石材幕墙的抗变形构造.doc

石材幕墙的抗变形构造施工工法河北建设集团装饰工程有限公司河北建设集团有限公司21石材幕墙抗变形构造施工工法河北建设集团装饰工程有限公司河北建设集团有限公司1.前言石材幕墙以其光泽亮丽、古朴典雅的质地为社会所青睐，随着石材幕墙的广泛应用，其安全性和内在质量成为业内关注的重点，对内在质量和安全起重要作用的抗建筑变形和自身变形的构造却往往被忽视，经常导致幕墙被破坏，既影响了外观质量，又对公共安全构成影响。故石材幕墙的内在质量不仅体现在施工工艺和质量控制方面，还要重点解决抵御建筑变形和自身变形的各种构造上，通过多个工程的实践和总结，归纳出了石材幕墙抗变形的各种构造，并成功运用与涞水华茂大厦装饰工程、张家口宣化区招商写字楼、天津市特种设备检测试验大楼等工程石材幕墙施工中，保证了工程品质，创造了良好的社会效益。2.工法特点2.1在建筑变形缝位置设置相应的幕墙变形构造，既保证幕墙不对建筑变形构成影响，又避免了建筑变形对幕墙产生破坏。2.2该工艺镶嵌在石材幕墙施工过程中，故要结合石材幕墙设计和施工方案提前做好技术准备，编制专项技术和施工方案。2.3施工操作简单，同材质变形缝的安装，只需提前将所需板块按设计和方案要求预制好，后随同幕墙顺序安装、打胶密封即可；采用厂家定制装置的，只需在石材幕墙安装完成后，采用结构胶粘接、耐候胶密封即可。2.4该项目关键控制点为隐蔽工程，施工过程中要加强隐蔽验收，保证构造的科学合理；完工后要进行淋水试验，保证其防水密封性能。2.5变形缝的巧妙处理可以丰富立面造型，如采用其他材质材料，还可以丰富立面色彩效果，提高幕墙的装饰性。3.适用范围本工法适用于非抗震设计或6-8度抗震设计的多层、高层或超高层的建筑的办公楼、写字楼、医院、学校等建筑物室内外墙面的装饰。4.工艺原理石材幕墙的抗变形构造是为了避免由于建筑和幕墙自身的变形导致破坏，而在建筑伸缩缝、沉降缝、抗震缝等部位和幕墙容易发生变形或利于抵抗变形的部位设置的相应构造。石材幕墙各相应部位变形构造的合理设置和正确施工，能够保证幕墙具备满足设计规范要求的变形能力，从而避免了石材幕墙在受到建筑和自身变形产生的应力、应变作用下对幕墙产生影响甚至破坏，以保证石材幕墙的装饰效果和公众安全。石材幕墙的抗变形构造分为应对建筑变形的抗变形构造和应对自身变形的构造，具体内容如下：4.1应对建筑变形的抗变形构造各类建筑解决各种变形对建筑的影响采用设置变形缝的方法，这些变形缝的设置部位自然成为石材幕墙重点考虑变形的部位，建筑的变形缝主要有伸缩缝、沉降缝和抗震缝三种，石材幕墙应对建筑变形的构造就是相对应的变形缝。4.1.1伸缩缝建筑物处于昼夜、冬夏的温度变化环境中，由于热胀冷缩的原理使结构内部产生温度的应力和应变，为避免应力、应变对建筑物造成破坏，而在建筑物一定长度或结构变化较大处设置伸缩缝。石材幕墙作为附着在建筑结构上的实体，与结构紧密连接，自身材料质地强度大、弹性小，故结构的变化势必对石材幕墙构成影响，如事先对此问题考虑不充分，结构的变化可能最终导致石材幕墙结构或装饰面破坏，轻则影响装饰效果，重则会导致幕墙局部或部分脱落，对公共安全构成危害，所以石材幕墙要在建筑伸缩缝相应位置设置伸缩缝。