砂巖與洞石幕墻10版

1、砂巖和洞石幕墻砂巖和洞石幕墻中國建筑科學研究院中國建筑科學研究院 趙西安趙西安2007.4 第第 1.0 版版 n 一、概一、概 述述非花崗巖石材應用日漸增多非花崗巖石材應用日漸增多n 2003年以后，砂巖、大理巖、石灰年以后，砂巖、大理巖、石灰n巖、洞石等非花崗巖石材在幕墻中應用巖、洞石等非花崗巖石材在幕墻中應用n日益增多。有些工程用量達日益增多。有些工程用量達7萬平方米，萬平方米，n有些工程用到有些工程用到200米以上的高度。米以上的高度。n 目前規(guī)范并未對非花崗巖幕墻作出設(shè)目前規(guī)范并未對非花崗巖幕墻作出設(shè)n計和施工規(guī)定，新情況帶來了許多新問計和施工規(guī)定，新情況帶來了許多新問n題。題。 n

2、 石灰?guī)r、大理石幕墻石灰?guī)r、大理石幕墻 n n n n以色列特拉維夫銀行大廈以色列特拉維夫銀行大廈. n 洞石面板幕墻洞石面板幕墻新保利大廈n n n 砂巖面板幕墻砂巖面板幕墻 廣州白云會展中心n 上海藍生大廈n 廣東發(fā)展大廈n n 二、二、 材材 料料1.石材面板地質(zhì)學分類（GB/T13890）分分類類巖巖 漿漿 巖巖沉沉 積積 巖巖變變 質(zhì)質(zhì) 巖巖地表凝固地表凝固地殼內(nèi)部凝固地殼內(nèi)部凝固鈣鎂質(zhì)鈣鎂質(zhì)硅硅 質(zhì)質(zhì)鈣鎂質(zhì)鈣鎂質(zhì)硅硅 質(zhì)質(zhì)噴出巖噴出巖淺成巖淺成巖深成巖深成巖代代表表性性巖巖石石玄武巖玄武巖輝綠巖輝綠巖花崗巖花崗巖橄欖巖橄欖巖輝長巖輝長巖閃長巖閃長巖石灰?guī)r石灰?guī)r白云巖白云巖凝灰?guī)r凝灰

3、巖頁頁 巖巖砂砂 巖巖礫礫 巖巖大理巖大理巖片麻巖片麻巖2.常見幕墻石材面板的類型（GB/T17670）商業(yè)分類類型商業(yè)分類類型花崗石花崗石大理石大理石板石板石編號方式編號方式GXXXXMXXXXSXXXX類型中包含的類型中包含的巖石巖石變質(zhì)巖中的片麻巖變質(zhì)巖中的片麻巖巖漿巖巖漿巖沉積巖中的石灰?guī)r、白云巖沉積巖中的石灰?guī)r、白云巖變質(zhì)巖中的大理巖變質(zhì)巖中的大理巖頁巖、板巖、砂頁巖、板巖、砂巖、凝灰?guī)r等巖、凝灰?guī)r等 非非 花花 崗崗 巖巖 石石 材材 n一、石材的種類 n 大理石（MXXXX）包括大理巖、石灰?guī)r、白云巖n 板 石（SXXXX） 只用砂巖、凝灰?guī)rn 洞 石 石灰?guī)r、砂巖、凝灰?guī)r中含有

4、許n多孔洞的石材n 上述石材中，大理巖和石灰?guī)r的材質(zhì)相對n較好，用于幕墻問題不大。n 但目前國內(nèi)工程，喜歡用砂巖和洞石。 材材 性性n二、砂巖和洞石的材性特點n 1、 材質(zhì)疏松，軟弱。有時夾雜松軟的條n紋、礦脈。容易破損、開裂。n 2、 強度一般較低，強度分布分散，不同產(chǎn)地或n礦山、不同開采點、甚至同一開采點不同荒石開出的n板材強度相差甚遠。品質(zhì)較難控制。n 3、 吸水率高，甚至可大于6%。有些還遇水軟化。n 4、 孔隙率高，抗凍融性能差。n 5、 耐久性差，容易被腐蝕和風化。 砂巖和洞石類型石材砂巖和洞石類型石材n最低采用條件最低采用條件n 受彎強度試驗值：受彎強度試驗值：n 平均不小于平均

