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建筑幕墻是現(xiàn)代建筑科學(xué)、新型建筑材料和現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的產(chǎn)物，目前在我國(guó)，石材幕墻的石材使用量年均超過(guò)2500萬(wàn)㎡。但是石材也有明顯的缺點(diǎn)及不足，如石材幕墻首先質(zhì)量很重;其次，它的安全性值得考慮;最后，石材幕墻的防火性能欠佳。所以，在幕墻設(shè)計(jì)施工過(guò)程中需要避免錯(cuò)誤流程，減少安全隱患。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定
1、石材幕墻按外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，石材幕墻石板宜選用火成巖。
2、天然石材幕墻不宜應(yīng)用于高層及超高層建筑中。當(dāng)設(shè)計(jì)要求采用時(shí)，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定增設(shè)石材防碎裂措施。
3、石材幕墻的骨架應(yīng)綜合考慮建筑立面效果、土建結(jié)構(gòu)形式、石材幕墻的安裝形式等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要保證幕墻系統(tǒng)的安分可靠，又要考慮施工工藝的可行性。
4、石材幕墻及其連接件應(yīng)有足夠的承載力、剛度和相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的位移能力。幕墻骨架的立柱應(yīng)通過(guò)金屬角碼與主體結(jié)構(gòu)相效接，立柱與角碼之間應(yīng)采用螺栓連接，螺栓墊板應(yīng)有防松動(dòng)和防滑移措施。
5、非抗震設(shè)計(jì)的石材幕墻，在風(fēng)力作用下石材不得破損;抗震設(shè)計(jì)的石材幕墻，在設(shè)防烈度地震作用下經(jīng)修理后幕墻仍可使用;在罕遇地震作用下幕墻骨架不得脫落。
6、在石材幕墻構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到幕墻系統(tǒng)在重力荷載、風(fēng)荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移影響下，具有的安全性。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)錯(cuò)誤
預(yù)(后)埋件設(shè)在砌體結(jié)構(gòu)或輕質(zhì)隔墻上
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)規(guī)定:與幕墻立柱相連的主體混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C3O。參考《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102)中規(guī)定:幕墻與砌體結(jié)構(gòu)連接時(shí)，宜在連接部位的主體結(jié)構(gòu)上增設(shè)鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)梁、柱。輕質(zhì)填充墻不應(yīng)作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)平面外支承能力差，輕質(zhì)隔墻承載力和變形能力差，都不能作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。對(duì)于層高較大的樓層，設(shè)計(jì)者為解決幕墻立柱的受力問(wèn)題，除了增大立桿截面尺寸或采用高強(qiáng)材料外，有的工程在樓層結(jié)構(gòu)梁之間的墻體上增加一個(gè)支承點(diǎn)，這一支承點(diǎn)應(yīng)是在鋼筋混疑土(或鋼結(jié)構(gòu))構(gòu)造梁(柱)上才能可靠有效。
龍骨全焊接
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》( CJ 133 )中，橫梁和立柱采用螺栓連接，是強(qiáng)制性條文不容許焊接，但工程中經(jīng)常采用全部焊接的構(gòu)造，在技術(shù)層面，焊接是可行的;在現(xiàn)行規(guī)范層面;焊接是必須禁止的。從技術(shù)角度出發(fā)，橫梁一端焊接，另一端螺栓連接是比較好的方案。