石材幕墙伸缩缝设置原则要参照建筑伸缩缝设置原则，伸缩缝的有效宽度不应小于建筑伸缩缝，伸缩缝的装饰要同石材幕墙和建筑外立面装饰风格一致或协调。石材幕墙由骨架和面板组成，为了完全避免温度变形的影响，骨架和面板均要断开设缝。（1）骨架伸缩缝设置 石材幕墙通常选用金属型材作为骨架材料，一般选用型钢，方钢管、槽钢、角钢等配合使用，下面我们用槽钢、角钢作为骨架材料举例说明，一般根据建筑结构实际情况，并经过结构计算确定幕墙骨架材料的规格型号，通常采用截面较大的槽钢作为主龙骨，角钢作为次龙骨，主龙骨通过铁件与结构连接。为了避免建筑变形影响幕墙骨架，伸缩缝两侧连接铁件、主龙骨必须单独设置，次龙骨必须断开，间隙不小于建筑伸缩缝设计值。（如图4.1.1-1）图4.1.1-1（2）面板伸缩缝设置 石材幕墙面板通常选用质地坚硬的石材，其强度大弹性小，抗变形能力弱，故伸缩缝位置面板必须断开，断开宽度不小于建筑伸缩缝宽度，为了保证面板的装饰性和密封性，其构造要巧妙合理，通常采用同材质材料现场加工的方法（如图4.1.2-1）和向厂家定做专用装置现场安装的方法（如图4.1.2-2），方法的选择要考虑建筑的外观效果。 图4.1.2-1图4.1.2-24.1.2沉降缝沉降缝是建筑为了防止由于地基的不均匀沉降，结构内部产生附加应力引起的破坏而设置的缝隙，以保证两侧结构体能够自由沉降。为了避免因建筑不均匀沉降对石材幕墙造成破坏，在建筑沉降缝位置幕墙也要设置沉降缝，缝隙有效宽度不小于建筑沉降缝宽度。石材幕墙沉降缝处，其骨架和面板同样要全部断开，其构造与伸缩缝类似，其面板接缝的处理同样可以采取同材质现场制作和向厂家定做现场安装方式。 4.1.3抗震缝抗震缝是为了防止建筑物各部分在地震是相互撞击引起破坏而设置的缝隙，石材幕墙在地震时同样存在撞击破坏的可能，所以在建筑抗震缝位置应同样设置抗震缝，抗震缝有效宽度不应小于建筑抗震缝宽度。幕墙骨架和面板在抗震缝处均要断开，骨架构造做法同伸缩缝类似；因地震时建筑的变形或运动方向较为复杂，方向具有不确定性，所以面板的构造要考虑各个方向变形的可能，为了保证地震后的外观质量和幕墙的防水密封性能，建议采用专用厂家装置现场安装的构造。4.2、应对石材幕墙自身变形的构造石材幕墙位于建筑的外表面，直接感受气候的变化，温度对其影响最为直接，其变形要先于建筑结构，所以幕墙与结构的连接部位要具备抵抗这种变形的能力；石材幕墙分为骨架体系和面板，其与大气接触也存在位置差，而且材质不同，所以也存在抵抗变形的能力问题；同时石材幕墙一般面积较大，其骨架、面板同体系内同样存在应力和应变，也有可能造成对自身的破坏，所以幕墙的骨架和面板同样要具备抗变形能力。4.2.1骨架与结构的连接幕墙骨架通常通过专用连接件与结构的预埋件或后置埋件连接，连接件与埋件连接通常采用焊接，连接件与骨架中的主龙骨连接宜采用螺栓连接，以提高其变形能力，避免应力和应变对骨架造成破坏。4.2.2骨架体系的变形构造（竖向，横向）石材幕墙的主龙骨和次龙骨有时整体的连接长度很长，受温度等变化因素影响，容易产生应力和应变，所以在施工时要从构造上提高其变形能力，以避免造成破坏。