一种双层玻璃门窗体的装饰框密封结构技术领域
本发明涉及一种门窗，尤指一种铝合金门窗及其装配方法。
背景技术
铝合金门窗是指采用铝合金建筑型材制作框、扇杆件结构的一类门、窗。现行国家行业
标准《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-2010以及国家建筑标准设计图集《铝合金门窗》
02J603-1中，关于铝合金门窗中玻璃的紧固安装方式描述大致为：以镶嵌的形式搁置在铝合
金型材的边框或U型槽内，下边放置支承块，周边辅以衬垫及密封胶来完成门窗扇玻璃的固
定；而合页、拉手等五金配件均直接安装在铝型材的边框之上。上述铝合金门窗通常存在以
下缺陷：
1、玻璃是放置在铝合金型材的边框或U型槽内，玻璃与型材并未形成一体，而是仅靠
型材的断面拼接拉力来抗衡玻璃门窗扇的重力荷载、风荷载及外力的冲击荷载等，因此结构
的抵抗外力强度较弱，在上述荷载长期作用下，铝合金门窗很容易出现垂直下坠、变形等故
障；
2、纵向的玻璃是由断面搁置在支承块上，这样容易在玻璃内部产生破坏性的内应力，当
玻璃受到外力时会加剧该内应力的扩散，从而导致玻璃的内应力平衡被破坏而引发危险；
3、门窗的使用功能很大程度要靠合页、拉手及锁具等相应的五金配件来实现，因此上述
五金的安装牢固度就显得尤为重要。然而目前铝合金门窗各类五金配件的安装，无法根据相
应的功能要求、材质要求及螺丝的螺纹咬合等要求，分别进行有针对性的设置，而只能在相
对较薄的型材壁厚上统一进行五金的安装。如此势必导致五金的安装点成为型材的薄弱点，
影响结构的强度及稳定性；而且也是门窗扇松动、五金配件松动的主要原因；
4、门窗扇玻璃周边的垫块及密封胶的材质容易老化而失去其原有的功能，玻璃因而容易
发生松动甚至掉落的危险；
5、玻璃在铝型材边框内固定时的位置调节与控制较困难，对玻璃和型材的生产及加工精
度要求较高，故经常出现玻璃与边框四周的缝隙不等、玻璃与边框的平面歪斜等现象，影响
美观与使用；
6、由于结构所限(如上述第1点)，目前对铝合金门窗的最大允许使用范围有一定的限
制，若需增加难度较大；
7、为抵抗玻璃的下坠，型材的拼接面通常都比较大，直接导致铝合金的用量增加，造成
原料及能源等资源浪费现象较为普遍；
8、外观及材质的个性化选择相对较少，且局部更新较困难。
另外，专利CN102220824的铝合金门窗玻璃安装结构与上述规范基本相同，只是在型
材中加装隔热条、在窗体和墙体间添加发泡剂，提高了隔热与隔音效果，但上述缺陷依然存
在。
专利CN101915045的铝合金门窗玻璃安装结构与上述规范基本相同，只是改进了胶条
密封构造及中挺与框的连接方式，提高了门窗的隔热保温与防盗性能，但上述缺陷依然存在。
上述规范及专利中铝合金门窗的玻璃安装及承载结构都有一定的缺陷，且没有针对性的
解决措施与技术方案，因此相关的安全隐患始终存在，也成为一直困扰相关技术人员的一大
难题。
然而随着时代的进步，各行各业的专业技术都在不断更新，人们对铝合金门窗的需求也
是有增无减，可是能够有效提升铝合金门窗安全性与便捷性的核心技术仍未解决。针对此类
影响产业升级，制约节能、环保、高效的现代化发展的问题，目前尚无比较合理的解决方式，
而本发明填补了此领域的空白。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种铝合金门窗。本发明中的紧固系统是
一种动态生成的、具有稳定预应力结构的紧固系统。
预应力[prestressingforce]一般是指材料制作中或其他物件形成过程中，预先对其在外荷
载作用下的受拉区，使用相应的技术和工艺引入的压应力，预引的压应力构成材料或物件的
预应力结构。在材料或物件中引入压应力，形成稳定的预应力结构的技术和工艺一般统称为
