建筑幕墙石材面板安装

1、.石材幕墙石板材用于饰面装修历史悠久，应用范围广泛，且具有独特的装饰效果。以前石材饰面施工基本工艺是湿贴，由于工艺落后，在外部环境影响下，板材不断热胀冷缩，石材与基材粘接力下降，甚至可导致石材面板脱落，同时由于采用砂浆粘贴，一旦水进入粘接部位后再排出，将砂浆溶融析出形成泛白。于是石材面板干挂工艺应运而生，石板材干挂应用范围很广，即可用于墙面（柱）干挂石板饰面板，也可用于建筑幕墙石材面板安装，其安装工艺是一致的，仅是安装结构体系不同而已。经常采用的工艺有：钢销式、通槽式、短平槽式（孤形短槽式）、背栓式等。A 钢销式连接钢销式连接是在石材上、下边打孔，用安装在连接板上的钢销插入孔中，连接板与结构体

2、系连接，使石板材固定安装在结构体系上（图3-56）。 图3-56 钢销式连接钢销和托板一般应采用1Cr18Ni9或OCr19Ni9不锈钢，钢销直径46mm，入孔深2030mm，连接板一般采用40mm×4mm，石板上开孔直径宜为68mm，孔深2233mm，孔位距板边不小于3T不大于180mm，两销距离不宜大于600mm。石板材用钢销连接时，由于一个钢销要插入上下两块石板材，并且从上到下连续互插，当中间一块破损时，无法单独更换，需从顶部一直折至该板块为止，才能进行更换，费工费时，并且可能影响建筑物正常使用。同时连接板要伸出钢销外57mm，在安装时往往因为施工偏差，设计板缝不能与连接板相配

3、合，要在现场将连接处石板材边打磨而使石板材边受损，影响外观。B 槽式连接槽式连接时开槽方式可分为通槽式、短平槽式和孤形短槽式。通槽式是沿板侧边全长开槽，一般槽宽为6mm或7mm，槽深宜为16mm20mm，短平槽开槽长度不宜小于100mm。孤形短槽开槽是孤形短槽连接技术的基础，也是一切设计、计算的起点。只有确定了孤形短槽的有关几何参数才能着手进行孤形短槽连接设计、计算。1孤形短槽现在都采用砂轮开槽，不同直径砂轮开出的槽的几何参数不一样，因此选择砂轮直径是孤形短槽开槽的第一步。一般石材加工企业常用的砂轮直径有350mm（14英寸）、300mm（12英寸）、250mm（10英寸）等。JGJ133金属

4、与石材幕墙工程技术规范第6.3.4条规定：“孤形槽的有效长度不应小于80mm”。有效长度是指相对于锚入槽内挂勾底处孤形短槽的弦长。它是按40mm宽挂勾考虑的，即40mm宽挂勾且挂勾中心线与槽长中心线吻合时，挂勾两侧各可移动20mm（理论值，实际值应不小于15mm），如果挂勾宽度尺寸大于40mm，应该按挂勾实际宽度加两侧活动量调整有效长度。它还与挂勾锚入的深度有关，一般挂勾锚入1012mm为宜。 图3-57根据砂论直径与挂勾锚入短槽深度，按有效长度为80mm计算的孤形短槽几何参数见表3-1。 表3-1 弧形短槽几何参数 mm砂论直径钩锚入深度 H1槽长 B1弧长 s 350 10 140 144

5、 12 149 154 300 10 132.5 137 12 140.4 146 250 10 124.4 130.2 12 130.4 137.1 2花岗石板自重支承 很多设计人员在施工图中画成将花岗石板由下部挂勾顶住槽底来支承它的自重，根据孤形槽的特点如果采用挂勾顶住槽底，只可能出现下面四种情况： 图3-58 A、B、C、D四种支承均为点支承是不可取的，即花岗石板的自重是不能由挂勾角顶住来支承的， 可行的方法是下列两种方式： 1)将花岗石板搁在挂勾托板上，在石板与挂勾托板间设柔性垫块，此时花岗石板的自重由花岗石板槽边的局部面积承担，必须校核其局部压应力。2)将挂勾用环氧树脂胶粘接在槽内，

