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摘要:本文从陶土板的自身特点入手,对这种新型材料进行了介绍,重点对其自身的物理性能、使用功能、以及与其他材料的不同之处,施工方法进行了论述,并重点讨论了在建筑幕墙中的应用,指出此种材料的优越性,及在建筑幕墙中使用的先进性和未来的使用广泛性,为后续工程的施工能够起到指导作用。
关键词:干挂陶土板 ;建筑幕墙 ;施工方法
中图分类号:TM281文献标识码: A
前言
建筑幕墙作为一种比较成熟的外墙装饰手段,国内一般的作法是将外装饰面板固定在金属构件上,通过与主体结构上已经固定好的金属龙骨相连接,形成完整的外装饰体系。建筑幕墙相对于传统的外围护结构有着自身独特的特点,包括采光好、防风性能极佳、隔热效果明显、防噪声效果好等。
传统的幕墙面板材料一般有建筑石材、玻璃面板、人造板材、金属板材等主要几大种,近几年来工程中使用的陶土板幕墙工程的项目逐步增多,因为陶土板自身重量轻、颜色有多种可选,具备自清洁作用,是一种新型的复合人造板幕墙材料。本文结合杭州师范大学仓前新校区食堂幕墙工程对这种材料的使用进行了论述。
1、陶土板及其幕墙体系的优点
1.1陶土板(1.8cm厚)物理力学性能
陶土板为人工材料是将复合泥料经过高强挤压一次成型完胚,再进行不低于1500℃的高温烧结而成, 成品的热膨胀系数约为2~5×10-6/℃, 外形几乎不受温度影响,此种规格的陶土板的具有良好的力学性能,可抗冲击,满足外装幕墙的抗风压性能要求,吸水率≤0.5,陶土板的干燥重量一般为 ≤50kg/m2;对于北方地区要求其具有较好的抗霜冻性即实验室环境经50次试验冻融循环后,外观不得有破损,板材的强度不能低于5.8kN , 形成幕墙体系后,抗风压强度14.5MPa/m2,由于陶土板是泥土烧结而成其防火性能远远好于其他材料防火等级为A1,从形成幕墙体系后的声学功能来看,可以有效减少噪音9dB。
现场对进场的陶土板进行了性能复试,国家规范要求及试验结果如下表:
表一、陶土板试验性能
1.2陶土板幕墙体系特点
陶土板幕墙体系与其他的幕墙体系相比有如下优点:日常便于维护,面板耐用性好,具有很好的抗风压性、面板耐磨性好,体系的整体寿命大于50年。无需洗涤剂及专业清洗设备即可完成面板的清洗。陶土板是不可燃材料,防火性能超过国家标准,原材料的隔热性能,使得陶土板隔热性能极佳,降低外围护系统的热桥效应,提高建筑节能性;陶土的热稳定性和较低的孔隙率使陶土板有很强的抗霜冻能力。陶土板采用天然陶土为原料,无污染无辐射;陶土板体系施工简单迅速,如果出现面板的损坏,修复简单快捷。陶土板的自重小,竖向龙骨与横梁和连接件的尺寸都大大减少,能够降低工程造价。
2、陶土板幕墙的安装体系特点
由于不同厂家生产的陶土板的形状区别较大,所以安装系统也不同, 所以市场上可见的安装体系有很多种。如果对安装的方式对安装体系进行分类可以按照如下两大类划分, 即有横龙骨体系和无横龙骨体系。
2.1 双层嵌入式陶土板的无横龙骨体系
( 1) 内部结构。一般是钢制骨架与主体结构连接,而后固定保温材料。按照设计和建设单位的要求,保证节能要求,选择合适的保温材料。在竖向龙骨上安装钢制T型龙骨,按照陶土板的宽度作为安装间距来进行施工,在竖向龙骨上拉水平通线,并留好安装扣件的孔,这样可以保证安装陶土板时,整体的效果,使体系外观接缝平直和表面整齐;调平后,用螺栓与连接件连接固定在龙骨上。
( 2) 陶土板的安装。按照自下而上的顺序,在已经钻孔的竖向龙骨上采用螺栓固定底部扣件。连接牢固后安装垂直接缝构件,将开好槽口的陶土板与底部扣件固定好,将接缝件夹在相邻两块陶土板之间。将完底层陶土板固定完毕后,按照顺序在竖向龙骨上固定中间扣件,中间扣件作为相邻陶土板的连接构件既要固定下面已经安装的陶土板,又要形成上一块陶土板的底座。这样完成了一个基本单元的板材安装。
