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      石材資訊

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      石材幕墻的耐震性能試驗

      中國石材網 http://www.sofiahotelsweb.com 日期:2022/12/9 14:57:18


      (一)接合部分的強度試驗


      1.合釘板(dowel)的固定耐力試驗


      本試驗如圖7所示,將石材固定于試驗裝置,合板釘以加利用jig,在垂直方向連續施加荷重力,直到石材破裂為止。然后紀錄最大荷重立及破壞性狀。試驗體為工地所使用之石材,表面處理過并烘乾。試體大小為250×250×石材的厚度d(mm)。試驗體的個數,依照試驗體的種類,表面載荷用及背面載荷用,各準備5個以上。又,用來試驗的合板釘及填充合板釘穴的材料和形狀,要與施工現場相同,施工樣式也比需一樣。


      2.石材預先壓鑄混凝土用的finishing connector的固定耐力試驗


      本試驗如圖8所示,將石材固定于試驗裝置,以混凝土為接著劑把jig固定后,在垂直及水平方向連續施加復合荷重力,直到石材破裂為止。然后紀錄最大荷重力及破壞性狀。試驗體為工地所使用之石材,表面處理過并烘乾。試體大小為150×150×石材的厚度d(mm)。試驗體的個數,依照試驗體的種類,各準備5個以上。用來試驗的finishing connector及接著劑的材料,要與施工現場相同。石材背面的設計有絕緣層時,澆鑄混凝土于絕緣層。當石材背面的設計有絕緣層時,finishing connector的固定耐力試驗也需測試。


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      3.石材預先壓鑄混凝土用的軀體安裝金屬物的耐力試驗


      本試驗如圖9所示,將埋設安裝軀體金屬物的PC板固定于試驗裝置,以jig在垂直及水平方向連續施加復合荷重力,直到石材破裂為止。然后紀錄最大荷重力及破壞性狀。試驗體為與工地所使用相同調和、養生處理過之軀體安裝金屬物埋設在里面的混凝土板。試體大小1000×1000×PC板的厚度d(mm)。試驗體的個數,依照試驗體的種類,各準備3個以上。用來試驗的finishing connector及接著劑的材料,要與施工現場相同。石材背面的設計有絕緣層時,澆鑄混凝土于絕緣層。當石材背面的設計有絕緣層時,finishing connector的固定耐力試驗也需測試。


      (二)動態變形能試驗


      本試驗如圖10所示,試驗體依照實際施工方法安裝完成后,模擬地震的搖晃,以正弦波形(參照圖11)對試驗體進行強制水平變位移動;然后觀察構成材及安裝部位的損傷脫落情形。同時,也觀察試驗體的層間變位應變性能。試驗方法如附件1「非耐力牆之面內折斷彎曲移動變形能試驗方法(JSTM J2001:1998)」,「以乾式工法張貼之石材帳牆」及「以石材預鑄PC板工法施工之帳牆」的動態變形能試驗結果介紹為參考。


      1.以乾式工法張貼之石材帳牆


      試驗試體,以鋼架組合成模擬軀體,尺寸600×800×20mm的石材20片,以hook bolt等之安裝金屬件,把內裝石材貼掛于帳牆上,帳牆的一端設有『入リ隅上部』。


      試驗,第1階段以1/300rad(加振震動數f=3.0Hz)、第2階段以1/200rad(f=3.0Hz)、第3階段以1/150rad(f=3.0Hz)、第4階段以1/120rad(f=3.0Hz)、第5階段以1/100rad(f=3.0Hz)、第6階段以1/75rad(f=3.0Hz)、第7階段以1/50rad(f=3.0Hz)來施行變形能震動試驗。其結果,試驗試體的目標層間變形角1/200為止的加振,都不會發生石材移動及勾型螺栓(hook bolt)的鬆動等異狀。1/150的加振時,承受自身重量的石材開始有裂痕產生。1/120的加振時,石材缺角開始發生。1/100的加振時,在勾型螺栓(hook bolt)部位的石材開始有裂痕產生。1/75的加振時,勾型螺栓(hook bolt)破斷。1/50的加振時『入リ隅上部』石材大塊破裂。


      以上的試驗,是用來確認,中地震時,對于層間變形1/200,在機能上沒有異狀發生。又,大地震時,對于層間變形1/100,只有石材輕微破裂發生,構成部材無脫落現象。那就可以說,具有十分耐震安全性。