5、不小于5 N/mm2;n 單個值不小于單個值不小于4 N/mm2。n 無折斷，無裂縫，無掉渣，無軟弱部無折斷，無裂縫，無掉渣，無軟弱部n分和軟弱條紋，無大孔、通孔。分和軟弱條紋，無大孔、通孔。n 凍融系數(shù)不宜小于凍融系數(shù)不宜小于0.8 . n 經(jīng)防水處理后，吸水率不大于經(jīng)防水處理后，吸水率不大于1%。 n當不得已之時當不得已之時 .n 由于某種原因，不得不受命采用n強度很低、性能很差的石材時，事n前應進行充分可行性研究，進行足n夠的實驗，采取非常規(guī)的加強和安n全措施。承建商要考慮是否值得付n如此大的的代價，冒如此大的風險。超高洞石幕墻的特殊要求超高洞石幕墻的特殊要求n 一 提高對抗彎強度的要求

6、:n 100米以下 平均值大于 5N/mm2n 最小值大于 4N/mm2n 100米以上 平均值大于 6N/mm2 n 最小值大于 5N/mm2 n 二 加強管理,嚴格控制石材質(zhì)量標準,每批石板均n進行檢驗抗彎強度,每塊板材均進行外觀檢查.超高洞石幕墻的特殊要求超高洞石幕墻的特殊要求n 三 加厚背面書樹脂復合層的厚度.n 四 采用注膠板縫,防止石板破碎后墜落.n 五 表面進行封孔,六面防水處理. 石石 材材 防防 水水 劑劑n 可采用有機硅或有機氟防水材料,要求:n *無色透明,不改變石材外觀、顏色、n光澤。n *耐候性好。n *防水、防污、保持石材歷久如新。n *能防止腐蝕物質(zhì)對石材的侵蝕。

7、n *良好的透氣性。n *施工性好，與硅酮石材密封膠相容。 n三、三、 建建 筑筑 設(shè)設(shè) 計計 千方百計千方百計 確保安全確保安全n 砂巖和洞石應用安全是第一位砂巖和洞石應用安全是第一位n 一一 、 嚴把石材質(zhì)量關(guān)嚴把石材質(zhì)量關(guān)n 1 選用礦山之前，要進行考察和材性試n驗，確保石材符合規(guī)定。n 2 供貨過程每批進行抗彎強度試驗。n 3 每塊板材檢查無破損、開裂方可上墻。n 4 開孔、開槽等必須用機械進行。n 5 表面防水應按規(guī)定工藝嚴格執(zhí)行。 n二、二、 注意石板分格尺寸注意石板分格尺寸n 1 石板尺寸不宜過大，一般控制在n1.0m2之內(nèi)。n 2 盡量避免長條板。長寬比控制在n3:1以下。否則

8、宜用長邊支承，增加橫梁n或立柱。 n三、采取多道安全防范措施三、采取多道安全防范措施n 1 槽口內(nèi)灌注環(huán)氧膠粘劑（符合標準nJC 887的要求）。n 2 石板背面加粘玻璃纖維織物。n 3 采用注膠式板縫。n 4 幕墻底下設(shè)綠化、水池等隔離帶。 防防 煙煙 封封 堵堵n一、層間隔煙封堵，可用巖棉（厚度一、層間隔煙封堵，可用巖棉（厚度100mm）、防火板等，要密封不透煙。）、防火板等，要密封不透煙。n二、實體墻面可不每層封堵，但門窗洞口周邊二、實體墻面可不每層封堵，但門窗洞口周邊n應用應用 100mm厚巖棉封堵。厚巖棉封堵。 n四、四、 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 設(shè)設(shè) 計計 鋼結(jié)構(gòu)可以焊接鋼結(jié)構(gòu)可以焊接n 焊接

