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外墙外保温瓷砖外饰面系统抗震试验与分析

来源:中国保温网信息中心 2007-04-02 阅读:2452
  

瓷砖饰面具有比涂料饰面耐沾污能力强、色泽耐久性更好等优点,在国内用瓷砖作为外饰面的建筑比例相当高,在外保温墙面上的应用也有相当大的需求。所以,有必要在国内研究独特的外墙外保温瓷砖粘贴饰面层的技术以及在高层建筑中应用的可行性。因此,我们通过与中国建筑科学研究院工程抗震研究所、铁道部科学研究院铁建所等单位合作,共同制定了外保温瓷砖外饰面系统的抗震试验方案及试验程序,并于2001年8月29日在铁道部科学研究院铁建所,针对某实际工程进行了外墙外保温瓷砖外饰面系统抗震试验。考虑到本系统中瓷砖饰面与主体结构的连接是柔性软连接,主体结构所受扭曲力难以传递到饰面层,因此,选做垂直瓷砖饰面层地震波的抗震试验。选用具有广泛代表性的、对外饰面破坏力最大正弦拍波,使外保温瓷砖外饰面系统抗震试验更具有现实意义和代表性。

保温层面层粘贴瓷砖构造设计和依据

2.1  设计依据

 目前,市场上流行的瓷砖尺寸多样,我们对外墙饰面上应用比较广泛的几种类型瓷砖的质量进行了统计,结果如下:145mm× 45mm瓷砖的质量为88g/块,每平方米用量为130块共11.44kg;200mm×60mm瓷砖的质量为,172g/块,每平方米用量为75块共12.9kg;255mm×ll2mm瓷砖质量为420g/块,每平方米用量为28块共11.76kg;400mm×250mm瓷砖质量为1.650g/块,每平方米用量为10块共16.5kgo每平方米所用ZL瓷砖胶粘剂为16~23kg。因此,每平方米瓷砖加瓷砖胶粘剂总质量为28~40kg。

  根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011―2001)对非结构构件采用等效侧力法计算水平地震作用值时,可按下式计算:式中

 F=γηε1ε2αmaxG

F――沿最不利方向施加于非结构构件重心处的水平地震作用标准值; 

γ――非结构构件功能系数,这里取1.4;

η―非结构构件类别系数,这里取0.9; 

ε1――连接状态系数,这里取2.0; 

ε2――位置系数,建筑的顶点宜取2.0,底部宜取1.0,沿高度线性分布;

αmax――地震影响系数最大值,按罕遇地震取0.90;

G――非结构构件的重力。通过(1)式计算得出,地震作用最大值Fmax=4.536G,即每平方米作用在粘贴的瓷砖上的地震作用力为1.27~1.81kN。因此,在高层建筑l00m高度处粘贴瓷砖时8级地震作用力为1.27~1.81kN/m2

2.2  构造设计

 保温层材料选择了目前应用最广的胶粉聚苯颗粒保温材料、单片钢丝网架聚苯板、无网聚苯板三种类型。考虑到这三种保温材料的强度和稳定性,对胶粉聚苯颗粒保温材料面层粘贴三种不同尺寸型号的瓷砖进行试验;对单片钢丝网架聚苯板面层粘贴重量比较小的特小号瓷砖进行试验,同时对比在聚苯板表面用普通水泥砂浆和用胶粉聚苯颗粒保温材料进行找平时抗震性能方面的差异;对无网聚苯板面层只进行涂料饰面的抗震试验。

 在抗裂防护层中,用四角镀锌铅丝网代替耐碱涂塑玻纤网格布复合抗裂砂浆为抗裂层,并用结构墙体上射钉尾孔上的镀锌铅丝将镀锌铅丝网绑紧,提高面层、保温层与结构层的结合牢度,提高整个构造的安全可靠性。具体做法如图l。

 瓷砖粘结剂选用变形量大于瓷砖温度变形量一个数量级的胶粘剂,其粘结强度和抗冻融性能达到相关标准规范的要求,压折比小于3,具有合理的柔性。

 加固用射钉长42mm,4根/m2。根据测试,每根射钉破坏拉力为7kN,4根为28kN,绑扎用铅丝的拉断力为2kN,因此,每平方米设计4个机械固定点后的总抗拉能力为8kN,大于高层建筑100m高度处8级地震作用力的4~5倍。

3  试验设计

3.1  模型的设计与制作

 为验证保温材料与主体结构的附着性能,验证瓷砖胶粘剂的粘结能力,分三个试件6种状况进行试验。试验前,与中国建筑科学研究院工程抗震所以及铁道部科学研究院铁建所按《建筑抗震设计规范》(GB 50011―2001)进行了试验方案的设计,选用建筑物结构类型为国内较多采用的全现浇高层混凝土结构,按要求成型宽度1.3m、高度1.2m、厚度0.16m、带有孔固定钢角的,强度为C30的混凝土试件3块,分别在三块试件的6个面对6种不同类型的保温构造进行抗震测试。

各试件的材料构成见表模型试件材料构成          表1

材 料  层

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