砂岩和洞石幕墙10版

1、砂岩和洞石幕墙砂岩和洞石幕墙中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院 赵西安赵西安2007.4 第第 1.0 版版 n 一、概一、概 述述非花岗岩石材应用日渐增多非花岗岩石材应用日渐增多n 2003年以后，砂岩、大理岩、石灰年以后，砂岩、大理岩、石灰n岩、洞石等非花岗岩石材在幕墙中应用岩、洞石等非花岗岩石材在幕墙中应用n日益增多。有些工程用量达日益增多。有些工程用量达7万平方米，万平方米，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 目前规范并未对非花岗岩幕墙作出设目前规范并未对非花岗岩幕墙作出设n计和施工规定，新情况带来了许多新问计和施工规定，新情况带来了许多新问n题。题。 n

2、 石灰岩、大理石幕墙石灰岩、大理石幕墙 n n n n以色列特拉维夫银行大厦以色列特拉维夫银行大厦. n 洞石面板幕墙洞石面板幕墙新保利大厦n n n 砂岩面板幕墙砂岩面板幕墙 广州白云会展中心n 上海蓝生大厦n 广东发展大厦n n 二、二、 材材 料料1.石材面板地质学分类（GB/T13890）分分类类岩岩 浆浆 岩岩沉沉 积积 岩岩变变 质质 岩岩地表凝固地表凝固地壳内部凝固地壳内部凝固钙镁质钙镁质硅硅 质质钙镁质钙镁质硅硅 质质喷出岩喷出岩浅成岩浅成岩深成岩深成岩代代表表性性岩岩石石玄武岩玄武岩辉绿岩辉绿岩花岗岩花岗岩橄榄岩橄榄岩辉长岩辉长岩闪长岩闪长岩石灰岩石灰岩白云岩白云岩凝灰岩凝灰

3、岩页页 岩岩砂砂 岩岩砾砾 岩岩大理岩大理岩片麻岩片麻岩2.常见幕墙石材面板的类型（GB/T17670）商业分类类型商业分类类型花岗石花岗石大理石大理石板石板石编号方式编号方式GXXXXMXXXXSXXXX类型中包含的类型中包含的岩石岩石变质岩中的片麻岩变质岩中的片麻岩岩浆岩岩浆岩沉积岩中的石灰岩、白云岩沉积岩中的石灰岩、白云岩变质岩中的大理岩变质岩中的大理岩页岩、板岩、砂页岩、板岩、砂岩、凝灰岩等岩、凝灰岩等 非非 花花 岗岗 岩岩 石石 材材 n一、石材的种类 n 大理石（MXXXX）包括大理岩、石灰岩、白云岩n 板 石（SXXXX） 只用砂岩、凝灰岩n 洞 石 石灰岩、砂岩、凝灰岩中含有

4、许n多孔洞的石材n 上述石材中，大理岩和石灰岩的材质相对n较好，用于幕墙问题不大。n 但目前国内工程，喜欢用砂岩和洞石。 材材 性性n二、砂岩和洞石的材性特点n 1、 材质疏松，软弱。有时夹杂松软的条n纹、矿脉。容易破损、开裂。n 2、 强度一般较低，强度分布分散，不同产地或n矿山、不同开采点、甚至同一开采点不同荒石开出的n板材强度相差甚远。品质较难控制。n 3、 吸水率高，甚至可大于6%。有些还遇水软化。n 4、 孔隙率高，抗冻融性能差。n 5、 耐久性差，容易被腐蚀和风化。 砂岩和洞石类型石材砂岩和洞石类型石材n最低采用条件最低采用条件n 受弯强度试验值：受弯强度试验值：n 平均不小于平均

5、不小于5 N/mm2;n 单个值不小于单个值不小于4 N/mm2。n 无折断，无裂缝，无掉渣，无软弱部无折断，无裂缝，无掉渣，无软弱部n分和软弱条纹，无大孔、通孔。分和软弱条纹，无大孔、通孔。n 冻融系数不宜小于冻融系数不宜小于0.8 . n 经防水处理后，吸水率不大于经防水处理后，吸水率不大于1%。 n当不得已之时当不得已之时 .n 由于某种原因，不得不受命采用n强度很低、性能很差的石材时，事n前应进行充分可行性研究，进行足n够的实验，采取非常规的加强和安n全措施。承建商要考虑是否值得付n如此大的的代价，冒如此大的风险。超高洞石幕墙的特殊要求超高洞石幕墙的特殊要求n 一 提高对抗弯强度的要求

