石材幕墻設(shè)計(jì)及應(yīng)用（PPT85頁(yè)）

1、石材幕墻設(shè)計(jì)及應(yīng)用目 錄概念、分類、 特點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)加工制作施工與安裝一.概念、分類、特點(diǎn)1.概 念 石材幕墻是由金屬構(gòu)架與石材板塊組成的、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載與作用的獨(dú)立的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。1.分 類根據(jù)施工方法分：濕貼（使用水泥砂漿將石材與墻體粘結(jié)）干掛（利用金屬掛件將石材面板吊掛在與主體結(jié)構(gòu)連接的金屬骨架上） 在當(dāng)今施工中應(yīng)用得最多是干掛石材幕墻，雖然干掛相對(duì)于濕貼造價(jià)稍高，但是干掛安全可靠度較高，不容易墜落，所以較高的墻面都采用干掛。外墻濕貼容易出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象，影響幕墻觀感。濕貼的抗凍融性能也差一些，在冰凍地區(qū)容易出問題。干掛石材按照安裝方式分：掛鉤式：利用不銹鋼掛件（或鋁合金掛件）插入開好

2、的石材邊槽中，用環(huán)氧樹脂膠粘接在槽內(nèi)，再用螺栓固定掛勾在安裝好的金屬骨架上背栓式：采用專用的柱錐式錨栓，在石材的背面上鉆孔（必須采用專用錐式鉆頭和鉆機(jī)）并保證準(zhǔn)確的鉆孔深度和尺寸，錨柱被無(wú)膨脹力地裝入圓錐形孔內(nèi)緊固，然后掛于安裝好的骨架上。T型掛件蝴蝶型掛件R型掛件L型掛件SE型掛件掛鉤式按掛件形式可分為：SE掛件T型掛件蝴蝶掛件R型掛件 150米以上花崗巖幕墻應(yīng)采用背栓連接；150米以下的花崗巖幕墻推薦使用背栓連接，但可以采用短槽連接。 短槽連接應(yīng)采用 L 形掛件，不建議采用 T 形掛件（蝶形掛件）。 軟弱的非花崗巖板應(yīng)采用背栓連接。3.優(yōu) 點(diǎn)a、天然材質(zhì)、光亮晶瑩、堅(jiān)硬永久、高貴典雅；b、

3、 耐凍性：石材在潮濕狀態(tài)下，能抵抗凍融而不發(fā)生顯著之破壞者，此性能稱為耐凍性。巖石孔隙內(nèi)的水份在溫度低到攝氏零下20時(shí)，發(fā)生凍結(jié)，孔隙內(nèi)水份膨脹比原有體積大1/10，巖石若不能抵抗此種膨脹所產(chǎn)生的力量，便會(huì)出現(xiàn)破壞現(xiàn)象；c、抗壓強(qiáng)度：石材的抗壓強(qiáng)度會(huì)因礦物成份、結(jié)晶粗細(xì)、膠結(jié)物質(zhì)的均勻性、荷重面積、荷重作用與解理所成角度等因素，而有所不同。若其他條件相同，通常結(jié)晶顆粒細(xì)小而彼此粘結(jié)一起的致密材料，具有較高強(qiáng)度。4.缺 點(diǎn)a、幕墻用石材一般比玻璃要重3倍，而且是一種脆性材料，容易產(chǎn)生崩邊或者斷裂而造成石材脫落，尤其是高層會(huì)存在很大安全隱患。b.石材容易受污染和病變：如水斑、吐黃、泛堿、滲油等c.

4、石材存在嚴(yán)重色差問題，影響幕墻外觀d.石材幕墻防火性能很差，尤其在高層建筑，火災(zāi)一般均在室內(nèi)燃起，樓內(nèi)的大火會(huì)使掛石板的不銹鋼板和金屬結(jié)構(gòu)溫度升高，使鋼材軟化，失去強(qiáng)度，石板將會(huì)從高層形成石板“雨”落下，不僅對(duì)行人造成危險(xiǎn)，也給消防救火造成困難。二.構(gòu)造設(shè)計(jì)2.1 石材板塊設(shè)計(jì)2.1.1 石材材料介紹 建筑用石材主要為大理石和花崗巖。由于大理石易風(fēng)化、耐磨性差，長(zhǎng)期暴露在室外條件下會(huì)逐漸失去光澤，掉色甚至裂縫。因此大理石在建筑中一般多用于室內(nèi)墻面。而花崗巖結(jié)構(gòu)細(xì)蜜、耐磨、耐壓、耐腐，幾乎可用于室內(nèi)外各種條件下，其表觀一般為均勻顆粒狀以及發(fā)光云母顆粒。2.1.2 石材的表面處理1 拋光將從大塊石