T型掛件和蝴蝶扣掛件
這兩種掛件在一市場(chǎng)的占有率較高，價(jià)格比較便宜，平整度好，但在安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯(cuò)動(dòng)的墻面，一方面維修更換困準(zhǔn)，另一方面抗風(fēng)震、抗地震性能較差，在《建筑幕墻》(GB/T21086一2007)中，已經(jīng)明確不宜采用;在振動(dòng)抗震試驗(yàn)中，也發(fā)現(xiàn)該一類掛件存在缺陷。
開(kāi)放石材保溫系統(tǒng)
開(kāi)放石材懸空保溫系統(tǒng)無(wú)抗風(fēng)能力，由于石材面板間膠縫可能會(huì)對(duì)石材造成污染(硅油污染或吸灰污染)，使一些建筑寧愿一沒(méi)計(jì)開(kāi)縫式石材系統(tǒng)，如果按照《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)的觀定，保溫材料與主體結(jié)構(gòu)之間應(yīng)留有50mm的空問(wèn)，即保溫材料懸空布置，由于外層石材板為開(kāi)縫式系統(tǒng)，風(fēng)壓會(huì)部分的作用在保溫材料上，即要求保溫層應(yīng)具有抗風(fēng)壓性能。
8MPa以下石材無(wú)加強(qiáng)構(gòu)造
在《建筑幕墻》(GB/T21086-2007)中規(guī)定:彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值小于8.0MPa的石材面板，應(yīng)采取附加構(gòu)造措施保證面板的可靠性。
板塊粘接
石材面板不宜采用粘接、宜采用機(jī)械連接，確保其耐久性和可靠性。
SE掛件傳力途徑應(yīng)明確
SE掛件傳力途徑應(yīng)明確SE掛件是比較成熟的掛件系統(tǒng)，但應(yīng)設(shè)計(jì)好傳力途徑，否則，仍然會(huì)出問(wèn)題，一般應(yīng)采用下部?jī)牲c(diǎn):即S形掛件作為承載點(diǎn)，E型掛件不承受重力荷載，僅承受風(fēng)載，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)留有足夠的間隙，即使石材面板發(fā)生沉降，E型掛件仍然不承受重力荷載。
短橫梁
短橫梁可以節(jié)省幕墻的材料用量，尤其對(duì)面板比較小的工程，效果比較明顯，特別適合于輕質(zhì)面板，在石材幕墻的應(yīng)用中，不值的推薦，會(huì)存在間隙調(diào)整、平面度差等問(wèn)題，盡可能不用。
大面石材幕墻層間封堵問(wèn)題
根據(jù)公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的《民用建筑保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫時(shí)規(guī)定》:
(1)建筑高度大于等于24m時(shí)，保溫材料的燃料性能應(yīng)為A級(jí);
(2)建筑高度小于24m時(shí)，保溫材料的燃料性能應(yīng)為A級(jí)或Bl級(jí)，其中，當(dāng)采用Bl級(jí)保溫材料時(shí)，每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶;
(3)保溫材料應(yīng)采用不燃料作防護(hù)層，防護(hù)層應(yīng)保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm，大面積石材幕墻采用Bl級(jí)保溫材料時(shí)，層間應(yīng)進(jìn)行封堵;
(4)基層墻體內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應(yīng)在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。
面板與龍骨無(wú)橫向定位
與單元幕墻掛點(diǎn)一樣，石材面板的掛接也應(yīng)遵循一定的規(guī)定，四點(diǎn)之中應(yīng)該有一點(diǎn)與龍骨相對(duì)固定，其余三點(diǎn)能夠吸收溫度變形，承受垂直幕墻表面的荷載。
面板厚度不滿足標(biāo)準(zhǔn)
花崗石面板厚度至少為25mm，其他石材GB21086有明確的規(guī)定，一些業(yè)外人士開(kāi)發(fā)的幕墻板材系統(tǒng)，在15mm厚的石材后部附加一下保溫材料，或一些可靠性不高的支承構(gòu)造，面板仍然為主要受力構(gòu)件，這種系統(tǒng)工程用后，由于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)支持，無(wú)法進(jìn)行驗(yàn)收，造成大量的浪費(fèi)，實(shí)踐中，石材厚度不滿足要求的工程，有些會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，會(huì)破裂脫落。
