肖建莊 王紫玥 張寶貴 姜 弘

（1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092；2.北京寶貴石藝科技有限公司，北京102200；3.上海城建（集團(tuán)）公司，上海200063）

0 引 言

“綠水青山就是金山銀山”，人類對(duì)自然資源的過(guò)度開發(fā)利用，已成為全球可持續(xù)發(fā)展的重要難題。建筑結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性體現(xiàn)在從材料開采與運(yùn)輸，到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造、結(jié)構(gòu)使用與維護(hù)以及結(jié)構(gòu)拆除與再利用的全壽命期內(nèi)［1］，因此，建筑廢棄物的資源化利用成為工程界關(guān)注的熱點(diǎn)。

近年來(lái)，由于大規(guī)模開發(fā)利用，石材、礦產(chǎn)資源匱乏問(wèn)題突出，單純依靠對(duì)現(xiàn)有資源的開采，已無(wú)法滿足建材業(yè)日益增長(zhǎng)的消費(fèi)及使用需求。此外，由于天然礦石的開采有較高的技術(shù)要求，加工處理時(shí)產(chǎn)生的大量石渣、石粉等廢料、荒料無(wú)法有效利用，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。在此背景下，國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策規(guī)范石材開發(fā)與生產(chǎn)秩序，促進(jìn)石材產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提倡綠色“開源”。與此同時(shí)，“節(jié)流”也是“產(chǎn)業(yè)綠色化”的關(guān)鍵問(wèn)題之一，以人造代替天然，以可回收、可再生的廢棄物代替不可再生的礦產(chǎn)資源作為建材石料，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新方向，也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、清潔化的必由之路。

1 再造石的概念與發(fā)展

1.1 再造石

花崗巖、大理石是常用的天然裝飾石材，具有天成的紋理、堅(jiān)硬的質(zhì)地與良好的可雕性。長(zhǎng)久以來(lái)，藝術(shù)石雕都是用天然石材雕刻而成的。然而近年來(lái)，由于礦產(chǎn)資源匱乏、應(yīng)用受限，越來(lái)越多的人造石材，受到雕塑家們的關(guān)注（圖1）。

人造石材由廢棄石粉再生成的再生骨料，與其他填充粘結(jié)材料按比例混合、固化而成，根據(jù)原料中的粘結(jié)劑類型可分為聚酯型、硅酸鹽型、復(fù)合型與燒結(jié)型［2］。

圖1 “劉邦故里”再造石雕塑Fig.1 “Liu Bang's Hometown”recycled stone sculpture

再造石屬于硅酸鹽型人造石材，是一種具有石頭外觀、混凝土內(nèi)涵的裝飾再生混凝土材料。它以水泥為膠凝材料，以廢棄的石渣石粉、破碎后的建筑廢料為再生骨料，按水泥∶骨料=1∶2 的比例混合，通過(guò)聚苯板模具成型，表面剔鑿、打磨顯露出骨料的石材質(zhì)感，兼以表面涂抹、拋光等工序，就可產(chǎn)生酷似石雕的效果。

再造石的誕生，不僅減輕了天然石材資源超負(fù)荷的市場(chǎng)需求，還實(shí)現(xiàn)了采礦荒廢料的資源化利用。

1.2 再造石及其裝飾制品的特點(diǎn)

再造石裝飾混凝土打破了人們對(duì)普通混凝土“規(guī)整方正、色彩單一”的刻板印象。與傳統(tǒng)混凝土相比，再造石制品具有更加自然、豐富的肌理變化，再造石及其常見(jiàn)的裝飾制品主要有以下特點(diǎn)：

（1）工藝特性：再造石以粒徑0.5～2 mm 的粉粒狀廢棄石渣為再生骨料，水泥為膠凝材料，采用易于切割的聚苯板模具成型，突破了傳統(tǒng)混凝土繁雜的制模工藝。

（2）外觀特點(diǎn)：打磨輕微暴露骨料的工藝使再造石的外觀、質(zhì)地均與天然石十分接近，其表面肌理可根據(jù)原料所用碎石料類型、顆粒大小的不同而改變，極具藝術(shù)隨機(jī)性。

