Edificio Guía de diseño del sobre – Sistemas de muros de piedra delgadas

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RENUNCIA
El propósito de esta sección es proporcionar una guía de diseño para el diseño de ensamblajes de alto rendimiento. En esta sección se basa en muchos otros estándares de la industria, que también debe ser consultado. Es la intención de proporcionar recomendaciones que van más allá del contenido de esas normas, especialmente en lo que se refiere a la integración de los conjuntos en un diseño total del recinto del edificio. Se tiene la intención de proporcionar una "Mejores prácticas" y no deberá interpretarse de ninguna manera a establecer la norma legal de cuidado que se requiere de profesionales con licencia.

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Edificio Guía de diseño del sobre – Sistemas de muros de piedra delgadas

Última actualización: 06-04-2010

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Introducción

sistemas de muros de piedra fina utilizados para cerramientos exteriores consisten normalmente en los paneles de piedra que van en espesor de 3/4 pulgadas a 2 pulgadas. La mayoría de los paneles son fabricados de granito, mientras que el mármol; piedra caliza, travertino, piedra arenisca y también se utilizan en menor medida. Un espesor de la placa común es 1-3 / 16 pulgadas (3 cm). Las dimensiones totales del panel pueden variar significativamente para diferentes construcciones, dependiendo de la fuerza de la piedra utilizada y arquitectónico afecto deseado. Sin embargo, las dimensiones máximas del panel son generalmente aproximadamente de 3 a 4 pies y por lo general no más de aproximadamente 6 pies. Normalmente, cada panel está soportado de forma independiente a la estructura del edificio o de una copia de seguridad del sistema mediante un conjunto de componentes de metal y las anclas. Las articulaciones en el perímetro de cada panel son por lo general de 3/8 de pulgada de ancho y se llenan con el sellador. Una cavidad de drenaje normalmente se encuentra detrás de los paneles de piedra para recoger y desviar al agua exterior que penetra a través de las articulaciones.

Para ciertas aplicaciones, tales como en entradas de los edificios e instalaciones al nivel del grado de extensión limitada, el sistema de piedra no puede incorporar una cavidad de drenaje pero en cambio ser un sistema de barrera. En este tipo de sistema, la piedra se aplica directamente contra y se une a la copia de seguridad de mampostería sólida tal como unidades de hormigón de mampostería (CMU) o de hormigón. En estas aplicaciones localizadas, varios paneles se pueden apilar.

Descripción

Tipos de piedra

El granito es el tipo de piedra más utilizada en sistemas de paredes delgadas de piedra. La clasificación comercial de granito por lo general se refiere a una piedra que incluye cualquier roca ígnea visiblemente granular que consiste en su mayoría minerales feldespato y cuarzo. Este término comercial abarca una amplia variedad de tipos de piedra geológicos en lugar de sólo el número limitado que caen bajo la clasificación geológica de granito. Geológicamente, el mármol es una roca metamórfica resultante de la recristalización de la piedra caliza. Aunque se usa menos comúnmente en este tipo de aplicación hoy, mármol también a veces se utiliza en sistemas de muros de piedra delgadas. Comercialmente, el término se refiere a mármol muchas rocas con una amplia variedad de clasificaciones geológicas. Estos pueden ser verdaderos mármoles de calcita y dolomita, así como calizas densas que pulir, rocas serpentina, y travertino. Las rocas sedimentarias como la piedra caliza y arenisca también se pueden utilizar en sistemas de paredes de piedra delgadas. Sin embargo, los paneles fabricados a partir de estos tipos de piedra son por lo general no menos de 2 pulgadas de espesor a causa de las fuerzas inferiores de estas piedras en relación con granito y mármol. Comercialmente, la piedra caliza se refiere a las rocas que son piedra caliza y dolomita. Arenisca pertenece a la comercial "a base de cuarzo" grupo que incluye piedras con alto contenido de cuarzo y de sílice.

