外墻外保溫瓷磚外飾面系統抗震試驗與分析

瓷磚飾面具有比涂料飾面耐沾污能力強、色澤耐久性更好等優點，在國內用瓷磚作為外飾面的建筑比例相當高，在外保溫墻面上的應用也有相當大的需求。所以，有必要在國內研究獨特的外墻外保溫瓷磚粘貼飾面層的技術以及在高層建筑中應用的可行性。因此，我們通過與中國建筑科學研究院工程抗震研究所、鐵道部科學研究院鐵建所等單位合作，共同制定了外保溫瓷磚外飾面系統的抗震試驗方案及試驗程序，并于2001年8月29日在鐵道部科學研究院鐵建所，針對某實際工程進行了外墻外保溫瓷磚外飾面系統抗震試驗?？紤]到本系統中瓷磚飾面與主體結構的連接是柔性軟連接，主體結構所受扭曲力難以傳遞到飾面層，因此，選做垂直瓷磚飾面層地震波的抗震試驗。選用具有廣泛代表性的、對外飾面破壞力最大正弦拍波，使外保溫瓷磚外飾面系統抗震試驗更具有現實意義和代表性。

2保溫層面層粘貼瓷磚構造設計和依據

2．1 設計依據

目前，市場上流行的瓷磚尺寸多樣，我們對外墻飾面上應用比較廣泛的幾種類型瓷磚的質量進行了統計，結果如下：145mm× 45mm瓷磚的質量為88g／塊，每平方米用量為130塊共11．44kg；200mm×60mm瓷磚的質量為，172g／塊，每平方米用量為75塊共12．9kg；255mm×ll2mm瓷磚質量為420g／塊，每平方米用量為28塊共11．76kg；400mm×250mm瓷磚質量為1．650g／塊，每平方米用量為10塊共16．5kgo每平方米所用ZL瓷磚膠粘劑為16～23kg。因此，每平方米瓷磚加瓷磚膠粘劑總質量為28～40kg。

根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011―2001)對非結構構件采用等效側力法計算水平地震作用值時，可按下式計算：式中

F＝γηε1ε2αmaxG

F――沿最不利方向施加于非結構構件重心處的水平地震作用標準值；

γ――非結構構件功能系數，這里取1．4；

η―非結構構件類別系數，這里取0．9；

ε1――連接狀態系數，這里取2．0；

ε2――位置系數，建筑的頂點宜取2．0，底部宜取1．0，沿高度線性分布；

αmax――地震影響系數最大值，按罕遇地震取0．90；

G――非結構構件的重力。通過(1)式計算得出，地震作用最大值Fmax＝4．536G，即每平方米作用在粘貼的瓷磚上的地震作用力為1．27～1．81kN。因此，在高層建筑l00m高度處粘貼瓷磚時8級地震作用力為1．27～1．81kN／m2。

2.2 構造設計

保溫層材料選擇了目前應用最廣的膠粉聚苯顆粒保溫材料、單片鋼絲網架聚苯板、無網聚苯板三種類型?？紤]到這三種保溫材料的強度和穩定性，對膠粉聚苯顆粒保溫材料面層粘貼三種不同尺寸型號的瓷磚進行試驗；對單片鋼絲網架聚苯板面層粘貼重量比較小的特小號瓷磚進行試驗，同時對比在聚苯板表面用普通水泥砂漿和用膠粉聚苯顆粒保溫材料進行找平時抗震性能方面的差異；對無網聚苯板面層只進行涂料飾面的抗震試驗。

在抗裂防護層中，用四角鍍鋅鉛絲網代替耐堿涂塑玻纖網格布復合抗裂砂漿為抗裂層，并用結構墻體上射釘尾孔上的鍍鋅鉛絲將鍍鋅鉛絲網綁緊，提高面層、保溫層與結構層的結合牢度，提高整個構造的安全可靠性。具體做法如圖l。

瓷磚粘結劑選用變形量大于瓷磚溫度變形量一個數量級的膠粘劑，其粘結強度和抗凍融性能達到相關標準規范的要求，壓折比小于3，具有合理的柔性。

加固用射釘長42mm，4根／m2。根據測試，每根射釘破壞拉力為7kN，4根為28kN，綁扎用鉛絲的拉斷力為2kN，因此，每平方米設計4個機械固定點后的總抗拉能力為8kN，大于高層建筑100m高度處8級地震作用力的4～5倍。

3試驗設計

3．1 模型的設計與制作

為驗證保溫材料與主體結構的附著性能，驗證瓷磚膠粘劑的粘結能力，分三個試件6種狀況進行試驗。試驗前，與中國建筑科學研究院工程抗震所以及鐵道部科學研究院鐵建所按《建筑抗震設計規范》(GB 50011―2001)進行了試驗方案的設計，選用建筑物結構類型為國內較多采用的全現澆高層混凝土結構，按要求成型寬度1．3m、高度1．2m、厚度0．16m、帶有孔固定鋼角的，強度為C30的混凝土試件3塊，分別在三塊試件的6個面對6種不同類型的保溫構造進行抗震測試。

各試件的材料構成見表模型試件材料構成 表1

材 料 層

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2

3

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