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面板背部连接的石材幕墙设计(上)
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摘 要：目前，背栓式连接石材幕墙已在国内广泛应用，背卡、背槽连接石材幕墙已有许多工程实例，本文对其设计方法和构造要求提出建议，以提高背部连接石材幕墙的安全性和使用质量
关键词：背部连接面板 石材幕墙 幕墙设计
1 概述
1.1 面板背部连接的石材幕墙
面板背部连接的石材幕墙已在我国幕墙工程中广泛应用，其中历史最长、应用最普遍的是背栓式连接面板（图1），近年来我国自行开发的面板背部连接技术如背卡、背槽也正在推广（图2~图4）。石材面板采用背部连接方式的优点是：
（1）背部连接可以减小石材面板的支承间距，从而减小石板承受的弯曲应力，减薄板的厚度。
（2）连接可靠，对石板的削弱较小。这就减少了连接部位石材局部破坏的可能性，使石材面板有较高的抗震能力。
现行《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001中未对背部连接的石材幕墙作出规定，本文根据国内工程经验，对其设计提出一些建议。
1.2 面板背部连接石材幕墙的抗震性能
中国建筑科学研究院分别进行了背栓、背卡、背槽连接的石材幕墙的振动台试验。结果表明：这些连接方式均通过了8度设防的抗震试验要求。
抗震试验在6自由度大型三向振动台进行，台面尺寸为5m×5m，幕墙的支承钢框架尺寸为3m×3m×5m（高），输入地震波为人工波和美国El-Centro地震波，台面输入加速度Amax由0.07g开始逐级加大到0.8g以上。一般而言，相当于中震设防烈度，7度时Amax为0.1g，8度时为0.2g，9度时为0.4g，10度时为0.8g。
1. 背栓连接试验
（1）试验一
石材为山东樱花红，抗弯强度为10.8N/mm2，板厚18mm~32mm不等。采用慧鱼FZP不锈钢M6和M8背栓。一直试验到Amax为0.9g，最大顶点相对位移到1/54，幕墙及连结件完好无损。
（2）试验二
石材为广东西丽红，抗弯强度为8.4N/mm2，板厚18mm~35mm不等，采用斯泰STAN不锈钢M6背栓。一直试验到Amax为0.97g，层间变位达1/55，幕墙及连接件完好无损坏。
2. 背卡连接试验
石材为山东崂山红，厚度分别为20mm,25mm,30mm，采用厚度为0.5mm的不锈钢背卡连接。试验时台面输入加速度Amax最大达0.9g。幕墙平面外最大相对位移达1/36，平面内最大相对位移1/80。幕墙及连接件无损坏。
3. 背槽连接试验
石材种类为：25mm,30mm厚花岗岩板；15mm,20mm花岗岩板加1.6mm厚纤维增强复合层共四种类型，采用埋入槽内的铝合金可调连接件。板后开槽，槽深取决于板厚，分别为10~12mm（花岗岩板）和6~8mm（复合板）。
试验输入最大加速度Amax达0.949g（x向）和0.872g（y向），最大层间位移角达1/52，连接件及幕墙无损坏。
2 一般要求
2.1 石材面板
1. 石材种类
背部连接方式可应用于岩浆岩（花岗岩、玄武岩等），也可用于沉积岩（砂岩、石灰岩等）和变质岩（大理岩、片麻岩等）。背卡连接和背槽连接的连接面较大，对多孔岩石的孔洞缺陷不很敏感，软弱多孔石材也可以适用；采用背栓连接时，如果栓位遇到孔洞，宜采取注胶等加强措施。
2. 石材的性能要求
用于背面连接的石材，材性应符合表1的要求。
表1 石材的物理力学性能要求
3. 石材面板的厚度
石材面板的厚度宜符合表2的要求。
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