干挂石材幕墙的几中工艺分析.docVIP

干挂石材幕墙的几中工艺分析 干挂石材幕墙的方法有多种，那么什么方法是比较安全呢？这是需要从石材的整体受力状态、支撑点的局部受力状态、抗地震能力和包括消除石材厚度差的安装工艺性等四个基本方面去分析。以下是用三种不同的干挂方法进行分析对比： 　　一、 石材的整体受力状态 　　幕墙干挂的石材要承受风载荷和地震载荷，这两种载荷都是均布载荷，好的干挂方法就是能够根据石材工作中的受力特点，给石材选择最佳受力支撑点，使整块石材最大受力处所承受的弯矩相对最小，从而能用最薄的石材，因而具有最佳的经济性和最好的安全性。 　　1、双切面抗震型背栓式。双切面抗震型背栓式方法可通过有限元（1/5左右）选择支撑点，也可在设计许可范围内任意选择支撑点。而该支撑点在双切面技术把背部剩余公差切除的紧靠受力，通过无应力柔性连接和不损伤板材强度的内大外小圆孔受力的作用下，使得该技术从建筑力学中的材料力学原理分析为脆性板材连接的最佳方案，使得石材承受均布载荷的最大弯矩值最小，材料所需的抗弯模量最小，因此能选用最薄的石材。而且被专家定为可在任何建筑物、任何高度、任何部位、任何形式、任何地震台风地区使用。并被大量使石材、瓷板、陶板、玻璃、微晶玻璃、千思板等幕墙。 　　2、背槽式。背槽式需要从边上开一条槽进去，由于开槽会产生槽的底部与端部应力集中，而且槽开的越长应力集中越明显，从试验来分析其安全性大大低于所有的干挂工艺，其主要受力依靠环氧树脂，由于JGJ133在修订中删除了粘贴法，是因为幕墙受外界恶劣环境和胶粘寿命的安全问题，而槽切应力问题将造成石材在切槽处承受应力破坏，从按背栓定位点进行试验中发现一块1000mm*600mm*30mm的石材，取切割深度为10mm，槽切长度120mm（1/5），上下边距为200mm（1/5），其抗弯强度相当于18mm的石材板厚。由于该工艺有人也称为背栓，从安全性考虑必须把它区分开，作为引导性还是在JGJ133《石材与金属板幕墙工程技术规程》修订、《石材与人造板幕墙用后切式背栓》、《人造板材幕墙工程技术规程》中放进去了，但对它进行制约。其一、为解决应力影响，总板厚计算应扣除切槽厚度。其二、按四边支撑计算（按开槽式计算，可见赵西安文章）。广州白云国际会展中心10多万平方幕墙，进行了背槽与背栓对比测试---双切面背栓远远胜出，被专家确定采用双切面抗震型背栓（100万棵背栓）。 　　3、边槽式。边槽式是通过四边或二边上开槽来支撑，由于该工艺存在着层层受力和抗弯强度差，所以在JGJ133在修订和《人造板材幕墙工程技术规程》中，对它进行了规定，使其成为单块受力，而且对其厚度作出了要求，使其造价上升和安装难度增加。 　　二、 支撑点的局部受力状态 　　支撑点的受力状态从两方面分析 　　（1）最大支撑反力——石材整体受的力折算到支撑点的最大反作用力。支撑点的承载能力是否满足使用条件，双切面背栓由于采用有限元原理选择了最佳着力点，为板材1/5处，通过四点、二点、三点支撑连接，由于双切面技术通过切除板背栓公差，使得石材在承受正压时以背部支撑点整体受力，因此只需考虑负风压的承载力，而负压受锚固深度和倒椎体影响，通常破坏为135°的椎体破坏，故可用抗拉拔试验方法确定其承载力。由于四点支撑通过有限元力的均分，使板材通过该支撑点得到反力作用，故形成小于一般边距受力的数倍，使得较薄的板也可用于沿海超高层使用，从而在JGJ133修改中对该技术不限于厚度。 　　（2）抗疲劳能力。抗疲劳强度至关重要。因为长期作用于外墙的石材幕墙其主要破坏于风荷载、静荷载、动荷载，而我国是多地震多台风国家，对于长期疲劳的变化造成石材承受的正压负压不断地变化循环，石材承受的实际上是静、动载荷。从试验与原理而言，不同材料的连接，抗疲劳强度最好的方法之一是采用有柔性连接的双切面抗震型锚栓连接，最差的方法之一是用胶粘接（该工艺已被否定用于幕墙）。 　　1、背栓式。双切面背栓由于采用圆体紧靠点支撑，在通过底部空隙技术后，可将背栓植得更深，大大提高负压值，具有最佳的局部承载力。由于该背栓的柔性连接和紧靠的的铰接悬挂结构，解决了单切面背栓、背槽、槽式扭弯矩问题和位移问题。所以说，用双切面背栓支撑，能求出最佳支撑点，最大限度改善石材的受力，使石材承受的弯矩最小，从而能选择最薄的石材。 　　另外，由于石材为脆性材料，一但背栓式石材遭到破坏，是不会掉下来，因为4个支撑点的背栓分别把4大块石材吊住，而每棵M6背栓的抗剪力就大于400kg的设计值。足以证明该技术的可靠性。 　　在抗疲劳强度方面，双切面背栓通过缓冲垫把石材与挂件夹紧，通过铰接结构挂在龙骨上，因而具有极佳的抗疲劳能力。按最大风压值一正一负为一次循环，通过三百万次循环试验（可满足100年风荷载疲劳），试件保持完好。双切面抗震型背栓实际应用已达7年（199