（3）加工性能：再造石生產(chǎn)周期短，可模性、可雕刻性優(yōu)異，可滿足雕塑師天馬行空的藝術(shù)創(chuàng)想。表面易加工處理，經(jīng)特殊表面處理后可以實(shí)現(xiàn)仿石、仿木、仿金屬、仿竹等各種質(zhì)感與效果［3］。

（4）質(zhì)輕價(jià)低：對(duì)于同樣的裝飾制品，使用有空腔再造石的重量?jī)H為使用實(shí)心天然石的50%～60%，降低了運(yùn)輸維護(hù)成本。再造石在制模工藝上的簡(jiǎn)化節(jié)約了生產(chǎn)成本，良好的加工性能還節(jié)省了二次處理成本，相比昂貴且笨重的天然石性價(jià)比更高。

（5）藝術(shù)效果：再造石的成型機(jī)理彌補(bǔ)了天然石料顏色不均的缺點(diǎn)［3］，制品色彩豐富、均一，有良好的固色性，相較于清水混凝土具有更多元化的藝術(shù)風(fēng)格。此外，得益于制模程序的創(chuàng)新，制品模具可以方便地進(jìn)行個(gè)性化定制，形成造型百變的裝飾品。

（6）多功能性：由于再造石密度小、質(zhì)量輕，工藝簡(jiǎn)單便于工廠預(yù)制，用于非承重墻板中可提高其保溫、隔熱性能。目前還開發(fā)出透光、吸聲等多功能的人造石材。

（7）結(jié)構(gòu)功能：由于膠凝材料的加入，再造石的抗壓、抗折強(qiáng)度、耐久性等力學(xué)性能均優(yōu)于天然石材，還克服了天然石材易沿節(jié)理斷裂的缺陷。

總之，再造石裝飾混凝土既有藝術(shù)品自由隨性的形狀、豐富多變的顏色和細(xì)膩獨(dú)特的質(zhì)感，又能滿足結(jié)構(gòu)物的功能要求，是一種綜合考慮功能性與裝飾性的綠色建材。

1.3 再造石的應(yīng)用

再造石起初是為了替代昂貴稀缺的石材用作雕塑材料而誕生的，發(fā)展至今，在建筑裝飾領(lǐng)域也占有一席之地，如建筑內(nèi)吊頂、幕墻結(jié)構(gòu)（圖2）、外墻面掛板（圖3）。隨著裝飾技術(shù)的發(fā)展，尤其是GRC 工藝的引入，再造石融合裝飾混凝土與功能混凝土的特性于一身，為裝飾材料帶來(lái)了更多的可能性。

圖2 鄂爾多斯東勝體育場(chǎng)GRC混凝土幕墻Fig.2 GRC concrete curtain wall of Ordos Dongsheng Stadium

圖3 世界葡萄大會(huì)博覽園外墻掛板Fig.3 Recycled stone facade panel of World Grape Congress Expo Garden

2 再生混凝土裝飾工程

再生混凝土裝飾構(gòu)件一般由結(jié)構(gòu)層與裝飾層構(gòu)成?；诓ＡЮw維增強(qiáng)（GRC）工藝，在裝飾制品的結(jié)構(gòu)層采用玻璃纖維水泥噴射，以增加制品的抗沖擊能力；并且在制品裝飾表層采用耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布，以增強(qiáng)制品的抗彎、抗裂能力［4］。

其中，用于填充結(jié)構(gòu)層的原料，常用快硬、低堿度的硫鋁酸鹽水泥，選取8～10 mm 的耐堿短切玻璃纖維，重量為固體物料的2%～5%；而在裝飾層的原料中，加入少量纖維防止表面開裂，纖維占固體物料總重的0.2%～0.4%。