9、是鋼結(jié)構(gòu)最可靠的連接方式之一，大型、厚焊接是鋼結(jié)構(gòu)最可靠的連接方式之一，大型、厚n壁、重載、高壓、振動、沖擊等最不利受力都用焊。壁、重載、高壓、振動、沖擊等最不利受力都用焊。n 石板幕墻從面板到主體結(jié)構(gòu)，中間有許多環(huán)節(jié)可提石板幕墻從面板到主體結(jié)構(gòu)，中間有許多環(huán)節(jié)可提n供位移和變形，其中一些環(huán)節(jié)用焊接是完全可以的。供位移和變形，其中一些環(huán)節(jié)用焊接是完全可以的。n 振動臺實驗和平面內(nèi)變形振動臺實驗和平面內(nèi)變形 實驗表明，焊接的幕墻實驗表明，焊接的幕墻 n承受達承受達1/50的面內(nèi)變形。的面內(nèi)變形。n 許多焊接的幕墻經(jīng)歷了許多焊接的幕墻經(jīng)歷了12級以上臺風的多次吹襲，級以上臺風的多次吹襲，n沒有問題

10、。理論和實踐都表明，不許焊接沒有道理。沒有問題。理論和實踐都表明，不許焊接沒有道理。n 國外也有許多幕墻用焊接，并非全用螺栓。歐美國外也有許多幕墻用焊接，并非全用螺栓。歐美n用螺栓是因為焊工費用太高，用不起。韓國和香港幕用螺栓是因為焊工費用太高，用不起。韓國和香港幕n墻的鋼結(jié)構(gòu)很多采用焊接。墻的鋼結(jié)構(gòu)很多采用焊接。 上上 下下 柱柱 的的 連連 接接n 上下柱并不是必須連接上下柱并不是必須連接n 上下柱之間并不是非連接不可，連接與否、連接方上下柱之間并不是非連接不可，連接與否、連接方n式完全取決于設(shè)計考慮和采用的計算簡圖。式完全取決于設(shè)計考慮和采用的計算簡圖。n 通常采用多跨鉸接梁的計算模式，

11、上下柱之間是鉸通常采用多跨鉸接梁的計算模式，上下柱之間是鉸n接點，要保證上下位移一致，可傳遞剪力，應連接。接點，要保證上下位移一致，可傳遞剪力，應連接。n 如果設(shè)計按簡支考慮，按簡支梁計算，則可以不連如果設(shè)計按簡支考慮，按簡支梁計算，則可以不連n接，接， 只須留出間隙。只須留出間隙。n 實體墻上的幕墻可以按分段設(shè)置橫梁和立柱，各自實體墻上的幕墻可以按分段設(shè)置橫梁和立柱，各自n單獨計算，各自單獨受力，這時各段之間也可不連接單獨計算，各自單獨受力，這時各段之間也可不連接.芯柱連接主要用于鋁型材n JGJ133-2001中關(guān)于型材用芯柱連接的規(guī)定是針對鋁n型材的。該規(guī)范是在19962000年間編制的

12、，當時幕n墻基本上只用鋁型材，一般不考慮用鋼型材。n 鋁型材開模方便，又是高精度和超高精度產(chǎn)品，可n以做到緊密滑動配合。因此用芯柱是恰當?shù)?。n 2000年以后，鋼型材大量使用，JGJ133-2001的規(guī)n定就不適應鋼型材了。鋼型材大量是開口斷面，無法n插芯；鋼型材不能隨便定尺寸，軋輥不能隨便改，無n法緊密配合；精度做不到高精級，滑動不了，或者空n隙很大，芯柱晃動。 新問題要有新辦法新問題要有新辦法n 對鋼型材還照搬老規(guī)定，還硬要按對鋼型材還照搬老規(guī)定，還硬要按JGJ133-2001n的規(guī)定執(zhí)行，必定的規(guī)定執(zhí)行，必定 要出問題。要出問題。n 鋼型材有鋼型材的特點，要針對具體情況具體鋼型材有鋼型材