伸縮縫不能傳遞彎矩
采用角鋼或槽鋼制作的立柱，在伸縮縫部位應(yīng)進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)，否則不能傳遞彎矩。
H形掛件的保護(hù)套設(shè)計(jì)
H形掛件是比較簡(jiǎn)單的一種掛件，在瓷板幕墻中有較為廣泛的應(yīng)用，一些設(shè)計(jì)為了防止滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生噪音，并避免鋼鋁直接接觸產(chǎn)生雙金屬接觸腐蝕，在其搭接部位設(shè)置U形襯墊，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致掛件承載部分壁厚大大削弱，存在安全隱患。
金屬掛件與石材間膠粘劑選用
規(guī)范明確要求石材干掛必須使用環(huán)氧樹(shù)脂類膠粘劑做為石材幕墻干掛結(jié)構(gòu)膠。干掛膠質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著石材幕墻的安裝質(zhì)量和效果。石材干掛結(jié)構(gòu)膠是用于石材與金屬粘接的專用膠，其成分是環(huán)氧樹(shù)脂，配合固化劑組合使用，屬于柔性結(jié)合，防腐蝕、耐高溫、抗老化、強(qiáng)度高、牢固性好。在溫差和震動(dòng)條件的作用下，伸縮、沉降產(chǎn)生的位移較小，且不易滲油，不污染石材。而云石膠是一種石材修補(bǔ)膠，其主要成分是不飽和樹(shù)脂。主要用于石材與石材的粘接和石材的修補(bǔ)定位，屬于剛性結(jié)合。由于本身存在不飽合鍵，導(dǎo)致其耐氣候老化性能較干掛膠差，受氣溫的影響比較大，其粘接強(qiáng)度低于石材干掛膠很多倍，且怕潮濕不耐高溫、易風(fēng)化，剪切力不夠，尤其用于潮濕和陽(yáng)光照射的墻體，使用壽命更短，沒(méi)有安全保障。
合理的掛件設(shè)計(jì)與嚴(yán)格的施工工藝是保證外飾石材安全美觀的關(guān)鍵。石材幕墻在一些公共建筑及住宅建筑中應(yīng)用較多，涉及到千家萬(wàn)戶，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡可能考慮全面，規(guī)避掉一些常犯的錯(cuò)誤，將安全隱患扼殺在設(shè)計(jì)之初。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定
1、石材幕墻按外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，石材幕墻石板宜選用火成巖。
2、天然石材幕墻不宜應(yīng)用于高層及超高層建筑中。當(dāng)設(shè)計(jì)要求采用時(shí)，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定增設(shè)石材防碎裂措施。
3、石材幕墻的骨架應(yīng)綜合考慮建筑立面效果、土建結(jié)構(gòu)形式、石材幕墻的安裝形式等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要保證幕墻系統(tǒng)的安分可靠，又要考慮施工工藝的可行性。
4、石材幕墻及其連接件應(yīng)有足夠的承載力、剛度和相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的位移能力。幕墻骨架的立柱應(yīng)通過(guò)金屬角碼與主體結(jié)構(gòu)相效接，立柱與角碼之間應(yīng)采用螺栓連接，螺栓墊板應(yīng)有防松動(dòng)和防滑移措施。
5、非抗震設(shè)計(jì)的石材幕墻，在風(fēng)力作用下石材不得破損;抗震設(shè)計(jì)的石材幕墻，在設(shè)防烈度地震作用下經(jīng)修理后幕墻仍可使用;在罕遇地震作用下幕墻骨架不得脫落。
6、在石材幕墻構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到幕墻系統(tǒng)在重力荷載、風(fēng)荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移影響下，具有的安全性。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)錯(cuò)誤