2.2 双层嵌入式陶土板的有横龙骨体系
( 1) 内部结构。有横龙骨体系也是采用钢制竖向龙骨,采用螺栓将其固定在主体结构上,如上文固定保温层。在支撑支架上安装竖龙骨,需要对竖向承载力和横向龙骨间距进行计算,进而得出竖向龙骨的间距,而不是如双层嵌入式陶土板的无横龙骨体系般,按照板材的尺寸来要求竖龙骨的间距。而后安装槽型横龙骨,横龙骨的间距必须与陶土板的高度一致;此体系对横龙骨的水平度要求较高,需要精心调整。施工时要边调整变固定,确保孔在同一水平线上,使体系外观接缝平直和表面整齐; 经过反复调平后,用螺栓固定于竖龙骨上。
( 2) 陶土板的安装。与无横龙骨体系陶土板的安装存在唯一的区别是,有横龙骨体系中的龙骨、扣件是体系中的组成部分,安装时扣牢即可,不需要螺栓固定。
2.3 两种体系的优缺点比较
有横龙骨体系相比之下多出了横龙骨,造价较高但是水平缝质量好,体系安装较快,质量较好;同样,无横龙骨体系造价低,但是容易出现水平缝不平整的现象,外观质量差,即使通过条孔和螺栓对位置进行微调,但效果不明显。设计和施工人员可以按照工程实际情况和要求选择这两种体系。
3、开放式陶土幕墙设计施工技术要求及要点
开放式陶土幕墙施工流程如下图所示
保证使用阶段的安全性是幕墙设计和施工中需要着重给与重视的环节,也是保证幕墙在质保期内保证最基本的使用功能的要求。
(1) 幕墙与主体结构的连接要求:在进行幕墙设计时,设计者必须要从幕墙与主体结构连接的承载能力上考虑,包括幕墙体系的自身重力荷载、体系形成后的需要承受的风荷载、地震荷载、以及温度应力;并且从幕墙的整体来考虑,不能出现明显的变形及由于幕墙体系产生变形而带来的附加应力;c.当主体结构与幕墙产生相对位移时,不应影响幕墙性能。
(2)主体施工阶段幕墙预埋件的固定。一般幕墙与主体结构的连接都是通过预埋件与龙骨焊接或是螺栓连接。预埋件需要在主体施工时,混凝土浇筑前完成预埋件的准确牢固的固定工作。要求主体结构的混凝土强度要大于C30。预埋件则要采用燕尾槽式Q235钢板,背部焊接不少于四根直径是12的Ⅱ级螺纹φ固定锚筋,锚固长度按照25d来计算。
(3) 幕墙竖向主龙骨与连接件和转接件连接。对于所形成体系是三维调节系统。由于固定平台与预埋件是焊接形成刚性体系。转接件上预留条孔,方便后续三维调节。要求采用铰接型连接件,以便减少地震荷载对体系的影响。使用的转接件要悬挂在连接螺杆上,利用调节夹来调整固定。保证螺栓的数量大于2个。确保幕墙安装过程的安全性,保证竖向龙骨的可调节性,加大安装精度,提高系统整体的抗震性能。
(4)对于预埋件偏位或是漏设,需要采用化学螺栓连接方式来固定预埋钢板。化学螺栓要求大于φ12×120,并且设置于与剪力垂直方向,待锚栓强度达到规范规定后要进行拉拔试验,保证受力值满足设计要求。在进行横梁与竖向龙骨进行连接时、陶土板与横梁连接时都要保证连接部位的牢固可靠。如果采用螺栓连接要对螺栓进行防锈处理。陶土板连接竖剖节点如下图:
4、结语
开放式的陶土板在建筑应用对于我国的幕墙工程来说还处于起步阶段,我们还没能完全掌握这种新型装饰材料在后期使用中是否发现新的问题,本文从工程实际出发对这种材料及其使用的装饰体系进行了简要的介绍。由于它的优越性和实用性我们将在今后的工程中不断的尝试使用,促进此类环保节能的材料大力发展,以便更好地为城市建设提供新的发展方向。
参考文献:
[1] 许 涛。浅谈干挂陶土板在建筑幕墙中的应用[J];科技传播2011第03期
[2] 吴春雷。開放式陶土板幕墙在工程中的应用;中华建设 2012.7
[3] 沈 亮。陶土板幕墙系统特性及应用。工程质量,2007(6)
[4]张粉芹,赵志曼.建筑装饰材料[M].重庆大学出版社,2007.