幕墙骨架在使用过程中，因应力和应变产生的影响主要是竖向和横向两个方向，构造上消除其影响竖向通过主龙骨，横向通过次龙骨。主龙骨要分层设置变形缝，并通过连接件螺栓连接；次龙骨要沿长度方向分段设置变形缝，长度一般不超过6米，并通过铁件用螺栓连接。为避免变形的积累，主龙骨的长度通常为建筑的层高，上下层主龙骨间设不小于15mm缝隙，主龙骨固定应遵循“上吊下悬”的原则，上端通过铁件与结构连接，下端则通过铁件与下层主龙骨形成可伸缩的机械连接（如图4.2.2-1）。次龙骨与主龙骨连接通常采用焊接和双螺母螺栓连接结合的方式，以提高其抗应变能力，通长的次龙骨要分段设置伸缩缝，分段长度一般不大于6米，缝宽不小于15mm，次龙骨的接长要通过铁件形成可伸缩的机械连接（如图4.2.2-2）。图4.2.2-1图4.2.2-24.2.3面板体系的变形构造石材幕墙的面板暴露在室外环境中，受外界环境影响直接，应力应变产生较为频繁，容易对自身造成破坏，所以施工中要通过一定的构造消除相应隐患。幕墙面板一般通过金属挂件与次龙骨连接，挂件与面板间通常为结构胶粘接，可变形性差；挂件与次龙骨应采用螺栓连接，避免焊接，以提高面板相对于骨架的可变形性（如图4.2.3-1）。面板单独的板块相对一般块料面层也较大，其受环境因素影响产生的应力和应变可能对自身或相邻板块造成破坏，所以面板相邻板块应尽量避免密封拼接，而采取离缝，后用耐候胶弹性密封，缝宽一般为510mm，这样既能提高板块变形性能，又能提高石材幕墙密封防水性能（如图4.2.3-2）。图4.2.3-1图4.2.3-25. 施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程：放线定位基层及埋件安装或处理金属骨架制作、安装层间防火封修及防雷接地处理 隐蔽工程验收石材及预制构建安装嵌胶封缝清洗、保护和验收5.2施工方法：5.2.1放线定位 石材幕墙变形构造部位施工要求精度高，将土建方提供的基准中心线、标高线进行复测，无误后根据图纸给出的横、竖龙骨的位置和轴线放钢线，定出横、竖龙骨位置和石材幕墙位置。先由中间向两端测录，然后由两端向中间复核尺寸。放出的横、竖龙骨位置线误差符合设计及相关规范要求。 5.2.2基层及埋件安装或处理预埋件检查或后置埋件安装：预埋件应在结构主体施工时埋设，施工前要根据该工程基准轴线和中线以及基准水平点对预埋件进行检查和校核，一般允许位置尺寸偏差为20mm。如有预埋件位置超差而无法使用或漏放时，应根据实际情况提出选用化学锚栓或不锈钢螺栓固定后置埋件的方案，并必须报设计单位审核批准，且应在现场做拉拔试验，做好记录。5.2.3金属骨架制作、安装从结构上先立竖框(一般镀锌槽钢或钢方管，按设计要求)，后上金属横梁 (通常L50*5镀锌角钢)竖框定位后再装横框，将能很好的保证横竖框的直线度和横框的伸缩缝，安装顺序是先下后上。横梁可直接焊接在竖框上，每个节点上下角焊缝长度之和不小于70mm，焊角高度大于5mm或满足设计要求，横梁接长采用螺栓连接。龙骨安装完要进行全面检查，尤其是横、竖框中心线，必须用仪器对横、竖龙骨进行调整。骨架与基层连接如图5.2.3。抗变形构造骨架的制作、安装方式，见下页附图图5.2.3 骨架与基层连接图焊接时，应对下方和邻近的已完工装饰面进行成品保护。