论石材幕墙的设计

论石材幕墙的设计

内容摘要：随着建筑技术的发展，相关技术规范和材料标准的出台，石材幕墙的重大技术问题逐渐得到解决，从而使工程质量有了较大幅度的提高，石材幕墙开始大规模使用于建筑外维护结构。我国石材幕墙已进人一个崭新的发展阶段。

关 键 词：石材幕墙设计

Summary: Along with construct a technical development, of related technical specification and the material standard set, the important technique problem of the stone material act wall is resolve gradually, making the engineering quality have a more significant exaltation thus, the stone material act wall starts a large-scale usage an outside a maintenance structure in the building. Our country stone material act wall has already entered a person a brand-new of development stage.

Key Words: Natural Stone Curtain Wall

一 引言

随着社会经济的发展，城市面貌的日益改善，中国在成功举办了2008年北京奥运会以后，又成功举办了2010年上海世界博览会，建筑业的景象热闹非凡，同时也带来了装饰业的发展。虽然低价的钢铁及混凝土已渐渐取代石材在承重构造的地位，但是中国建筑幕墙行业的迅猛发展带给了石材新的生命。近年来由于人们对生活品质的要求提高，居住环境品质的舒适、美观及安全性逐渐受到重视,有越来越多的建筑师尝试运用丰富的石材颜色及岩理，来改善都市里单调的景观。因此石材便更加广泛地应用于建筑物的室内、外墙及造景等用途上。

二 材料的选用及物理性能试验

石材指从天然岩体中开采出来的石料,经加工整形成板状，条状、块状能被人们用来做各种用途的材料。与其它装修材料相比，其最大的差异在于石材系天然矿产，在许多方面如色系、质感、施工以及材料的取得等各方面均有其独特的条件。石材科学的分类方法应该是根据石材的地质组成来划分其种类，从地质学的角度来看，可以分为：火成岩，沉积岩，变质岩。幕墙石材宜选用火成岩，可选用大理石、石灰石、石英砂岩等。天然石材给人一种历史的厚重感，但因其生

成地不同，石材中可能会含有对人体有害的放射性元素，因而选择时，要格外谨慎。

石材一般具有多变化性,它们常具有很大范围的个别化学及物理性质的变化,主要是由岩理、构造外貌、及矿物（即化学的）组成之差异所造成。在为一个工程项目的石材做试验建立设计指标时，必须取所用石材的试样，或者直接从将要用于建筑物的石材中挑选试样。干挂石材理论计算的模型毕竟与现场的实际受力情况有所不同，为验证理论计算结果的准确性，必须在施工现场按照拟采用的干挂石材的固定体系固定石材，然后对其逐步施加设计规定的荷载并观察记录其整体受力性能。最后按试验对力学计算结果进行分析和研究，以确保干挂石材在实际使用过程中确实具有相当的安全度。

选择吸水率低的石材

吸水率愈大愈容易吸附水分造成体积膨胀，而且由于吸收空气中的可溶性成分或盐分，使得石材受到侵蚀，造成石材强度的减低。

2.选择孔径小、孔隙率低的石材孔隙率愈高，吸水率愈大，愈容易受风化而降低强度。

3.比重较大的石材，抗压强度虽然较大，但却会增加结构体的载重，减低对地震的抵抗。

4.选用具方向性层理的石材（如板岩、页岩）时，必须注意其不同方向的结构强度。

三 干挂石材的节点设计

随着幕墙技术的发展及幕墙技术规范的建立，干挂花岗石的工艺日趋完善，目前有如下6种较典型的节点构造设计。

(1)钢销式千挂法又称插针法，是干挂石材工艺中最早、最简洁的做法，钢销式又分两侧连接和四侧连接，结构特点是相邻两块石材面板固定在同一支钢销上，钢销固定在连接板上，连接板再与骨架固定。

(2)单肢短槽式干挂法将相邻两块石材面板共同固定在“T”形卡条上，“T”形卡条为不锈钢或铝合金，卡条再与骨架固定。

(3)双肢短槽式干挂法是单肢短槽的改进做法，将相邻的两块石材面板共同固定在“干”形卡条上，“干”形卡条一般采用铝合金挤压成型，与骨架固定。

(4)通槽式干挂法原理与单肢短槽式干挂法相近，只是采用通长卡条，上下开通槽。在单元式石材幕墙中，更多采用这种干挂法。

(5)小单元式干挂法是与上述几种干挂法在设计构思上完全不同的一种设计。石材面板虽然还是通过铝合金卡条与骨架相连，但不同的是相邻石材板块均是独立与骨架相连，这一连接方式的改变使干挂石材幕墙的设计方法、加工方法、安装方法、物理性能等都得到了彻底改变。小单元干挂法典型节点如下图所示。

小单元式干挂法节点

(6)背栓式干挂法在石材面板的背面采用专用拓孔设备钻孔、拓孔，然后安装无应力螺栓锚固在石材背面，再通过铝合金卡件与钢骨架连接。其典型节点构造如下图所示。

背栓式干挂法节点

四 石材幕墙施工设计

干挂石材施工图设计的依据为：建筑平面图、立面图、节点大样图、其他专业需与干挂石材配合的有关图纸及其他要求和干挂石材的计算书。施工图设计必须做到既满足建筑师的要求，又要与现场的实际情况相吻合，施工图设计主要包括石材的安装立面图设计、石材节点大样图设计、石材的加工详图设计等。

安装立面图设计：根据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并方便实用，所设计的石材安装立面图应清洗表达出各立面上所有不同种类的石材板块。若工程的体形较复杂，为查找干挂石材立面图纸方便，还应设计干挂石材安装立面图的位置索引图，清晰的表示出建筑物每个区域墙面对应的挂板立面编号图编号。

石材节点大样图设计：除了要设计干挂石材基本节点大样外，还要对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的形状、尺寸及连接方式，单独设计干挂石材节点大样图，以表明这些部位石材的实际情况。

石材加工详图设计：石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后，即可按石材安装立面图上的石材分格尺寸及节点大样图的细节进行加工详图设计，该详图即通常所说的石材加工细目。在确定干挂石材的具体形状及加工尺寸时，须反复核实以确保万无一失，以免造成巨大的经济损失。

五 结束语

由于石材幕墙的大方高贵典雅的特性，其应用越来越广泛。我们可以看出石材幕墙是伴随着设计理念提升和幕墙材料质量的提高而发展的。设计理念是幕墙发展的灵魂，幕墙材料的质量是幕墙发展的基础和保障，还有幕墙施工单位和施

工队伍的整体素质也影响的幕墙的发展；从设计、选材、施工、管理、验收到一线工人的操作等几个环节都是影响幕墙发展的重要因素，因此一个行业的持续发展，关键在于提高行业人员的技术水平和科研创新能力。

参考文献

[1] 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001.

[2] 《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001.

[3] 《建筑幕墙》 JG3035-96.

[4] 《天然花岗石板材》 GB/T18601-2001.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。