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石材线条长度越长越好吗?合理分段很重要,要高度重视。

发表时间:2023-11-04 09:02

石材

线条长度越长越好吗?


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建筑物的石材装饰、装修遍及全球 ,大到高档建筑物、市政广场、银行等场所,小到家庭住宅小区似乎都与石材产品有着千丝万缕、密切的关系。建筑物的石材装饰、装修使用各种石材产品装饰,在石材产品中工程板的用量是最多的,其次是各种造型的石材线条。门套线条、天花线条、踢脚线等线条无处不在,时时会映入我们的眼中。


建筑物有了线条的装饰使建筑物更加妖娆美丽,更加美艳多姿。如果把工程板比喻成好花,那么线条就是绿叶。正是有了线条绿叶的衬托,才使石材工程板放出夺目的光彩,耀眼的光芒。


虽然,石材线条为建筑物增色,但是线条设计时过分地追求装饰效果加工太长了可能导致线条变形,断裂,严重影响线条的装饰效果。线条产品的设计要讲究科学的,要以力学理论为前提设计。然而,石材的产品设计因为设计师本身力学理论知识的缺乏,因此设计出的产品未必是合理的。


我们常看到石材的线条设计的又长、又大的,也有设计的又长又窄的,从力学的理论来说这是不正确的。线条的设计要从石材的强度,挠度两个因素综合考虑设计才正确,合理。


图1~图5是线条在建筑装饰中的应用。图1线条应用外墙的装饰;图2与图3线条应用于背景墙的装饰;图5与图6线条用于门套的的装饰。从5张图可以看出线条的长度都很长,涉及到线条长度分段的问题。


如果线条分段合理线条不会变形,断裂、如果分段不合适,过长了容易导致线条变形、断裂。如果线条分段过短,安装缝隙过多了又影响建筑的装饰效果。因此,线条的合理分段很重要,要高度重视。


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01

线条设计的力学理论基础


σ=(3F*L)/(2b*h*h)


F—破坏载荷 (即承受力);L—跨距;b—宽度;h—厚度。


从上面的公式知道当线条长度越长时,σ在相同截面积的情况下越大。当σ越大时,线条越容易弯曲。当σ大于石材本身的抗弯强度时,线条就会断裂。


在单载荷作用下挠度的计算公式为f=-FL3/(48EI),公式中的I=bh3/12,E为石材的弹性模量。


上式的公式说明线条的L越长时,相同截面的线条越容易弯曲。当挠度大到石材本身允许的挠度极限时,线条就会断裂。


以上两公式是设计人员设计线条长度的力学理论基础。


02

线条长度、厚度与线条强度、挠度的关系


图6~图11为某人造石加工企业加工的几款岗石线条,从图可以看出线条长度长,厚度薄。人造石企业多年来为了显示其产品超越天然石材的优点,加工长度超过2米,最长的甚至达3米。这种不顾客观规律的做法是错误的。图12与图13是国内某知名的人造石企业加工的岗石线条。因为线条的长度达到了3米,加之线条厚度太薄了,从图片可以看出来线条变形严重,完全弯曲了。


线条长度、厚度与线条的强度、厚度有密切的关系的。从文章中的1、里的公式很容易得出它们之间的关系。当线条的L越长时,相同截面的线条,所受到的应力越大,当应力大于石材所能承受的极限应力时,线条变会断裂;相同截面的线条越容易弯曲。当挠度大到石材本身允许的挠度极限时,线条就会变形、变形严重甚至断裂。


图6的线条厚度才10mm,加工成长度3米的线条,能不变形吗?


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图7与图8两款线条又细又长,厚度又薄,这种线条能不变形吗?

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图10~图12的线条虽然加宽了,但宽度对线条的强度、挠度的贡献不是很大,所起的作用不大。

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03

线条变形的原因


线条变形的主要原因是因为长度太长,厚度薄所导致的。可以通过对图6~图8中3款线条的应力、挠度的技术来阐述应力、挠度之间的关系及其相互影响。


应力、挠度与长度、厚度计算表1:

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应力、挠度与长度、厚度计算表2:
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应力、挠度与长度、厚度计算表3:
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从面的三个表得出结论:当线条的长度增加时,线条强度值、挠度值增加;当线条的厚度增加时,线条的强度值减少,挠度值也减小了。

当然,影响石材变形的因素还有很多,不在本文讨论。

04

如何长防止线条变形


(1)增加线条的厚度

当线条的长度增加时,应该增加线条的厚度以保证线条不受太大的弯曲应力,不发生较大的变形量。

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(2)降低线条的长度

石材人都知道,当圆弧板、圆弧异型板的长度越长时,即拼数(分件数)越少时,圆弧板、圆弧异型板的弦长越长,它就越容易变形。增加分段数,减少线条的长度,以保证有足够的强度、变形量小。对于弯位线条也遵守此原理。图15的线条长度不一,可以适应不同安装环境和条件下的应力、挠度值。

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图16与图17的门拱线条可以分成2段、3段、4段,也可以做整体的。做成整体的装饰效果最好,但可能存在线条变形、断裂的风险。从照片看门拱线条分2段加工的。

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图18为梵高金的线条,线条分段较短,从图片估计长度在1米左右。之所以分这么短,考虑到线条较薄,及梵高金材材质疏松,易断裂的原因。

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(3)对线条加固

对一些易变形,长度长的线条可以沿线条长度方向用直径大于6mm的钢筋加固,以增加线条的强度,减少变形。

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(4)选择合适的石材加工线条

多年来岗石线条长度达3米,如此长的线条如果厚度在16.5mm~30mm容易变形的,见文中图12与图13。因此,岗石线条长度长时要增加岗石的厚度。如果不增加线条的厚度就减小线条的长度。

(5)采用复合加工工艺增加线条的强度

对长度长的线条如果没有厚度厚的料加工的话,就采用复合加工的形式增加线条的厚度来提高线条的强度,增加线条的刚度,减少线条的变形。图20采用铝蜂窝复合板的形式增加线条的强度;图21采用3件20mm的板叠加复合的方式加工线条。

(6)把线条粘接在底板上

图22的又细、又长、又薄的线条把它粘接在底板上,这样做可以保护又细、又长的线条不变形、断裂。

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(7)正确放置细长的线条

细长且薄的线条放置很重要。放置过多了,下层的线条在压力作用下易变形、断裂;图23的线条放置方法很好,将两件线条捆绑,增加了线条的厚度,确保了线条搬运过程中不变形、断裂,且放置的层数只有2层;图24用线条与线条之间用隔条隔开,缓冲了线条在转运过程上的冲击了,便于保护线条不受过大的外力冲击;图25细长的线条放置层数太多,达8层了,线条明显变形了。
作者:晏辉



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