焊接时要采用对称焊，以减少因焊接产生的变形。检查焊缝质量合格后，所有焊点、焊缝均需去焊渣及防锈处理，如刷防锈漆等。所有钢骨架、埋板均在加工厂切割整齐，经过了打孔、预加工等工序，并且进行了除锈、热镀锌防腐处理，所以完成钢骨架制作、安装后，需要对钢骨架上的焊口、严重划伤处进行二次防锈处理。将焊口和划伤处打磨干净后，用优质防锈漆进行两遍涂饰，起防锈作用。待金属骨架完工后，应通过业主及监理公司对隐蔽工程检查后，方可进行下道工序。幕墙构架立柱的连接金属角码与其它连接件应采用螺栓连接，并应有防松动措施。（1）钢架与主体结构连接的预埋件应牢固、位置准确，预埋件的标高偏差不得大于10mm，预埋件位置与设计位置的偏差不得大于20mm；（2）钢架与预埋件的连接及钢架防锈处理应符合设计要求；（3）钢架制作允许偏差应符合下表规定：钢架制作的允许偏差（mm）:项目允许偏差值检查方法构件长度3用钢尺检查焊接型钢截面宽度接合部位2其他部位3焊接型钢截面宽度3挂接铝合金挂件用的L型钢截面高度1构件两端最外侧安装孔距3构件两组安装孔距3同组螺栓相邻两孔距1任意两孔距1.5构件挠曲矢高L/1000且不大于10用拉线及钢尺5.2.4层间防火封修及防雷接地处理在每层楼的楼板项标高处，沿处墙四周设一道层间防火封修，因石材幕墙内表面距基层面有一定的空隙，为防止火灾发生后，火势从此空隙处向上层漫沿，故此设层间防火隔离带，材料采用1.5mm厚镀锌钢板不小于100mm厚防火保温岩棉，镀锌钢板一端用射钉固定在剪力墙上，射钉间距小于400mm，另一端搭在横向角钢龙骨上。接缝处打防火胶,防火带必须交圈。防雷接地处理：钢骨架施工完后,幕墙防雷按照GB50057-94规定或按照设计要求,保证整个幕墙体系与建筑主体的防雷体系可靠地连接和接地。5.2.5石材及预制构件的安装（1）石材及预制构件验收及运输将运至工地的石材及预制构件按编号分类，满足流水作业要求，按照图纸验收分区码放,钻孔或开槽前应逐块检查石材厚度及缝隙等质量指标，不合格者不得使用，当钻孔或开槽等造成石材开裂时，该块石材不得使用。外脚手架搭设时,脚手架距离外墙面一般为600mm。石材或预制构件吊装在架子与外墙间进行。吊装前对脚手架拉接点进行调整和加固,用高强尼龙带绑好石材,采用电动葫芦运到安装位置,超大板块换为手动导链进行安装调整。能用外用电梯运输的采用外用电梯运到楼层,大板块时人工抬到吊装点用手动导链吊装。（2）石材及预制构件安装要点和质量控制石材及预制构件安装分区进行,由下至上安装。每一区大角、拐角、分格缝都要挂竖向石材面控制线。大角采用细铅丝,分格缝采用尼龙线。把石材吊装到比安装位置高150mm地方,上、下挂件对准连接件,慢慢落下,控制好竖向板缝宽度。调整上挂件的高度调节螺栓,使石材水平且横向板缝均匀。为了安全和便于进一步调整,此时手动导链依然要挂住石材,用靠尺检查石材垂直度和接缝平整度,偏差超过允许范围的,把石材稍微吊起,用专用扳手松开连接件螺栓,调整连接件位置,达到要求后,拧紧螺栓和防滑移螺钉,全部松开导链;顺序安装至每一区施工完毕。吊装过程中应注意对已安装石材和吊装石材的成品保护。