6、花岗石板的自重通过环氧树脂胶缝传给挂勾，将花岗石板支承起来，此时花岗石板下部孤形短槽与挂勾粘接成一个整体， 固定在主体结构上不能位移，当建筑物平面内变形时完全靠上部挂勾在槽内移动调节，此时要对环氧树脂胶缝构造作出规定并对粘接强度进行验算。 图3-59槽式连接用钢勾可采用1Cr18Ni9或0Cr19Ni9不锈钢，其厚度不应小于3mm，当采用铝板冲压成型勾时，宜选用3003或3A21 H26（H16）单层铝板，当采用挤压成型勾时，宜选用6061T5或6063T5铝合金，其厚度不宜小于4mm。 钢勾的型式有T型勾、蝴蝶勾（上下翻）、L型勾、SE型勾。T型勾要连接上下两块石板，且从上到下连续，所以石板

7、材不能个别更换，T型勾支撑板位于勾后车侧，石板材开槽时可采用不等高板（即内侧板脊可低于外侧），采用平槽时，勾上端顶住槽底使支承板不与石材接触，有利于石材伸缩（图3-60）。蝶形勾支承方法同T形勾，只是T形勾上下对齐而蝶形勾上下错开（图3-61）。 图3-60 T型勾连 图3-61 蝴蝶勾连接 L型勾，一只L型勾只固定每块的上（下）一端，即每块板上下各有一L型勾固定，这样就可以个别更换任何一块需要更换的石材板，有时石材板下端L型勾与横梁是连成一体的，仅石材板上端L型勾在石材定位后插入石材板槽沟并与横梁插接，此时要注意插接件防脱。在使用L形勾时，下部挂勾是与横梁整体连接，上部挂勾是活动的，在上部挂

8、勾安装定位后要采用限位装置，保证其在振动时不脱落（图3-62）。 图3-62 L型勾连接 SE型勾工作原理与L型勾相似，仅勾的形状为板下端连接用S型，上端连接用E型，由于SE型勾与横梁均为插，都要采取防脱措施（图3-63）。 图3-63 SE型勾连接C 复合连接。复合连接是采用SE勾时，在板背与SE勾接触部位再用结构胶将挂勾与板材粘接，原来的设想是在挂勾破坏后用结构胶与板材的粘接，作为第二道保险，但这种连接是多余的，因为槽勾连接破坏不可能是金属勾的破坏，而只能是石材槽口破坏，且槽口破坏时，石材剥离高度远远大于槽深，由于结构胶粘接部位处于石材剥离部位，对勾与石材的连接几乎没有任何意义（图3-64

9、）。 图3-64 复合连接D 蝶式背栓 蝶式背栓弹性卡厚度为0.5mm , 由于弹性卡无法采用奥氏体不锈钢制成，用马氏体或铁素体材料锟压处理材料易断裂。受力主要靠粘胶，所以光面扣件还存在与JC887-2001干挂石材幕墙用环氧胶粘剂规定的胶粘前清洗、石材必须干燥、不锈钢必须砂毛等不符；由于靠弹性与铝型材卡住，摩擦系数也很低；任何材料都存在公差，而该工艺是不能调节公差。用燕尾式槽镶嵌蝶式背栓，对胶缝质量很难进行检查。 蝶式背栓做过抗震试验和拉拔试验，如果仔细研究一下拉拔试验有关资料，可以看出蝶式背栓不是锥体破坏而是尖角破坏（图3-37）。 图3-65 这和台湾省财团法人石材工业发展中心试验结果吻