這種以玻璃纖維增強(qiáng)代替鋼筋增強(qiáng)的方法，可同時(shí)保證裝飾物的美觀與安全，在再生混凝土裝飾工程中應(yīng)用廣泛。

2.1 國(guó)家大劇院音樂(lè)廳吊頂

國(guó)家大劇院音樂(lè)廳吊頂（圖4）由法國(guó)建筑師保羅·安德魯設(shè)計(jì)，總面積1 300 m2，由164塊長(zhǎng)3 420 mm、寬2 260 mm的標(biāo)準(zhǔn)板組成。164塊板的造型各異，高低起伏，最突出的部分高度可達(dá)480 mm［5］。

圖4 國(guó)家大劇院音樂(lè)廳吊頂Fig.4 National Grand Theater Concert Hall Ceiling

吊頂標(biāo)準(zhǔn)板由玻璃纖維增強(qiáng)水泥制成，易于運(yùn)輸及吊裝，經(jīng)特殊表面處理后可以產(chǎn)生符合音樂(lè)廳標(biāo)準(zhǔn)的聲響效果。采用的聚苯板模具可以輕松地制成各種形狀，近乎完美地將建筑師的設(shè)計(jì)藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2.2 造景假山的優(yōu)化與改進(jìn)

采用GRC 改進(jìn)工藝的假山預(yù)制片（圖5）總厚度可小于20 mm，還引入聚丙綸防裂纖維改善制品表面裂紋，更適合于形狀轉(zhuǎn)折的變化。與重達(dá)7～8 t的真石相比，再造石裝飾混凝土假山僅有4～5 t。其中的外模層僅重200 kg，材料抗壓強(qiáng)度可達(dá) 40 MPa，抗彎強(qiáng)度達(dá) 16 MPa［6］，受力性能大幅提升。

圖5 再造石假山預(yù)制片F(xiàn)ig.5 Recycled stone rockery precast sheet

在堆裝工藝上［7］，以型鋼為山體主骨架，形成與地基相連、地筋-骨架-外殼組成的穩(wěn)定承重結(jié)構(gòu)（圖6），堆裝方法簡(jiǎn)單，加快施工進(jìn)程，受力也趨于合理。

基于GRC 工藝改進(jìn)的再造石混凝土假山，不僅還原了逼真自然的山水藝術(shù)效果，節(jié)省了運(yùn)輸、施工、維護(hù)成本，還有更好的物理力學(xué)性能與耐腐蝕性，符合節(jié)能環(huán)保的要求。

3 再生混凝土裝飾制品的連接問(wèn)題

由于材料的收縮變形特性不同，再生混凝土裝飾構(gòu)件的連接處常出現(xiàn)傳力不均、整體性差等問(wèn)題。根據(jù)連接位置的不同可分為裝飾構(gòu)件間的拼接、裝飾層與結(jié)構(gòu)層的連接、裝飾構(gòu)件與結(jié)構(gòu)主體的連接三類。

圖6 再造石假山結(jié)構(gòu)示意圖Fig.6 Structural sketch of rockery

3.1 墻面裝飾的拼接縫隙問(wèn)題

現(xiàn)有的墻面裝飾品包括木雕、石雕、銅雕等，受制作工藝限制，這類裝飾物一般為小型裝飾品，模具采用木、鋼、橡膠、樹脂等材料，制作成本高、周期長(zhǎng)，且無(wú)法隨設(shè)計(jì)意圖任意變換。

在裝飾長(zhǎng)度較大的建筑墻面時(shí)，往往需要將若干塊小型裝飾物拼接起來(lái)。然而拼接過(guò)程中難免出現(xiàn)拼接縫隙，常用的接縫處理方法有“明縫”與“暗縫”兩種。其中，明縫的適用范圍較小，對(duì)墻面裝飾的流暢度有一定影響；暗縫是指在組裝完成后，對(duì)接口進(jìn)行后期修補(bǔ)，但長(zhǎng)期使用極易出現(xiàn)變形與開裂現(xiàn)象，使用壽命只有3～5年，后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用較高。此外，兩法都難以處理轉(zhuǎn)角處或曲面型墻體的縫隙，影響墻面的美觀、耐久性。