为了保证变形构造的防水密封性能，相邻板块之间在安装后要保持一定的压力，既保证防水密封条与相邻石材紧密接触。故该部位开槽或钻孔尺寸相对要大，以保证能够一次就位；槽或孔内注结构胶要饱满，相邻板块搭接时一般采用弓形螺旋卡提供持续压力，待结构胶固化后再将弓形螺旋卡拆除。5.2.7嵌胶封缝（1）清理板缝，用带有凸头的刮板填装聚乙烯泡沫棒，保证胶缝的最小深度和均匀性。选用的泡沫塑料圆条直径应大于缝宽。（2）在胶缝两侧粘贴美纹纸保护（以免嵌缝胶污染石材表面），并用专用清洁剂或草酸擦洗缝隙处。（3）选用硅硐结构胶嵌缝，注胶应平直、饱满、均匀，无间断、无流淌，边打胶边用塑料辊压出弧形凹面。（4）施工中要注意不能有漏胶污染墙面，如墙面上沾有胶液应立即擦去，并用清洁剂及时擦净余胶。胶缝要宽窄、深浅一致，表现要光洁，不能有凹凸不平或剥裂等现象。（5）在大风和下雨时不能注胶。5.2.8清洗、保护和验收施工完毕后，除去板表面的胶带纸，用清水和清洁剂将材表面擦干净，按要求进行打蜡或刷保护剂。6.材料和设备6.1石材或预制构件不得有缺边掉角和裂缝及划痕，颜色、质地均匀一致，无特殊纹理和明显色差。体积密度、吸水率、弯曲强度、抗剪强度等满足有关规定。6.2型钢骨架必须进行热镀锌防腐处理，工程焊接处必须重新做防锈处理。6.3锚固件必须通过现场拉拔试验确定其承载力,不锈钢挂件厚度不应小于3.0mm。6.4金属挂件要有良好的抗腐蚀能力，挂件种类要与骨架材料相匹配，不同类金属不宜同时使用，以免发生电化学腐蚀。6.5主要机具打孔机、电锤、电钻、板手、锤子、靠尺、线坠、手钳、方尺、合尺、壁纸刀、电焊机、经纬仪、清洁剂、胶枪等。7.质量控制7.1检查数量应符合下列规定：每个检验批每100平方米应至少抽查一处，每处不得小于1米。7.1.1主控项目（1）石材幕墙工程所用材料的品种、规格、性能和等级，应符合设计要求及国家现行产品标准及工程技术规范的规定。检验方法：观察；尺量检查；检查产品合格证书、性能检测报告、材料进场验收记录和复验报告。（2）幕墙的造型、立面分格、颜色、光泽、花纹和图案应符合要求。检验方法：观察。（3）孔、槽的数量、深、度、位置、尺寸应符合设计要求。检验方法：检查进场验收记录或施工记录。（4）幕墙主体结构上的预埋件和后置埋件的位置、数量及后置埋件的拉拔力必须符合设计要求。检验方法：检查拉拔力检测报告和隐蔽工程验收记录。（5）幕墙的金属框架立柱与主体结构预埋件的连接、立柱与横梁的连接、连接件与金属框架的连接、连接件与石材表面板的连接必须符合设计要求，安装必须牢固。检验方法：手扳检查，检查隐蔽工程验收记录。（6）金属框架和连接件的防腐处理应符合设计要求。检验方法：检查隐蔽工程验收记录。（7）幕墙的防雷装置必须与主体结构防雷装置可靠连接。检验方法：观察；检查隐蔽工程验收记录和施工记录。（8）幕墙的防火、保温、防潮材料的设置应符合设计要求，填充应密实、均匀厚度一致。检验方法：检查隐蔽工程验收记录。（9）各种结构变形缝、墙角的连接节点应符合设计要求和技术标准的规定。检验方法：检查隐蔽工程验收记录和施工记录。（10）石材表面和板缝的处理应符合设计要求。检验方法：观察。