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干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的设计和施工研究

发表时间：2021/5/31 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王彬

[导读] 摘要：实践表明施工过程中加入幕墙一方面能够有效保护建筑物，另一方面有效提升建筑物的美观性及实用性。

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        摘要：实践表明施工过程中加入幕墙一方面能够有效保护建筑物，另一方面有效提升建筑物的美观性及实用性。本文简要阐述干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的工程概述及施工流程，重点分析干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的设计和施工研究。设计研究包括结构及选材、功能及要求、细节及处理；施工研究包括前期准备、材料选择、施工要点以及材料控制，以供参考。
        关键词：干挂石材幕墙；铝合金玻璃幕墙；设计；施工
        引言：干挂石材幕墙和铝合金金属幕墙主要是使用金属挂件将其直接悬挂在建筑主体结构上，其属于工程中重要的维护性结构，能够有效应对地震、风与自重等荷载所造成的应力作用，此外，对于建筑所产生的位移问题，其也能良好适应，另外，还具备诸多的优点，如：良好的防渗性能、较强的隔音效果、明显的防腐作用以及一定的防火能力等等，其还具有装饰效果好、质量轻、安装快等特点，成为比较好的外墙标准化形式并且在各类建筑中得到广泛应用。
        一、干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的工程概述
        某综合性建筑楼其建筑面积大约为九万七千五百平方米，占地面积约为四万五千平方米。其中涵盖多种建筑装饰材料，主要包括大理石、静电地板、干挂浅红麻花岗岩以及玻璃外幕等等地面装饰物；吸音墙面、轻质隔断墙、内墙涂料以及干挂云丝麻花岗岩等等内部墙体装饰；石膏板、铝合金金属板等等。工程内部包含的幕墙面积达到两万两千平方米左右。
        工程中干挂石材幕墙和铝合金幕墙虽装饰效果比较优异，但其整体内部设计的过程十分复杂，通常情况下都需要通过专业人员反复进行整体以及功能设计。在具体的设计过程中，要仔细检查各个方面，包括金属骨架、玻璃结构、石膏板连接、金属部件、焊接接缝以及锚固螺栓等[1]。
        开展幕墙分区域工作过程中，应充分符合设计的立面要求，并且需要按照荷载内容中的强度标准完成分格面积规划，最大限度的方便后期的工程施工。
        开展工程施工工作之前，应完成已经选择的锚固螺栓抗拔试验。同时将结构密封胶送去样品检测中心完成质量检测，并且将完成结构胶试验被粘结材料的整体检查和测试。
        二、干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的设计研究
        （一）结构及选材
        市场中石材类幕墙的样式较为丰富，主要包括以下几种：骨架、直连、背悬、整粘、单体结构等，结合专业人员对建筑的整体勘察该工程选择传统骨架式结构工艺，原因是该工艺体系比较适合建筑主要结构为金属框架的施工项目；玻璃幕墙常见的有三种类型，具体是明、隐框和悬挂式，结合现场勘测的实际情况，本项目选择隐框为主、明框为辅的施工方案。隐框设计在建筑的外立面上能够不显示出金属框架结构，进而保证立面的整体效果显得更加整洁。
        结合建筑的实际情况，石材可以选择天然形成厚度为2.8-3.5cm之间的花岗岩。为保证建筑的整体情况符合标准，需要对石材质地的密实程度、孔隙率、含氧化铁成分、强度以及颜色等物理因素进行实际考察。根据我国铝合金建筑材料中的规定标准选择相应的铝合金站立式柱子、金属横梁式材料以及铝合金挂件，其中合金类和金属类材料的厚度应控制在大于等于0.3cm的范围之内、铝合金型材的表面氟碳涂层的平均厚度应大于等于0.3mm氧化膜的厚度应大于等于0.15mm。从未来的综合使用的角度上考虑钢化玻璃应采用热反射镀膜类别，采取真空磁控阴极溅射镀膜的方式，严格按照国家规定标准的实际需要。密封结构胶、密封填缝材料、玻璃硅酮嵌缝密封胶体等等都必须依据国家规范和行业标准，严格按照规格进行采购、试验以及检测。
        （二）功能及要求
        石材幕墙和铝合金玻璃幕墙作为围护结构，应从综合的角度出发对抗风抗压、防雨防空气渗漏、隔音隔热保温以及抗重力冲击等功能进行综合考虑，其中设计到的各项功能的使用标准应按照建筑主体结构、幕墙机构的复杂性进行相应的调整。设计结构期间应对固定工件铝合金、玻璃物质工程材料、石材物质工程材料、焊缝连接处以及螺栓锚固等展开相关参数的精确计算。干挂幕墙石材和铝合金幕墙的分格总体需与立面的设计要求相符合，施工工程中建筑尺寸应尽量按照建筑模型参数进行设计，以此才能为后期的工程建设奠定坚实基础。
