mm
［求］：分离面最大剪应力设计值， 分离面最大正应力设计值，
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［解］： 梁的弯矩、剪力图见图五
（1） 依照图五的剪力图，最大剪力发生在支座处，该 截面的剪力设计值为：Qmax=ql ，分离面的最大剪应力设计值
2计算如下：由例一得知：b3=600mm, H=100mm，h=80m， jy=0.25×108mm4，
τ
分maxQb（H=
8bj3maxy22qlb?h）?（H16bj232y2?h2）
?3000mm222mm= （100?80）mm8416?20mm?0.25?10mm600mm?8N =6.48Nmm2
（2） 依照图五的剪力图，跨中截面剪力为0，分离面的 最大拉应力发生在该处，其设计值可计算如下： σ
五 建议
(一) 断热铝材用於建筑幕墙和铝门窗的结构件时，应进行强度设计计算。
(二) 铝材应计算弯曲最大拉应力，隔热塑料应计算最大弯曲拉应力和最大弯曲剪应力。
铝材和隔热塑料的分离面还应计算最大拉应力和最大剪应力。
(三) 强度校核建议：
8Nqmm?0.4N?2 分max?mmb220mm
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σσσστστ
铝max≤fa ； σ≤f分拉； τ
塑max≤f塑拉 ； τ≤f分剪 ；
塑max≤f塑剪 ；
分max分max铝max──铝材最大弯曲拉应力设计值 ──隔热塑料最大弯曲拉应力设计值 ──隔热塑料最大弯曲剪应力设计值
──铝材和隔热塑料分离面最大拉应力设计值 ──铝材和隔热塑料分离面最大剪应力设计值
塑max塑max分max分max fa ──铝材拉伸强度设计值。可按JGJ102规范选取 f塑拉 ──隔热塑料拉伸强度设计值 f塑剪 ──隔热塑料剪切强度设计值
f分拉a ──隔热型材的铝材和塑料分离面抗拉强度设计值 f分剪 ──隔热型材的铝材和塑料分离面抗剪强度设计值 f塑拉 f分拉ff= ； f= ； KKff= ； f= ； KK塑拉标2塑剪标2塑剪分拉标2分剪标2分剪 f塑拉标───隔热塑料拉伸强度标准值 f塑剪标──隔热塑料 剪切强度标准值
f──隔热型材的铝材和塑料分离面抗拉强度标准值 分拉标 f──隔热型材的铝材和塑料分离面抗剪强度标准值
分剪标 K2 ───安全系数 K2=3.5
(四) 为了保证隔热铝材力学性能的可靠性，要对隔热铝材生产厂家提出下列要求：
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⑴ 提供隔热铝材的隔热塑料及其与铝材分离面的抗拉强度和 抗剪强度标准值。
⑵铝材和隔热塑料的膨胀系数要相等。 ⑶提供干湿度和温度对其力学性能的影响。 ⑷在后续的各种加工中，其力学性能不变化。 ⑸提供质量保证期。
结束语
断热铝型材的强度计算尚未见到国内外的技术标准和规范，文献报道也没有，本文作了一些开创性的探讨，仅供参考。作为抛砖引玉之文，其用意在於：在提高建筑幕墙和铝门窗保温隔热性能的同时，千万要保证结构的安全性和可靠性。断热铝材决不能断！
错误及不妥之处，敬请指正。
龙文志 二零零一年五月 参考文献
一 材料力学 杜庆华等著 清华大学讲义 二 工程力学习题指导 范钦珊编
中国建筑工业出版社 1985年版 三 节能门窗与断热铝材 郑金峰
铝门窗幕墙行业年会2001年论文集 四 工程塑料隔热条的现状及发展趋势 李海鹏等 中国建筑金属结构协会会刊2001年3期
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