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1、背栓点衔接花岗石幕墙一 概述用背栓点衔接花岗石幕墙进展修建外饰面花岗石施工是修建外饰面施工技巧的严峻打破，它开避了石材幕墙施工工艺的新纪元。使石材幕墙有了宽敞的运用范畴，即任何修建物、任何高度、任何部位、任何构造方式都可以采纳背栓点衔接花岗石幕墙。背栓点衔接花岗石幕墙的背栓仅用作石板材与衔接件的紧固件，如此衔接件可按需求灵敏打算，而钢销式，短槽式，通槽式的钢销钢钩既跟横梁破柱衔接，又跟石材衔接，它的运用部位跟方法带有特别年夜范围性，背栓点衔接方法为石材幕墙跟玻璃金属幕墙组分解组合幕墙制造了前提，即在统一破柱上可左面装置玻璃幕墙，左面装置石材幕墙，在统一横梁上，可下面装置玻璃幕墙，下面装置石材幕
2、墙。背栓点衔接花岗石幕墙已有二十多年汗青，我国在二十世纪九十年月开始运用。1998年建成的上海中银年夜厦浦东国际金融年夜厦高235m，+139m以下采纳了背栓点衔接花岗石幕墙，复盖主体构造外表15000m2，花岗石幕墙其构外型式为凸梯形与凸矩形组合开展面积22000m2，运用了约3万块花岗石，6万个背栓，花岗石尺寸为H0.3m，花岗石幕墙最高点为139m。1999年建成的上海交银年夜厦采纳的背栓点衔接花岗石幕墙最高标高达196m，天下另有特别多工程采纳了背栓点衔接花岗石幕墙，总用量超越100万m2。“实际是测验真理的独一标准，在修建这些幕墙时，除按常规进展风压变形，气氛渗透，雨水渗漏三项物理功
3、能检测外，还对背栓跟背栓锚固石材的衔接部位进展了背栓拉伸实验，背栓锚固石材的拉拔实验，背栓锚固的临时8500h静载抗剪、抗拉实验，背栓锚固的疲乏实验，以及背栓点衔接花岗石幕墙的抗震功能振动台实验，积存了少量实验参数，证明了背栓点衔接花岗石幕墙有特别高的牢靠性，同时寻出了部分构造改良的偏向。下面进展详细讨论：1.背栓拉伸实验。从调查材料看出，背栓的材质与A2-70不锈钢螺栓邻近，其极限抗拉强度濒临700N/mm2，非比例伸长应力年夜于480N/mm2，一颗12mm8mm、222)，其极限拉伸强度为59KN(25.6KN、14KN)是背栓锚固石材拉拔力的2.5倍10倍,也确实是说背栓锚固石材只会是
4、石材冲切毁坏，因此只需选对背栓的钢号就行了。k=ff，背栓抗拉强度打算值按GB50017可取为ftb=fub/2.174，抗剪强度打算值fvb=fub/2.857。现在有的厂商供应的参数，取fk=uff.及抗拉材料分项系数1.8,跟抗剪材料分项系数3.2跟GB50068跟GB50017不分歧,GB50068第1.0.3条规则：“制订构造荷载标准以及钢构造打算标准-等打算标准应遵守本标准的规则。我团体看法仍然按GB50068履行。2.锚固件抗拉拔承载才能实验，从实验情况看背栓与石材的锚固处全体是石材冲切毁坏，毁坏形态为石材锥度毁坏，阻碍毁坏的要素有背栓直径，背栓锚深，石材本身强度，此中锚深阻碍最
5、直截了当，同时当锚深即是小于12mm时，承载才能毁坏的团聚性较年夜，经回归统计，抗拉拔承载才能按锚深的指数1.5增加，基材强度对破拉拔承载才能按指数0.5增加，6mm背栓衔接抗拉拔承载才能为4.5KN8KN，8mm背栓抗拉拔承载才能为5KN10KN，12mm背栓抗拉拔承载才能为6KN12KN。上述为承载才能标准值，立即拉拔实验后果进展数理统计，将均匀值减去1.645倍标准差，前述锚深12mm团聚性较年夜，其标准差也年夜，按fK=ff盘算已思索了团聚性，不用再用系数折减。其打算值fTV=fK/2.143/2。.对只进展了石材抗压抗弯实验的工程可用应力法盘算抗剪强度：=P/*h/cos*(D+h*
6、tan)fT3、锚固件锚固的临时静载实验锚固件临时静载实验，测试背栓锚固差异强度的基材在临时静载下的位移松动及徐变功能，打算实验时间为一年8500H，实验分临时荷载抗剪实验跟抗拔实验，抗剪实验是指背栓在接受荷载抗剪感化下经8500H后，对受拉试件做极限拉拔力实验与未经临时荷载实验的试件作比照，实验后果说明抗剪功能精良，除加载初期不雅看到较小因装配空隙位移0.3mm外未见其余毁坏，在临时抗拉拔实验中未见毁坏跟清楚位移。说明背栓与石材的衔接即便在临时外荷载下感化也有特别年夜的牢靠性。4、锚固件锚固的荷载疲乏实验，即重复荷载的疲乏实验。在正压300万次+负压300万次来去能源载荷耐疲乏度实验中，对带
