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東莞市楷薩建材有限公司

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石英石廠家/幕墻用石材的選擇與固定系統分析

來源: 時間:2015-05-26 16:31:23 次數:

由于石材以其華麗的美學特性,較大的聲阻性,易保養和維護及能夠制造通風幕墻系統等獨特的優良品質在飾面幕墻系統中的應用越來越廣泛。盡管我國干掛技術起步較晚,但隨著高檔建筑日益增多,石材的應用呈大幅度增長趨勢。
建 筑物外墻用石材幕墻的裝飾方法有粘接法和干掛法兩種。傳統的粘接法適用于小規格的板材,施工速度慢,另外,粘接的板材由于水泥砂漿在板材的空隙,裂紋及接 縫滲出,造成墻面起花,泛白(室外粘接板材墻到處可見),影響整體飾面效果,同時氣溫的變化也易引起粘接板的脫落。 
干掛法由于不使用水泥 等粘接劑,施工中及施工后無污染,墻面無泛白,可充分顯示石材的華麗色彩。安裝時可上下同時施工,且不受季節的影響,裝飾后經久耐用,維修更換方便,安全 可靠,抗震性好。石材幕墻相對于玻璃幕墻及鋁板幕墻的獨特優點,也只有在采用干掛工程設計大都是施工單位憑經驗自己完成的,同時與石材廠家缺乏溝通,所以 常常因幕墻系統及固定系統不合適的設計造成飾面效果不理想和幕墻石材破壞等現象。建設與施工單位迫切需要有關部門盡快解決干掛工程施工的理論問題。 
作者試圖通過理論分析和實驗對工程所選石材的質量及物理,化學機械特性進行評定后(考慮飾面的建筑設計和環境及載荷條件),根據建筑美學,飾面承受的風 壓,地震,石材的物理化學性能,確定最合適的飾面石材固定系統,對固定機械結構,板材溝槽進行科學設計與分布的研究,同時開發出科學的專用加工設備。做到 在正常的維護操作下,可發現并能更換已損壞的板材。使固定系統可排除任何本系統或板材的損壞,適得飾面系統的壽命與建筑物本身的壽命相同。這也是其他幕墻 無法比擬的。 
為了發揮上述特性,保持足夠的安全水平,尤其在大型建筑工程中使用薄板石材,應針對具體的客觀環境條件,做到:
(1)正確選擇石材;(2)精確設計石材固定系統;(3)正確安裝石材。
1幕墻飾面石材的選擇原則
使用飾面石材的目的是為了提高建筑物的裝飾效果和壽命。因此,所用石材的選擇方案,應在加工和施工技術上可行,并要符合建筑物的具體情況。無論是通常還 是特殊幕墻席系統,其選擇方案應按照圖1所示的程序進行。由圖1中可看出,最初的工作主要取決于建筑學和美學因素,這些又依賴于石材的紋理模式及其晶粒大 小,礦體結構,色譜和所提出的飾面規程,然后將其劃分為各種不同的形狀和尺寸,以最能體現石材飾面獨具的美學特性。 
在具體確定石材的選擇方案時,應注意;
(1) 生產廠家的生產技術。確定所希望的表面質量是否易于實現(鋸切,磨拋,火燒,噴砂,鑿打等),要求尺寸的飾面單元是否能從大塊荒料上加工出來,以及礦山,荒料本身能否保證滿足設計方案要求的質量和數量。
明確所選擇的石材規格和質量要求在生產技術上是否可行是很重要的。工作時要求設計者和生產者密切合作。在這個早期階段,也可能需要修訂或徹底改變原定方案。
(2) 石材的物理化學性質應適應現實施工工程所在地的氣候和環境條件。 
(3) 礦體結構及花色,色差情況及板材的可加工經濟規格。
(4) 石材在承受載荷條件下的力學性能。
(5) 飾面的總體造價。
二:石材固定安裝系統
在理論上和實踐中對所選石材的質量以及物理化學,力學特性進行評定之后(考慮飾面的建筑設計和環境及載荷條件),有必要確定使用最合適的石材固定系統。這涉及到各種可能的溝槽設計和分布的研究,以適應石材元件中的機械固定元件的需要。