而采用再生混凝土為材料制作的裝飾品很好地規(guī)避了這一問(wèn)題。再生混凝土裝飾品［8］的核心工藝在于，直接以大尺度的聚苯板作為模具，并采用電阻絲在模板上切割出裝飾圖案，此法可制作長(zhǎng)度達(dá)百米的大型裝飾品。可見(jiàn)，由于成型模具靈活易制的特點(diǎn)，在建筑墻體的裝飾中利用再生混凝土材料，可以較大程度地避免拼接縫隙，提高墻面裝飾的整體性、可靠性及耐久性，同時(shí)降低制作成本。

3.2 掛板裝飾層與結(jié)構(gòu)層的連接問(wèn)題

常見(jiàn)的裝飾外墻掛板由面板、連接和鋼框架三部分組成，其中面板屬于裝飾層，鋼架屬于結(jié)構(gòu)層，兩者之間依靠連接傳力，決定了掛板的結(jié)構(gòu)整體性。然而，傳統(tǒng)裝飾外墻掛板的層間連接存在以下問(wèn)題。

傳統(tǒng)外墻掛板通常采用一字形鋼筋作為連接件，在板內(nèi)不同位置、沿不同方向的粘結(jié)錨固性能有較大差異，導(dǎo)致板在整體受熱時(shí)，中間區(qū)域常產(chǎn)生較大的變形膨脹，板件溫度適應(yīng)性較差。此外，在風(fēng)載下連接部位易產(chǎn)生滑動(dòng)磨損，影響耐久性及穩(wěn)定性。

3.2.1 增設(shè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)

為解決上述問(wèn)題，開發(fā)一種增設(shè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的再生混凝土裝飾外墻掛板［9］。

如圖7 所示，掛板的結(jié)構(gòu)層內(nèi)設(shè)有一呈T 型肋狀的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層，與裝飾層表面的凹凸型T 字齒條狀結(jié)構(gòu)濕法成型固定。所述加強(qiáng)肋成型的模具示意圖見(jiàn)圖8。

圖7 再生混凝土裝飾外墻掛板示意圖Fig.7 Schematic diagram of recycled concrete decorative facade panel

圖8 加強(qiáng)肋模具結(jié)構(gòu)示意圖（上）及其剖面圖（下）Fig.8 Schematic diagram of stiffening rib mould（above）and its section view（below）

含加強(qiáng)肋的再生混凝土掛板制作工序如下：首先制作裝飾層1，將掛板模板5 套入邊框7 中，將裝飾層填充物噴入模板中；再制作結(jié)構(gòu)層2，并將鋼筋桁架3 放入其中；最后制作加強(qiáng)肋4，將加強(qiáng)肋模具6 壓入結(jié)構(gòu)層2 中，待水泥終凝撤出模具，加強(qiáng)肋成型見(jiàn)圖9。

圖9 再生混凝土裝飾外墻掛板加強(qiáng)肋制作示意圖Fig.9 Construction drawing of stiffening rib in recycled concrete decorative facade panel

該加強(qiáng)層專門用于支撐和粘結(jié)裝飾層，在不影響裝飾美觀性的同時(shí)，增加了層間接觸面積，利用凹凸肋槽加強(qiáng)連接緊密性，改善了掛板的層間連接性能。

3.2.2 優(yōu)化連接件形式

不同于傳統(tǒng)的一字筋，針對(duì)引入GRC 工藝的再生混凝土外墻掛板，提出了幾種適用性更強(qiáng)的連接件形式，包括八字形鋼筋、小字形鋼筋、倒八字形鋼筋、方形鋼板等，如圖10、圖11 所示，各圖中頂層為裝飾面層，底層為鋼架。

圖10 正（上）、倒（下）八字形鋼筋連接Fig.10 Positive-splayed（above）and inverted-splayed（below）rebar connections

圖11 方形鋼板連接Fig.11 Square steel plate connection

造型各異的連接件將面板與鋼架緊密地聯(lián)系起來(lái)，共同組成傳力合理的平面抗彎桁架結(jié)構(gòu)，有效地約束了裝飾層與結(jié)構(gòu)層間的相對(duì)變形，顯著提高掛板的整體受力性能［10］。