10、合。从试验报告中可以看出破坏拉力为36004800N，从试验报告所附图片中可以大致推算出破坏截面高度约为4mm，蝶式背栓宽40mm，可计算出破坏截面积约为160mm2 ，两侧合计约320mm2，按此计算，破坏时剪应力为11.2515N/mm2，大大高出石材剪应力，从试验报告说明“石材与蝶形背栓之间采用环氧树脂作为填缝胶。”可以分析出拉拔试验不单纯是蝶形背栓与石材连接破坏，而是一种很复杂的破坏过程。 首先是环氧树脂胶缝局部剥离，蝶形背栓卷曲，挤压尖角而使尖角逐步破坏（图3-66）。 图3-66 当尖角破坏到一定程度（如断面4mm深）后，提拉蝶形背栓，对槽两侧的环氧树脂胶缝产生剪切，将蝶形背栓从槽

11、中拉出，使连接失效（剪切破坏）（图3-67）。 图3-67 从以上试验结果可以看出，蝶形背栓与石材的连接不是靠它与石材的锚固，而是靠环氧树脂胶的粘接，因此这种连接设计的关键是胶缝设计。如何保证蝶形背栓和石材粘接，这就要对胶缝设计提出要求，如胶缝面积、粘接厚度等。E 背栓式背栓式是在石材背面开背栓孔，将背栓植入背栓孔后在背栓上安装上连接件，用连接件与幕墙结构体系连接（图3-68），背栓有两种类型，即单切面背栓与双切面背栓（图3-69）。单切面背栓 双切面背栓 图3-69 图3-68 单切面背栓在开孔时仅将背栓孔开出植入背栓，由于背栓孔底位于石材厚度过半处，这样对正风压与负风压石材料锥体破坏效果不

12、一样，负风压时由孔底至石材板背部厚度较厚，锥体破坏面积比正风压时（孔底到正面厚度较薄）大，对锥度破坏有利，即它承受正风压时的荷载较负风压时的荷载要小，双切面在开孔时，在石材背面与孔底定厚处磨出一园槽，安装背栓时在此处加一钢垫圈，由于钢垫圈园面积大于背栓扩孔头，冲切破坏时厚度等于板厚，正风压时，冲切破坏面积大于负风压时的冲切破坏面积，其受力情况优于单切面背栓（图3-70）。 A 背栓植入石材 B 负风压时锥体破坏 C 正风压时锥体破坏 图3-70 由于背栓仅是石材与连接件的紧固件，这样它就可以按照连接部位不同，设计成各种型式的连接件，对各种异型部位有其独特的效果(图3-71)，而各种勾型连接件由

13、于直接连接石材和结构体系，只能用于平直部位，一旦遇到上下收口部位和转角部位就不能适应其变化多端的要求，有时不得不采取在石材板背面开斜槽的方式，由于斜槽连接受力最大部位为尖角，往往由于尖角破坏导致连接失效。 背栓连接件，一块石板可用一个背栓，两个背栓或四个背栓视荷载大小和石材抗冲切强度而定，一般一个背栓抗冲切强度为5.06.0KN,设计强度可取2.53KN，当采用一个背栓时孔中到板边的距离不宜大于300mm；当采用二个背栓时，孔中到板端距的距离不宜大于400mm、距两边的距离不宜大于300mm；当采用4个背栓时螺孔中心到板边的距离不宜大于250mm。当采用一(两)个背栓时，要用四个尼龙螺栓顶住板

14、内侧，保持板的稳定。 图3-71F 石板面材间接缝可以采用填缝，也可采用敞缝(图3-72)。填缝必须采用石材幕墙接缝用密封胶，以防密封胶污染石材。敞缝时要注意风压平衡，即在花岗石内侧设衬板以平衡风压，美国建筑铝制品协会出版的铝幕墙设计指导手册指出：“这样室外和建筑物内部空气压力差的产生部位，不是在外壁表面，而是在内侧空气隔墙部位。因此，这道空气隔墙绝不能象简单的气密薄膜一样，而是要具有结构作用，以能承受风荷载的形成的压力”，即石材幕墙采用敞缝设计时，内壁要和外壁等强，这样就要花费近似两倍外壁的费用，只有当内壁是剪力墙时可考虑采用，但还必须注意开口构造应采取能防止重力、动能、毛细、表面张力等作用

