胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统适用高度研究

发布日期:2015-06-04 09:34:10
胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统,采用胶粉聚苯颗粒浆料满粘贴 砌聚苯板的做法、加上聚苯板的横槽设计使聚苯板受粘面积增大、聚苯板各点受力均匀, 单位面积聚苯板的粘结强度大大増加,使得该系统具有优异的粘结性能和抗负风压性 能;
胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统(涂料饰面)构造详图见图1。
由于该系统在聚苯板外增加了多10mm厚的胶粉聚苯颗粒浆料防火找平层,使得该 系统相对于聚苯板增强网薄抹灰外墙外保温系统具体有更好的防火安全性、抗裂性、耐 候性;是今肩一段时间内会大面积采用的外墙外保温体系&目前国家及各省市发布的有 关胶粉聚苯颗粒浆料贴聚苯板复合外墙外保温系统标准,未明确给出该系统抗风压及 抗震性能的计算方法,胶粉聚苯颗粒浆料致使大家对该系统的适用建筑高度存在一定争议;
例如山东省I程建设标准DBJ/T14-099-2013《外墙外保温应用技术规程(胶粉聚苯 颗粒浆料复合型外墙外保温系统)》,其第3.0.1条仅规定,外保温工程应满足:能承受 设计瞬时风荷载的作用而不产生破坏,在规定的抗震设防烈度范围内不应从_层上脱
1基层:裩凝土墙或砌体墙 2界面砂浆
3保温层:胶粉聚苯颗粒浆料+聚苯板
4防火找平层:胶粉聚苯颗粒浆料 5抗裂砂浆层:
抗裂砂浆复合耐碱玻纤网+弹性底涂
胶粉聚苯颗粒衆料宽度不小于1 Omm防火分仓 6饰面层:棄性耐水腻子+i余料
图1股粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统(涂料饰面)构造详图
本文以山东省淄博市张店区某30层‘窩,层住宅为例,依据GB50009-2012、 JG158-2004、JGJ102-2003等规范中的有关规定,详细说明了高层住宅外墙风荷载标准 值、设计值W、考虑地震荷载时荷载作用效应组合值的计算方法,并对山东省各圭要 地市进行了计算,将计算结果与胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统规范 标准值、检测值对比,证明保温装饰一体化板体系在山东省用于100米高的高层住宅, 有较大的安全裕度,是安全、可靠的。
1本案例建筑概况及其胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统 参数说明
案例为某31层處层住宅31层顶高度接近100米:该案例位于山东省淄博市张店 区房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区(地面粗糙度系数按照B类);
山东省淄博张店区50年一遇基本风压0.40kpa;
淄博张店区设计基本地震加速度为0.10g,抗震设防烈度为7度;
该案例胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统各项材料参数,参照山东 省工程建设标准DBJ/T14-099-2013《外墙外保温应用技术规程(胶粉聚苯颗粒浆料复合 型外墙外保温系统)》规定取值:
单位面积质量计算:
界面砂衆:1 kg/m2;
保温雇:聚苯颗粒衆料:350 kg/m3 X厚度0.02m=7 kg/m2;
保温层聚苯板:19 kg/m3X 度 0.07m=1.33 kg/m2;
第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集
防火找平层聚苯颗粒楽料:350 kg/m3X厚度0.01m=3.5 kg/m2;
抗裂砂楽复合耐碱玻纤网+弹性底涂:2000 kg/m3X厚度0.005m+0.5 kg/m2=10.5 kg/m2;
饰面层柔性耐水腻涂料:2 kg/m2; 合计:25.331^/1]12,我们保守性按照301^/1]12计算;
胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统抗拉强度参数见表1。
表1胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统抗拉强度参数
项目性能指标MPa
系统拉伸粘接强度>0.10
抗裂砂浆层与防火找平层拉伸粘接强度>0.10
胶粉聚苯颗粒浆料抗拉强度>0.10
聚苯板垂®1板面方向的抗拉强度>0.10
粘接砂浆拉伸粘接强度(原强if)>0.60
胶粉聚苯颗粒浆料贴砲聚苯板复合外墙外保温系统拉破坏最薄弱环节是聚苯板保 温芯材,g询山东省工程建设标准DBJ/T14-099-2013等规范标准,均要求该系统的拉 伸粘接强度要求彡O.lOMpa;
经调研,多个省市均参照JG158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》附录C “系 统抗风荷载性能试验方法”,对胶粉聚苯颗粒浆料贴砲聚苯板复合外墙外保温系统抗风 压性能试验、检验,.试验检测实际结果远大于O.lOMPaq.
