背槽式干挂石材幕墙设计与安装--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

背槽式干挂石材幕墙设计与安装

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：刘思宇

[导读] 摘要：由于石材具有变化丰富的纹理、色彩和质感，因而在大型公共建筑以及高层建筑的施工中得到越来越多的应用。

        深圳市三鑫科技发展有限公司广东省深圳市 518000
        摘要：由于石材具有变化丰富的纹理、色彩和质感，因而在大型公共建筑以及高层建筑的施工中得到越来越多的应用。但是石材力学性能不稳定、比重大而且工艺性能相对较差，因此石材幕墙的设计与安装存在一些技术难点，而背槽式干挂工艺能够妥善解决这些问题。本文首先简要阐述了干挂式石材幕墙的主要施工工艺和设计方法，分析了不同工艺的局限性，进而介绍了背槽式干挂石材幕墙的设计理念和结构、工艺特点，探讨了在具体工程的幕墙施工中如何进行背槽式干挂幕墙体系设计，并且分析了安装施工应注意的问题。
        关键词：石材幕墙；设计安装；工艺类型；背槽式；干挂
        引言：
        幕墙在装饰效果、施工效率以及新材料与新技术应用方面具有很突出的优势，尤其是在高层与超高层建筑工程的施工中，能够满足复杂荷载带来的结构可靠性和施工安全性要求。目前玻璃、天然石材以及人工合成板材幕墙的施工技术日渐完善，其中石材幕墙由于原材料硬度和密度相对较大，对安装工艺设计和施工技术要求较高。
        一、石材幕墙设计与安装工艺
        （一）石材幕墙设计概述
        建筑幕墙绝大部分采用构件预制与拼装工艺，将墙面材料按照设计要求加工成相应几何形状和规格，利用粘贴、焊接以及紧固件连接等工艺，将其与建筑主体结构的梁、柱等连为一体。而石材由于有良好的机械性能和耐久性，被用于传统建筑的建筑基础、承重构件以及墙体施工。但是随着现代建筑施工工艺的进步以及建筑风格的多元化，使得石材成为了一种常用的装饰装修材料，广泛用于地面、墙面的施工，石材幕墙便是一种常见的应用方式。由于石材自身比重大且工艺性能偏差，容易在板材加工和幕墙安装过程中发生破损，因此其结构设计需要进行非常细致的荷载分析，并且根据板材规格和重量等参数计算连接件、骨架等材料的几何尺寸、机械强度等。目前常采用工艺相对简便的干挂式结构模式，龙骨材料为钢材或铝合金，而连接构件则为不锈钢制成的锚固件，并且采用耐候结构胶做为密封材料和辅助固定材料。具体的节点结构形式可以根据工程的抗震等级、建筑结构特点以及经济条件选择。
        （二）传统干挂石材幕墙工艺类型
        根据干挂石材与幕墙骨架连接和固定方式的不同，传统施工工艺有背栓、钢销以及槽式等。分别通过在石材不同部位开槽、钻孔的方式，使用锚固件进行连接或者利用相邻板材上的石槽相互契合进行安装定位。其中背栓式采用的是在石材背面钻孔和固定钢制连接件，所以理论上工艺相对简单，但是由于石材质地脆硬，在钻孔和安装过程中破损率较高。而且为了达到理想的承载力要求板材有足够的厚度[1]。因此在使用名贵天然石材的工程中不利于成本控制，并且板材与锚栓之间的连接缺乏柔性，易发生连接失效。短槽与通槽连接方式则同样受制于石材物理性能，较难控制加工和安装过程中的材料损耗率，而且存在维修和高层建筑施工困难。而钢销连接最突出的缺陷是存在幕墙整体受力传递问题，而且安装钢销工序的钻孔质量难以控制。对于面积大于1平米的石材而言，钢销的点式连接导致板材局部应力集中，因而在高层建筑的石材幕墙施工中无法保证安全。
        二、背槽式石材幕墙工艺原理和特点
        （一）工艺原理
        背槽式干挂石材幕墙工艺优化了传统工艺，利用石材背面的燕尾槽与特制锚固件形成了更加可靠的连接和定位。背槽式锚固件与板材之间属于面接触，接触面积大，锚固件与板材采用机械和胶粘的方式连接固定，不会产生集中应力，锚固方式合理，锚固点牢固可靠，承载力大。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