预应力技术。拥有预应力结构的材料或物件一般称为预应力材料或预应力物件。
众所周知，材料或物件的预应力结构可以改善材料或物件的使用性能。材料或物件的使
用性能一般是指其自身刚性的提高，自身抗震动性能的提升，自身弹性强度的增强，从而增
加材料或物件的耐久性和在其使用过程中的安全性。
预应力技术古已有之，乃中国古人籍此改善生活用具性能，加固补偿劳作工具的一种工
艺。如木桶套箍(引入预应力)可以耐久防漏等。最近五十多年，随着预应力技术的不断突
破，预应力结构在建筑等领域获得了极大的应用，而预应力材料也突破了高强度钢材等的制
约，逐步向强度高、自重轻、弹性膜量大的聚碳纤维和聚酯纤维类等非金属型转变。
但遗憾的是，预应力材料或物件至今的大部分应用依然还局限于改善材料和物件自身的
物理性能领域。作为预应力材料，其物理性能固然有显著加强，但其内置的稳定的预应力结
构必有其应有使用的创新领域。
在外力的作用下，材料或物件中引入压应力的过程，一般称为材料或物件内置预应力的
产生过程。一般而言，任何弹性材料，在外力的作用下，都可产生内置预应力，外力的作用
过程，就是弹性材料内置预应力产生的过程。对弹性材料内置预应力产生的动态过程用外物
实施控制，就形成材料或物件的内置预应力的稳定结构。
本发明使用弹性紧固组件，通过压迫组件产生外力对其引入压应力，并使用玻璃门窗体
来控制压应力引入的动态过程，最后形成弹性材料和玻璃门窗一体的稳定的预应力结构，从
而完成和达到玻璃门窗的紧固效果。由于弹性材料和玻璃门窗体拥有一体的稳定的预应力结
构，整体的物理性能大大加强，从而玻璃门窗紧固安装的牢固度、稳定度、安全度和便利度
也大大加强。
本发明的目的是解决目前铝合金门窗技术的不足，提供一种对弹性材料预应力动态产生
过程的激发和控制，形成弹性材料和玻璃门窗体之间一体的稳定的预应力结构，从而完成和
达到玻璃门窗体的紧固效果。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种双层玻璃门窗体的装饰框密封结构，包括固
定于边框内的一玻璃门窗体；所述边框包括一压迫组件和一紧固组件，通过所述压迫组件与
玻璃门窗体的配合压迫所述紧固组件生成预应力进而紧固所述玻璃门窗体。
本发明的进一步改进在于，所述紧固组件包括两个对称夹持于所述玻璃门窗体两侧的弓
形臂，两弓形臂之间夹设形成一围合空间，所述弓形臂包括一第一力臂与一连接所述第一力
臂的第二力臂，所述第一力臂与所述第二力臂的连接处形成一滑移端，所述第一力臂于远离
所述第二力臂的一侧形成一受压端，所述第二力臂于远离所述第一力臂的一侧形成一紧固端，
所述第一力臂的受压端接受所述压迫组件的压迫并配合所述玻璃门窗体驱使所述第一力臂与
第二力臂生成预应力。
本发明进一步改进在于，所述压迫组件包括一第一压力板和一第二压力板；
所述第一压力板设置于所述弓形臂的第一力臂的外侧；所述弓形臂的两受压端抵靠于所
述第二压力板，所述弓形臂的两紧固端抵靠于所述玻璃门窗体两侧面；
所述第一压力板和所述第二压力板分别开设有复数个对应的螺栓孔；通过螺栓紧固所述
第一压力板与所述第二压力板；所述第二压力板压迫所述弓形臂的两受压端向所述第一压力
板方向位移，所述弓形臂的两滑移端发生相互远离的位移，所述弓形臂的两紧固端受到所述
玻璃门窗体的限位，从而驱使所述第一力臂与所述第二力臂生成预应力紧固所述玻璃门窗体。
本发明的进一步改进在于，所述玻璃门窗体通过所述围合空间进行一第一方向与一第二
方向的位置调整。
本发明的进一步改进在于，所述受压端的外侧形成限位部，所述第一压力板形成与所述
限位部配合的限位槽，所述限位部设置于所述限位槽内。
本发明的进一步改进在于，所述边框还包括装饰框，所述装饰框的侧部形成有折边，所