（11）石材幕墙的板缝注胶应饱满、密实、连续、均匀、无气泡，板缝宽度和厚度应符合设计要求技术标准规定。检验方法：观察；尺量检查；检查施工记录。（12）石材幕墙应无渗漏。检验方法：在易渗漏部位进行淋水检查。7.1.2一般项目(1)石材幕墙表面应平整、洁净，无污染、缺损裂痕。颜色和花纹应协调一致，无明显色差，无明显修痕。检验方法：观察。(2)石材幕墙的压条应平直、洁净、接口严密、安装牢固。检验方法：观察，手扳检查。(3)接缝应横平竖直、宽窄均匀；阴阳角石板压向应正确，板边合缝应顺直；凸凹线出墙厚度一应一致，上下口应平直；石材表面板上洞口、槽边应套割吻合，边缘应整齐。检验方法：观察；尺量检查。(4)石材幕墙的密封胶缝应横平竖直、深浅一致、宽窄均匀、光滑顺直。检验方法：观察。(5)石材幕墙上的滴水线、流水坡向应正确、顺直。检验方法：观察，用水平尺量检查。（6）每平方米外墙石材的表面质量和检验方法应符合表7.1.2-1。项次项目质量要求检验方法1裂痕、明显划伤和长度100mm的轻微划伤不允许观察2长度100mm的轻微划伤8条用钢尺检查3擦伤总面积500mm2用钢尺检查表7.1.2-1 每平方米砖的表面质量和检验方法（7）石材幕墙安装的允许偏差和检验方法应符合表7.1.2-2的规定：项次项 目允许偏差（mm）检验方法1幕 墙垂直度幕墙高度30m10用经纬仪检查30m幕墙高度60m1560m90m252幕墙水平度3用水平仪检查3板材立面垂直度3用水平仪检查4板材上沿水平度2用1米水平尺和钢尺检查5相临板材板角错位1用钢尺检查6幕墙表面平整度23用垂直检测尺检查7阳角方正24用直角检测尺检查8接缝直线度34拉5米线，不足5米拉通线用钢尺检查9接缝高低差1用钢尺和塞尺检查10接缝宽度12用钢直尺检查表7.1.2-2 石材幕墙安装的允许偏差和检验方法8.安全措施8.1对作业队进行班前安全技术交底和安全教育。8.2操作前按照搭设脚手架的操作规程，检查脚手架是否牢固。操作层兜网是否张挂齐全；围网是否已挂满；隔三层是否另设一道兜网。脚手操作层护拦是否已经安设。8.3在脚手架上操作的人数不能集中，堆放的材料应散开，要放稳，脚手板严禁有探头板。8.4脚手架妨碍操作时，应由架子工处理，严禁非架子工翻脚手板或搭设临时架子。 8.5移动式照明灯必须使用安全电压，机电设备（台钻、切割机、手电钻等）应固定专人或电工操作。8.6多工种立体交叉作业，应有防护设施，作业人员必须戴安全帽。8.7在使用悬吊脚手架时，悬吊架应固定牢固，吊环，钢丝卡具应紧固，吊兰应有保险绳，操作人员应系安全带。8.8外架应及时扫雪防滑，化冻时应检查外脚手架防止下沉。8.9射钉枪或风动工具应由经过专门培训的工人负责操作。8.10电动工具应安设漏电保护装置。8.11任何人未经管理人员允许不得随意拆除安全防护设施。8.12加强班组建设，做好班前安全教育。9.环保措施9.1尺寸不合模数而裁下的石材、骨架、胶、保温材料、清洁材料要分类堆放，及时回收，不得随意抛弃。9.2现场补刷防锈漆时，必须保证油漆使用完毕，及时清理剩余油漆和稀释剂，严禁将清洗油罐、油漆桶的稀释剂泼洒在工地，避免对工程所在地的地面、空气的污染。9.3现场加工的部分工序，必须要保证噪音的控制在国家规定的范围