13、的特點，要針對具體情況具體 選選用用n連接方式。只要達到兩個要求就可以了：保證上下柱連接方式。只要達到兩個要求就可以了：保證上下柱n位移一致；能傳遞剪力。位移一致；能傳遞剪力。n 通常，可采用型鋼或鋼板作為連接板，一端焊接或通常，可采用型鋼或鋼板作為連接板，一端焊接或n用圓孔螺栓；另一端用長圓孔用圓孔螺栓；另一端用長圓孔 螺栓。當然，如果能做螺栓。當然，如果能做n到配合良好，管材也可以用芯管連接。到配合良好，管材也可以用芯管連接。n 修訂后的新修訂后的新JGJ133將采用上述規(guī)定。將采用上述規(guī)定。 高二百米 廣州合銀大廈 立柱下焊上螺接n 冷成型薄壁型鋼的應用n 原規(guī)范只涉及熱軋型鋼，目前冷成

14、型薄壁型鋼已在幕墻中應用。n 冷成型薄壁型鋼構(gòu)件的設(shè)計，可按冷彎薄壁型鋼技術(shù)規(guī)范 GB50018執(zhí)行。n 截面最小壁厚：n 梁： 不應小于 2.0mm；n 柱： 不宜小于2.5mm；n 不應小于2.0mm。 后 加 錨 栓n一、可采用機械錨栓或化學錨栓。兩者誰優(yōu)尚無定論。n二、化學錨栓要防止焊接引起升溫，只可做定位點焊，n 不可進行連續(xù)焊接。不得不焊時采用濕毛巾保護。n 要在錨栓附近焊接連接時，宜選用機械錨栓。 n三、通過拉拔實驗決定承載力標準值Nk,以Nk/k2作為n 承載力設(shè)計值N。n四、安全系數(shù)：n 風和地震 K=3.0 k2=2.15;n 自重 K=3.5 k2=2.5。 背部連接的石

15、材面板背部連接的石材面板n 采用背栓、背卡、背槽連接的石材面板，應n通過試驗決定其連接承載力和設(shè)計計算方法。n 背栓和背卡應采用規(guī)范規(guī)定牌號的不銹鋼，背槽應采用規(guī)范規(guī)定牌號的鋁合金型材。n 背卡和背槽在開縫和開槽處應灌注環(huán)氧膠粘劑（JC887)；多孔石材上用背栓，宜灌注環(huán)n氧膠粘劑。n 背部連接件試驗中應為石材破壞或連接件拉斷，不應出現(xiàn)連接件拔出，拔出意味失敗。 背部連接石板設(shè)計背部連接石板設(shè)計n面板設(shè)計面板設(shè)計n1 面板按多點支承外挑彈性板設(shè)計。n2 可以用有限元計算，也可以查計算用表。n連接件設(shè)計連接件設(shè)計n1 連接件的承載力標準值取承載力試驗平均值減去n 1.645倍標準差，但不小于試驗

16、的最小值。試驗數(shù)量n 較少時可取試驗最小值。n2 連接件承載力設(shè)計值取承載力標準值除以系數(shù)2.15n 后采用。相當于總安全系數(shù)約為3.0。n 連接件設(shè)計連接件設(shè)計n3 抗拉壓設(shè)計時，每一個連接件平均拉壓力應n 乘以受力不均勻系數(shù)1.25，其設(shè)計值不應大n 于連接件拉壓承載力設(shè)計值。n4 進行自重下的抗剪設(shè)計時，應按構(gòu)造情況決n 定承受自重的連接件數(shù)量。每一個連接件的n 平均剪力設(shè)計值應乘以受力不均勻系數(shù)1.25，n 且重力荷載的分項系數(shù)應取1.35。連接件的n 剪力設(shè)計值不應大于抗剪承載力設(shè)計值。 穿穿 透透 式式 連連 接接n 對于特別軟弱的石材,用金屬件穿過石n板,直接固定板材,是比較可靠的連接方式. n 石板用螺栓穿透式固定 開開 放放 式式 板板 縫縫n 幕墻采用開放式板縫，應考慮以下要求：n1 應采取措施排除板后的積水；n2 應保持背后空間的通風；n3 背部要有連續(xù)密封的防水板，可用鋁板、鍍 n 鋅薄鋼板；n4