述折边夹设于所述弓形臂的第一力臂和所述第一压力板之间进而将所述装饰框固定包覆于所
述紧固组件外。
本发明的进一步改进在于，所述折边外侧形成限位部，所述第一压力板形成与所述限位
部配合的限位槽，所述限位部设置于所述限位槽内；所述装饰框的另一端形成安装槽，所述
安装槽内设有密封条。
本发明的进一步改进在于，所述玻璃门窗体为夹设有型材的双层玻璃门窗体；所述型材
延伸形成一伸出所述玻璃门窗体边缘的连接板；所述紧固端抵靠并紧固于所述连接板两侧面。
本发明的进一步改进在于，所述第二压力板靠近所述玻璃门窗体的一面设有一垫片。
本发明的进一步改进在于，所述弓形臂的滑移端呈圆弧面或斜面。
本发明的进一步改进在于，所述第二力臂的厚度自所述滑移端至所述紧固端形成一由厚
至薄的渐变。
本发明的进一步改进在于，所述紧固组件的弓形臂的受压端延伸形成有一旋转定位棱，
所述第二压力板对应所述紧固组件的所述旋转定位棱形成有旋转定位槽。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有的有益效果是：
在本发明的铝合金门窗结构中，通过压迫组件与玻璃门窗体的配合一起压迫紧固组件生
成预应力，玻璃门窗体成为了生成预应力的一主控制件，紧固组件选用的是弹性材料，其在
外力作用下，材料内部即形成稳定的预应力并储存起来，与玻璃门窗体、压迫组件一起组成
稳定的预应力和预应力特征的紧固体系，其有益效果包括但不限于：
1.玻璃与门窗边框通过预应力结构咬合成为“Δ”形的刚性整体，在整个预应力紧固的
实施过程中，都不会产生由于紧固对玻璃门窗体造成不规则的压迫和表面形变，避免了由于
各构件的误差和玻璃门窗体本身的误差而可能导致的玻璃门窗体既有的平整度和自身均衡的
内应力的破坏，大大增强了整个铝合金门窗系统的强度、抗扭性能及抵抗外力的能力，从而
有效避免了门窗下坠及变形等问题的产生；
2、玻璃与预应力件的咬合均为平面受力，而非断面受力，且咬合后玻璃断面与边框仍留
有一定空间，杜绝了断面搁置点对玻璃内应力的破坏；另外本发明独特的咬合式安装，通过
紧固组件的夹持可有效地承载玻璃的重力，而不再依赖于垫块的设置；
3、由于玻璃四周预应力结构边框的采用，使得在边框压块的任意位置上，均可根据五金
配件的紧固安装要求设置相应的紧固点与紧固方式，完全满足五金配件的使用功能与牢度要
求，不再受型材壁厚所限；
4、玻璃与边框为预应力结构咬合，会在弹性材料内部蕴藏恒久的夹持力，而通过胶垫的
柔性间隔不会产生夹具与玻璃的刚性接触，玻璃与型材之间的密封胶仅仅起到密封作用，不
会因为其老化而导致玻璃松动等问题；
5、边框与玻璃的咬合具备二维调节空间，调节后紧固的过程玻璃并不产生位移，且调节
空间的设置完全可以覆盖工件的常规误差；夹持后以玻璃的平整度为基准来控制门窗扇边框
与玻璃的平、直面歪斜误差，同时夹持后其成为一体的特征保证了门窗扇平直及精准的稳定
度；
6、边框与玻璃经预应力咬合后已成为一体，不再产生因自重下坠而导致平面角度的变化，
因此门窗的大小和高宽比例不再受到型材边框拼接面强度抗衡下坠力作用的制约，铝合金门
窗的使用范围与极限得到延伸；
7、整体结构合理、紧凑且美观，五金安装处局部加厚满足功能要求，且不再需要考虑抗
下坠特征，因此无需增大型材的拼接面，从而大幅减少铝合金用量，相应的能源、人力等资
源的使用亦可大幅减少，非常低碳与环保；
8、边框的材质与形状等设置不再受到紧固五金配件的要求限制，可以充分满足追求个性
效果的设计要求和二次装饰的需要；另外只要松开紧固组件的咬合，即可还原各组成部件的
原始状态并且重复使用，改变了现有门窗加工一次成型不可逆的方式，以此实现门窗外观可
改变和损坏易更新的良好效果；