7、尼龙塑料套垫的背栓在栓与孔之间起到三向隔震减震效应，在打击感化下起到缓冲感化，使背栓锚固衔接部位在数百万次微弱来去能源荷载耐疲乏实验中未见破坏跟清楚位移，而单切面背栓由于背栓本身运动，在来去能源的压、拉感化下，最差的在126次负压毁坏，因此可以看出背栓最好要带尼龙套垫，并采纳双切面即背栓与石材要起首紧固。5、抗震实验华南城建学院抗震核心、中国修建科学研讨院、中国水科科学研讨院进展屡次石材幕墙抗震功能振动台实验。实验后果说明在地动减速率0.6g以下相称于烈度9.7度时所有畸形，华南城建学院抗震核心实验中发现在0.6g时背栓有松动迹象，0.8g时相称于烈度10度幕墙挂勾有脱出横梁的可以，经剖析是要
8、紧是栓孔未按公役恳求加工，采纳单切面无尼龙套垫的背栓，幕墙组件的挂勾与横梁搭接量小于6mm。其余实验采纳了带尼龙套垫的双切面背栓，幕墙单位组件挂勾与横梁搭接高度年夜于10mm，即便在0.9g相称于烈度10.2度、层间变位抵达1/54时，背栓点衔接花岗石幕墙仍残缺无损，同时通过抗震实验的试件背栓与石材锚固处的石材抗拉拔才能与未经抗震实验的试件简直不区不。从以上实验可以看出，背栓式点衔接花岗石幕墙在标准规则的运用范畴68度区时，可以采纳无尼龙塑料套垫的单切面背栓，当用于9度区及9度以上烈度区时，应采纳带尼龙塑料套垫的双切面背栓。幕墙组件挂勾与横梁的搭接高度应特别多于10mm。二、打算与盘算1、 构
9、造打算起首要树破一个不雅点：背栓是一个紧固件，它把石材跟石材幕墙组件中的衔接件结合在一同，它属于可以自由装配的紧固件，衔接件可按需求即按照每幅幕墙中与石材幕墙相组合的玻璃金属幕墙的构造相婚配的构造恳求来打算衔接件。比方跟外插式隐框幕墙小单位幕墙相组适时可采纳与外插式相婚配的衔接件，用背栓将石材结实在外插式付框上。石材与衔接件的衔接，视石板材尺寸跟构造恳求可采纳一个背栓、两个背栓、四个背栓等。当采纳一个背栓时，孔一般应位于板核心，孔中到板边间隔不年夜于300mm，板与衔接件还应采纳4个尼龙螺栓顶住板内侧，坚持板的动摇。当采纳二个背栓时，孔中到板顶边间隔不年夜于400mm，至侧边不年夜于300mm
10、，在背栓两侧用尼龙螺栓顶住板内侧，坚持板的动摇。当采纳四个螺栓时，孔中到板边间隔不年夜于250mm。背栓及孔的构造恳求如下表：表1型号钻孔直径锚固深度衔接螺栓最年夜锚固厚度底孔直径最小板厚FZP1112M6/3A41112M6320FZP1112M6/9A41112M6920FZP1115M6/6A41115M6628FZP1315M8/4A41315M8428FZP1315M8/25A41315M82535FZP1320M8/10A41320M81035FZP1321M8w/5A41321M8535FZP1321M8w/20A41321M82035FZP1119M6/6kt/3AL11101
11、4M6320FZP1121M6/6kt/4AL111216M6420FZP1324M6/6kt/3AL131519M8330FZP1326M8/6kt/5AL131721M8534FZP1121M6/ES/4AL111216M6420FZP1324M8/ES/4AL131519M8430背栓与石材锚固部位的施工质量的主要一环是极限公役共同确实定跟测验，恳求孔位偏向0.5mm，孔距偏向0.5mm，孔距与孔位偏向之跟不得年夜于1.0mm，孔径(68mm)+0.4mm、-0.2mm，孔深+0.4mm、-0.1mm，底部扩孔直径0.3mm。A. 一块板用一个背栓P=qA=P/t2n(0.64L/t)+
12、1.062fT或=P/t2g(0.64L/t)+1.062fTu=C(PL2/Et3)表2LX/LY(LY/LX)C=P/*h/cos*(D+h*tan)式中:LLX、Ly中较小者mm；t板厚mm；D锚孔直径mm；h锚孔深度mm。B. 一块板用两个背栓锚固，可简化为两头带悬臂的简支板盘算MA=MB=qa2/2R=qL/2M=qL2/814a/L2uC=uD=qaL2/24EI1+6a/L2+3a/L3u=qL4/384EI5-24a/L2=R/*h/cos*D+h*tanC 一块板用四个背栓锚固，按四角支承板盘算=6mqL2/t2式中：LLX、Ly中较年夜；m弯距系数。=qa/4*1.25/*