2高层住宅围护结构风荷载标准值的计算方法
高层住宅胶粉聚苯颗粒浆料贴砲聚苯板复合外墙外保温系统作为围护结构,按照 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定,围护结构风荷载标准值应按公式8.1.1-2 if 算:
其中:
W〇——基本风压:(kN/m2),查 GB50009-2012 附录 E;
//.——风压震度变化系数,_ GB50009-2012表8.2.1; Pgz——度z处的阵风系数,査GB50009-2012表8.6.1;
Msl——风荷载局部体形系数,查GB50009-2012第8.3.3-2条;
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.1.2条规定如下:基本风压;H采用按本规 范规定的方法确定的50年重现期的风压,但不得小于0.3kN/m2。对于高层建筑、高耸 结构以及对风荷载比较敏感的其他结构,基本风压的取值应适当提高,并应符合有关结 构设计规范的规定s
进一步查询《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.1.2条说明有如下规定:对f 此类结构物中的围护结构,其重要性与主体结构相比要低些,可仍取50年重现期的基 本风压u
所以,计算高层建筑围护结构风荷载标准值时,按GB50009-2012公式8.1.1-2直接
计算即可,无需再将基本风压的取值适当提高^
3山东省主要地市高层住宅围护结构风荷载标准值与设计值W
按照各50 —遇基本风压,计算围护结构风荷载标准值及设计值W(见表3);
按照《GB50009-2012建筑结构荷载规范》第3.2.4-2的规定“可变荷载的分项系数 2)其他情况,应取1.4”;
“工程项目设计的最大负风荷载设计值W” =风荷载标准值X 1.4;
在计算本案例的同时,计算了山东省其他主要地市的高层住宅围护结构风荷载标准 值与设计值W,作为比较对照资料列于表2内;
风荷载局部 体形系数
地面风压高度变化系数高度Z处的风荷载风荷载
粗糙度阵风系数标准值设计值
系数(kpa)W (kpa)
B类距地面100m:2.00距地面100m: 1.50-2.70■3.78
C类距地面100m:1.50距地面100m: 1.69-2.28■3.19
B类距地面100m:2.00距地面100m: 1.50■3.90-5.46
C类距地面100m:1.50距地面100m: 1.69-3.30■4.62
B类距地面100m:2.00距地面100m: 1.50-2.40-3.36
C类距地面100m:1.50距地面100m: 1.69-2.03-2.84
B类距地面100m:2.00距地面100m: 1.50■3.60-5.04
表2山东省主要地市高层建筑围护结构风荷载标准值与设计值W
50年一遇
地区基本风压:
W〇 (kpa)
济南市0.45
威海市0.65
淄博
张店0.40
青岛市0.60
查 GB50009-2012 第 8.33-2 条:檐
fe、雨棚、遮阳板、边棱处的装饰 条等突出构件,取-2.0
C类距地面100m: 1.50距地面100m: 1.69-3.04■4.26
4垂直于一体板平面的分布水平地震作用标准值计算:
垂;t于外保温系统平面的分布水平地震作用标准值可参照《玻璃幕墙工程技术规
范》JGJ102-2003 公式 5.3.4 计算:amax x^ ;式中:
:垂倉于墙平面的分布水平地靈作用标准值(MPa);
馬:动力放太系数,取5.0; d :计算板块的面积(mm2);
计算板块的童力荷载标准值(N);
本项艮保守性按找% =30 kg/m2即30x9m验算;
AI06mnr
amax:水平地震影响系数最大值,保守性起见按GB50011-2010第5.1.4-1条的 遇地震”选择取值(见表3),本案例所在淄博张店区设计基本地震加速度为0.10g,抗 震设防烈度为7度,保守性起见amax按“罕遇地靂”取0.50;
表3水平地震影响系数最大值GB50011-2010第5.1.4-1条