除機械條件外,固定系統還取決于飾面結構的設計,如圖2所示。
固定系統主要有兩種形式,一個是靜定的,另一個是超靜定的。靜定系統是在很少的幾點處固定板材,就可以保持平衡。其典型結構是用四個銷釘插在矩形板材上 下兩相對側面上四個孔中固定板材的形式。對于這種固定系統,由于板材的制造和安裝中存在誤差,除非石材元件和主要支撐結構遭受大的打擊和破壞,在任一時 刻,四個銷中只有三個起作用。而超靜定系統則在板材的上下相對兩側面采用多個支撐點將石材單元固定在主要結構上,或采用連續的邊緣固定,也可將板材粘接在 背面支撐件上來固定。 
這兩種固定形式的主要區別在于它們的靜態特性。對于局部固定的靜態系統,石材元件的設計必須考慮以下事實:如果一個 固定點失效了,石材元件可能會同支撐結構分離并脫落。這就需要采用較厚的板材或者在板材的后面采用加強肋。這樣,倘若護墻板破壞后,加強肋會起作用。當支 撐結構由于外力作用而變形時,這種固定系統可能使板材與支稱結構分離。另一方面,在多點處固定板材的超靜定系統,外圍固定,可以防止板材在它們損壞時脫落 下來。這種系統使用超薄板材,但它們將與支撐結構以同樣的方式產生變形。采用最多的固定座是孔和槽,后者也可加長成為切斷槽或二者的組合方式,根據所給定 的方向,它們能在三個方向上固定石材元件。
除此之外,還有更復雜的解決辦法。目前利用個種金剛石加工工具能使不同形狀的固定系統成為可能。
在具體的實施中,特別注意以下幾點:
(1) 如果幕墻系統采用桁架嵌板結構(石材超薄板),就必須確定是將板材的后面固定在桁架上,還是將其邊緣固定在其上,這個取決與桁架是安裝在水平面上,還是垂直布置的。
(2) 如果裝配好的板材將要從不同的位置輸入到建筑物上指定位置,那么這個固定系統的設計就必須考慮到這種遷移或者增加固定構件。
(3) 必要時要考慮石材的替代或更新。
(4) 嚴格控制固定系統的成本。
三:飾面石材的安全問題
飾面石材應用的安全問題主要受靜動載荷,內部應力條件,石材與環境條件的作用及石材機械強度不一致等因素影響。同時也受到專業人員的影響,如固定系統的設計,生產過程,安裝過程。 
為了保證石材應用必要的安全性,當然也要考慮工程要求,必須認真對待直接與石材相關的那些因素,固定系統和安裝。與載荷相關的不確定因素,實際上已通過 作用比實際載荷更大的模擬載荷和風洞實驗消除了,隨著計算機在石材行業的應用,與石材內應力相關的不確定因素,可通過精確的分析,仿真而被減少或消除。
通過大量建筑的調查結果表明:幕墻石材系統中的石材元件破壞的主要原因并非直接與石材的力學性能相關,而主要是與環境中存在的腐蝕介質,固定系統不合適 的設計所造成的(如沒有全面考慮固定點周圍石材的力學性能)。石材元件加工過程中的誤差,大大減少了在固定點周圍的穩定區域,以致與在固定孔距尺寸超差的 情況下,用錘頭強行調整金屬銷的位置,而不能滿足安裝技術規范的要求,引起材料內部產生微觀裂紋或應力集中現象。技術不熟練的工人不合適的安裝,也可能破 壞設計工作的成果,從而降低已安裝好的幕墻系統的安全性。 
石材力學性能板材 局部固定 將銷釘插入邊緣孔規格尺寸表面加工 靜定系統 將 環氧膠注入背面孔中質量載荷條件熱量 把薄板插入邊緣孔效應各種沉淀物 把薄板插入背面槽中實驗 理論求解 把固定錨釘插入專用槽中石材固定系統 外圍固 定 上下側邊開連續邊界槽幕墻安裝系統 超靜定系統 多銷釘打入背面預制板孔裝卸運輸 超薄板粘接在背面支撐上板材替代裝置成本
所有這些因素,可通過仔細的檢查在相似的規范和條件所選材料的特征而被查出,或者在生產過程中,通過對材料進行一系列的測試來解決。

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