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 加强管理,严格控制石材质量标准,每批石板均n进行检验抗弯强度,每块板材均进行外观检查.超高洞石幕墙的特殊要求超高洞石幕墙的特殊要求n 三 加厚背面书树脂复合层的厚度.n 四 采用注胶板缝,防止石板破碎后坠落.n 五 表面进行封孔,六面防水处理. 石石 材材 防防 水水 剂剂n 可采用有机硅或有机氟防水材料,要求:n *无色透明,不改变石材外观、颜色、n光泽。n *耐候性好。n *防水、防污、保持石材历久如新。n *能防止腐蚀物质对石材的侵蚀。

7、n *良好的透气性。n *施工性好，与硅酮石材密封胶相容。 n三、三、 建建 筑筑 设设 计计 千方百计千方百计 确保安全确保安全n 砂岩和洞石应用安全是第一位砂岩和洞石应用安全是第一位n 一一 、 严把石材质量关严把石材质量关n 1 选用矿山之前，要进行考察和材性试n验，确保石材符合规定。n 2 供货过程每批进行抗弯强度试验。n 3 每块板材检查无破损、开裂方可上墙。n 4 开孔、开槽等必须用机械进行。n 5 表面防水应按规定工艺严格执行。 n二、二、 注意石板分格尺寸注意石板分格尺寸n 1 石板尺寸不宜过大，一般控制在n1.0m2之内。n 2 尽量避免长条板。长宽比控制在n3:1以下。否则

8、宜用长边支承，增加横梁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 槽口内灌注环氧胶粘剂（符合标准nJC 887的要求）。n 2 石板背面加粘玻璃纤维织物。n 3 采用注胶式板缝。n 4 幕墙底下设绿化、水池等隔离带。 防防 烟烟 封封 堵堵n一、层间隔烟封堵，可用岩棉（厚度一、层间隔烟封堵，可用岩棉（厚度100mm）、防火板等，要密封不透烟。）、防火板等，要密封不透烟。n二、实体墙面可不每层封堵，但门窗洞口周边二、实体墙面可不每层封堵，但门窗洞口周边n应用应用 100mm厚岩棉封堵。厚岩棉封堵。 n四、四、 结结 构构 设设 计计 钢结构可以焊接钢结构可以焊接n 焊接

9、是钢结构最可靠的连接方式之一，大型、厚焊接是钢结构最可靠的连接方式之一，大型、厚n壁、重载、高压、振动、冲击等最不利受力都用焊。壁、重载、高压、振动、冲击等最不利受力都用焊。n 石板幕墙从面板到主体结构，中间有许多环节可提石板幕墙从面板到主体结构，中间有许多环节可提n供位移和变形，其中一些环节用焊接是完全可以的。供位移和变形，其中一些环节用焊接是完全可以的。n 振动台实验和平面内变形振动台实验和平面内变形 实验表明，焊接的幕墙实验表明，焊接的幕墙 n承受达承受达1/50的面内变形。的面内变形。n 许多焊接的幕墙经历了许多焊接的幕墙经历了12级以上台风的多次吹袭，级以上台风的多次吹袭，n没有问题

10、。理论和实践都表明，不许焊接没有道理。没有问题。理论和实践都表明，不许焊接没有道理。n 国外也有许多幕墙用焊接，并非全用螺栓。欧美国外也有许多幕墙用焊接，并非全用螺栓。欧美n用螺栓是因为焊工费用太高，用不起。韩国和香港幕用螺栓是因为焊工费用太高，用不起。韩国和香港幕n墙的钢结构很多采用焊接。墙的钢结构很多采用焊接。 上上 下下 柱柱 的的 连连 接接n 上下柱并不是必须连接上下柱并不是必须连接n 上下柱之间并不是非连接不可，连接与否、连接方上下柱之间并不是非连接不可，连接与否、连接方n式完全取决于设计考虑和采用的计算简图。式完全取决于设计考虑和采用的计算简图。n 通常采用多跨铰接梁的计算模式，

11、上下柱之间是铰通常采用多跨铰接梁的计算模式，上下柱之间是铰n接点，要保证上下位移一致，可传递剪力，应连接。接点，要保证上下位移一致，可传递剪力，应连接。n 如果设计按简支考虑，按简支梁计算，则可以不连如果设计按简支考虑，按简支梁计算，则可以不连n接，接， 只须留出间隙。只须留出间隙。n 实体墙上的幕墙可以按分段设置横梁和立柱，各自实体墙上的幕墙可以按分段设置横梁和立柱，各自n单独计算，各自单独受力，这时各段之间也可不连接单独计算，各自单独受力，这时各段之间也可不连接.芯柱连接主要用于铝型材n JGJ133-2001中关于型材用芯柱连接的规定是针对铝n型材的。该规范是在19962000年间编制的