地震影响6度7度8度9度
多遇地震0.040.08 (0.12)0.16 (0.24)0.32
罕遇地震0.280.50 (0.72)0.90 0.20)1.40
注:括号中数值分别用予设计基本地震加速度为〇.15g和0.30g的地区。
代入以上数据计算垂貪于幕墙平面的分布水平地震作用标准值:
CIEAK = Ps x «max = 5-0 x 0-5 x ^6 9 ^ = 7.35 x 10-4 Mpa=0.735 kpa;
AQ mm-
5高层住宅胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统荷载作用效 应组合
不考虑地震荷载时,风荷载设计值W即是组合结果,本案例风荷载设计值W= -3.36
kpa;
考虑地震荷载时,荷载作用效应组合可参照《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003 公式5.4.1计算:
采用以下设计值组合:
外墙保温研究及新进展
‘、_ 少w. x yw x S+ y/驾.:x y較%'SEK
作用效应组合的设计值;:
分别为风荷载,地震作用作为可变荷载产1生的效应标准值;
X(.f,、心:各效应的分项系数;取X(.f, = 1.4、& = 1.3 ;
…1分别为风荷载,地震作用效应的组合系数;取仏=1.0、仏=0.5; 代入以上数据计算得出本案例垂直于一体板平面的作用效应组合的设计值:
s — W w.父 y w 乂 s iVK + y/ 私叉 y E.i s EK
=1.0 x 1.4 x (-2.4)-0.5x1.3x0.735 =-3.S4Mpa
山东省主要地市考虑地震荷载时高层住宅胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙 外保温系统荷乍用效应组合值S见表4;
表4山东省主要地市考虑地震荷载时荷载作用效应组合值S
地区50. 遇
■棊本风羅
W〇 <kpa)基本地
震加速
(g)抗震设
防烈度
(度)动力
放大
系数
Pn水平地震 影响系数 最大值
“max垂貪于墙平 面的分布水 平地震作用 标准值 ^IEAK (kPa)地面
粗糙度
系数高度
(m)风荷载
标准值
(kpa)风荷载
设计值
W(kpa)荷载作 用效应 组合值 S (kpa)
济南市0.450.0560.50.280.409B类100m■2.70■3.78■4.05
C类100m■2.28-3.19■3.46
威海市0.650.1070.50.500.731B类100m-3.90-5.46-5.94
C类100m■3.30■4.62-5.10
淄博
张店0.400.1070.50.500.735B类100m-2.40-3.36-3.84
C类100m■2.03■2.84-3.32
青岛市0.600.0560.50.280.409B类100m■3.60■5.04■5.31
C类100m■3.04-4.26■4.53
6结论
#层住宅胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统,应依据工程高度、体 型、所在地区基本风压、地面粗糙度系数、设计基本地震加速度、抗震设防烈度等参数, 按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2012计算围护结构风荷载,弁参照《玻璃幕墙工 程技术规范》JGJ102-2003,考虑地震荷载作用效应组合s计算出荷载作用效应组合的
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设计值X,作为抗风压性能要求指标;
本文计算结果山东省要地区S值最大值为威海地区5.94kPa,而规范标准均要求 该系统的拉伸粘接强度要求>〇.l〇MPa,且该系统试验检测实际值远大于O.lOMPa;所 以胶粉聚苯颗粒浆料贴砌聚苯板复合外墙外保温系统在山东省用于100米高的毫层住 宅,有较大的安全裕度,是安全、可靠的。