1.深圳市三鑫幕墙工程有限公司;2.深圳市顺恒利科技工程有限公司
【摘 要】本文介绍广州白云国际会议红砂岩幕墙新材料、新技术
【关键词】红砂岩;背栓
1.工程概况
广州白云国际会议中心是广东省召开省、市人大、政协等政务会议的重要场所,是体现广东政务管理能力和建设水平的重要公共设施。广州白云国际会议中心位于广州市白云山国家风景名胜区西部,紧临云溪生态公园。总用地面积26.626公顷,总建筑面积309341平方米。其中地上建筑面积254139平方米,地下建筑面积43624.7平方米,架空层面积11577平方米。地上部分由A、B、C、D、E五栋建筑及连廊、展览厅B组成,其中B、C、D、连廊及展览厅B为会议中心,两栋A.E为酒店。五栋建筑平面由北向南平行布置,形式统一协调而成扁长形状。A栋筑面积为52164平方米,建筑总长171.8米,共十二层,首层、二层层高为7.5米,三层以上层高为3.5米,总高57.10m。E栋建筑面积为53428平方米,建筑总长166.5米,共十一层,首层、二层层高为7.5米,三层以上层高为3.5米,总高57.10m。根据设计理念,体现建筑物与自然的和谐。在屋顶和立面上采用大量的红砂岩作表面。A栋南立面由半菱形开放式砂岩幕墙与隐框玻璃窗组成。砂岩标准单元为7500×3000 mm,砂岩分格为750(宽)×500(高)mm,玻璃窗尺寸大小为1500(宽)×1500(高)mm和1500(宽)×1000(高)mm。北面为凸凹铝板单元尺寸与砂岩一致,铝板分格为1500(宽)×500(高)mm;东西两面各一半为突出铝板、红砂岩,中庭全部为突出铝板,立面每单元中间为玻璃幕窗。顶部为平面红砂岩。E栋北面凸凹红砂岩,南面为凸凹铝板,东西两面各一半为突出铝板、红砂岩,中庭全部为突出铝板,顶部为平面红砂岩。
2.新材料、新工艺、新技术的应用
2.1大量红砂岩作为幕墙主要材料。
A、E栋幕墙红砂岩达32045万平方米,如此大量采用红砂岩作为立面面板国内工程是没有。而且红砂岩质地松软,抗弯强度低。本工程采用红砂岩40mm厚,还有重量大、笨重不易搬运、安装拆卸不便的缺点。这次采用设计值在干燥状态下为3.0MPa;国家没有现成的规范。对工程来说是很大的困难。为此,项目办自己组织了专家和施工、加工单位对红砂岩作为面板作了可行性研究,并制订了《红砂岩加工设计及安装验收规程》。红砂岩是容易风化,更容易受外界大气、酸雨、工业烟雾等外界因素对它的侵破坏。为了保护红砂岩,使红砂岩不被风化和侵蚀,本工程采用了高效石材防水剂对红砂岩浸泡,溶剂通过有效渗入红砂岩毛细通道,通过潮气的催化作用,与红砂岩充分结合形成一纵深的、持久的防护层,红砂岩表面不留任何痕迹,并保持红砂岩的透气性,即使红砂岩表面部分磨损,内部仍具有十分优秀的防水性,提供最佳的“水珠效应”,能有效锁住水、大气等污染物对红砂岩的侵害。对水性污染有一定防护作用,为红砂岩作为表面材料奠定了基础。
2.2蜂窝红砂岩在工程上首次应用
红砂岩本身是一种脆性材料,自身强度不好,容易破碎。如果在加工、施工过程中有暗裂纹存在比较难察觉到,如果用在吊顶及外倾面有人员进出的位置,在受到风力振动的情况下极易破碎产生下坠,造成了安全隐患;砂岩蜂窝板克服了天然砂岩脆而易碎的缺点。砂岩蜂窝板在加工过程中首先要将砂岩荒料切割成薄片,然后用砂岩薄片用专用胶与铝蜂窝板复合在一起形成整体,局部受大力冲击时,砂岩蜂窝板不会产生粉碎性、放射性的破裂,即便受到外力也类似于夹胶玻璃,砂岩薄片也会与铝蜂窝板粘结在一起不会产生下坠,安全性有了保障。本工程在主出入口吊顶采用了蜂窝红砂岩A、E栋502平方米。