9.本发明在整个预应力紧固的实施过程中，都是通过拧紧相关螺栓来压迫被紧固组件进
而使紧固组件产生预应力，在具体操作时，通过前期的设计模块中对各个组件原材料的选择
及几何形状的设计，后期工人只需将相关螺栓拧紧到位即可得到预设的紧固力，无须受到操
作力度等不确定因素的影响，大大降低操作条件和技术要求。
本发明在对现有技术的安全性与便捷性有质的改进的基础上，还可减少型材等材料的使
用及相应成本的节约；另外，操作技术条件的降低与全过程可控，有效避免返工及材料的报
废等，更是对时间缩短及人工成本节约的显著贡献。
附图说明
图1为本发明铝合金门窗的整体结构示意图；
图2为本发明第一实施例采用单层玻璃门窗体时图1的A-A截面剖视图；
图3为图2中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图；
图4为图2中的玻璃门窗体与边框连接结构立体图；
图5为图4的分解图；
图6为图3中紧固组件的平面示意图；
图7为图5中紧固组件的立体示意图；
图8为图5中第二压力板的立体图；
图9为图5中的第一压力板的立体图；
图10为图2的紧固组件的弧形变形区受压变形示意图；
图11为本发明铝合金门窗中边框与玻璃门窗体紧固过程原理示意图；
图12为本发明第一实施例采用单层玻璃门窗体时且紧固组件为分体式时的图1的A-A
截面剖视图；
图13为图12中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图；
图14为本发明第一实施例的玻璃门窗体为双层玻璃门窗体时的图1的A-A截面剖视图；
图15为图14中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图；
图16为本发明第一实施例的玻璃门窗体为双层玻璃门窗体时且紧固组件为分体式时的
图1的A-A截面剖视图；
图17为图16中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图；
图18为本发明第二实施例的图1的A-A截面剖视图；
图19为图18中的玻璃门窗体与边框连接结构平面分解图；
图20为图18中的玻璃门窗体与边框连接结构立体图；
图21为图18中的玻璃门窗体与边框连接结构立体分解图；
图22为图21中的装饰框的立体图；
图23为图21中的装饰框的平面图；
图24为本发明第二实施例采用单层玻璃门窗体时且为分体式时的图1的A-A截面剖视
图；
图25为图24中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图；
图26为本发明第二实施例的玻璃门窗体为双层玻璃门窗体时的图1的A-A截面剖视图；
图27为图26中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图；
图28为图26中的玻璃门窗体与边框连接结构立体图；
图29为图26中的玻璃门窗体与边框连接结构立体分解图；
图30为本发明第二实施例的玻璃门窗体为双层玻璃门窗体时且紧固组件为分体式时的
图1的A-A截面剖视图；
图31为图30中的玻璃门窗体与边框连接结构分解图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
在本发明的第一较佳实施例中，本发明的一种铝合金门窗，请参阅图1-3，包括固定于边
框3内的一玻璃门窗体2；边框3包括一压迫组件31和一紧固组件32，压迫组件31配合玻
璃门窗体2压迫紧固组件32生成预应力进而紧固玻璃门窗体2。
请参阅图4-7，紧固组件32包括两个对称夹持于玻璃门窗体2两侧的弓形臂321，其材
料应选用具有相当强度，同时兼具一定弹性与韧性的材料，如金属、工程塑料、高分子材料