[5]彭克伟,刘强.建筑装饰与物理环境[M].天津科学技术出版社,2006.
关键词:干挂陶土板 ;建筑幕墙 ;施工方法
中图分类号:TM281文献标识码: A
前言
建筑幕墙作为一种比较成熟的外墙装饰手段,国内一般的作法是将外装饰面板固定在金属构件上,通过与主体结构上已经固定好的金属龙骨相连接,形成完整的外装饰体系。建筑幕墙相对于传统的外围护结构有着自身独特的特点,包括采光好、防风性能极佳、隔热效果明显、防噪声效果好等。
传统的幕墙面板材料一般有建筑石材、玻璃面板、人造板材、金属板材等主要几大种,近几年来工程中使用的陶土板幕墙工程的项目逐步增多,因为陶土板自身重量轻、颜色有多种可选,具备自清洁作用,是一种新型的复合人造板幕墙材料。本文结合杭州师范大学仓前新校区食堂幕墙工程对这种材料的使用进行了论述。
1、陶土板及其幕墙体系的优点
1.1陶土板(1.8cm厚)物理力学性能
陶土板为人工材料是将复合泥料经过高强挤压一次成型完胚,再进行不低于1500℃的高温烧结而成, 成品的热膨胀系数约为2~5×10-6/℃, 外形几乎不受温度影响,此种规格的陶土板的具有良好的力学性能,可抗冲击,满足外装幕墙的抗风压性能要求,吸水率≤0.5,陶土板的干燥重量一般为 ≤50kg/m2;对于北方地区要求其具有较好的抗霜冻性即实验室环境经50次试验冻融循环后,外观不得有破损,板材的强度不能低于5.8kN , 形成幕墙体系后,抗风压强度14.5MPa/m2,由于陶土板是泥土烧结而成其防火性能远远好于其他材料防火等级为A1,从形成幕墙体系后的声学功能来看,可以有效减少噪音9dB。
现场对进场的陶土板进行了性能复试,国家规范要求及试验结果如下表:
表一、陶土板试验性能
1.2陶土板幕墙体系特点
陶土板幕墙体系与其他的幕墙体系相比有如下优点:日常便于维护,面板耐用性好,具有很好的抗风压性、面板耐磨性好,体系的整体寿命大于50年。无需洗涤剂及专业清洗设备即可完成面板的清洗。陶土板是不可燃材料,防火性能超过国家标准,原材料的隔热性能,使得陶土板隔热性能极佳,降低外围护系统的热桥效应,提高建筑节能性;陶土的热稳定性和较低的孔隙率使陶土板有很强的抗霜冻能力。陶土板采用天然陶土为原料,无污染无辐射;陶土板体系施工简单迅速,如果出现面板的损坏,修复简单快捷。陶土板的自重小,竖向龙骨与横梁和连接件的尺寸都大大减少,能够降低工程造价。
2、陶土板幕墙的安装体系特点
由于不同厂家生产的陶土板的形状区别较大,所以安装系统也不同, 所以市场上可见的安装体系有很多种。如果对安装的方式对安装体系进行分类可以按照如下两大类划分, 即有横龙骨体系和无横龙骨体系。
2.1 双层嵌入式陶土板的无横龙骨体系
( 1) 内部结构。一般是钢制骨架与主体结构连接,而后固定保温材料。按照设计和建设单位的要求,保证节能要求,选择合适的保温材料。在竖向龙骨上安装钢制T型龙骨,按照陶土板的宽度作为安装间距来进行施工,在竖向龙骨上拉水平通线,并留好安装扣件的孔,这样可以保证安装陶土板时,整体的效果,使体系外观接缝平直和表面整齐;调平后,用螺栓与连接件连接固定在龙骨上。
( 2) 陶土板的安装。按照自下而上的顺序,在已经钻孔的竖向龙骨上采用螺栓固定底部扣件。连接牢固后安装垂直接缝构件,将开好槽口的陶土板与底部扣件固定好,将接缝件夹在相邻两块陶土板之间。将完底层陶土板固定完毕后,按照顺序在竖向龙骨上固定中间扣件,中间扣件作为相邻陶土板的连接构件既要固定下面已经安装的陶土板,又要形成上一块陶土板的底座。这样完成了一个基本单元的板材安装。
2.2 双层嵌入式陶土板的有横龙骨体系