5、料上鋸切下的板材通過粗磨、細(xì)磨、拋光的工序使板材具有良好的光滑度及較高的反射光線的能力。拋光后的石材其固有的顏色、花紋得以充分顯示，裝飾效果更佳。拋光石材常根據(jù)其反射光線能力的強(qiáng)弱即鏡面光澤度指標(biāo)衡量其拋光的程度。拋光石材在建筑內(nèi)外裝飾中采用較多。2 啞光將石材表面研磨，使石材具有良好的光滑度，有細(xì)膩光澤但反射光線較少。3 燒毛用火焰噴射器灼燒鋸切下的板材表面，利用組成花崗石的不同礦物質(zhì)顆粒熱膨脹系數(shù)的差異，使其表面一定厚度的表皮脫落，形成表面整體平整但局部輕微凹凸起伏的形式。燒毛石材反射光線少，視覺柔和，與拋光石材相比石材的明度提高，色度下降。4 機(jī)刨紋理通過專用刨石機(jī)器將板面加工成特定凹凸

6、紋理的方法。5 噴砂用砂和水高壓射流將砂子噴到石材上，形成有光澤但不光滑的表面。6 剁斧剁斧是傳統(tǒng)的加工方法，常用斧頭鏨鑿石材表面形成特定的紋理?，F(xiàn)代剁斧石概念的外延大大延伸了，常指人工打造出不規(guī)則紋理狀的石材。剁斧石一般用手工工具加工，如花錘、斧子、鏨子、鑿子等通過錘打、鑿打、劈剁、整修、打磨等辦法將毛胚加工成所需的特殊質(zhì)感，其表面可以是網(wǎng)紋面、錘紋面、巖礁面、隆凸面等多種形式?，F(xiàn)在，有些加工過程可以使用劈石機(jī)、自動(dòng)錘鑿機(jī)、自動(dòng)噴砂機(jī)等完成。a、用于石材幕墻的石板，厚度不應(yīng)小于25mm；單塊石材板面面積不宜大于1.5m2b、幕墻所用花崗巖應(yīng)選用同一礦脈的火成巖石板, 體積密度不小于2.80g

7、cm ，干燥壓縮強(qiáng)度不小于60.0Mpa，彎曲強(qiáng)度不小于8.0Mpa（即石材的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不小于3.7N/mm ），石材吸水率應(yīng)小于0.8%，鏡面板材的鏡面光澤度值應(yīng)不低于75 光澤單位。2.1.3 石材板塊選材c、為滿足等強(qiáng)度計(jì)算的要求,外裝飾火燒石板的厚度應(yīng)比拋光石板厚3mm。d、石材表面應(yīng)采用機(jī)械進(jìn)行加工,加工后的表面應(yīng)用高壓水沖洗和刷子清理,嚴(yán)禁用溶劑型的化學(xué)清潔劑清洗石材。e、石材采用有機(jī)硅防污抗?jié)B劑六面浸泡兩遍。石材板塊選材2.2掛件和背栓的設(shè)計(jì)雖然在整個(gè)石材幕墻中掛件只是一個(gè)小小的配件，但它卻起著四兩拔千斤的作用，也可以說在整個(gè)石材幕墻的質(zhì)量與安全問題中掛件是最關(guān)鍵的配件之一。

8、a. 短槽支撐石板不銹鋼掛鉤的厚度不應(yīng)小于3.0mm，鋁合金掛鉤的厚度不應(yīng)小于4.0mm。b. 石材以干掛法安裝時(shí)，要慎選不銹鋼掛件，避免掛件因生銹斷裂而造成石材脫落。S304，只適合用于室內(nèi)正常工作條件，不適合室外開放式石材連接；S316，含合金鉬，有較高的防銹性能，可用于室外開放式石材連接。c、 盡量避免采用T型掛件和蝴蝶扣掛件，雖然這兩種掛件價(jià)格便宜，平整度好，但是安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯(cuò)動(dòng)墻面，一方面維修更換困難，另一方面抗風(fēng)振、抗地震性能較差。鐵掛件2.3干掛石材幕墻系統(tǒng)介紹 1 背栓式干掛石材幕墻 （開縫式） 2 S.E型組合掛件小單元干掛石材幕墻 3 T型掛件式干掛石材幕墻干