        （三）细节及处理
        幕墙的单元结构和建筑的主体机构之间的连接处，应在发生地震的情况下依旧保持良好的承重效果和变动幕墙调整应对功能，换句话说就是在单元幕墙和主体建筑之间通过弹性调整螺栓连接的连接方式。找到合适计算结构胶厚度的公式，保证选择出的玻璃在发生地震期间始终保持稳定的缓冲和减震能力；选择具有较大形变承受力的耐候胶和其他材料，能够在地震时外部力量的综合作用下最大限度的防止幕墙结构中的玻璃发生碎裂变形；适宜参数玻璃之间的缝隙也能够有效减少碰撞[2]。
        三、干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的施工流程
        干挂石材幕墙和玻璃幕墙从准备施工开始具有一系列复杂的工艺流程，因此实际施工过程中必须严格按照预先设计好的施工工序，对项目的整体程序进行严密的控制和指导。
        （一）石材干挂幕墙
        第一，实施检查的主要内容为预埋件位置及尺寸分析，安装预埋件之后再次巡查埋件和主体的结构的情况并且完成测量和放线。第二，工程二次排版图的全面绘制、金属骨架结构的制作和安装、验收内部隐蔽部位、加工落实钢结构和表面油漆保护、核对石材质量并落实安装板面以及表面质量监测。第三，核对嵌缝处硅胶的灌注方式、清洗表面幕墙，自检工程幕墙施工效果以及完善工程验收后的后续工作。
        （二）铝合金玻璃幕墙
        第一，展开预埋件的位置及大小尺寸分析、预埋件安装、重新检测预埋件位置和尺寸合理程度并完成测量和放线。第二，根据现场实际情况完善工程整体绘制图、完成金属立柱和横梁的制作及安装、隐蔽内部结构验收、进行面板玻璃幕加工以及金属表面涂料保护。第三，完善安装前的质量检查、玻璃幕面板安装、质量检查、接缝硅胶灌注、表面幕墙清洗、实施工程完工自我检查以及最后的全面验收。
        四、干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的施工研究
        （一）前期准备
        1.放线测量
        结合具体工程中的分格幕墙图样及建设期间的主体建筑完成高点的划分、具体尺寸以及轴线的最后的位置，使用铅锤、钢丝、测量仪以及水平衡量仪器等在主体建筑上的幕墙绘制平面、金属立面柱、位置分格、转角轴线等部位的基准线。与此同时，使用经纬仪进行反复的调试和测试，尽量消除数据之间存在的误差。取得设计和监理人员的同意后，进行幕墙轴线的适当性调整令其更加符合实际幕墙的构造需求。进行衡量和期间放线的真实原始情况记录，为未来工程第二次排版图的绘制奠定现实基础和可靠依据[3]。
        2.处理预埋件
        实施测量放线的工作过程中，必须对准备掩埋工件的位置、大小和标准高度进行逐一的核查，若发现某项数据偏离规定标准范围之内时，就应及时将得到的数据信息反映给有关部门和工程设计工作人员。

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结合本项目的实际情况工程施工期间大部分外装工程修改部分的范围比较大，致使市面上约百分之六十的预埋件无法满足当前幕墙安装的实际需求。因此，落实干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的建设过程中取得相关部门的同意后，全部采取符合该工程的环氧树脂灌浆螺栓锚固处理方式。
        3.二次排版图
        落实幕墙工程所绘制的二次版图需要以分格的幕墙大样设计图为基础，有效落实现场测量放线和结构主体施工期间给予的有关材料，按照构造实际的需求和标准工程规范从节点支托、骨架金属结构、分格转角幕墙、边缘接口处以及构造节点等细节核对绘制工程的二次排版图。结束二次排版图的绘制后应通过相关审核，随后才可完成材料的在建筑过程的使用和后续加工。
        （二）材料选择
        1.石材
        结合工程的实际情况，站在美观性的角度上考虑使用石材应尽量采取天然且颜色一致的材料。采办过程中，材料质量监督工作人员在石材市场进行实地考察后再完成材料的选择。
        2.材料
        石材幕墙的骨架金属需选择含有锌热镀材质切能够防腐的碳素型钢，涵盖的立柱应选择参数为16的槽钢、横梁的参数应在12-14之间的槽钢、连接角托需选择90*10/75*8的角钢，进行现场焊接的方式完成连接整体连接。除上述内容中部分需要掩埋的工件，部分金属均应使用环氧热镀锌锚固化学螺栓的方法落实处理钢结构的压板。
        （三）重点施工
        1.干挂幕墙石材
        第一，应特别细致的落实现场施工材料的质量、材质材料、加工材料尺寸的监督和审核工作。
        第二，检查施工期间使用到的每一块石材的情况，避免石材在运输和施工期间出现断裂和损坏的情况。
