干挂石材幕墙构造与深化设计

干挂石材幕墙构造与深化设计

程莹

深圳市鹏润装饰工程有限公司广东深圳518023

摘要：干挂石材幕墙是通过连接构件将石材面板与骨架连接的一种挂式柔性连接石材幕墙的作法。干挂石材幕墙设计是保障幕墙安装准确、施工简便的技术，是实现墙面装饰工程耐久性、安全性、抗震性、环保性、可替换性等的前提。

关键词：干挂；石材；幕墙；施工；设计

1.干挂石材幕墙概述

建筑幕墙是融合了建筑技术、功能和艺术于一体的建筑外围护结构，是当今建筑物的高级外装修。石材干挂技术的实施，打破了传统的块料镶贴方法的局限性，为城市建设中建筑幕墙块料板材的应用开创了广阔的前景。当前干挂工艺正在向整体拼装式方向改进，是建筑技术发展的需要，也体现了城市建设的水平。

2.材料设计与要求

干挂石材幕墙结构的稳定性与所选连接构件和材料相关；幕墙的外部美观性与石材的质感、纹理、色彩、尺度相关。干挂石材幕墙深化设计所采用的材料应符合国家现行产品标准的规定，其物理力学性能和耐候性能均应符合具体项目的设计要求。

2.1石材

干挂石材幕墙所用的板材主要有花岗岩、大理石、青石板等。大理石、青石板由于强度和耐候性较低，因此多用在室内装修上；而花岗岩具有独特的物理硬度和化学耐酸碱性，并且结构紧密，呈现自然美丽的构造纹理，被广泛应用于外墙石材幕墙装饰中。

一般地，干挂石材幕墙板材厚度应不小于25mm，采用火烧石板时厚度应再增加3mm，单块板材面积宜不大于1.5㎡，吸水率应小于0.8％，石材表面刷氟系列渗透性石材防护剂。石材的技术性能应符合《天然花岗石建筑板材》（GB/T18601）和《天然花岗石荒料》（JC204）的规定，试验方法应符合《天然饰面石材试验方法》（GB9966.1～GB9966.6）的规定。

2.2构架材料

钢材：幕墙用钢材一般采用碳素结构钢、合金结构钢、耐候结构钢、或不锈钢等。当幕墙钢骨架高度超过40m时，须采用高耐候结构钢。钢骨架主龙骨一般采用12#槽钢，预埋件锚板材料选用Q235-B.F，挂件宜采用4mm厚Ni量不小于9％的奥氏体不锈钢型材，屈服强度不小于204MPa。槽钢、预埋件锚板等表面应采用热浸镀锌防腐处理，镀锌层厚度不小于50um。锚栓材料选用M12×12×160mm化学螺栓，化学螺栓选用不低于5.8级碳素钢，表面热镀锌（膜厚＞45um），锚栓锚固深度最小不低于120mm，化学锚栓药剂应有耐焊接及耐火性能保证。

铝合金型材：应采用无裂纹、无气泡、无腐蚀斑点、无皱褶、无膜层脱落等缺陷的高精度等级制品。铝合金型材色泽均匀、表面清洁，其精度等级、化学成分、牌号与状态、机械性能、表面处理、规格尺寸等应符合《铝合金建筑型材》（GB/T5237.1～5237.5）的有关规定。表面采用阳极氧化处理时，膜厚应不小于15μm。

2.3辅助材料

紧固件：幕墙使用的各类非标五金件和各种卡件、螺栓、螺钉、螺柱、螺母等紧固件宜选用不锈钢制品，其规格型号、机械性能应符合《紧固件机械性能不锈钢》（GB/T3098.6）和《紧固件机械性能不锈钢螺母》（GB/T3098.15）的规定，并有出厂合格证。

密封材料：密封胶条和橡胶制品宜采用三元乙丙或氯丁橡胶，其材质、规格、型号应符合现行国家标准的规定，胶条应为挤出成型制品，胶块应为压模成型制品。

胶粘材料：由于石材是多孔材料，从密封胶中渗出的小分子物质（增塑剂）易流入到石材的孔隙中，使石材表面出现油污和吸灰等污染现象。因此，密封胶的选用是影响面板表观效果的直接因素。一般采用硅酮结构密封胶、硅酮耐候密封胶、防火密封胶、云石胶和发泡胶等，其规格型号和技术性能应符合《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776）的规定，应具有相容性试验报告、环保检测报告、出厂合格证、保质年限证。用于粘结时还应有粘结强度试验报告。