9、掛石材幕墻部分1 背栓式干掛石材幕墻 （開縫式）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)介紹標(biāo)準(zhǔn)橫剖節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)豎剖節(jié)點(diǎn)1. 采用背拴系統(tǒng)連接。2. 板塊開縫式設(shè)計(jì)。干掛石材幕墻部分1 背栓式干掛石材幕墻 （開縫式） 背栓干掛石材幕墻，工廠化加工程度高，板材上墻后調(diào)整工作量少，提高了施工安全性；可有效的利用機(jī)械化施工，提高施工工藝水平，降低施工難度。板塊小單元浮動(dòng)式連接，大大提高其平面內(nèi)的變形性能。 干掛石材幕墻部分1 背栓式干掛石材幕墻 （開縫式）幕墻內(nèi)外等壓對(duì)流開縫原理示意圖外部環(huán)境室內(nèi)環(huán)境室內(nèi)潮氣背栓式連接可以不用打耐候密封膠（因?yàn)闄M梁不在膠縫位），板縫設(shè)計(jì)為開敞式。所以石板后面的空間與室外是連通的， 形成了內(nèi)外的等壓腔，

10、減少了雨水滲入，便于空氣流通和潮濕的揮發(fā)(見左圖）。本方案采用石材開縫式設(shè)計(jì)。干掛石材幕墻部分1 石材開縫式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（一）雨水滲入問題由于板后的空間形成一體，壓力相等，自然形成等壓的防雨屏，只有少量雨水濺入背后的空間中。所以通過背面的墻面防水完全可以解決。濺入的雨水也很容易在雨后蒸發(fā)從空縫中排出潮氣，很快干燥，不會(huì)存在積存雨水的問題。水平縫及垂直縫為開放式水 平縫為開放式 幕墻內(nèi)外等壓對(duì)流開縫墻體系防雨屏原理 干掛石材幕墻部分1 石材開縫式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（二）保溫隔熱效果開縫石材幕墻背后留有大量的空間，有較強(qiáng)的空氣活動(dòng)，可帶走部分從外部傳入的熱量，使結(jié)構(gòu)墻表面溫度有所降低，因而有較好的保溫節(jié)能效

11、果。下圖是對(duì)室外溫度高于室內(nèi)溫度時(shí)，封閉墻和開縫墻兩種溫度分布的對(duì)比。幕墻內(nèi)外等壓對(duì)流體系保溫節(jié)能功效溫度 外墻 空氣層 墻面 外墻 空氣層 墻面溫差 封閉無(wú)對(duì)流層做法 對(duì)流開縫做法 干掛石材幕墻部分1 石材開縫式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（二）轉(zhuǎn)交板的安裝角連接件的運(yùn)用： 錨拴采用齊平式 角連接件已通過計(jì)算 還適用于不同板高的連接 采用開縫體系，掛件不可見轉(zhuǎn)角連接的基本技術(shù)要求干掛石材幕墻部分2 S.E型組合掛件小單元干掛石材幕墻 1鋁合金掛件1為母件，先與鋁角碼連接并調(diào)好位置，鋁合金掛件2和3為子件與石材在地面組裝成小單元。再掛在母件的溝槽上。2三維可調(diào)，保證石材板塊的安裝精度。3可無(wú)序安裝。4維修更換方

12、便簡(jiǎn)單。鋁合金掛件三維圖掛件1掛件2掛件3 干掛石材幕墻部分2 S.E型組合掛件小單元干掛石材幕墻 通過對(duì)支座X、Y、Z三個(gè)方向的自由調(diào)節(jié)，保證了安裝的精度，消除了安裝時(shí)產(chǎn)生的誤差，可有效的保證石材的安裝質(zhì)量。角鋼橫梁鋁合金掛座前后調(diào)節(jié)上下調(diào) 節(jié)左右調(diào)節(jié)E型掛件S型掛件干掛石材幕墻部分2 S.E型組合掛件小單元干掛石材幕墻 橫、豎龍骨的連接采用可伸縮結(jié)構(gòu)，滿足了橫梁因溫差作用而產(chǎn)生的伸縮效應(yīng)，同時(shí)提高了幕墻的抗震變位能力。角鋼橫梁幕墻立柱干掛石材幕墻部分2 S.E型組合掛件小單元干掛石材幕墻 石材面板可自由拆換，不受施工順序的影響，且更換后外觀不受影響。(S.E掛件拆裝示意圖）干掛石材幕墻部分