預(yù)(后)埋件設(shè)在砌體結(jié)構(gòu)或輕質(zhì)隔墻上
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)規(guī)定:與幕墻立柱相連的主體混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C3O。參考《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102)中規(guī)定:幕墻與砌體結(jié)構(gòu)連接時(shí)，宜在連接部位的主體結(jié)構(gòu)上增設(shè)鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)梁、柱。輕質(zhì)填充墻不應(yīng)作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)平面外支承能力差，輕質(zhì)隔墻承載力和變形能力差，都不能作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。對(duì)于層高較大的樓層，設(shè)計(jì)者為解決幕墻立柱的受力問(wèn)題，除了增大立桿截面尺寸或采用高強(qiáng)材料外，有的工程在樓層結(jié)構(gòu)梁之間的墻體上增加一個(gè)支承點(diǎn)，這一支承點(diǎn)應(yīng)是在鋼筋混疑土(或鋼結(jié)構(gòu))構(gòu)造梁(柱)上才能可靠有效。
龍骨全焊接
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》( CJ 133 )中，橫梁和立柱采用螺栓連接，是強(qiáng)制性條文不容許焊接，但工程中經(jīng)常采用全部焊接的構(gòu)造，在技術(shù)層面，焊接是可行的;在現(xiàn)行規(guī)范層面;焊接是必須禁止的。從技術(shù)角度出發(fā)，橫梁一端焊接，另一端螺栓連接是比較好的方案。
T型掛件和蝴蝶扣掛件
這兩種掛件在一市場(chǎng)的占有率較高，價(jià)格比較便宜，平整度好，但在安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯(cuò)動(dòng)的墻面，一方面維修更換困準(zhǔn)，另一方面抗風(fēng)震、抗地震性能較差，在《建筑幕墻》(GB/T21086一2007)中，已經(jīng)明確不宜采用;在振動(dòng)抗震試驗(yàn)中，也發(fā)現(xiàn)該一類掛件存在缺陷。
開(kāi)放石材保溫系統(tǒng)
開(kāi)放石材懸空保溫系統(tǒng)無(wú)抗風(fēng)能力，由于石材面板間膠縫可能會(huì)對(duì)石材造成污染(硅油污染或吸灰污染)，使一些建筑寧愿一沒(méi)計(jì)開(kāi)縫式石材系統(tǒng)，如果按照《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)的觀定，保溫材料與主體結(jié)構(gòu)之間應(yīng)留有50mm的空問(wèn)，即保溫材料懸空布置，由于外層石材板為開(kāi)縫式系統(tǒng)，風(fēng)壓會(huì)部分的作用在保溫材料上，即要求保溫層應(yīng)具有抗風(fēng)壓性能。
8MPa以下石材無(wú)加強(qiáng)構(gòu)造
在《建筑幕墻》(GB/T21086-2007)中規(guī)定:彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值小于8.0MPa的石材面板，應(yīng)采取附加構(gòu)造措施保證面板的可靠性。
板塊粘接
石材面板不宜采用粘接、宜采用機(jī)械連接，確保其耐久性和可靠性。
SE掛件傳力途徑應(yīng)明確
SE掛件傳力途徑應(yīng)明確SE掛件是比較成熟的掛件系統(tǒng)，但應(yīng)設(shè)計(jì)好傳力途徑，否則，仍然會(huì)出問(wèn)題，一般應(yīng)采用下部?jī)牲c(diǎn):即S形掛件作為承載點(diǎn)，E型掛件不承受重力荷載，僅承受風(fēng)載，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)留有足夠的間隙，即使石材面板發(fā)生沉降，E型掛件仍然不承受重力荷載。
短橫梁
短橫梁可以節(jié)省幕墻的材料用量，尤其對(duì)面板比較小的工程，效果比較明顯，特別適合于輕質(zhì)面板，在石材幕墻的應(yīng)用中，不值的推薦，會(huì)存在間隙調(diào)整、平面度差等問(wèn)題，盡可能不用。
大面石材幕墻層間封堵問(wèn)題
