石材幕墙应用双切面抗震型背栓研究.doc

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1、石材幕墙应用双切面抗震型背栓研究来源:作者:吴卓春刘晓松张泽伦日期:2005-1-27页面功能【字体：大中小】【打印】【关闭】【评论】   本文讲述了广东省东莞市地方税务局大楼工程，大楼总高为103m，其中大分格石材幕墙高度为83m，东莞地处珠江三角洲临海，每年都有台风发生，作为东莞市第一个高层采用脆性较大的石材幕墙，我们认真通过试验分析和科技攻关，应用了浙江杭州斯泰幕墙机械有限公司发明生产的“STAN双切面抗震型后切背栓”作为幕墙点连接，使大楼安全有了较大的保障。    第一节：花岗岩与连接件选择    根据GB5006

2、8规范，一般建筑寿命为50年，作为建筑临界面的石材幕墙来讲，认为设计应考虑其安全性和寿命，而安全关键：其一是石材强度性能；其二是连接方式。为此我们进行了试验分析。    1,1花岗岩抗弯试验：   花岗岩根据业主意向，将预选台湾粉红麻花岗岩，委托广州建设工程质量安全检测中心进行抗弯强度试验，试验根据《天然饰面石材试验方法弯曲度试验方法》GB9966.2，结果其抗弯强度最小值为11.2MPa(大于JGJ133的8.0MPa的最小值)，可以在本工程中使用，试验结果见表一。    1.2背栓拉拔极限承载力试验：    根据业主要

3、求，委托广州建设工程质量安全检测中心，进行该工程意向使用的某国外独资单切面背栓和斯泰双切面背栓，依照厂方各自提供的安装工艺和原理，进行高速无损磨削成孔底大的切底孔，并安装上背栓。本试验设边距7mm和10mm两种形式，主要对比分析小边距情况下的试验结果。不同孔深条件试验中双切面将石材公差切除形成整体，从而保证有效孔深；单切面为间隙控制板厚公差，按《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133—2000第6.3.1所引用的《天然花岗岩建筑石材》JC205有关规定要求，磨光石材扣除正负公差4mm和孔底无效1mm,试验用石板材为台湾粉

4、红麻，抗弯强度为11.2MPa。试验结果见表二和表三1.3试验分析    试验结果表明：根据单切面背栓与双切面背栓不同工艺的不同孔深条件下，斯泰双切面后切背栓抗拔力远高于某国外独资单切面后切背栓抗拔力,在同样大小的锚栓有效作用强度为2.12倍；相同孔深条件下的破坏承载力则很接近。文献表明，斯泰产品质量已由中国人民保险公司承保，中国建筑科学研究院对该产品做性能试验时，以8.39MPa抗弯强度的石材板通过了最大台面加速度为0.96g、实测加速度为2.7g的抗震试验(相当于Ⅻ烈度)，还通过了8500h的抗剪抗拉长期静荷载试验和正

5、压300万次+负压300万次轴向(仿风动)动力荷载试验，各项试验结果相当理想，试件无功能障碍及损坏现象。    试验结果及文献分析表明：斯泰双切面后切背栓各项性能优于国外独资单切面背栓。    1.4专家审查    为确保东莞市第一个后切背栓应用于高层石材幕墙，特邀请中国建筑金属结构协会副会长、铝门窗幕墙委员会专家郑金峰和铝门窗幕墙委员会专家龙文志等专家，进行背栓及背栓工艺的论证，专家一致肯定了斯泰双切面抗震型背栓的优越性，对编制的背栓工艺可操作性也作了肯定。    第二节设计计算(背栓部分)    花岗岩幕墙标高取83m

6、,设计采用双切面抗震型背栓为STAN锚栓WK-M8×5/8S.H8/4,台湾粉红麻抗弯强度11.2MPa，板材分格1200mm×920mm×25mm,WK标准值为3.3kN/㎡,计算如下：锚栓为STAN锚栓WK-M8×5/8S.H8/4解:孔    径dz=11mm有效孔深hy=15mm锚杆直经D=M8有效锚固La=15mm锚固厚度n=8mm锚杆总长Lb=33mm    由于STAN双切面为柔性紧靠控制工艺,其受力为整体受力,选定的台湾粉红麻石材,抗压强度为160MPa,因锚栓底部不受力所以进行关键反力验算:    1.在

7、石板材作用下反风压反力验算:1)Nmax=βZP׃cu0.5×Hey1.5式中:Nmax---基材最大抗拉承载力(kN)βZP----破坏系数。石材取12.50,但有效孔深小于15mm时乘以0.8浅孔折减系数。ƒcu----基材(石板)抗压强度(N/mm2)Hey----锚栓的有效保留厚度(mm)    2)后切背栓在石板中抗拉強度设计值:N=Nmax/K=βZP׃cu0.5×Hey1.5/K式中:N---石材锚固抗拉强度设计值(kN)K---承载力系数取1.8N=12.5×1600.5×151.5/1.8=5.08k

8、N双切面背栓式四点支撑石板材反风压反力验算:荷载设计值q=1.4×WK×qEAK×A/4式中：WK：风压标准值（kN/m²）  qEAK:地震标准值（kN/m²）    A---板材面积qEAK=5×0.12×800/1000=0.48kN/m²q=1.4Wk×1.104/4=(1.4×3.3+0.6×