3.3 構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的連接

裝飾掛板通過(guò)若干個(gè)錨固點(diǎn)及其連接系統(tǒng)與建筑主體連接。構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的連接系統(tǒng)由被連接部分（裝飾掛板）、支座部分（預(yù)埋件）以及兩者間的轉(zhuǎn)接部分組成［11］。

根據(jù)安裝后是否允許在板平面內(nèi)發(fā)生一定限度的位移，可將錨固點(diǎn)分為滑移點(diǎn)和緊固點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)柔性與剛性連接［12］。錨固點(diǎn)的設(shè)置須滿足板材的變形要求，通常在板件重心處設(shè)至少一個(gè)剛性緊固點(diǎn)，以提高結(jié)構(gòu)抗震性能，在其他位置優(yōu)先設(shè)置變形兼容性較強(qiáng)的柔性滑移點(diǎn)。

根據(jù)連接件形式的不同，板與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的連接方式可分為：

（1）槽式連接：即采用槽形掛件，輔以安裝用擋板固定掛板的連接。

槽式連接通常分為短槽和通槽兩類，根據(jù)掛件與擋板形式的不同又可分為“上下翻”掛件式、SE 掛件式、“F”形卡條連接、插指卡件式、托卡一體式等［12］。圖12 為再生混凝土裝飾外墻掛板的一種SE槽式連接示意圖。

圖12 再生混凝土裝飾外墻掛板的槽式連接Fig.12 Grooved connection of recycled concrete decorative facade panel

槽式連接通過(guò)掛件與槽孔之間的相互作用傳遞應(yīng)力，克服了連接的應(yīng)力集中問(wèn)題，但掛件與插槽的偏差會(huì)增加安裝難度。目前主要應(yīng)用于單層板及有肋單板中。

（2）銷栓式連接：以銷栓代替前述槽形掛件進(jìn)行連接。

銷栓式連接通過(guò)銷栓與銷孔的相互作用傳力，形式簡(jiǎn)潔、安裝方便，預(yù)制構(gòu)件的尺寸偏差對(duì)連接性能的影響較小，但在銷栓與銷孔配合過(guò)緊時(shí)易產(chǎn)生集中應(yīng)力，導(dǎo)致局部碎裂破壞。銷栓式連接在單板中應(yīng)用廣泛。

（3）預(yù)埋內(nèi)螺紋件式：在被連接板件內(nèi)預(yù)埋入不銹鋼內(nèi)螺紋埋件的連接。

與銷栓不同，所述的內(nèi)螺紋件不僅預(yù)埋深度更大，還將端部設(shè)置為長(zhǎng)管狀、長(zhǎng)條狀等特殊形狀，通過(guò)螺紋件端部的錨固增加埋件與掛板的握裹力，將應(yīng)力分散至較大范圍，連接性能優(yōu)于前兩種。

但此種連接構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)被連接板件的厚度或肋板寬厚比均有一定的要求，目前主要用于有肋單板及保溫隔熱的雙層夾芯板中。

（4）穿孔式：在板內(nèi)預(yù)制螺栓孔和預(yù)埋墊片，連接件采用GRC 填料密封，接縫處通過(guò)氯丁橡膠彈性墊片調(diào)整安裝偏差［12］。穿孔式連接構(gòu)造簡(jiǎn)單，彈性墊片增強(qiáng)了連接靈活性，對(duì)構(gòu)件支座偏差的包容性較強(qiáng)，但強(qiáng)度較低，只能用于尺寸較小的有肋板件中。

（5）鋼筋錨桿連接：錨桿可分為柔性錨桿、重力錨桿和抗震錨桿［12］，一般用于框架板面板與鋼框架的連接，裝飾掛板中少見(jiàn)。

4 再生混凝土掛板與主體結(jié)構(gòu)連接計(jì)算力學(xué)模型

再生混凝土外墻裝飾掛板為非承重的圍護(hù)掛板，僅承受平行于板面方向的自重及垂直于板面方向的風(fēng)載。設(shè)計(jì)時(shí)須考慮預(yù)埋錨栓、板背螺栓、支承構(gòu)件、吊裝用起吊件等的安全性，而不考慮主體結(jié)構(gòu)所受荷載。其中，錨栓的錨固性能至關(guān)重要，分析時(shí)還須考慮多節(jié)點(diǎn)連接系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)布置、錨固深度、材料強(qiáng)度、植筋類型等因素對(duì)錨栓群承載力的影響［13］。

