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石材幕墙干挂节点

对干挂花岗石幕墙各种节点的构造设计特点进行比较,通过抗震试验分析不同节点构造设计的特色。


1、典型干挂花岗石节点设计


随着幕墙技术的发展及幕墙技术规范的建立,干挂花岗石的工艺日趋完善,目前有如下6种较典型的节点构造设计。


(1)钢销式千挂法 又称插针法,是干挂石工艺中最早、最简洁的做法,钢销式又分两侧连接和四侧连接,结构特点是相邻两块石材面板固定在同一支钢销上,钢销固定在连接板上,连接板再与骨架固定。


(2)单肢短槽式干挂法 将相邻两块石材面板共同固定在“T”形卡条上,“T”形卡条为不锈钢或铝合金,卡条再与骨架固定,其典型节点如图1所示。 图1 单肢短槽式干挂法节点

(3)双肢短槽式干挂法 是单肢短槽的改进做法,将相邻的两块石材面板共同固定在“干”形卡条上,“干”形卡条一般采用铝合金挤压成型,与骨架固定。其典型节点如图2所示。


图2 双肢短槽式干挂法节点

(4)通槽式干挂法 原理与单肢短槽式干挂法相近,只是采用通长卡条,上下开通槽。在单元式石材幕墙中,更多采用这种干挂法。


(5)小单元式干挂法 是与上述几种干挂法在设计构思上完全不同的一种设计。石材面板虽然还是通过铝合金卡条与骨架相连,但不同的是相邻石材板均是独立与骨架相连,这一连接方式的改变使干挂石材幕墙的设计方法、加工方法、安装方法、物理性能等都得到了彻底改变。小单元干挂法典型节点如图3所示。

图3 小单元式干挂法节点



(6)背栓式干挂法 在石材面板的背面采用专用拓孔设备钻孔、拓孔,然后安装无应力螺栓锚固在石材背面,再通过铝合金卡件与骨架连接。其典型节点构造如图4所示。


2、抗震性能分析


石材幕墙构件由石材面板和金属框架等组成,其变形能力很小,只能通过弹性连接来避免主体结构大侧移的影响。因此认真研究分析石材面板与骨架的连接方式对于提高石材幕墙的平面内位移变形性能和抗震性能非常重要。


幕墙抗震设计要求,在常遇地震作用下,幕墙应保持完好;在中震作用下幕墙不应有严重破损,允许部分面板破碎,经修理后仍然可以使用;在罕遇地震作用下,幕墙骨架不应脱落、倒塌。


从节点构造来看,钢销式、短槽式、通槽式等其石材面板均为共同固定在挂件上,面板与骨架连接成整体,不利于位移变形。在地震作用下,石材面板缺乏足够的活动余地,会随着骨架同步振动。其抗震措施仅依靠骨架与主体结构之间的活动连接来解决。小单元式及背栓式其石材面板自成连接体系,相邻板块间不传递荷载作用,块板与骨架间秒5设计成活动连接,使面板有较大的位移变形空间。因此具备更好的位移变形性能和抗震性能。


图4 背栓式十挂法节点


由华南建设学院工程结构抗震研究中心与中山市盛兴幕墙有限公司合作进行了“:卜挂花岗石材模拟地震振动台”试验,分别采用钢销式,双肢短槽式、通槽式、小单元式、背栓式等5种干挂法制作安装了1幅3.5mX 3.5mX 5.4m的实体模型,采用35个加速度传感器,所用地震波为美国StolFrmlcisco波、KlCentroNs波和我国唐山地震波,分别代表1、2、3类场地的地震波形,振幅设定为0.1g、0.2g、0.4g、0.6g和0.8g。通过现场观察和对记录数据进行分析表明,通槽式工艺较早发生千:挂胶裂缝,原因是石材面板刚度大,通长卡条限制了板材的变形,很容易发生局部破坏。短槽式工艺的结构面板有裂缝,但结构保持完好;背栓式工艺的结构有松动,但面板未破坏;小单元式工:艺的面板和结构均保持完好。


3、各种干挂法优缺点及经济性比较(见表1)。

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