浅谈干挂石材幕墙的深化设计与施工

浅谈干挂石材幕墙的深化设计与施工

作者：刘毛凯 任旭 陈永刚 来源：《科技探索》2013年第06期

摘要：本文根据石材幕墙工程设计及施工的工程实践，从石材、龙骨、挂件的材料的选择、物理实验性能、力学计算、模拟实际情况的现场受力性能实验、施工图设计等各个阶段，介绍干挂石材设计及施工的全过程。 关键词：石材幕墙 施工

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0520-01 一、石材幕墙的深化设计 1、石材的选择

对于深化设计而言，应配合设计单位和建设方的工作，根据设计方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向建设方提供各种石材样本，以协助其尽快确定所用石材。通常要在对几种石材的选择中，应依据所掌握的石材资料，重点考虑石材的表面特征、颜色和纹理等技术性能指标。尽管石材供应商已给出了石材的物理性能指标，但石材作为一种天然材料其物理性质变化很大，因此必须重新确认，以便为石材的设计确立相应准确的设计指标。 2、干挂方式的选择

石材的干挂方式有通槽式、短槽式、背栓式等几种形式，较常用的有短槽式和背栓式两种，其悬挂方式比较而言，短槽式成本较低但安全性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或安全系数要求不太高时；背栓式干挂牢靠稳定，但成本较高，用于较大块石材（厚度30㎜时石材面积大于1.5㎡）或对石材安全性能要求较高时。干挂方式确定后就可以进行石材干挂体系设计，此部分通常由施工单位来完成。石材干挂体系的设计决定着幕墙的结构安全性，有着特殊的重要性，且干挂体系多为隐蔽工程，设计安装过程中必须得到足够的重视。 3、石材及干挂体系的力学计算

首先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的干挂方式，进而确定石材板块的计算模型，进行受力安全性计算，最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。安全性对于幕墙工程来说是至关重要的，此部分必须由专业力学计算师来完全。石材及其干挂体系的设计应符合国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的要求。 4、石材物理性能试验

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在为一个工程项目的石材做试验建立设计指标时，必须取能代表所用石材的试样，或者直接从将要用于建筑物的石材中挑选试样。干挂石材理论计算的模型毕竟与现场时常的实际受力情况有所不同，为验证理论计算结果的准确性，必须在施工现场按拟采用的干挂石材的固定体系固定石材，然后对其逐步施加设计规定的荷载并观察记录其整体受力性能。最后按试验对力学计算结果进行分析和研究，以确保干挂石材在实际使用过程中确实具有相当的安全度。 5、施工图设计

干挂石材施工图设计的依据为：建筑平面图、立面图、节点大样图、其他专业需与干挂石材配合的有关图纸及其他要求和干挂石材的计算书。施工图设计必须做到既满足建筑师的要求，又要与现场的实际情况相吻合，施工图设计主要包括石材的安装立面图设计、石材节点大样图设计、石材的加工详图设计等。

安装立面图设计：根据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并方便实用，所设计的石材安装立面图应清洗表达出各立面上所有不同种类的石材板块。若工程的体形较复杂，为查找干挂石材立面图纸方便，还应设计干挂石材安装立面图的位置索引图，清晰的表示出建筑物每个区域墙面对应的挂板立面编号图编号。

石材节点大样图设计：除了要设计干挂石材基本节点大样外，还要对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的形状、尺寸及连接方式，单独设计干挂石材节点大样图，以表明这些部位石材的实际情况。

石材加工详图设计：石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后，即可按石材安装立面图上的石材分格尺寸及节点大样图的细节进行加工详图设计，该详图即通常所说的石材加工细目。在确定干挂石材的具体形状及加工尺寸时，须反复核实以确保万无一失，以免造成巨大的经济损失。

二、石材的施工程序

1.为了达到外立面的整体效果，要求板材加工精度比较高，要精心挑选板材，减少色差。石材表面不得有气泡、裂纹、结疤、折叠、夹杂和端面分层，允许有不大于厚度公差一半的轻微凹坑、凸起、压痕、发纹、擦伤。选好石材根据图纸分格尺寸切割抛光，石材表面清洁。 2.根据设计要求钻孔、定位，当采用一个螺栓时，螺孔中心到板边的距离不宜大于300mm；当采用两个螺栓时，螺孔中心到板端的距离不宜大于400mm，距两 边不宜大于300mm；当采用四个螺栓时，螺孔中心到板边距离不宜大于250mm；当采用一（二）个后切螺栓时，要用四个尼龙螺栓顶住板内侧，以保持板的 稳定。石板后作好钻孔定标志后，采用专用钻头钻入，到钻孔深度后，控制钻头绕一个规定的旋转点环状旋转，对钻孔底部进行锥形扩削，这样就为锚栓提供了精确 的底部侧凹。

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3.在板安装前，应根据结构轴线核定结构外表面与于挂石材外露面之间的尺寸后，在建筑物大角处做出上下生根的金属丝垂线，并以此为依据，根据建筑物宽度设置足以满足要求的垂线、水平线，确保槽钢钢骨架安装后处于同一平面上（误差不大于5mm）。

4.通过室内的50cm线验证板材水平龙骨及水平线的正确，以此控制拟将安装的板缝水平程度。通过水平线及垂线形成的标准平面标测出结构垂直平面，为结构修补及安装龙骨提供依据。

5.石材板块自下而上安装，一般一组五人，将预制好的石材板块安装到横框上，通过调整固定螺丝调整其高度及左右立边，使缝宽满足要求。 6.石材背后的不锈钢挂件与横框间隙不得小于5mm；

7.对石材本身误差（如对角线等）造成石材缝隙的不均匀，在安装完后用角磨机处理，使缝隙一致。

8.安装完石材板块，用专用清洁剂对石材表面进行清洗后交付验收。 三、结束语

目前幕墙干挂石材设计，设计单位通常只提供立面分格形式和少量节点图，其细致程度无法达到按图施工的程度，因此，石材板及相关的干挂体系的深化设计工作就非常必要。干挂石材的设计必须按照相关规范，依严格的程序进行，其力学计算结论要与现场的力学性能试验结果相吻合。 参考文献：

[1]《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001 [2]《建筑幕墙》JG3035-96

[3]《天然花岗石板材》GB/T18601-2001 [4]《建筑结构荷载规范》GB50009-2001