Apoyo y sistemas de anclaje

Hay dos tipos primarios de la instalación de piedra. El primero es el "auricular" método, en el que cada piedra está unido individualmente a marco estructural principal del edificio o en un sistema de pared de encuadre secundario. El segundo es el método de instalación con paneles, en el que el panel de piedra o varios paneles están preinstalados en un bastidor o adheridas a un panel de hormigón prefabricado. Los marcos o paneles se transportan al edificio, donde todo el conjunto está unido al marco estructural del edificio o los miembros estructurales secundarios o sistema de armazón.

En cualquier sistema de instalación, anclajes deben ser utilizados para unir y apoyar a los paneles de piedra al sistema de armazón primario o secundario del edificio, o para la estructura del sistema con paneles o elemento. Anclas que están en contacto directo con la piedra suelen estar construidos con metales no corrosivos tales como el tipo de acero o de aluminio inoxidable 304.

Colocados manualmente de Sistemas

Hay numerosos tipos y estilos de los anclajes utilizados para soportar y anclar los paneles de piedra individuales. tipos de anclajes usados ​​comúnmente incluyen:

  • Corte de piedra apoyado con acero inoxidable o aluminio ángulos
  • Los apoyos laterales, clavijas, cuerdas, y discos
  • ancla de corte sesgado
  • Embedded Adhesivo pasador de anclaje

Sistemas panelized

  • Sistemas prefabricados
  • Sistemas de viga de acero

Las articulaciones y los tratamientos conjuntos

En la mayoría de las aplicaciones, las articulaciones y los tratamientos comunes en sistemas de muros de piedra delgadas incluirá uno o más de los siguientes:

Dependiendo del diseño global del conjunto de pared y la forma en la que se establece la piedra, el uso apropiado de estos materiales puede variar de un proyecto a otro. mortero de juntas debe ser cuidadosamente evaluada con relación a la mezcla de diseño y resistencia a la compresión, especialmente en materia de transferencia de carga (ya sea intencional o accidental), la intimidad de bonos (necesaria para la mejora de la resistencia a la penetración de agua) y el potencial de humedad y / o degradación inducida térmicamente / desprendimiento del mortero y / o piedra circundante. sellador de juntas debe ser evaluado cuidadosamente para la elongación y la capacidad de movimiento, adhesión, cohesión, y la tinción de sustratos de piedra. Los epóxidos deben ser evaluados para la adhesión y la resistencia de la unión, así como la estabilidad UV.

Nota: En general, no es aconsejable basarse exclusivamente en resinas epoxi para unir dos o más secciones de piedra entre sí para formar una sola forma. de acero inoxidable roscado pasadores o fijación mecánica similares, junto con piedra "bloques de revestimiento" según sea necesario, son típicamente recomendado para estas aplicaciones. Consultar el estándar de la industria apropiada para mayor orientación.

Los perfiles de juntas sobre superficies de las paredes exteriores también deben ser diseñados con una pendiente positiva para arrojar el agua de lluvia lejos del edificio de una manera que evite "encharcamiento" de agua a lo largo de la articulación. En el diseño de sellado de juntas, ancho de las juntas generales deben ser diseñados para adaptarse al movimiento térmico diferencial entre los paneles de chapa de piedra individuales sin dañar el sustrato de piedra o el fracaso del sellador. configuraciones de conjuntos también deberían ser diseñados para ajustarse a las directrices del fabricante del sellador y las normas aplicables de la industria para las relaciones entre anchura y profundidad, y las superficies a unir sustratos mínima en las articulaciones.

Wall Elementos de copia de seguridad común

  • Aislamiento
  • barrera de aire y la humedad
  • De metal estructura de postes
  • CMU
  • Brillante

fundamentos

Aspectos estructurales de Diseño

sistemas de muros de piedra se construyen tradicionalmente como un muro cortina o de la chapa, en la que no hay cargas del edificio se transfieren a los paneles de piedra. Más típicamente, el sistema de muro de piedra debe resistir cargas laterales directamente impartidas sobre el mismo, tales como el viento y el terremoto, así como cargas verticales resultantes del peso del sistema de muro de piedra. Estas cargas deben ser transmitidas a través del sistema de muro de piedra y elementos estructurales secundarios a la estructura del edificio. Otras cargas relacionados con el impacto, la construcción, y el transporte también deben tenerse en cuenta en el diseño.