以前述再生混凝土裝飾外墻掛板的連接體系為例，分析掛板連接及其各部分的受力特性，抽象出一種便于計(jì)算的力學(xué)模型。

4.1 連接節(jié)點(diǎn)定位

再生混凝土所制的外墻掛板通常厚度較薄、自重較輕、面積較大。對(duì)于總面積為A、自重為G的掛板，假定由n個(gè)連接節(jié)點(diǎn)將其分為等面積的n個(gè)區(qū)格，節(jié)點(diǎn)數(shù)量及位置由掛板面積與形狀決定，每個(gè)連接點(diǎn)僅受該區(qū)塊板件的荷載作用，如圖13所示。

圖13 掛板連接點(diǎn)定位及分區(qū)示意圖Fig.13 Schematic diagram of positioning and zoning of connection nodes of panel

取任一區(qū)塊分析，考慮板件自重及水平均布風(fēng)載，單個(gè)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造的受力情況如圖14 所示。其中，沿豎直方向的板件自重由支承角鋼、錨栓、背栓共同承受，而水平荷載主要由錨栓、背栓聯(lián)合抵抗。下文分別對(duì)上述各連接部件進(jìn)行受力分析。

圖14 節(jié)點(diǎn)連接計(jì)算簡(jiǎn)圖Fig.14 Calculation diagram of node connection

4.2 支承角鋼分析

由圖14 可知，支承角鋼受彎-剪聯(lián)合作用，1—1 為支承角鋼的控制截面，考慮荷載偏心作用，則最大正、剪應(yīng)力分別為

式中：e0為掛板形心軸與板背的偏心距離；e1為掛板與墻板的偏心距離；b1為支承角鋼長(zhǎng)度；t1為外挑翼緣的厚度；G0為單區(qū)塊掛板自重荷載的設(shè)計(jì)值。要求最大正、剪應(yīng)力分別不大于角鋼所用鋼材的抗彎、抗剪強(qiáng)度。

4.3 板背螺栓分析

背栓是連接支承角鋼與干掛件的螺栓，受拉力Nt、剪力Nv作用，按下式計(jì)算：

式中：q為掛板所受風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值；A0為單區(qū)塊掛板面積。

式中：de為背栓螺紋處的有效直徑；d為螺桿直徑；nv為受剪面?zhèn)€數(shù)分別為螺栓抗拉與抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

同時(shí)承受拉力與剪力的背栓承載力按下式驗(yàn)算：

4.4 錨栓錨固分析

錨栓是保證連接穩(wěn)固性最重要的部件，受載時(shí)產(chǎn)生拉力抵抗水平風(fēng)載，剪力抵抗板件自重。假定錨栓中心與其所在區(qū)塊板件的重心重合，則錨栓所受的拉力N、剪力V分別表示為

式中：h1為錨栓中心至支承角鋼底端的距離，見(jiàn)圖14；其余符號(hào)含義與前述相同。

在拉、剪復(fù)合受力狀態(tài)下，錨栓承載力按下述公式驗(yàn)算：

式中：NR為錨栓受拉承載力；VR為錨栓受剪承載力。

錨栓承載力主要取決于錨桿表面與墻面混凝土的錨固強(qiáng)度，掛板連接系統(tǒng)中的錨栓屬于化學(xué)錨栓，通過(guò)金屬螺桿和錨固膠共同形成錨固作用，其極限承載力主要由植筋埋置深度、基材混凝土強(qiáng)度、基材配筋、群筋間距及邊距等因素共同決定［15］。

參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》［16］，對(duì)于再生混凝土掛板所用錨固件的受拉、受剪承載力分別討論如下：