12、，当时幕n墙基本上只用铝型材，一般不考虑用钢型材。n 铝型材开模方便，又是高精度和超高精度产品，可n以做到紧密滑动配合。因此用芯柱是恰当的。n 2000年以后，钢型材大量使用，JGJ133-2001的规n定就不适应钢型材了。钢型材大量是开口断面，无法n插芯；钢型材不能随便定尺寸，轧辊不能随便改，无n法紧密配合；精度做不到高精级，滑动不了，或者空n隙很大，芯柱晃动。 新问题要有新办法新问题要有新办法n 对钢型材还照搬老规定，还硬要按对钢型材还照搬老规定，还硬要按JGJ133-2001n的规定执行，必定的规定执行，必定 要出问题。要出问题。n 钢型材有钢型材的特点，要针对具体情况具体钢型材有钢型材

13、的特点，要针对具体情况具体 选选用用n连接方式。只要达到两个要求就可以了：保证上下柱连接方式。只要达到两个要求就可以了：保证上下柱n位移一致；能传递剪力。位移一致；能传递剪力。n 通常，可采用型钢或钢板作为连接板，一端焊接或通常，可采用型钢或钢板作为连接板，一端焊接或n用圆孔螺栓；另一端用长圆孔用圆孔螺栓；另一端用长圆孔 螺栓。当然，如果能做螺栓。当然，如果能做n到配合良好，管材也可以用芯管连接。到配合良好，管材也可以用芯管连接。n 修订后的新修订后的新JGJ133将采用上述规定。将采用上述规定。 高二百米 广州合银大厦 立柱下焊上螺接n 冷成型薄壁型钢的应用n 原规范只涉及热轧型钢，目前冷成

14、型薄壁型钢已在幕墙中应用。n 冷成型薄壁型钢构件的设计，可按冷弯薄壁型钢技术规范 GB50018执行。n 截面最小壁厚：n 梁： 不应小于 2.0mm；n 柱： 不宜小于2.5mm；n 不应小于2.0mm。 后 加 锚 栓n一、可采用机械锚栓或化学锚栓。两者谁优尚无定论。n二、化学锚栓要防止焊接引起升温，只可做定位点焊，n 不可进行连续焊接。不得不焊时采用湿毛巾保护。n 要在锚栓附近焊接连接时，宜选用机械锚栓。 n三、通过拉拔实验决定承载力标准值Nk,以Nk/k2作为n 承载力设计值N。n四、安全系数：n 风和地震 K=3.0 k2=2.15;n 自重 K=3.5 k2=2.5。 背部连接的石

15、材面板背部连接的石材面板n 采用背栓、背卡、背槽连接的石材面板，应n通过试验决定其连接承载力和设计计算方法。n 背栓和背卡应采用规范规定牌号的不锈钢，背槽应采用规范规定牌号的铝合金型材。n 背卡和背槽在开缝和开槽处应灌注环氧胶粘剂（JC887)；多孔石材上用背栓，宜灌注环n氧胶粘剂。n 背部连接件试验中应为石材破坏或连接件拉断，不应出现连接件拔出，拔出意味失败。 背部连接石板设计背部连接石板设计n面板设计面板设计n1 面板按多点支承外挑弹性板设计。n2 可以用有限元计算，也可以查计算用表。n连接件设计连接件设计n1 连接件的承载力标准值取承载力试验平均值减去n 1.645倍标准差，但不小于试验

16、的最小值。试验数量n 较少时可取试验最小值。n2 连接件承载力设计值取承载力标准值除以系数2.15n 后采用。相当于总安全系数约为3.0。n 连接件设计连接件设计n3 抗拉压设计时，每一个连接件平均拉压力应n 乘以受力不均匀系数1.25，其设计值不应大n 于连接件拉压承载力设计值。n4 进行自重下的抗剪设计时，应按构造情况决n 定承受自重的连接件数量。每一个连接件的n 平均剪力设计值应乘以受力不均匀系数1.25，n 且重力荷载的分项系数应取1.35。连接件的n 剪力设计值不应大于抗剪承载力设计值。 穿穿 透透 式式 连连 接接n 对于特别软弱的石材,用金属件穿过石n板,直接固定板材,是比较可靠的连接方式. n 石板用螺栓穿透式固定 开开 放放 式式 板板 缝缝n 幕墙采用开放式板缝，应考虑以下要求：n1 应采取措施排除板后的积水；n2 应保持背后空间的通风；n3 背部要有连续密封的防水板，可用铝板、镀 n 锌薄钢板；n4