Los elementos de acero de un sistema de muro de piedra están diseñados de acuerdo con el Instituto Americano de Construcción en Acero (AISC) especificaciones para la construcción de acero. elementos prefabricados de hormigón se diseñan de acuerdo con cemento Institute (PCI) especificaciones Instituto Americano del Concreto (ACI) y Portland.

Las porciones de piedra del sistema de pared generalmente están diseñados de acuerdo con la industria recomienda factores de seguridad, trabajo admisible Estrés (TEA), y las propiedades físicas / mecánicas de la piedra determinados por pruebas de esa piedra en particular. Para el granito, basado en las recomendaciones de la construcción canteras de granito Asociación Nacional (NBGQA) y el Manual de Diseño de piedra. un factor de seguridad de 3 se utiliza por lo general para el panel de granito subraya alejados de las conexiones, mientras que un factor de seguridad de 4 se utiliza generalmente para las tensiones en el granito en las conexiones. Por ejemplo, el máximo la mitad del tramo de flexión o tensión de flexión se determina por análisis estructural de un panel se compara con y no debe exceder la tensión admisible, que es la resistencia a la flexión media de muestras sometidas a ensayo dividido por 3, el factor de seguridad para el granito lejos de conexiones . Sobre la base de las recomendaciones del Manual de Diseño de piedra de un factor de seguridad de 5 se utiliza comúnmente para el panel de mármol subraya que resultan de la carga del viento. Para travertino, piedra caliza, piedra y basada en cuarzo, se recomienda un factor de seguridad de 8. El Instituto Manual de piedra caliza de Indiana recomienda un factor de seguridad de 6 utilizarse para piedra caliza de Indiana.

Las juntas entre los paneles deben ser lo suficientemente amplia como para dar cabida a los movimientos de expansión y diferenciales térmicos entre los paneles; 3/8 pulgadas juntas anchas se utilizan normalmente. Las juntas entre paneles se sellan con mayor frecuencia con sellador y son la primera línea de protección contra la penetración de agua en la cavidad de la pared. El espacio de la cavidad de la pared y la pared una copia de seguridad, que normalmente se cubre con una membrana resistente al agua, proporcionan una línea secundaria de protección contra la penetración de agua en el edificio. A través de la pared parpadeo se encuentra por lo general en toda la altura de la pared a intervalos regulares para desviar el agua que entra en la cavidad posterior al exterior.

Problemas de desempeño

Rendimiento térmico

sistemas de muros de piedra delgadas derivan sus características de rendimiento térmico principalmente de la cantidad de aislamiento colocado en la cavidad de la pared o dentro de la pared de copia de seguridad. Los elementos de piedra y de soporte de la pared proporcionan poco valor aislante.

Protección contra la humedad

El sistema más común de protección contra la humedad se utiliza con sistemas de muros de piedra es el sistema de drenaje de la cavidad de la pared se ha descrito anteriormente. sistemas de pantalla de lluvia también se utilizan con sistemas de muros de piedra delgadas. En estos sistemas, la barrera resistente al agua primaria se encuentra en la superficie de la pared de copia de seguridad, las articulaciones se dejan sin sellar, y los paneles de piedra proporcionan una pantalla de lluvia que reduce al mínimo la cantidad de agua que puede alcanzar la pared del fondo hacia arriba. Los sistemas de barrera se emplean a veces en ciertos sistemas de muros de piedra donde los paneles de piedra están en contacto directo con la pared de copia de seguridad.

Seguridad contra incendios

sistemas de muros de piedra no se consideran de constituir una mejora en la seguridad contra incendios de la pared exterior del edificio. De hecho, para edificios de gran altura sistemas de muros de piedra pueden representar un grave peligro para la seguridad cuando se produce un incendio que el incumplimiento de la envolvente exterior. Debido a que la piedra expuesta al calor intenso de fuego puede agrietarse y las partes rotas de piedra puede caer del edificio, el personal de seguridad contra incendios pueden estar en peligro de caer piedra.

