新型瓷板技术在幕墙及饰面工程中的应用

　　随着建筑及建筑材料科学技术的发展，越来越多的的传统建筑材料在利用其原有的优越的产品性能基础上，采用了新的生产技术使其在新的建筑领域中得到了较为广泛的应用。我国在陶瓷板的研制、生产加工上一直以来在世界上都处于领先的地位。背栓式瓷板技术正是利用了我国在陶瓷产品上的优势，结合国外先进的背栓锚固系统，使其在国内南京朗诗国际、苏州金墅国际等近十个工程项目上得到了较为广泛的应用。

　　1.背栓式瓷板幕墙及饰面工程的定义

　　1.1瓷板

　　瓷板是指由粘土或其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺处理，用于装饰与保护建筑物、构筑物墙面及地面的板状或块状瓷制品，吸水率不大于0.5的瓷砖。

　　1.2背栓式原理

　　通过专业的钻孔设备，在瓷板的背面精确加工成一个垂直直径7mm, 扩孔直径9mm的锥形圆孔，把背栓植入锥形孔中，拧入螺杆，使背栓底部彻底展开，与锥形孔相吻合，形成一个无应力的凸型结合，并通过小型的钩挂件将瓷板固定在安装基面上(如图1)。

 图1背栓式原理示意图

　　1.3分类与构造特点

　　根据结构形式一般分为背栓式瓷板幕墙和背栓式瓷板饰面工程两种。前者一般应用于抗震裂度大于8度的地区;后者一般应用于抗震裂度小于7度的地区。根据工程功能要求，板材之间拼缝可分为开放式或嵌缝式两种。背栓式瓷板幕墙的构造特点为由背栓通过铝合金挂件将瓷板与幕墙龙骨连接，水平荷载和竖向荷载通过瓷板由背栓转化为集中荷载，由铝合金挂件通过幕墙龙骨传递给主体结构(如图2)。背栓式瓷板饰面工程的构造特点为由背栓通过插杆与混凝土主体结构连接，水平荷载和竖向荷载通过瓷板由背栓转化为集中荷载，由插杆传递给主体结构(如图3)。

　　2.瓷板材料的特性

　　瓷板具有无放射性，良好的耐久性能，不褪色，并且表面色泽鲜艳且可根据要求进行调色烧制，因此在色彩方面给建筑师提供了很大的选择余地和创造空间。瓷板表面可分为毛面和釉面两种，釉面瓷板还具有良好的自洁功能。在背栓式瓷板幕墙及干挂瓷板工程中使用的瓷板厚度不宜小于12mm。

　　2.1瓷板常用规格及允许偏差

　　原则上来讲,在满足瓷板烧制要求情况下可以根据立面进行任意的分格,但考虑到瓷板生产厂家的常规加工尺寸和性能价格比及施工方便快捷等因素,为了提高其经济性，一般采用瓷板的常用规格。对于边部收口的瓷板在工厂进行切割处理。瓷板的常用规格及允许偏差按表1采用。

　表1 瓷板常用规格及允许偏差表(mm)

　　2.2瓷板的表面质量

　　瓷板的表面质量除满足工程使用需要外还应符合表2的规定。

　　表2 瓷板的表面质量

　　注：1 当色差作为装饰目的时，不属缺陷;

　　2 陶瓷板的背面和侧面不允许有影响使用的附着物和缺陷。

　　2.3 瓷板的理化性能瓷板的物理及化学性能指标应符合表3的规定。

　　表3 瓷板的理化性能

　　注:1 严寒地区幕墙用瓷板,按GB6955检测抗冻性能时,其工作温度应适当降低;

　　2 瓷板的弯曲强度,平均值不小于35Mpa,d单个值最低不得小于30Mpa。

　　2.4 瓷板的设计强度取值

　　背栓式瓷板幕墙及饰面工程用瓷板的弯曲强度设计值fp，应按同一品种规格的0.1%且不少于三件进行抽样检测，试件的平均弯曲强度值fm不得小于30Mpa，单块试件的弯曲强度值fm不得小于27Mpa。试件的平均弯曲强度值fgm除以3即为瓷板的弯曲强度设计值fp。

　　3.瓷板的强度计算

　　计算荷载取值与普通玻璃幕墙和金属石材幕墙相同按《建筑结构荷载规范(GB50009)》进行取值，荷载组合及计算参数和模型的选定按照《玻璃幕墙工程技术规范(JGJ102)》及《金属、石材幕墙工程技术规范(JGJ133)》进行选定。虽然陶瓷技术在我国应用历史比较长，但其作为外装饰材料时间尚短，其弹性模量和泊松比尚需通过实验及时间来进一步积累。

　　3.1四点支撑瓷板的计算

　　图4四点支承瓷板计算简图

　　最大应力标准值可按有限元方法计算，也可按下列公式计算(图4)：

　　σWk=6mWklxly/t2

　　σEk=6mqEklxly/t2

　　式中：σWk—风荷载作用下瓷板截面最大应力标准值(N/mm2);

　　σEk—地震作用下瓷板截面最大应力标准值(N/mm2);

　　Wk—风荷载标准值;

　　qEk—地震荷载标准值;

　　m—弯矩系数，可由玻璃长边与短边及锚固点距板边缘之比(图1)按表4采用;

　　lx—瓷板水平边长(mm);

　　ly—瓷板竖向边长(mm);

　　t—瓷板的厚度(mm);

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