防火、保温材料：一般采用防火棉、岩棉、玻璃棉、矿棉等，其规格型号和技术性能应符合国家现行相关标准规定，同时需满足环保要求。

3.干挂幕墙设计步骤与要求

3.1根据构造特点与受力要求进行幕墙力学计算

干挂石材幕墙主要由金属骨架与石材面板组成，金属骨架为立柱（竖向龙骨）、横梁（横向龙骨）。立柱通过预埋件、螺栓与主体结构连接，横梁通过角码与立柱栓接，角码与立柱采用焊接方式连接，石材板与横梁通过挂件连接。干挂石材幕墙荷载传递路线为：荷载→面板→横梁→立柱→建筑主体结构。设计时，应仔细分析面板、连接件、接缝等部位的受力情况，确定板料的计算模型，进行相应的力学分析。

龙骨的设计除了须满足强度和挠度的要求外，还需注意以下几处施工细节：通常上下立柱之间需预留不小于15mm的变形伸缩缝隙，同时上下立柱之间采用竖框插芯连接，插芯的总长度应满足立柱变形位移的需求且不小于400mm，插芯与立柱紧密接触的同时，插芯应与下立柱之间采用不锈钢螺栓连接固定。立柱与主体结构埋件的连接应采用钢转接件螺栓连接，以适应主体结构变形对幕墙的影响。螺栓直径应不小于10mm，连接螺栓应按现行国家标准《钢结构设计规范》进行承载力设计。当立柱与转接件采用的是不同金属材料时，应采用绝缘垫片隔开。钢横框通过钢角码、螺栓与立柱连接，角码应能承受横框的剪力，其厚度应不小于3mm。钢角码的一端与立柱采用焊接连接，另一端做长圆孔，螺栓连接，以此满足幕墙平面内变形的要求。

3.2细部深化设计

施工单位需提前组织进行石材幕墙施工图深化设计，以保证幕墙施工能够顺利开展并最终验收。

（1）图纸会审。施工单位应及时组织对土建设计单位提供的初步设计图纸进行读图，熟悉设计图纸与说明，理解设计意图，找出设计图中存在的疑问，整理并及时与甲方、设计单位、工程监理、质检部门等进行图纸会审与澄清，讨论并确定具体工程做法，为深化设计做好铺垫。

（2）建筑物现场测量。在干挂石材幕墙施工图深化设计前期，建筑主体结构已经施工完成，幕墙施工单位应对建筑物进行准确测量。一般采用经纬仪投测与垂直、水平挂线相结合的方法测量主体结构的偏差。测量工作结束后，应及时记录测量结果并绘制实测成果，提交工程技术负责人和企业相关人员进行施工图深化设计，也可以提前进行施工前板材加工制作以及施工中结构的修整等等。

（3）安装立面图设计。对立面图进行详细准确的尺寸标注，结合建筑物结构尺寸的实际测量，兼顾建筑保温、防火、防雷等功能要求，绘制干挂石材幕墙深化施工设计图。清晰地标示出建筑物每个区域的石材板块分格尺寸，在各立面和索引图上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保不重复，所设计的安装图应清晰表达出各立面所有不同种类的石材板块。

（2）石材节点大样图。在建筑物的各个立面、转角、门窗洞口、檐口、变形缝、勒脚等复杂部位，设计相应的节点大样图，清晰地标示出石材的形状、尺寸、连接方式及结构形式。设计表达应符合《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-20001）的相关规定。

（3）石材加工图。石材安装立面图及节点大样图被建筑师审核批准后，按照安装立面图上的石材分格尺寸和节点大样图的细节进行石材加工图设计。

4.结语

经过深化干挂石材幕墙设计，减少了图纸与现场结构之间产生的误差，使图纸跟准确和具体，加快了施工的进度，体现了干挂石材墙面装饰工程的安全性、抗震性、耐久性、可替换性和环保性，实现了设计标准化，构配件生产工厂化，进一部提高了干挂幕墙装饰工程的工业化程度。

参考文献：

[1]吴尉.石材幕墙连接设计[J].施工技术.2010（S1）

[2]吴敏.石材幕墙干挂施工技术与质量控制措施[J].福建建材.2011(03)