Acústica

Debido a su masa, sistemas de muros de piedra pueden proporcionar un mejor aislamiento acústico de sistemas de muros más ligeros tales como paneles de metal.

Material / Durabilidad

Piedra utilizada en sistemas de muros de piedra puede tener varios acabados: de mármoles, granitos y un acabado pulido, altamente reflectante es común. Acabado térmica es un acabado de textura rugosa que se emplea a menudo con granito. Además, los acabados mates lisos se usan comúnmente en todos los tipos de piedra utilizados en sistemas de muros de piedra. Granitos han tenido una larga historia de servicio duradero. Ciertos canicas tienen una larga historia de uso exitoso. Sin embargo, algunos tipos de mármol, en particular los mármoles blancos de calcita pura, se han encontrado para no ser materiales duraderos debido a su susceptibilidad al deterioro de los ciclos de calentamiento y enfriamiento. Travertino, piedra caliza, piedra arenisca y tienen un buen historial de uso como elementos de pared de piedra gruesas pero su historial de servicio como elementos de pared de piedra delgadas, es bastante limitado, sobre todo en términos de durabilidad. Sin embargo, se han encontrado pocos fallos relacionados con el material notables.

La mayor dificultad observada en sistemas de muros de piedra se puede atribuir a los anclajes utilizados para fijar los paneles de piedra a la estructura. Panel de craqueo, desplazamientos, u otras condiciones de peligro pueden producirse en lugares en los anclajes están insuficientemente o mal conectado a la piedra. Mala construcción es a menudo el resultado de un mal control de calidad y de fabricación de la tolerancia o montaje de los paneles. También sufridos durante la manipulación durante la construcción puede resultar en panel de grietas, algunas de las cuales pueden no ser evidentes durante varios años.

Evaluación del futuro durabilidad piedra se realiza de varias maneras. Historia de la utilización de una piedra puede en ciertas circunstancias proporcionar útil, aunque limitada información. Evaluación y estudio del comportamiento histórico de un tipo de piedra en particular en el servicio es el método más comúnmente utilizado, y se utiliza en casi todos los proyectos en los que se está evaluando la piedra para su uso en un entorno exterior. Más importante que la revisión de los resultados anteriores es la revisión de las propiedades físicas y mecánicas de una piedra en particular. propiedades ensayadas de la piedra a menudo se comparan con los estándares mínimos o con las propiedades físicas y mecánicas de otras piedras duraderos, o los datos históricos para esa piedra. Evaluación petrográfico también se utiliza comúnmente para evaluar la piedra en un esfuerzo por identificar la composición mineral y la microestructura de una piedra, y en base a estas observaciones y conocimientos más allá de esas características, para predecir el rendimiento futuro. Otro método de evaluación es exponer muestras de piedra a un procedimiento de intemperie acelerada, y luego evaluar las piedras propiedades físicas y mecánicas para los cambios.

mantenibilidad

Cuando se construye correctamente, sistemas de muros de piedra requieren relativamente poco mantenimiento en comparación con otros sistemas de la pared. Típicamente, el único mantenimiento requerido es el reemplazo de sellador en las juntas entre los paneles; el marco de tiempo para esta actividad depende del sellador utilizado, pero por lo general se extiende de cada 7 a 20 años. Sin embargo, también hay que señalar que la revisión periódica y la evaluación de las chapas de piedra delgadas, pueden ser deseables con el fin de determinar si existe cualquier evidencia de sufrimiento estructural de los paneles debido a la pérdida de fuerza (mármoles seleccionados) y / o tensiones acumuladas en los puntos de anclaje. Del mismo modo, la revisión y la evaluación de las superficies de piedra periódica También puede ser deseable, dependiendo de la ubicación y la exposición del edificio, para determinar la naturaleza y extensión de cualquier decoloración o tinción que pueda existir a fin de desarrollar un programa de limpieza que no es demasiado agresivo y, como tal, da como resultado un daño irreversible en el sustrato de piedra.

aplicaciones

sistemas de muros de piedra han sido empleados para lograr una amplia gama de estilos arquitectónicos, estéticos afecta, y las apariencias. En general, los sistemas de pared de piedra finas se utilizan en todos los ambientes. Sin embargo, ciertos tipos de piedra, tales como ciertos mármoles pueden no ser apropiados para ambientes con ciclos térmicos significativos.

