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天然凝灰巖(砂巖)石材幕墻技術的討論

來源:  作者:張芹  日期:2006-6-12
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   石材幕墻用天然石板材過去主要采用天然花崗石建筑板材,現在有很多工程采用天然凝灰巖(砂巖)建筑板材。由于有關規范(標準)沒有凝灰巖(砂巖)的內容,為幫助廣大工程技術人員在使用凝灰巖(砂巖)石材幕墻時掌握有關技術,特對凝灰巖(砂巖)石材幕墻有關技術進行討論。
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4. 弧形短槽短勾(圖5)
    弧形短槽(一般槽寬取7mm,槽長、槽深與砂輪直徑和有效長度取值有關),用短勾連接,它要求勾下端處弦長(有效長度)比勾寬長(2×5 mm)10mm,以便安裝時調節(并考慮開槽、制勾及安裝時定位偏差),受力破壞為剝離破壞,剝離破壞面積與勾寬和勾錨入深度有關,不會隨弧形短槽開槽深度和寬度而相應改變,即同樣勾寬和勾錨入深度,開槽加深、加寬以后,剝離面積隨之減少,因此控制有效長度對弧形短槽抗剪承載能力至關重要。如按規范規定有效長度取不少于80mm,則勾寬應為70mm,如果勾寬40mm,則有效長度控制在50mm左右為宜。

    短平槽(弧形短槽)如果采用蝶式勾,剪切破壞時,槽兩側剝離面積不同,即近勾側剝離面積大,遠勾側剝離面積小,甚至無剝離(槽壁剪切破壞),因此短平槽(弧形短槽)采用蝶式勾對受力不利。


                 圖5      弧形短槽短勾
5. 鋼銷式(圖6)
    在石板材板上、下邊上開孔,一般孔徑為6~7mm,孔深22~33mm,破壞時石板在銷孔兩側呈γ0角,在孔底呈α0角剝離,孔深對剝離面積有影響,但孔深30mm以后繼續增加孔深其影響會越來越小。


                  圖6       鋼銷式
6.  背栓式(背栓式)
    背栓式是在石板材背面開背栓孔,用背栓將石材和連接件緊固起來,形成連接節點。單切面背栓背栓孔深一般要大于板厚的一半(例如20mm板厚,孔深12mm)。這樣,在受風壓力時沖切破壞面積小于受風吸力時沖切破壞面積,且在反復沖擊時易于破壞。

    雙切面背栓由于板材背面墊圈面積大于擴孔孔底面積,且抗沖擊厚度為板厚,受風壓力時沖切破壞面積大于受風吸力時沖切破壞面積(即單切面背栓最大沖切破壞面積),而且在反復沖擊時不會破壞。凝灰石(黃洞石)由于板材上有孔洞,如果背栓孔位于板上孔洞上(附近)有可能使連接失效。


              圖7    背栓式              單切面背栓            雙切面背栓
    從現有工程調查發現,勾(栓)鐵件銹蝕后體積膨脹,將槽(孔)擠壓破壞的情況屢屢發生,導至連接失效。因此勾(栓)必須采用不銹鋼(1Cr18Ni9  0Cr19Ni9等)或鋁合金(6063、6063a、6061、3003、5005等),不得采用碳鋼鍍鋅件和其它易銹鋼件。

    從以上分析,我們可以看出凝灰巖(砂巖)石板的連接設計不僅要選用恰當的槽(孔)形式,并且對勾(栓)槽(孔)的配合尺寸也要正確選擇,如果勾(栓) 槽(孔)的配合尺寸選不當,將會可能使石板材連接能力降低,易于破壞。

    通過以上討論,我認為凝灰巖(砂巖)用于石材幕墻是可行的,但要注意對材質的認識和評估,以及選擇正確的連接型式及勾(栓)槽(孔)的連接配合尺寸。凝灰巖(砂巖)用于石材幕墻的計算方法和花崗石石材幕墻相同,只是強度設計值取凝灰巖(砂巖)抗彎強度設計值(實測抗彎強度平均值/2.5)、抗剪強度設計值(實測抗彎強度平均值/5)。

 
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