面板背部連接的石材幕墻設計

來源:中國建筑金屬結構協會 　作者:趙西安 　日期:2006-2-22 　頁面功能 [字體：大 中 小] [ 打印 ] [ 投稿 ] [ 評論 ] [ 啄木鳥 ]

　　摘　要：目前，背栓式連接石材幕墻已在國內廣泛應用，背卡、背槽連接石材幕墻已有許多工程實例，本文對其設計方法和構造要求提出建議，以提高背部連接石材幕墻的安全性和使用質量
　　關鍵詞：背部連接面板 石材幕墻 幕墻設計
　　1 概述
　　1.1 面板背部連接的石材幕墻
面板背部連接的石材幕墻已在我國幕墻工程中廣泛應用，其中歷史最長、應用最普遍的是背栓式連接面板（圖1），近年來我國自行開發的面板背部連接技術如背卡、背槽也正在推廣（圖2~圖4）。石材面板采用背部連接方式的優點是：
（1）背部連接可以減小石材面板的支承間距，從而減小石板承受的彎曲應力，減薄板的厚度。
（2）連接可靠，對石板的削弱較小。這就減少了連接部位石材局部破壞的可能性，使石材面板有較高的抗震能力。
現行《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001中未對背部連接的石材幕墻作出規定，本文根據國內工程經驗，對其設計提出一些建議。
　　1.2 面板背部連接石材幕墻的抗震性能
　　中國建筑科學研究院分別進行了背栓、背卡、背槽連接的石材幕墻的振動臺試驗。結果表明：這些連接方式均通過了8度設防的抗震試驗要求。
　　抗震試驗在6自由度大型三向振動臺進行，臺面尺寸為5m×5m，幕墻的支承鋼框架尺寸為3m×3m×5m（高），輸入地震波為人工波和美國El-Centro地震波，臺面輸入加速度Amax由0.07g開始逐級加大到0.8g以上。一般而言，相當于中震設防烈度，7度時Amax為0.1g，8度時為0.2g，9度時為0.4g，10度時為0.8g。
　　1. 背栓連接試驗
　　（1）試驗一
　　石材為山東櫻花紅，抗彎強度為10.8N/mm2，板厚18mm~32mm不等。采用慧魚FZP不銹鋼M6和M8背栓。一直試驗到Amax為0.9g，最大頂點相對位移到1/54，幕墻及連結件完好無損。
　　（2）試驗二
　　石材為廣東西麗紅，抗彎強度為8.4N/mm2，板厚18mm~35mm不等，采用斯泰STAN不銹鋼M6背栓。一直試驗到Amax為0.97g，層間變位達1/55，幕墻及連接件完好無損壞。
　　2. 背卡連接試驗
　　石材為山東嶗山紅，厚度分別為20mm,25mm,30mm，采用厚度為0.5mm的不銹鋼背卡連接。試驗時臺面輸入加速度Amax最大達0.9g。幕墻平面外最大相對位移達1/36，平面內最大相對位移1/80。幕墻及連接件無損壞。
　　3. 背槽連接試驗
　　石材種類為：25mm,30mm厚花崗巖板；15mm,20mm花崗巖板加1.6mm厚纖維增強復合層共四種類型，采用埋入槽內的鋁合金可調連接件。板后開槽，槽深取決于板厚，分別為10~12mm（花崗巖板）和6~8mm（復合板）。
試驗輸入最大加速度Amax達0.949g（x向）和0.872g（y向），最大層間位移角達1/52，連接件及幕墻無損壞。
　　2 一般要求
　　2.1 石材面板
　　1. 石材種類
　　背部連接方式可應用于巖漿巖（花崗巖、玄武巖等），也可用于沉積巖（砂巖、石灰巖等）和變質巖（大理巖、片麻巖等）。背卡連接和背槽連接的連接面較大，對多孔巖石的孔洞缺陷不很敏感，軟弱多孔石材也可以適用；采用背栓連接時，如果栓位遇到孔洞，宜采取注膠等加強措施。
　　2. 石材的性能要求
　　用于背面連接的石材，材性應符合表1的要求。
表1 石材的物理力學性能要求

　　3. 石材面板的厚度
石材面板的厚度宜符合表2的要求。

當帶有可受力的、較厚的纖維復合層時，石材面板的厚度限值可以適當減小。

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