Véanse los Apéndices de orientación-clima específico respecto al diseño del recinto del edificio.

detalles

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Chapa de Piedra Drenaje Plano continuidad al anclaje del dispositivo DWG | DWF | PDF

Chapa de Piedra de prefabricado Horizontal interfaz DWG | DWF | PDF

Interfaz entre el interior y exterior de pared DWG | DWF | PDF

Mampostería típica esquina Fuera del estante de ángulo—Acero inoxidable DWG | DWF | PDF

Mampostería ángulo de asiento típica esquina exterior DWG | DWF | PDF

Mampostería típica Través de la Pared Intermitente empalme DWG | DWF | PDF

Chapa de Piedra prefabricado interfaz vertical DWG | DWF | PDF

Cuestiones emergentes

Aunque existen varios sistemas de anclaje de propiedad que se han desarrollado en los últimos años para facilitar el uniforme, la instalación sistemática de las chapas de piedra delgadas, más tradicionales, uno de los desarrollos recientes más interesantes en esta industria ha sido la aparición de "ultrafino" paneles de piedra en la construcción comercial. Aunque esta tecnología fue desarrollada hace más de 25 años, los sistemas de paneles de piedra ultrafinas se han convertido en una alternativa cada vez más popular en los últimos años por façade aplicaciones en proyectos de varios pisos de oficinas comerciales y minoristas más grandes y complejos. Estos productos, que se han desarrollado, en parte, para proporcionar una alternativa de peso ligero de chapas tradicionales de piedra delgadas, por lo general incluyen un revestimiento de piedra natural totalmente adherido a un epoxi reforzada con fibra "piel," sobre un nido de abeja de aluminio reforzado con respaldo. La piel de epoxi reforzado con fibras es, de acuerdo con la literatura del fabricante, la intención de proporcionar una barrera a prueba de agua, la mejora de resistencia a la flexión y resistencia al impacto. Uso de "ultrafino" las aplicaciones deben ser cuidadosamente evaluados, donde la longevidad es un importante factor de rendimiento. El diseñador debe examinar el movimiento térmico en ambientes extremos de temperatura superficial cíclica y el detalle en las juntas de esquina.

Como se señaló en la sección Panorama general de esta guía, este tipo de sistema de paneles debe ser evaluado cuidadosamente por el profesional del diseño al considerar los materiales de revestimiento exterior de un edificio o estructura. Cuestiones tales como la resistencia a la intemperie a largo plazo y el impacto potencial del movimiento térmico diferencial y / o borde-penetración de humedad en la resistencia de la unión entre el revestimiento de piedra y la capa de sustrato deben ser incluidos en esta evaluación. Del mismo modo, las interfaces entre este y otros tipos similares de "barrera" sistemas de muros y la construcción circundante serán completamente detallado por el profesional de diseño para evitar la penetración de agua de lluvia no controlada.

La necesidad de hacer recubrimientos de edificación resistente a explosiones que obligará a la reconsideración de datos y métodos de conexión y conjuntos tradicionales.

sistemas de instalación de piedra fina desarrolladas en el exterior ofrecen una tecnología avanzada respecto a los sistemas más tradicionales. Los nuevos sistemas de anclaje, lo que permite el anclaje en la cara posterior del panel en lugar de en el extremo, ofrecen una mayor resistencia tanto a la piedra / el ancla y las conexiones de anclaje / estructura. En adición fabricantes de sistemas de oferta "pared como telón" promesa de la tecnología de reducción del tiempo de instalación en el campo.

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