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      2.以石材預鑄PC板工法施工之帳牆


      試驗試體,以H型鋼組合成模擬軀體,有開口部的PC板(3975×3175×250mm)在加振方向及垂直方向各配置1塊,在角落部位配置角落鑲板(330×330×1990×160mm)配置成立體構面。


      試驗,第1階段以±1/300rad、第2階段以±1/100rad,實施靜態變形能試驗。之后,目標變形角±1/100rad、加振震動數0.017Hz,以正弦波形重複操作3回,實施動態變形能試驗。其結果,PC板和鎖定件的位移、鬆脫,PC板和角落鑲板的位移、接合處產生裂縫、部材落下等都沒有發生。本試驗的層間變位應變性能設計條件(1)1/300rad時,接合處產生裂縫等支障沒有發生,(2)1/100rad時,部材的脫落、破損等沒有發生。若作以上的設計試驗時,以本試驗的設計條件而言,便可以說是具有十分耐震安全性。


      (三)其他必要的試驗


      1.彎曲試驗


      本試驗,如圖12所顯示,試驗試體的span為200mm,2等分1線荷重方式,連續加載彎曲荷重,直到試驗試體斷裂,測量撓曲強度。石材試體和工地所使用的石材相同,乾燥后測試。試體尺寸100×300×石材厚度d(mm)。試驗數量為5個。


      撓曲強度計算公式

      Fb =3PL/2bd2

      Fb:撓曲強度(N/mm2)

      P:彎曲荷重(N)

      L:span跨距(mm)

      b:試體寬度(mm)

      d:試體厚度(mm)


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      2.衝擊試驗


      試驗依JIS A1414的規定6.14衝擊試驗的標準進行。試驗用衝擊體有兩種:質量30kg的沙袋衝擊體及質量10kg的鋼球衝擊體。依實驗目的,分別加以應用。如圖13所顯示,試驗試體如工地安裝法安裝在振子式衝擊試驗機。衝擊體放入保持箱,吊高以后,衝擊體從保持箱瞬間放出,打到試驗體的中央。落下的高度從10cm開始,直到試體被撞破,每次增加10cm的高度距離。每次落下的次數為3回。又,衝擊時,試體中央的撓曲強度以移動測速裝置測定,同時觀察試體的破損狀況。


      3.水密試驗


      水密試驗,如圖14所顯示,試驗裝置是由試驗試體、壓力箱、水噴霧裝置、送風機、壓力調節機、脈動發生裝置、壓力測定器所組成。試驗試體的室內面,全面以每分鐘4L/m2的水量均等噴霧。同時,以平均壓力(49.0、147.0、245.0、392.0、539.0、735.0、980.0、1225.01568.0 Pa)為中心、週期2秒正弦波的脈動壓力,10分鐘內加壓,1分鐘內減壓,依順序施行。觀察試驗體是否從室內側漏水。


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      4.耐風壓試驗


      耐風壓試驗,如圖15所顯示,由試驗試體及耐風壓試驗機構城壓力箱。壓力箱以空氣加壓或減壓,造成試驗試體的正壓或負壓荷載,其目的為確認對風壓力的安全性。荷載壓力試驗有兩種:階段性靜風壓及階段性脈動風壓。階段性靜風壓是在檢測試體的主要點變形及確認應力定量數值。階段性脈動風壓是在觀察試體的疲勞及撥音異常點之有無。


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      作者:橋本 敏男(日本建材試驗中心中央試驗所、構造群組負責人)

      參考文獻 石材研習社(IDstone5A)

      1.建築工事標準仕樣書,同解說JASS 9張り石工事:(社)日本建築學會。

      2.建築工事標準仕樣書,同解說JASS 14カㄧテソウォㄧル工事:(社)日本建築學會。

      3.非構造部材の耐震設計指針,同解說および耐震設計,施工要領:(社)日本建築學會。

      4.外裝構法耐震マニュアルㄧ中層ビル用ㄧ:(財)日本建築セソタㄧ。

      5.宮廳施設の總合耐震計畫基準及び同解說:(社)公共建築協會。

      6.鐵骨建築物の非構造部材の設計,施工に關する調查報告:(社)鋼材俱樂部。

      7.地震と建築:大崎順彥。

      8.JIS A 1414建築用構成材(パネル)及びその構造部材の性能試驗法:日本規格協會發行。

      9.建材試驗情報1991 VOL.27「非耐力壁の動的變形能試驗」:(財)建材試驗セソタㄧ。

      10.建材試驗情報1992 VOL.28「複合カㄧテソウォㄧルの對衝擊試驗」:(財)建材試驗セソタㄧ。


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