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      天然凝灰?guī)r(砂巖)石材幕墻技術(shù)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(xiàn)在有很多工程采用天然凝灰?guī)r(砂巖)建筑板材。由于有關(guān)規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))沒有凝灰?guī)r(砂巖)的內(nèi)容,為幫助廣大工程技術(shù)人員在使用凝灰?guī)r(砂巖)石材幕墻時(shí)掌握有關(guān)技術(shù),特對(duì)凝灰?guī)r(砂巖)石材幕墻有關(guān)技術(shù)進(jìn)行討論。
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          從上表可以看出凝灰?guī)r(砂巖)的特點(diǎn)是吸水率高、強(qiáng)度低。近年來的工程建設(shè)中,對(duì)凝灰?guī)r的材質(zhì)進(jìn)行了大量的檢測(cè)(例如東莞市行政中心),對(duì)砂巖材質(zhì)也進(jìn)行了檢測(cè)(例如深圳市文化中心),取得了一些參數(shù),使我們對(duì)凝灰?guī)r(砂巖)有了初步的認(rèn)識(shí),但總體上來講,由于使用凝灰?guī)r(砂巖)的工程還不多,且凝灰?guī)r(砂巖)產(chǎn)地分散,各地產(chǎn)品材質(zhì)差異很大,因此每個(gè)工程在使用凝灰?guī)r(砂巖)時(shí)都應(yīng)對(duì)材質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),以便對(duì)材質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)要對(duì)凝灰?guī)r(砂巖)石板材表面涂有機(jī)硅防水劑進(jìn)行防水處理,深圳市文化中心用砂巖石板材,通過表面防水處理,砂巖石板材吸水率降低到0.8% 以下,且強(qiáng)度有大幅度提高,說明此類石材用有機(jī)硅防水劑進(jìn)行表面處理的必要性。但在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),現(xiàn)在尚不宜考慮處理后的效果,即仍按未處理前參數(shù)采用。對(duì)此類石板材也進(jìn)行了(抗彎、抗沖擊)承載能力試驗(yàn),取得了一些參數(shù),但我們對(duì)它破壞特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)尚不充分,因此設(shè)計(jì)時(shí),總安全系數(shù)K宜取為3.5,即材料性能分項(xiàng)系數(shù)K2取為2 .5。

          從石材幕墻實(shí)際工程破壞和試驗(yàn)結(jié)果看,石材幕墻石板材連接破壞大部分為槽(孔)沖切(錐體)破壞,對(duì)槽(孔)破壞情況的分析表明,槽(孔)與勾(栓)配合尺寸的正確選擇是非常重要的,它對(duì)石材幕墻石板材連接性能起到關(guān)鍵作用。勾(栓)與槽(孔)的配合不僅要考慮施工、安裝時(shí)便于調(diào)整,而更重要的是考慮槽(孔)的受力特點(diǎn),在嚴(yán)格控制施工偏差、滿足施工安裝必要的調(diào)整尺寸基礎(chǔ)上,確定槽(孔)尺寸,使其達(dá)到最佳受力狀態(tài)。

          現(xiàn)在對(duì)各種連接配合構(gòu)造分別進(jìn)行討論。

      1.通槽通長(zhǎng)勾(圖1)
          通槽即沿板上、下邊通長(zhǎng)開槽,一般槽寬取7mm,槽深取15~17mm,這樣取值是按勾厚4mm,勾錨入槽10~12mm考慮的,通長(zhǎng)勾勾長(zhǎng)一般取比板寬兩端各減5mm考慮。


                          圖1      通槽(普通槽)通長(zhǎng)勾
          從破壞情況分析,通槽通長(zhǎng)勾破壞時(shí)石材沿槽底向下剝離,剝離角隨石材強(qiáng)度而異,石材強(qiáng)度高,角度小(即剝離面積大),石材強(qiáng)度低,角度大(即剝離面積小)。由于通長(zhǎng)設(shè)勾,總的剝離面積等于板寬乘剝離深度,剝離面積大,受力特別有利,但勾的用料較多。從以上分析還可看出如果槽開得很深,剝離深度不會(huì)隨開槽深度而相應(yīng)改變,即槽深比勾錨入深度大于5mm以上后,會(huì)減少剝離面積,減少抗剪承載能力(圖2)。


                     圖2      通槽(深槽)通長(zhǎng)勾
      2.通槽短勾(圖3)
          石板材上開通槽(一般槽寬取7mm,槽深取15~17mm),用短勾連接,板材受剪破壞時(shí),短勾兩側(cè)槽壁剪切破壞,并從勾下槽底向下剝離,剪切破壞面積為槽壁剪切面積加槽底下板面剝離破壞面積,剝離面積隨勾寬和槽深而變化。總體來說,其總剝離面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通槽通長(zhǎng)勾,是所有勾槽連接節(jié)點(diǎn)中剪切(剝離)面積最少的,即最易剪切破壞的連接節(jié)點(diǎn)。


                      圖3      通槽短勾
      3. 短平槽短勾(圖4)
          石板材上開短平槽(一般槽寬取7mm、槽長(zhǎng)度取100mm),用短勾連接,石板材受剪破壞時(shí),短勾兩側(cè)槽壁呈γ0角剝離,槽底呈α0角剝離,剪切破壞面積為槽壁兩側(cè)剝離面積加槽底以下面板剝離面積,總剝離面積大于通槽短勾,但應(yīng)注意到短平槽槽長(zhǎng)與勾寬的關(guān)系,保持槽長(zhǎng)為勾寬+10mm(2×5 mm)時(shí)槽壁沿槽端剝離(如按規(guī)范規(guī)定長(zhǎng)度取不少于100mm,則勾寬應(yīng)為90mm),如果槽長(zhǎng)過長(zhǎng)(即大于勾寬2×5 mm)就有可能在槽中部剝離或沿槽壁切斷,即短平槽開槽過長(zhǎng),對(duì)槽受力不利。


                   圖4      短平槽短勾
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