红砂岩蜂窝板能降低砂岩板较高的吸水量、吸水率,从而减轻外围护结构的总体重量。红砂岩蜂窝板的特殊的结构,内层铝蜂窝内的空气层能大降低室内外热能的传导,从而达到节能效果。据测定,超薄型蜂窝红砂岩板的热传导系数仅为红砂的1/10。由于该砂岩蜂窝板的表面砂岩厚度可为5-8㎜,这是砂岩蜂窝板特有的性能,能大幅减轻板的自重,能大大提高砂岩矿的利用率,大大节约有限自然资源。
2.3红砂岩锚固采用背栓方法
背栓是一个紧固件,它把石材和石材幕墙组件中的连接件联结在一起,它属于可以自由拆卸的紧固件,连接件可按幕墙需要的构造要求来设计连接件。这是新型有效的锚固专利技术,背栓锚固基本原理,是通过专用的设备和金刚石钻头在红砂岩的背部钻锥形孔,使得在植入锚固件时,锚固件底部打开后的形状与钻孔形状相吻合,通过锥形结合,形成结构锁定,进行锚固。背栓锚固原理的关键技术在于扩压环结构,它是通过具有弹性的A4不锈钢波形环的支撑达到机械锁定的目的。红砂岩锚固采用背栓式方法可通过有限元方法选择最佳受力支撑点(约板长1/5处),使得石材承受均布载荷的最大弯矩值最小,材料所需的抗弯模量最小,因而具备了能选用强度低红砂岩的条件。
在通常情况下,天然石材的厚度的公差是比较大的。通常在允许范围内,天然石材板的厚度的公差可以达到400毫米。我们采用于本工程的背栓,它可以克服板面加工厚度的误差,保持板材的正反面距离是定值。所以说板材厚度的加工误差永远是在板材背面解决的,从板材的正面去看的话,是永远看不到的。
本工程采用M6A4不锈钢背栓共A、E栋390000颗。构造要求石材与连接件的连接,视石材板尺寸和构造要求可采用一个背栓、二个背栓、四个背栓等,本工程的所有节点图都是按照四个背栓设计,背栓孔中心距离石材边不大于180 mm,不小于100 mm;当为二个背栓连接时,孔中到板顶边距离不大于250 mm,到侧边距离不大于180 mm;当采用一个背栓连接时,孔应该位于石材中心,到石材边不大于300 mm;孔深要求21mm。如果采用一个或二个背栓连接时,在石材的四个角应加尼龙螺栓顶住石材,使石材板面平稳。连接件凹槽深度与石材板缝的大小除满足设计要求外,还应该考虑将来石材维修拆装的方便与石材整体的美观效果,因此石材连接件的凹槽深度一般与石材板缝相差不大于8 mm,本工程节点图中石材板缝为10 mm,挂件凹槽深度10 mm。
在建造红砂岩幕墙时,本工程采用了敞开式幕墙设计,幕墙本身不防水,不能按惯例进行空气渗透、雨水渗漏三项物理性能检测,根据专家组意见和业主只要风压变形、平面内变形二项物理性能检测,还对背栓和背栓锚固红砂岩的连接部位进行了背栓拉伸试验,背栓锚固红砂岩的拉拔试验,背栓的剪切试验;积累了大量试验参数,证明了背栓点连接红砂岩幕墙有很高的可靠性,同时找出了局部构造改进的方向。
3 结束语
红砂岩幕墙背栓施工中,接待了各级专家、设计及施工人员的参观、评定,一致认为选择的加固措施工艺合理,施工方便快捷,施工质量容易保证和鉴定,值得推广。符合幕墙发展的趋势,本系统是石材、陶瓷板、人造石、高压层板、玻璃、微晶玻璃、纤维水泥板等幕墙干挂领域广泛应用的国际著名品牌。
论文作者:徐天辅1,庞钦2
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第5期
论文发表时间:2016/8/23
标签:砂岩论文; 石材论文; 幕墙论文; 蜂窝论文; 锚固论文; 工程论文; 铝板论文; 《低碳地产》2015年第5期论文;