15、使水进入的构造措施，这样做对无墙壁部分是不经济的。图3-72 石材幕墙连接技术已非常成熟，使石材幕墙能在任何建筑、任何高度、任何部位、任何立面构造上使用，各种连接技术可混合使用，即不仅一幅幕墙上可使用多种连接方式，即使一块面板材的两端也可根据需要选用不同的连接方式，如一端用槽勾式，另一端用背栓式。下面对一部分常用连接节点做介绍和评述。1 图3-73示钢销式石材幕墙节点构造，石材搁在托板上面，托板安装会有偏差，石材表面质量（平面平整、接缝横平竖直）很难保证。2 图3-74、图3-75、图3-76、图3-77示T型勾石材幕墙节点构造，T形勾遇到下部收口就无法施工，有时用石材下部背面开斜槽施工（图3

16、-75c），试验证明这样的斜槽会由于尖角破坏而失效。3 图3-78、图3-79示蝶式勾连接石材幕墙节点。4 图3-80、图3-81、图3-82 、图3-83、图3-84、图3-85、图3-86示SE勾连接石材幕墙节点构造，图3-80b还设有调节高低装置。图3-81b、图3-83bSE勾与石材间有柔性垫。图3-84a示不连续短横梁连接挂件，此种方式可移植到实体墙面上应用。即在实体墙面上不设连续杆件，仅在石材挂勾处设短连接挂件，但需注意连接挂件的长度应能保证石材面板平面内位移时，挂勾不能移出挂件，即连接挂件两端比挂勾长平面内变形量的2倍。图3-85示直接在墙面安装短横梁（不连续横梁）连接挂件节点构

17、造。5 图3-87 、 图3-88、 图3-89 、图3-90 、图3-91示背栓式石材幕墙节点构造，图3-87为片状挂件，挂勾与挂件插接最小实际搭接量均5mm，达到地震时防脱的要求。其余均要注意插接最小实际搭接量不能5mm，否则在地震时，由于竖向地震作用，石材面板上下窜动，可能使挂件勾脱出挂件而使面板掉落。6 图3-92、图3-93示单元式幕墙石材面板与单元组件连接节点。7 图3-94、图3-95、图3-96、图3-97、图3-98、图3-99、图3-100、图3-101、图3-102分别示女儿墙石材压板、滴水线、石材窗台板、装饰线节点构造。在交接部位用挂勾交错连接，不是理想做法，应采用图3

18、-102做法，即采用槽勾与背栓连接混合做法。8 图3-103、图3-104、图3-105示石材幕墙转角做法节点大样。9 图3-106、图3-107、图3-108、图3-109、图3-110、图3-111对比两种不同连接方式用于窗台做法，图3-106、图3-107用槽勾与槽勾配合，显得不够成熟，图3-108、图3-109、图3-3-111采用槽勾与背栓式组合，显得更为合理。10 图3-112、图3-113、图3-114示石板包柱节点大样。11 图3-115、图3-116、图3-117、图3-118、图3-119、图3-120、图3-121、图3-122示石材女儿墙压顶、收口、窗台等节点构造做法，其中石材交接处采用斜勾做法不妥，可考虑改用背栓式较好。 图3-73a 图3-73b 图3-74a图3-74b图3-75a 图3-75b图3-75c 图3-76a图3-76b图3-77a图3-77b图3-78a 图3-78b图3-79a 图3-79b 图3-80a 图3-80b图3-81a图3-81b图3-82a 图3-82b图3-83a图3-83b 图3-84a图3-84b图3-85a图3-85b 图3-86a图3-86b 图3-87a 图3-87b 图3-88a 图3-88b 图3-89a 图3-89b 图3-90 图3-91a 图3-91b 图3-91c 图3-92a 图3-92b