石材專業門戶網站
石材線條長度越長越好嗎?
建筑物的石材裝飾、裝修遍及全球 ,大到高檔建筑物、市政廣場、銀行等場所,小到家庭住宅小區似乎都與石材產品有著千絲萬縷、密切的關系。建筑物的石材裝飾、裝修使用各種石材產品裝飾,在石材產品中工程板的用量是最多的,其次是各種造型的石材線條。門套線條、天花線條、踢腳線等線條無處不在,時時會映入我們的眼中。
建筑物有了線條的裝飾使建筑物更加妖嬈美麗,更加美艷多姿。如果把工程板比喻成好花,那么線條就是綠葉。正是有了線條綠葉的襯托,才使石材工程板放出奪目的光彩,耀眼的光芒。
雖然,石材線條為建筑物增色,但是線條設計時過分地追求裝飾效果加工太長了可能導致線條變形,斷裂,嚴重影響線條的裝飾效果。線條產品的設計要講究科學的,要以力學理論為前提設計。然而,石材的產品設計因為設計師本身力學理論知識的缺乏,因此設計出的產品未必是合理的。
我們常看到石材的線條設計的又長、又大的,也有設計的又長又窄的,從力學的理論來說這是不正確的。線條的設計要從石材的強度,撓度兩個因素綜合考慮設計才正確,合理。
圖1~圖5是線條在建筑裝飾中的應用。圖1線條應用外墻的裝飾;圖2與圖3線條應用于背景墻的裝飾;圖5與圖6線條用于門套的的裝飾。從5張圖可以看出線條的長度都很長,涉及到線條長度分段的問題。
如果線條分段合理線條不會變形,斷裂、如果分段不合適,過長了容易導致線條變形、斷裂。如果線條分段過短,安裝縫隙過多了又影響建筑的裝飾效果。因此,線條的合理分段很重要,要高度重視。
01 線條設計的力學理論基礎
σ=(3F*L)/(2b*h*h)
F—破壞載荷 (即承受力);L—跨距;b—寬度;h—厚度。
從上面的公式知道當線條長度越長時,σ在相同截面積的情況下越大。當σ越大時,線條越容易彎曲。當σ大于石材本身的抗彎強度時,線條就會斷裂。
在單載荷作用下撓度的計算公式為f=-FL3/(48EI),公式中的I=bh3/12,E為石材的彈性模量。
上式的公式說明線條的L越長時,相同截面的線條越容易彎曲。當撓度大到石材本身允許的撓度極限時,線條就會斷裂。
以上兩公式是設計人員設計線條長度的力學理論基礎。
02 線條長度、厚度與線條強度、撓度的關系
圖6~圖11為某人造石加工企業加工的幾款崗石線條,從圖可以看出線條長度長,厚度薄。人造石企業多年來為了顯示其產品超越天然石材的優點,加工長度超過2米,最長的甚至達3米。這種不顧客觀規律的做法是錯誤的。圖12與圖13是國內某知名的人造石企業加工的崗石線條。因為線條的長度達到了3米,加之線條厚度太薄了,從圖片可以看出來線條變形嚴重,完全彎曲了。
線條長度、厚度與線條的強度、厚度有密切的關系的。從文章中的1、里的公式很容易得出它們之間的關系。當線條的L越長時,相同截面的線條,所受到的應力越大,當應力大于石材所能承受的極限應力時,線條變會斷裂;相同截面的線條越容易彎曲。當撓度大到石材本身允許的撓度極限時,線條就會變形、變形嚴重甚至斷裂。
圖6的線條厚度才10mm,加工成長度3米的線條,能不變形嗎?
圖7與圖8兩款線條又細又長,厚度又薄,這種線條能不變形嗎?
圖10~圖12的線條雖然加寬了,但寬度對線條的強度、撓度的貢獻不是很大,所起的作用不大。
03 線條變形的原因
線條變形的主要原因是因為長度太長,厚度薄所導致的。可以通過對圖6~圖8中3款線條的應力、撓度的技術來闡述應力、撓度之間的關系及其相互影響。
應力、撓度與長度、厚度計算表1:
應力、撓度與長度、厚度計算表2:
應力、撓度與長度、厚度計算表3:
從面的三個表得出結論:當線條的長度增加時,線條強度值、撓度值增加;當線條的厚度增加時,線條的強度值減少,撓度值也減小了。
當然,影響石材變形的因素還有很多,不在本文討論。
04 如何長防止線條變形
(1)增加線條的厚度
當線條的長度增加時,應該增加線條的厚度以保證線條不受太大的彎曲應力,不發生較大的變形量。
(2)降低線條的長度
石材人都知道,當圓弧板、圓弧異型板的長度越長時,即拼數(分件數)越少時,圓弧板、圓弧異型板的弦長越長,它就越容易變形。增加分段數,減少線條的長度,以保證有足夠的強度、變形量小。對于彎位線條也遵守此原理。圖15的線條長度不一,可以適應不同安裝環境和條件下的應力、撓度值。
圖16與圖17的門拱線條可以分成2段、3段、4段,也可以做整體的。做成整體的裝飾效果最好,但可能存在線條變形、斷裂的風險。從照片看門拱線條分2段加工的。
圖18為梵高金的線條,線條分段較短,從圖片估計長度在1米左右。之所以分這么短,考慮到線條較薄,及梵高金材材質疏松,易斷裂的原因。
(3)對線條加固
對一些易變形,長度長的線條可以沿線條長度方向用直徑大于6mm的鋼筋加固,以增加線條的強度,減少變形。
(4)選擇合適的石材加工線條
多年來崗石線條長度達3米,如此長的線條如果厚度在16.5mm~30mm容易變形的,見文中圖12與圖13。因此,崗石線條長度長時要增加崗石的厚度。如果不增加線條的厚度就減小線條的長度。
(5)采用復合加工工藝增加線條的強度
對長度長的線條如果沒有厚度厚的料加工的話,就采用復合加工的形式增加線條的厚度來提高線條的強度,增加線條的剛度,減少線條的變形。圖20采用鋁蜂窩復合板的形式增加線條的強度;圖21采用3件20mm的板疊加復合的方式加工線條。
(6)把線條粘接在底板上
圖22的又細、又長、又薄的線條把它粘接在底板上,這樣做可以保護又細、又長的線條不變形、斷裂。
(7)正確放置細長的線條
細長且薄的線條放置很重要。放置過多了,下層的線條在壓力作用下易變形、斷裂;圖23的線條放置方法很好,將兩件線條捆綁,增加了線條的厚度,確保了線條搬運過程中不變形、斷裂,且放置的層數只有2層;圖24用線條與線條之間用隔條隔開,緩沖了線條在轉運過程上的沖擊了,便于保護線條不受過大的外力沖擊;圖25細長的線條放置層數太多,達8層了,線條明顯變形了。
作者:晏輝