13、3 T型掛件式干掛石材幕墻節(jié)點(diǎn)安裝三維圖T型掛件14mm厚鋁矽鎂掛件與不銹鋼掛件價(jià)格差不多。3強(qiáng)度高于不銹鋼。4安裝步驟少，方便快捷，但平整度稍差。5必需從下到上安裝，維修更換較麻煩。2表面鍍鋅，可與鋼龍骨直接接觸。干掛石材幕墻部分3 T型掛件式干掛石材幕墻干掛石材幕墻部分3 T型掛件式干掛石材幕墻干掛石材幕墻部分S.E型掛件與其他類型掛件性能、經(jīng)濟(jì)性分析表 類型 項(xiàng)目 T型掛件 背拴式掛 SE小單元式掛件 備注 石材板可拆換性 相鄰板材用一個(gè)掛件,可拆裝性較差 相鄰板塊獨(dú)立支撐,可內(nèi)拆裝 相鄰板塊(單元)支撐,外拆裝容易 SE小單元式使用于高層裝飾 安裝 質(zhì)量 根據(jù)板材的加工精度,隨層變形能

14、力較小 相鄰板材平整度一般定位切槽,相鄰板材平整度較好 SE掛件小單元適當(dāng)工廠化生產(chǎn),適合工期短 抗震 性能 一般較好 較好 石板抗風(fēng)強(qiáng)度 低層較好 高.低層較好 高.低層較好 掛件 強(qiáng)度 一般較好 較好 SE型掛件 屬鋁矽鎂擠壓成型,強(qiáng)度高. 經(jīng)濟(jì)性 較低較高較低2.4立柱與橫梁的設(shè)計(jì)在JGJ133金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范中，強(qiáng)制性條文規(guī)定橫梁應(yīng)通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接，角碼應(yīng)能承受橫梁的剪力。螺釘直徑不得小于4mm，每處連接螺釘數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，螺栓不應(yīng)少于2個(gè)。橫梁與立柱之間應(yīng)有一定的相對(duì)位移能力。但工程中經(jīng)常采用全部焊接的構(gòu)造。從技術(shù)層面上來說，焊接是可行的，但是從法律上說是通

15、不過的，最好的做法是一端焊接一端螺接。避免采用短橫梁，盡管短橫梁可以節(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，特別適合與輕質(zhì)面板，如瓷板、陶板和千思板等，但是在石材幕墻的應(yīng)用中，不值得推薦，首先，橫梁安裝麻煩，不容易平整，間隙調(diào)整困難，其次，平面外穩(wěn)定性差，有一定安全隱患，還有，如果橫向分格小的話，就需要增加立柱，不一定會(huì)節(jié)省材料。JGJ133的規(guī)定：上下立柱之間應(yīng)有不小于15mm的縫隙，并應(yīng)采用芯柱連結(jié)。芯柱總長(zhǎng)度不應(yīng)小于400mm。芯柱與立柱應(yīng)緊密接觸。芯柱與下立柱之間應(yīng)采用不銹鋼螺栓固定一般豎向龍骨的作用是給橫向龍骨當(dāng)支座而橫向龍骨按照標(biāo)高方向分格布置（掛鉤式和背栓式，龍

16、骨和分格線的關(guān)系有不同）。豎向龍骨按照龍骨的跨度和計(jì)算模型（簡(jiǎn)支梁還是雙跨或者連續(xù)梁）計(jì)算。一般豎向龍骨的間距1200（注意區(qū)分墻角和墻面區(qū)，同時(shí)考慮橫向龍骨型材壁厚對(duì)于不同跨度有不一樣的要求）。橫梁與立柱的分格布置幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連結(jié)連接件應(yīng)進(jìn)行承載力計(jì)算。受力螺栓每處不得少于2個(gè)連接件與主體結(jié)構(gòu)的錨固強(qiáng)度應(yīng)大于連接件本身承載力設(shè)計(jì)值與連接件直接相連的主體結(jié)構(gòu)件，其承載力應(yīng)大于連接件承載力連接件的螺栓、焊縫強(qiáng)度和局部承壓，應(yīng)符合GBJ17的有關(guān)規(guī)定石材轉(zhuǎn)角的連結(jié)設(shè)計(jì)和附加小裝飾石板附加小石板用AB膠 粘貼和鋼銷連接附加石板比較大，除了用鋼銷連接外，還需要用金屬角碼和背栓連接在大石板上陽(yáng)角板邊

17、宜倒角，防止板邊崩壞。吊掛石材的設(shè)計(jì)防范吊掛石板掉落的措施: 采用鋁蜂窩石板、印花鋁板； 石板背面貼玻璃纖維網(wǎng)； 采用背栓、長(zhǎng)螺栓連接；石材幕墻的防火封堵2009年，TVCC大火給幕墻行業(yè)帶來巨大的震動(dòng)。根據(jù)公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定（公通字200946號(hào)）的文件精神： （1）建筑高度大于等于24m時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí)。 （2）建筑高度小于24m時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí)或B1級(jí)。其中，當(dāng)采用B1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)采用不燃材料作防護(hù)層。防護(hù)層應(yīng)將保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm。，大