( 1) 内部结构。有横龙骨体系也是采用钢制竖向龙骨,采用螺栓将其固定在主体结构上,如上文固定保温层。在支撑支架上安装竖龙骨,需要对竖向承载力和横向龙骨间距进行计算,进而得出竖向龙骨的间距,而不是如双层嵌入式陶土板的无横龙骨体系般,按照板材的尺寸来要求竖龙骨的间距。而后安装槽型横龙骨,横龙骨的间距必须与陶土板的高度一致;此体系对横龙骨的水平度要求较高,需要精心调整。施工时要边调整变固定,确保孔在同一水平线上,使体系外观接缝平直和表面整齐; 经过反复调平后,用螺栓固定于竖龙骨上。
( 2) 陶土板的安装。与无横龙骨体系陶土板的安装存在唯一的区别是,有横龙骨体系中的龙骨、扣件是体系中的组成部分,安装时扣牢即可,不需要螺栓固定。
2.3 两种体系的优缺点比较
有横龙骨体系相比之下多出了横龙骨,造价较高但是水平缝质量好,体系安装较快,质量较好;同样,无横龙骨体系造价低,但是容易出现水平缝不平整的现象,外观质量差,即使通过条孔和螺栓对位置进行微调,但效果不明显。设计和施工人员可以按照工程实际情况和要求选择这两种体系。
3、开放式陶土幕墙设计施工技术要求及要点
开放式陶土幕墙施工流程如下图所示
保证使用阶段的安全性是幕墙设计和施工中需要着重给与重视的环节,也是保证幕墙在质保期内保证最基本的使用功能的要求。
(1) 幕墙与主体结构的连接要求:在进行幕墙设计时,设计者必须要从幕墙与主体结构连接的承载能力上考虑,包括幕墙体系的自身重力荷载、体系形成后的需要承受的风荷载、地震荷载、以及温度应力;并且从幕墙的整体来考虑,不能出现明显的变形及由于幕墙体系产生变形而带来的附加应力;c.当主体结构与幕墙产生相对位移时,不应影响幕墙性能。
(2)主体施工阶段幕墙预埋件的固定。一般幕墙与主体结构的连接都是通过预埋件与龙骨焊接或是螺栓连接。预埋件需要在主体施工时,混凝土浇筑前完成预埋件的准确牢固的固定工作。要求主体结构的混凝土强度要大于C30。预埋件则要采用燕尾槽式Q235钢板,背部焊接不少于四根直径是12的Ⅱ级螺纹φ固定锚筋,锚固长度按照25d来计算。
(3) 幕墙竖向主龙骨与连接件和转接件连接。对于所形成体系是三维调节系统。由于固定平台与预埋件是焊接形成刚性体系。转接件上预留条孔,方便后续三维调节。要求采用铰接型连接件,以便减少地震荷载对体系的影响。使用的转接件要悬挂在连接螺杆上,利用调节夹来调整固定。保证螺栓的数量大于2个。确保幕墙安装过程的安全性,保证竖向龙骨的可调节性,加大安装精度,提高系统整体的抗震性能。
(4)对于预埋件偏位或是漏设,需要采用化学螺栓连接方式来固定预埋钢板。化学螺栓要求大于φ12×120,并且设置于与剪力垂直方向,待锚栓强度达到规范规定后要进行拉拔试验,保证受力值满足设计要求。在进行横梁与竖向龙骨进行连接时、陶土板与横梁连接时都要保证连接部位的牢固可靠。如果采用螺栓连接要对螺栓进行防锈处理。陶土板连接竖剖节点如下图:
4、结语
开放式的陶土板在建筑应用对于我国的幕墙工程来说还处于起步阶段,我们还没能完全掌握这种新型装饰材料在后期使用中是否发现新的问题,本文从工程实际出发对这种材料及其使用的装饰体系进行了简要的介绍。由于它的优越性和实用性我们将在今后的工程中不断的尝试使用,促进此类环保节能的材料大力发展,以便更好地为城市建设提供新的发展方向。
参考文献:
[1] 许 涛。浅谈干挂陶土板在建筑幕墙中的应用[J];科技传播2011第03期
[2] 吴春雷。開放式陶土板幕墙在工程中的应用;中华建设 2012.7
[3] 沈 亮。陶土板幕墙系统特性及应用。工程质量,2007(6)
[4]张粉芹,赵志曼.建筑装饰材料[M].重庆大学出版社,2007.
[5]彭克伟,刘强.建筑装饰与物理环境[M].天津科学技术出版社,2006.