        第三，工程施工期间只要涉及到测量放线的工作内容其得到的数值都应精准确切。通过各部门统一落实的放线工作，尽量避免施工部门之间产生施工参数误差的情况。
        第四，现场施工过程中预埋件的处理必须科学合理且位置准确。（预埋件为环氧化学螺栓）
        第五，按照工程现场的真是放线参数落实施工放样图的绘制工作，最大限度的落实现场施工实际的尺寸核实[4]。
        第六，实施安装和调整石材的阶段完全可以使用铺垫的方法，进行适当的调整缝隙宽度，其中垫片及挂件的参数应保持一致。
        第七，工程施工中金属固定挂件的栓螺应选择圈垫弹性金属，水平状态后调整到螺栓拧紧时刻的状态并使用质量较少的工程胶完成整体性固定。
        2.铝合金玻璃幕墙
        第一，工期需掌握玻璃铝合金的材料使用质量、材料质量以及加工尺寸。
        第二，测量方式和朝向都应比较精准且符合工程需求。各部门之间应采取统一放线和测量的方式，尽量必将部门施工之间产生数据参数的误差。
        第三，进行预埋件的处理时应保持科学合理的理念，将其放置在准确的位置。（预埋件为环氧化学螺栓）
        第四，施工期间应结合现场的放线数据完成施工放样图的绘制工作，落实实际施工期间的参数和加工尺寸。
        第五，工程施工过程中应时刻保持保质保量生产的工作理念，检查仔细需要处理幕框的尺寸和大小，尽量防止在施工和运输期间造成各类物料表面的损伤。
        第六，分段安装横梁就是在立柱间实施嵌入的施工方式，应在土建泥水作业完成之后开始；完善阶段性施工之后应进行相应的检查和调整。
        （四）质量控制
        干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的设计和施工过程中材料质量的好坏，严重影响着最终的工程质量，若材料本身就存在一定的质量问题所建设的幕墙也就无法起到保护墙体的作用，进而更加无法抵抗外界环境因素对建筑物产生的影响。因此，必须加强对石材幕墙和铝合金玻璃幕墙材料质量严格把控，争取在源头上完善工程建设的最终验收质量。一般情况下，应选择抗压性、耐磨性、防火性以及硬度都比较好的石材面板；玻璃面板的选择应从稳定性入手，选择市场上相对而言质量和信誉都比较好的供货商开展材料采办，同时在工程施工期间进行材料处理的过程中应保持技术要求，保证每一块石材幕墙的材料符合国家施工标准。采购材料期间，尽量选择同一个供货厂家进行采购，最大限度的保证材料的色彩和质地保持一致。进行材料加工期间，杜绝使用溶剂型化学清洗剂进行石材清洗；若使用机械研磨的方式应尽量使用高压水枪节能型表面冲洗，减少化学清洗剂残留在材料表面的情况。针对上述基本要求，应在进行材料采办期间写入合同附件，同时对材料的生产厂家提出此类基本要求。
        测量放线期间应对建筑主体进行全面检查并完成相应处理，无论选择什么方式都需要得到管理人员的许可。结合我国钢结构工程的施工和验收规范，应做好焊接缝横向和纵向的控制，并实时完善焊接位置遭受腐蚀的具体情况检查避免渗漏的情况发生。石板连接部位应保持没有缺陷和损伤情况，开槽保持在标准范围8.8cm-12cm之内、槽深度不应超过2cm、槽宽度不应超过5cm-8cm之间、两槽间距不应小于板厚度的三倍并且大于等于8.5cm小于等于18cm的验收规定。为避免石板表面污染应提升其防水性能，选择刷涂防水膜的方式进行表面保护。密封胶施工前应确保石材表面没有污染的情况，并在缝隙边缘贴上美纹纸进行保护。施工现场的原材料和半成品进场应具有厂家的出厂合格证书，并根据现场施工设计的标准完成实验室检验。现场施工期间应注意材料的堆放方式，不应在没有得到批准情况下随意拆除保护材料，需取得总承包方的配合后减少人为破坏的可能[5]。
        结论：综上所述，干挂石材幕墙和铝合金玻璃幕墙的设计和施工过程是一项比较复杂的工艺流程，其中涉及到很多施工程序。设计和施工期间若不能严格控制施工流程且落实工程监督将很难达到保障工程质量的目的。结合幕墙施工工艺便捷且成本低廉的优势，得出该项施工技术能够为施工单位带来很好的经济收益。现阶段还应完善建筑的幕墙施工工艺，促使其在未来一段时间内得到可持续的发展。
        参考文献：
        [1]向潘，杨斌，冯绍.建筑工程干挂石材幕墙的施工技术与质量控制分析[J].工程建设（2630-5283），2020，003（001）：P.131-132.
        [2]朱兴磊.建筑工程干挂石材幕墙的施工技术与质量控制分析[J].建材与装饰，2020，000（015）：24-25.
        [3]章俊.建筑工程干挂石材幕墙的施工技术分析[J].四川水泥，2020，000（004）：248.
        [4]沈华俊.论干挂式石材幕墙的结构特点及优化设计在施工中的应用[J].房地产导刊，2020，000（005）：54-55.
        [5]袁晶.建筑工程干挂石材幕墙的施工技术与质量控制分析[J].中国室内装饰装修天地，2020，000（005）：19，21.