18、面石材幕墻采用B1級(jí)保溫材料時(shí)，層間應(yīng)進(jìn)行封堵石材幕墻后面如為實(shí)體墻,可以不每層做層間防煙封堵,但需要間隔23層做一道層間防煙封堵；門窗洞口周邊必須做防煙封堵.通常用100毫米厚的防火巖棉.洞口封堵的目的是防止幕墻后面的煙通過洞口周邊的空隙竄入室內(nèi).石材的防水設(shè)計(jì)開縫石材幕墻與門窗洞口周邊需做批水板當(dāng)石材幕墻為開縫式時(shí)，需要在石材背后用防水板做一道防水層。石材幕墻的防雷設(shè)計(jì)幕墻是主體建筑的維護(hù)體系，幕墻的金屬框架一般不單獨(dú)做防雷接地，而是利用主體結(jié)構(gòu)的防雷體系，與建筑本身的防雷設(shè)計(jì)相結(jié)合，因此要求與具體結(jié)構(gòu)的防雷體系可靠連接，并保持導(dǎo)電通暢。建筑幕墻的防雷一般屬于二級(jí)防雷。橫向避雷帶由上下連通

19、的豎骨料構(gòu)成，其間距不大于8m或10m，縱向間隔高度不大于12m或10m（或3層樓層）設(shè)計(jì)12的鍍鋅圓鋼均壓環(huán)(即為8x12或10 x10的防雷網(wǎng)格)，與埋件和防雷引出線焊接，搭接焊縫長(zhǎng)度大于100mm1、在石材中，花崗巖的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性明顯的高于大理石，因此其應(yīng)用更廣泛。2、工程上一般采用厚度為25mm、30mm。3、按金屬與石村幕墻工程技術(shù)規(guī)范（JGJ 133-2001）要求石材板塊面積不宜大于1.5 。4、石材短邊尺寸在600mm以內(nèi)稱為工程板，價(jià)格是最經(jīng)濟(jì)的；短邊尺寸在600800mm價(jià)格是比較適中的；長(zhǎng)邊尺寸在1200mm以內(nèi)價(jià)格最為經(jīng)濟(jì)；當(dāng)長(zhǎng)邊尺寸大于1200mm時(shí)，

20、其價(jià)格將會(huì)大幅上升，尺寸越大價(jià)格會(huì)以幾何級(jí)數(shù)翻倍。5、短邊與長(zhǎng)邊的比為0.51之間對(duì)于受力來說最為合適。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題三.加工制作幕墻在制作前，應(yīng)對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行核對(duì)，并應(yīng)對(duì)已建的建筑物進(jìn)行復(fù)測(cè)，按實(shí)測(cè)結(jié)果調(diào)整幕墻圖紙中的偏差，經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意后方可加工組裝；石材幕墻的龍骨基本上都是鋼結(jié)構(gòu)，都在現(xiàn)場(chǎng)加工制作，所以要做好現(xiàn)場(chǎng)的防護(hù)措施。鋼結(jié)構(gòu)焊接、螺栓連接應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。石板的加工制作先按施工圖做好石材幕墻分布圖然后制作訂單和加工圖最后下發(fā)給石材廠家加工制作四.施工與安裝石材幕墻施工安裝的工藝操作流程施工準(zhǔn)備檢查驗(yàn)收石材板塊將板塊按順序堆放初安裝加固驗(yàn)收基本操作說明： （a）施工準(zhǔn)備： 由于板塊安裝是整個(gè)幕墻安裝中最后的成品環(huán)節(jié)，在施工前要做好充分的準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工作包括人員準(zhǔn)備、材料機(jī)具準(zhǔn)備、施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。在安排計(jì)劃時(shí)首先根據(jù)實(shí)際情況及工程進(jìn)度計(jì)劃要求排好人員，一般情況下每組安排生產(chǎn)36人。安排時(shí)要注意新老搭配，保證正常施工及老帶新的原則，材料工器具準(zhǔn)備是否充分，要檢查施工工作面的板塊是否到場(chǎng)，是否有沒有到場(chǎng)或損壞的板塊，另外要檢查扣件、石材膠等材料及易耗品是否滿足使用。施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備要在施工段留有足夠的場(chǎng)所滿足安裝需