13、h/cos*(D+h*tan)表3弯距系数表LX/LYm0500130405501320060013390650136107001384075014080800143508501464090014940950152610001559表4自然花岗石板强度分级表Nmm2t品级强度标准值抗弯强度打算值fr抗剪强度打算值ftv弹性模量E线胀系数泊松比抗压抗弯MU11011080.8*1040.8*10-5MU1301309MU150150101*104MU17017011MU19019012MU210210131.1*104MU23023014MU25025015MU27027016MU2902901
14、78例1MU110级(抗弯强度标准值8N/mm2)花岗石500mm*500*30mm，用背栓11*15M6一个，验算花岗石抗弯强度、抗剪强度。WK=4000N/m2,qEK=336N/m2,。K=1.4*4000=5600N/m2地动感化打算值qEEK=1.3*336=437N/mm2荷载感化组合打算值q=1.0W+0.6qE=1.0*5600+0.6*437=5862N/mm2背栓处会合力P=abq=0.5*0.5*5862=1466N石板抗弯截面最年夜打算正应力值=P/t2n(0.64L/t)+1.062=1466/302n22或=P/t2g(0.64L/t)+1.062=1466/302
15、g22需改用MU130级(抗弯强度标准值9N/mm2)花岗石fT2石板抗剪截面最年夜打算剪应力值=P/*h/cos250*(D+h*tan250)=1466/15/cos250*3.14159*(13.5+15*tan25022例2上例前提1000mm*1000*30mm花岗石，背栓11*15M6四个，验算花岗石抗弯强度、抗剪强度。解：板长宽比LX/LYOY石板抗弯截面最年夜打算正应力值=6mqLY2=6*0.1559*5.862*10-3*7002/30222石板抗剪截面最年夜打算剪应力值=qa/4*1.25/*h/cos*(D+h*tan)=(5862/4)*1.25/(15/cos250
16、*3.14159*(13.5+15*tan25o22例3用MU130级(抗弯标准强度9N/mm2的花岗石)300mm*2050mm*30mm,两个13*15M8背栓各距板端400mm,WK=3500N/mm2，验算花岗石抗弯强度、抗剪强度。解：石板自重标准值GK=28000*0.03=840N/m2地动感化标准值qEK=emaxGK=5*0.08*840=336N/m2面荷载感化组合打算值q面=1.4W+0.78qEK=1.4*3500+0.78*336=5162N/m2线荷载感化组合打算值q线=bq面=0.3*5162=1549N/m2背栓处支座反力R1=R2=q线L/2=1549*2.05
17、/2=1588N弯矩M=qL2/81-4(a/L)22/8*1-4*(0.4/1.25)2石板截面抵御矩W=bt2/6=300*302/6=45000mm3石板抗弯截面最年夜打算正应力值22石板抗剪截面最年夜打算剪应力值=R/*h/cos*D+h*tan=1585/15/cos250*3.14159*(15.5+15/tan25o)22三背栓点衔接花岗石幕墙用于复什部位衔接打算以下图为有五个凸角，三个凹角构成的装潢线，用背栓将石材紧固在五个衔接件上顺遂实现了装潢恳求，这对钢销、钢勾是无奈实现的。四雨幕道理TheRainScreenPrinciple跟石材幕墙防水构造打算雨幕道理是一个打算道理，
