近年来，随着超低/近零能耗、低碳/零碳建筑的发展，适用的隔热铝合金型材系列越来越大，部分已经到了100系列以上，隔热条截面高度达到了64mm。也经常有人问，随着门窗系列变大，隔热条截面高度越来越大，隔热铝合金型材抗风压性能会不会越来越弱呢？正好最近在关注型材力学特性，在前边两篇文章中也做了一些探讨。有朋友留言，想看看同一型材长度、不同隔热条截面高度时，型材的力学特性变化，于是做了本期研究。和前边两期一样，本期研究采用专用插件法和有限元模拟方法。插件是根据JG/T 175-2011附录A开发的，有限元法则是经过试验验证，这两种方法在上篇文章中也做过对比验证，结果可以接受。这里选取55/65/75/85/95/105共6个系列的中竖框受力杆件，隔热条截面高度分别为14.8/24/35/ 44/54/64 mm，见下图。该系列型材取自于作者收集的真实产品，隔热条两侧的铝合金型材设计有一定差异，对截面惯性矩变化规律会有一定影响，但总体结论仍可参考。 为了简单说明问题，型材长度均设定为2m，跨中集中力为2kN，通过插件法读取截面惯性矩，见下图。
通过读取的惯性矩和简支梁在集中荷载下的挠度计算公式，可以得到不同隔热条高度下隔热铝合金型材的跨中挠度，结果见下表。可以看出，随着型材系列和隔热条截面高度增加，呈现截面惯性矩明显增大、跨中挠度减小的趋势。下边来看看有限元模拟结果。
2m长的75系列型材，在2kN集中荷载下跨中挠度有限元模拟结果为11.734 mm，见下图。
55/65/75/85/95/105系列2m长型材，在2kN集中荷载作用下，跨中挠度有限元模拟结果见下表。
可以看出，插件法和有限元法结果一致性较高，随着型材系列和隔热条截面高度增加，跨中挠度呈减小趋势。这是因为隔热条截面高度增加，实际上增大了两侧铝合金型材与形心的距离，使得截面整体惯性矩增大。当然，和前两篇一样，以上结论成立的前提是隔热条与铝合金型材有效复合(复合型材纵向抗剪强度达到某一特定值)，材料处于线弹性状态且隔热条构造未出现局部屈曲失效(这个点可能是大截面隔热条的薄弱点，有待深入探讨)。随着超低/近零能耗、低碳/零碳建筑的发展，适用的隔热铝合金型材系列越来越大，部分已经到了100系列以上，隔热条截面高度达到了64mm，随着系列变大门窗抗风压性能会不会越来越弱呢？选取55/65/75/85/95/105系列、隔热条截面高度为14.8/24/35/44/54/64mm的产品，采用插件法和有限元法研究2m长集中荷载为2kN时的力学特性。结果表明，随着型材系列增加，隔热条截面高度增大，跨中挠度呈减小趋势。这是因为隔热条截面高度增加，增大了两侧铝合金型材与形心的距离，截面整体惯性矩增大，门窗抗风压性能变强。