等；两弓形臂321之间夹设形成一围合空间320，弓形臂321包括一第一力臂3211与一连接
第一力臂3211的第二力臂3212，第一力臂3211与第二力臂3212的连接处形成一滑移端3213，
该滑移端3213呈圆弧面或斜面可以在保证在滑移过程中产生的阻力更小；第一力臂3211于
远离第二力臂3212的一侧形成一受压端3214，受压端3214的外侧形成限位部32141且该受
压端3214延伸形成有一旋转定位棱3217；第二力臂3212于远离第一力臂3211的一侧形成
一紧固端3215，紧固端3215上结合有一压板3216，且压板3216与第二力臂3212的连接区
域向内凹陷形成一压板位置调节区3218，通过该压板位置调节区3218可在紧固过程中实现
压板3216微小的自身位置调节，以使其更平整地贴附玻璃门窗体2，第一力臂3211的受压
端3214接受压迫组件31的压迫并配合玻璃门窗体2驱使第一力臂3211与第二力臂3212生
成预应力。在本实施例中第一力臂3211为一短直臂，第二力臂3212为一弧形臂，且第二力
臂3212的厚度自滑移端3213至紧固端3215形成一由厚至薄的渐变，该种结构可以保证整个
弧形臂充分和均匀形变，不易折断。两弓形臂321在两受压端3214之间通过设置一第一弧形
变形区3219进行连接，当第一力臂3211的受压端3214受压时，第一弧形变形区3219自弧
形被压迫成为直线型，第一弧形变形区3219的受压变形过程请参阅图10；第一弧形变形区
3219的设计保证了紧固组件32具有一定的延展空间；紧固组件32的两受压端3214之间配
合第一压力板311和第二压力板312对应形成的连接孔形成有复数个螺栓孔。压板3216与玻
璃门窗体2之间可涂抹粘结胶(如UV胶)或夹设双面胶(如3M胶)或垫设缓冲垫(如橡
胶片)。
请参阅图2-9，压迫组件31包括一第一压力板311和一第二压力板312；第一压力板311
形成与限位部32141配合的限位槽3111，限位部32141设置于限位槽3111内。第二压力板
312的表面中部配合旋转定位棱3217设置了两条通长的旋转定位槽3121，该旋转定位槽3121
的半径等于或略大于旋转定位棱3217的半径，这样当整个门窗扇分别处于预紧固与紧固状态
时，旋转定位棱3217可以有效地在旋转定位槽3121内定位与进行转动，两滑移端3213才会
在第二压力板表面仅沿门窗扇厚度方向位移。
第一压力板311设置于弓形臂321的第一力臂3211的外侧；弓形臂321的两受压端3214
抵靠于第二压力板312，弓形臂321的两紧固端3215抵靠于玻璃门窗体2两侧面；第二压力
板312靠近玻璃门窗体2的一面设有一垫片4，起到防护和遮挡玻璃门窗体2与边框3内部
结构的作用，使得铝合金门窗的外观更为美观。
第一压力板311和第二压力板312分别开设有复数个对应的螺栓孔；通过螺栓紧固第一
压力板311与第二压力板312，第二压力板312压迫弓形臂321的两受压端3214向第一压力
板311方向位移，弓形臂321的两滑移端3213发生相互远离的位移，弓形臂321的两紧固端
3215受到玻璃门窗体2的限位，从而驱使第一力臂3211与第二力臂3212生成预应力紧固玻
璃门窗体2。
另外，可在第二力臂3212、玻璃门窗体2以及第二压力板312之间的空隙内填充密封胶，
从而实现更为稳定的紧固；可在第二力臂3212上开设溢流槽，溢流槽的采用防止了密封胶在
干燥过程中的膨胀对紧固组件32产生的预应力的影响。
当装配玻璃门窗体2时，将装设有垫片4的第二压力板312置于玻璃门窗体2的外围，
在围合空间320内填充密封胶；然后将紧固组件32的第一力臂3211设置于压迫组件31上，