根據(jù)公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的《民用建筑保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫時(shí)規(guī)定》:
(1)建筑高度大于等于24m時(shí)，保溫材料的燃料性能應(yīng)為A級(jí);
(2)建筑高度小于24m時(shí)，保溫材料的燃料性能應(yīng)為A級(jí)或Bl級(jí)，其中，當(dāng)采用Bl級(jí)保溫材料時(shí)，每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶;
(3)保溫材料應(yīng)采用不燃料作防護(hù)層，防護(hù)層應(yīng)保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm，大面積石材幕墻采用Bl級(jí)保溫材料時(shí)，層間應(yīng)進(jìn)行封堵;
(4)基層墻體內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應(yīng)在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。
面板與龍骨無(wú)橫向定位
與單元幕墻掛點(diǎn)一樣，石材面板的掛接也應(yīng)遵循一定的規(guī)定，四點(diǎn)之中應(yīng)該有一點(diǎn)與龍骨相對(duì)固定，其余三點(diǎn)能夠吸收溫度變形，承受垂直幕墻表面的荷載。
面板厚度不滿足標(biāo)準(zhǔn)
花崗石面板厚度至少為25mm，其他石材GB21086有明確的規(guī)定，一些業(yè)外人士開(kāi)發(fā)的幕墻板材系統(tǒng)，在15mm厚的石材后部附加一下保溫材料，或一些可靠性不高的支承構(gòu)造，面板仍然為主要受力構(gòu)件，這種系統(tǒng)工程用后，由于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)支持，無(wú)法進(jìn)行驗(yàn)收，造成大量的浪費(fèi)，實(shí)踐中，石材厚度不滿足要求的工程，有些會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，會(huì)破裂脫落。
伸縮縫不能傳遞彎矩
采用角鋼或槽鋼制作的立柱，在伸縮縫部位應(yīng)進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)，否則不能傳遞彎矩。
H形掛件的保護(hù)套設(shè)計(jì)
H形掛件是比較簡(jiǎn)單的一種掛件，在瓷板幕墻中有較為廣泛的應(yīng)用，一些設(shè)計(jì)為了防止滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生噪音，并避免鋼鋁直接接觸產(chǎn)生雙金屬接觸腐蝕，在其搭接部位設(shè)置U形襯墊，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致掛件承載部分壁厚大大削弱，存在安全隱患。
金屬掛件與石材間膠粘劑選用
規(guī)范明確要求石材干掛必須使用環(huán)氧樹(shù)脂類膠粘劑做為石材幕墻干掛結(jié)構(gòu)膠。干掛膠質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著石材幕墻的安裝質(zhì)量和效果。石材干掛結(jié)構(gòu)膠是用于石材與金屬粘接的專用膠，其成分是環(huán)氧樹(shù)脂，配合固化劑組合使用，屬于柔性結(jié)合，防腐蝕、耐高溫、抗老化、強(qiáng)度高、牢固性好。在溫差和震動(dòng)條件的作用下，伸縮、沉降產(chǎn)生的位移較小，且不易滲油，不污染石材。而云石膠是一種石材修補(bǔ)膠，其主要成分是不飽和樹(shù)脂。主要用于石材與石材的粘接和石材的修補(bǔ)定位，屬于剛性結(jié)合。由于本身存在不飽合鍵，導(dǎo)致其耐氣候老化性能較干掛膠差，受氣溫的影響比較大，其粘接強(qiáng)度低于石材干掛膠很多倍，且怕潮濕不耐高溫、易風(fēng)化，剪切力不夠，尤其用于潮濕和陽(yáng)光照射的墻體，使用壽命更短，沒(méi)有安全保障。
合理的掛件設(shè)計(jì)與嚴(yán)格的施工工藝是保證外飾石材安全美觀的關(guān)鍵。石材幕墻在一些公共建筑及住宅建筑中應(yīng)用較多，涉及到千家萬(wàn)戶，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡可能考慮全面，規(guī)避掉一些常犯的錯(cuò)誤，將安全隱患扼殺在設(shè)計(jì)之初。