18、它指出雨水对这一层“幕的渗透将怎么样被禁止的道理，在这一道理运用中其要紧要素为在接缝部位外部设有空腔，其外外表的内侧的压力在所有部位上不断要坚持跟室外气压相称，以使外外表两侧处于等压形态，此中提到的外外表即“雨幕。压力平衡的获得是有意使启齿处于放开形态，使空腔与室外气氛流畅，以抵达压力平衡。那个效应是由外壁前面留有空腔所构成，此空腔必需跟室外联通才能抵达上述目的，由于风的随机性构成的阵风云动亦需在外壁两侧加以平衡。年夜伙儿明白，幕墙发作渗漏要存在三个要素：A幕墙面上要有破绽；B破绽四周要有水；C有使水通过破绽进入幕墙外部的感化。这三个要素中假设缺少一项渗漏就不会发作假设将这三个要素的效应增加到
19、最低水平，那么渗漏可落低到最小水平。在外壁水跟破绽是无奈消弭的，只要在感化高低工夫，通过消弭感化来使水不通过外壁破绽进入等压腔。在内壁，破绽跟感化特不是压差不克不及消弭，要抵达内壁不渗漏，那么要使水淋不到内壁，这恰好由外壁雨幕发扬的效应来抵达，外壁内、外侧等压，水进不了等压腔，就不水淋到内壁，内壁破绽四周不水，内壁就不会发作渗漏，如此单位式幕墙对插部位就不会有水渗透室内了。那个打算的核心道理确实是外壁雨幕内、外侧等压，使雨水进不了等压腔，抵达内壁破绽四周无水，即在内壁消弭渗漏三要素中水的因从来抵达全体单位式幕墙接缝系统不渗漏。然而，要抵达完好等压是艰辛的，乃至在某些情况下是做不到的，这是由于外
20、壁上的压力是由风惹起的，这种由风惹起的压力在时间上跟空间上根本上静态变更的。由阵风所构成的风压变更，使外壁两侧的压力随之变更。在阵风云动的霎时，外壁表里两侧压力是不等的即等压腔内压力与室外压力不相称，要通过气氛流畅来平衡，在气氛流畅时就有可以将水带入等压腔。风压在幕墙外表的散布也是不平衡的，风压随高度添加，偶尔幕墙外外表也有部分边角、顶部呈负风压形态，当两个启齿处风压不等或一处为正风压另一处为负风压时，等压腔内压力约为两个启齿处风压负风压的均匀值，雨水老是沿着压力落偏向渗透，外侧压力年夜于等压腔压力的启齿处就会有雨水渗透等压腔，因此应当思索雨幕层外壁必定有多数偶尔渗漏的可以，如此就要使已渗透等
21、压腔的水即时排斥至室外。如此单位式幕墙接缝处防水构造要使外壁存在防止少量雨水渗透的才能，对年夜批渗透等压腔的雨水能即时排斥，使水淋不到内壁，在内壁消弭渗漏三要素中水的要素，从而抵达雨水不渗漏到室内的目的。还必需指出这仅是实际上阐述的道理，实践工程中要完好消灭渗漏三要素中任何一项为哪一项不轻易做到的，但不是说我们就能干为力了，尽管不克不及抵达完好消灭渗漏三要素中任何一项的目的，但可采纳方法使渗漏三要素每一项增加到最最低水平。如此在进修外洋经历，总结本国经历根底上，对单位式幕墙对插接缝处防水构造打算已有一套较成熟技巧打算，即在横竖向接缝的外侧设置雨披，仅在两单位组件衔接处留一个小启齿，使等压腔与室
22、外气氛流畅，以保持压力平衡，如此构成一个自上而下、自左到右一个连续的外壁雨幕，雨披沿接缝全长禁止少量雨水渗透幕墙外部，仅启齿处有年夜批雨水渗透，用封口板集水槽将沿竖框空腔下落的水分层集水并即时排至室不处板外表下泄，且排水孔阔别接缝，增加破绽四周水的聚拢。封口板又将杆件空腔分开成较短的分开单位，增加等压腔与室外压力差，从而增加通过启齿渗透等压腔的雨水。增设外封口板，将沿板材付框构造厚度处竖向空腔那个腔位于披水内侧与杆件构成的空腔外壁之间分层分开，使沿那个空腔下落的水分层排至室外，防止水沿全高低落愈往下水层愈厚的情况发作，增加这些水渗透等压腔的可以，同时外封口板将每层竖向接缝的启齿遮挡成为向下的启
23、齿构造，使水由于重力而下落无奈势如破竹等压腔，同时坚持气氛流畅，抵达水不会由于重力感化或气流渗透等压腔的目的。采纳这些构造的单位式幕墙经数次检测，其水密性均在2500Pa以上，即在室表里压差超越2500Pa时不发作严峻渗漏，气密性抵达3。JGJ102新稿指出：明框幕墙玻璃与镶嵌槽接缝部位跟单位式幕墙组合杆的对插接缝部位宜按雨幕道理进展压力平衡构造打算。美国修建铝成品协会出书的铝幕墙打算指点手册指出：“如此室外跟修建物外部气氛压力差的发生部位，不是在外壁外表，而是在内侧气氛隔墙部位。因此，这道气氛隔墙毫不克不及象复杂的气密薄膜一样，而是要存在构造感化，以能接受风荷载的构成的压力。即假设对花岗石幕墙采纳启齿打算，那么内壁要跟外壁等强，如此就要破费近似两倍外壁的用度，只要当内壁是剪力墙时可思索采纳，但还必需留意启齿构造应采纳能防止重力，动能，毛细，外表张力等感化使水进入的构造方法。如此做对无墙壁部份是不经济的。