石材背面粘贴了玻璃纤维层，不仅强化了石材的机械强度，而且即便幕墙在安装和使用过程中发生破损，也能够有效地避免安全事故的发生，保证了在高层与超高层建筑上应用石材幕墙的安全性。
        （二）工艺特点
        背槽式石材幕墙具有三维可调性，整个幕墙采用锚固连接方式，便于拆卸与更换，受到超强震动或意外冲击力时，石材不会脱落，提高了石材的安全性；板材厚度可以按规范计算确定，板材厚度减薄，经济优势明显；生产效率高，质量易保证，加工破碎率低，包装运输方便；安装工艺简单便捷，安装效率高，安装施工破碎率低。
        三、背槽式干挂石材幕墙设计和安装
        （一）幕墙体系设计
        背槽式干挂石材幕墙的设计涵盖了整体结构、石材加工工艺、节点连接以及安装工艺设计。首先应根据业主和建筑设计方的要求，以达到建筑设计的视觉效果、使用安全、施工技术可行性与成本控制目标为标准，大致确认石材种类并协商确定最终方案。其次应根据石材规格、建筑结构特征和抗震等级等，构建模型分析石材的受力，从而进一步确定相关工艺参数，选择能够满足要求的连接件材料、尺寸以及龙骨型材的规格等[3]。最后应在施工图设计环节确保设计深度，除了提供石材、连接件以及龙骨等构件的加工图纸，还要着重细化各个节点的设计，尤其是幕墙的窗口、伸缩缝等关键部位，应提供详细的图纸和说明材料，确保相关技术人员得到全面的参考信息并保证施工质量。
        （二）原材料选择与加工工艺
        由于石材的物理性质不稳定，强度分布离散度偏高，因此应在石材选择和预加工环节控制好原材料质量。首先在施工前应依据工艺设计文件进行试验，选取试样按设计方案加工和固定，并且施加标准荷载和测试其承载力，确认施工技术的可行性。其次要控制好石材表面质量和加工精度，尤其是燕尾槽几何尺寸的误差要逐一检验。最后应对预加工石材进行表面清洁处理，并且组织好运输和施工现场的管理，确保所有材料按照编号进行顺次安装。
        （三）幕墙安装技术要点
        在背槽式干挂石材幕墙的现场安装环节，首先应布设测量控制网，并且对预埋件的安装质量进行验收[4]。其次在龙骨安装定位过程中应进行关键节点的检测，确认其位置精度和强度符合幕墙设计要求。最后在石材拼装固定环节，要控制好每一块板材的空间位置精度，在吊装就位之后进行初步固定，进而通过测控网对其各个方向的位置精度进行调节，确认其边缘平行度、垂直度和与相邻板材的相对位置误差都在设计允许范围，再进行最后的连接件紧固。此外石材幕墙各个板块之间的缝隙以及伸缩缝等部位，应使用柔性密封材料进行填充，以防因结构变形导致个别石材板块应力集中导致石材破损。
        四、结束语
        背槽式干挂石材幕墙解决了传统施工工艺的技术难点，推动了其在安全性要求高以及高层建筑工程中的应用。但是要想保证石材幕墙的使用安全，应在设计环节做好受力分析与工艺参数计算，并且控制好板材、连接件以及龙骨等构件的加工和安装质量，在实践过程中不断完善这一施工技术。
        参考文献：
        [1]谢汉华. 建筑石材幕墙的设计及工艺技术探讨[J]. 技术与市场, 2015(6):118-119.
        [2]侯建群, 于华新. 背槽式板材幕墙应用技术[J]. 石材, 2016(2):30-33.
        [3]梁春. 背槽式干挂石材幕墙设计与安装[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2017(23):72+74.
        [4]蔡慧慧. 建筑幕墙干挂幕墙的设计与施工[J]. 建筑工程技术与设计, 2016(12).