4.4.1 錨栓受拉承載力NR

錨栓受拉時(shí)有鋼材受拉破壞（NRs）、混凝土錐體破壞（NRc）、混合破壞（NRp）、混凝土劈裂破壞（NRsp）四種破壞模式，則取四種情況承載力的最小值為錨栓的受拉承載力，即

由于再生混凝土掛板質(zhì)輕、單板面積大，錨栓邊距c相對(duì)錨固長(zhǎng)度hef大得多，因此在計(jì)算混凝土錐體破壞的受拉承載力NRc與混合破壞的受拉承載力NRp時(shí)，通?？刹豢紤]間距效應(yīng)與邊緣效應(yīng)的影響，按理想錐體計(jì)算破壞投影面積。此外，再生混凝土掛板連接錨栓中發(fā)生劈裂破壞的情況也較少。

4.4.2 錨栓受剪承載力VR

錨栓受剪的破壞模式有鋼材受剪破壞（VRs）、混凝土邊緣破壞（VRc）、混凝土剪撬破壞（VRcp）三種，則取上述三種情況承載力的最小值為錨栓的受剪承載力，即

與前述類似，對(duì)于尺寸大、厚度薄的再生混凝土掛板，計(jì)算受剪承載力時(shí)可不考慮間距效應(yīng)與邊緣效應(yīng)的影響，但應(yīng)考慮板件邊距比、邊厚比及荷載偏心對(duì)群錨受剪的影響。

5 結(jié) 論

（1）再造石作為仿石材外觀的裝飾再生混凝土，可形成不同于一般混凝土的肌理與色彩，同時(shí)充分利用廢棄的石渣、石粉，是建筑固廢資源化的一種新方式。GRC 工藝改善了再造石制品的物理力學(xué)性能，將其從雕塑推廣至建筑裝飾領(lǐng)域，如建筑吊頂、外墻掛板、山水園林等，豐富了再生混凝土裝飾材料的應(yīng)用場(chǎng)景。

（2）由于變形性能的不同，現(xiàn)有裝飾構(gòu)件的各部分連接處存在可優(yōu)化的空間，根據(jù)錨固位置不同可分為裝飾物之間的拼接、掛板裝飾層與結(jié)構(gòu)層的連接、裝飾構(gòu)件與結(jié)構(gòu)主體的連接三類。裝飾物之間的拼接問(wèn)題常見(jiàn)于大尺寸墻面的裝飾工程中，表現(xiàn)為接縫多、質(zhì)量差，轉(zhuǎn)角與曲面處難處理。而再生混凝土裝飾制品以易加工制造、成本低廉的聚苯板作模具，制成的裝飾品長(zhǎng)達(dá)百米無(wú)縫隙，減少了拼接縫隙的不利影響。

（3）裝飾外墻掛板由裝飾層、結(jié)構(gòu)層及兩者之間的連接組成。為增強(qiáng)連接緊密性，改善掛板的整體受力性能，開發(fā)了一種增設(shè)T 型加強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)的再生混凝土裝飾外墻掛板。此外，還引入八字形鋼筋、小字形鋼筋、方形鋼板等，替代傳統(tǒng)的一字形連接件，構(gòu)成平面抗彎桁架結(jié)構(gòu)，有效地約束了裝飾層與結(jié)構(gòu)層間的相對(duì)位移。

（4）再生混凝土裝飾掛板與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主體的連接方式主要有槽式連接、銷栓式連接、預(yù)埋內(nèi)螺紋件式、穿孔式、鋼筋錨桿連接五種，分別具有不同的傳力機(jī)理與受力性能，優(yōu)缺各異，側(cè)重于不同的適用范圍。

（5）再生混凝土外墻掛板的連接性能與連接點(diǎn)的位置分布有關(guān)，由錨栓-板背螺栓-支承角鋼三大部件組成的連接體系決定，其中錨栓錨固是體系承載力的主要來(lái)源，支承角鋼主要承受板體自重。應(yīng)按照式（1）-式（12）進(jìn)行安全核算。