弓形臂321的两紧固端3215抵靠于玻璃门窗体2两侧面；再将第一压力板311设置于第一力
臂3211的外侧，限位部32141设置于限位槽3111内；弓形臂321的两滑移端3213抵靠于第
一压力板311，弓形臂321的两受压端3214抵靠于第二压力板312的外侧表面，通过依次贯
穿于第一压力板311、紧固组件32和第二压力板312的螺栓孔的螺栓进行预紧，玻璃门窗体
2通过围合空间320进行位置调整，待玻璃门窗体2的位置调整到位后，通过该螺栓紧固第
一压力板311和第二压力板312至完成紧固。下面配合图11来进一步说明整个紧固过程的工
作原理，弓形臂321的两受压端3214在第二压力板312的压迫作用下向第一压力板311方向
位移，通过旋转定位棱3217与旋转定位槽3121的配合保证了受压端3214在移动过程中仅沿
门窗扇厚度方向位移，两个弓形臂321受压端3214之间的距离在紧固过程中是可控(不变)
的，同时两滑移端3213抵靠于第一压力板311的内侧表面发生相互远离的位移，而两紧固端
3215发生相互靠近的位移直至抵靠于玻璃门窗体2的侧面，因此两紧固端3215的压板3216
间的距离也是可控的，其在玻璃门窗体2上的紧固位置点也是可控的；进一步通过第二压力
板312压迫两受压端3214向第一压力板311方向位移，进而驱使两滑移端3213继续相互远
离，而两紧固端3215此时抵靠于玻璃门窗体2的侧面并由此受到限位，第一力臂3211及第
二力臂3212由此发生形变并生成预应力，至此具有稳定预应力结构的玻璃门窗体2与边框3
达到紧固状态，玻璃门窗体2获得紧固。同样的，当预应力需要解除时，只要将相应螺栓松
开，弓形臂321的形变会恢复到之前未紧固状态，此时预应力自动消失，整个铝合金门窗的
部件都是无损耗的和可重复使用的，不仅节约了成本，同时也非常环保。
请参阅图12-13，根据实际安装的需要，两弓形臂321可设置为分体式。
而当玻璃门窗体2为双层玻璃门窗体时，铝合金门窗的结构请参见图14-15。此时两弓形
臂321设置为分体式的铝合金门窗的结构请参见图16-17。
请参阅图18～23，在本发明的第二较佳实施例中，其主要结构与第一实施例相同，区别
在于：边框3还包括一装饰框34，装饰框34套设于紧固组件32外，并夹设于紧固组件32
和第一压力板311之间。
请参见图18、22-23，装饰框34的侧部形成有折边341，折边341夹设于弓形臂321的
第一力臂3211和第一压力板311之间进而将装饰框34固定包覆于紧固组件32外。折边341
外侧形成限位部34114，第一压力板311形成与限位部3411配合的限位槽3111，限位部3411
设置于限位槽3111内；装饰框34的另一端形成安装槽3412，安装槽3412内设有密封条3413。
请参阅图24-25，根据实际安装的需要，两弓形臂321和装饰框34可设置为分体式。
请参见图26-29，而当玻璃门窗体2为双层玻璃门窗体时，双层玻璃门窗体间夹设有型材
21，型材21延伸形成一伸出玻璃门窗体2边缘的连接板211；紧固端3215抵靠并紧固于连
接板211两侧面。型材21的结构可参考公开号为：102619442A的中国发明申请。
当玻璃门窗体2为双层玻璃门窗体时的两弓形臂321和装饰框34设置为分体式的铝合金
门窗的结构请参见图30-31。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域普通技术人员可根据上述说明对
本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以
所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。