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建筑幕墻是現(xiàn)代建筑科學、新型建筑材料和現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的產(chǎn)物，目前在我國，石材幕墻的石材使用量年均超過2500萬㎡。但是石材也有明顯的缺點及不足，如石材幕墻首先質(zhì)量很重;其次，它的安全性值得考慮;最后，石材幕墻的防火性能欠佳。所以，在幕墻設計施工過程中需要避免錯誤流程，減少安全隱患。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設計的一般規(guī)定
1、石材幕墻按外圍護結(jié)構(gòu)進行設計，石材幕墻石板宜選用火成巖。
2、天然石材幕墻不宜應用于高層及超高層建筑中。當設計要求采用時，應按相關(guān)規(guī)范規(guī)定增設石材防碎裂措施。
3、石材幕墻的骨架應綜合考慮建筑立面效果、土建結(jié)構(gòu)形式、石材幕墻的安裝形式等方面進行設計，既要保證幕墻系統(tǒng)的安分可靠，又要考慮施工工藝的可行性。
4、石材幕墻及其連接件應有足夠的承載力、剛度和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力。幕墻骨架的立柱應通過金屬角碼與主體結(jié)構(gòu)相效接，立柱與角碼之間應采用螺栓連接，螺栓墊板應有防松動和防滑移措施。
5、非抗震設計的石材幕墻，在風力作用下石材不得破損;抗震設計的石材幕墻，在設防烈度地震作用下經(jīng)修理后幕墻仍可使用;在罕遇地震作用下幕墻骨架不得脫落。
6、在石材幕墻構(gòu)件設計時，應充分考慮到幕墻系統(tǒng)在重力荷載、風荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移影響下，具有的安全性。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設計的常見錯誤
預(后)埋件設在砌體結(jié)構(gòu)或輕質(zhì)隔墻上
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)規(guī)定:與幕墻立柱相連的主體混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不宜低于C3O。參考《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102)中規(guī)定:幕墻與砌體結(jié)構(gòu)連接時，宜在連接部位的主體結(jié)構(gòu)上增設鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)梁、柱。輕質(zhì)填充墻不應作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)平面外支承能力差，輕質(zhì)隔墻承載力和變形能力差，都不能作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。對于層高較大的樓層，設計者為解決幕墻立柱的受力問題，除了增大立桿截面尺寸或采用高強材料外，有的工程在樓層結(jié)構(gòu)梁之間的墻體上增加一個支承點，這一支承點應是在鋼筋混疑土(或鋼結(jié)構(gòu))構(gòu)造梁(柱)上才能可靠有效。
龍骨全焊接
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》( CJ 133 )中，橫梁和立柱采用螺栓連接，是強制性條文不容許焊接，但工程中經(jīng)常采用全部焊接的構(gòu)造，在技術(shù)層面，焊接是可行的;在現(xiàn)行規(guī)范層面;焊接是必須禁止的。從技術(shù)角度出發(fā)，橫梁一端焊接，另一端螺栓連接是比較好的方案。
T型掛件和蝴蝶扣掛件
這兩種掛件在一市場的占有率較高，價格比較便宜，平整度好，但在安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯動的墻面，一方面維修更換困準，另一方面抗風震、抗地震性能較差，在《建筑幕墻》(GB/T21086一2007)中，已經(jīng)明確不宜采用;在振動抗震試驗中，也發(fā)現(xiàn)該一類掛件存在缺陷。
開放石材保溫系統(tǒng)
開放石材懸空保溫系統(tǒng)無抗風能力，由于石材面板間膠縫可能會對石材造成污染(硅油污染或吸灰污染)，使一些建筑寧愿一沒計開縫式石材系統(tǒng)，如果按照《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)的觀定，保溫材料與主體結(jié)構(gòu)之間應留有50mm的空問，即保溫材料懸空布置，由于外層石材板為開縫式系統(tǒng)，風壓會部分的作用在保溫材料上，即要求保溫層應具有抗風壓性能。
8MPa以下石材無加強構(gòu)造
在《建筑幕墻》(GB/T21086-2007)中規(guī)定:彎曲強度標準值小于8.0MPa的石材面板，應采取附加構(gòu)造措施保證面板的可靠性。
板塊粘接
石材面板不宜采用粘接、宜采用機械連接，確保其耐久性和可靠性。
SE掛件傳力途徑應明確
SE掛件傳力途徑應明確SE掛件是比較成熟的掛件系統(tǒng)，但應設計好傳力途徑，否則，仍然會出問題，一般應采用下部兩點:即S形掛件作為承載點，E型掛件不承受重力荷載，僅承受風載，設計時，應留有足夠的間隙，即使石材面板發(fā)生沉降，E型掛件仍然不承受重力荷載。
短橫梁
短橫梁可以節(jié)省幕墻的材料用量，尤其對面板比較小的工程，效果比較明顯，特別適合于輕質(zhì)面板，在石材幕墻的應用中，不值的推薦，會存在間隙調(diào)整、平面度差等問題，盡可能不用。
大面石材幕墻層間封堵問題
根據(jù)公安部、住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合發(fā)布的《民用建筑保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫時規(guī)定》:
(1)建筑高度大于等于24m時，保溫材料的燃料性能應為A級;
(2)建筑高度小于24m時，保溫材料的燃料性能應為A級或Bl級，其中，當采用Bl級保溫材料時，每層應設置水平防火隔離帶;
(3)保溫材料應采用不燃料作防護層，防護層應保溫材料完全覆蓋。防護層厚度不應小于3mm，大面積石材幕墻采用Bl級保溫材料時，層間應進行封堵;
(4)基層墻體內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。
面板與龍骨無橫向定位
與單元幕墻掛點一樣，石材面板的掛接也應遵循一定的規(guī)定，四點之中應該有一點與龍骨相對固定，其余三點能夠吸收溫度變形，承受垂直幕墻表面的荷載。
面板厚度不滿足標準
花崗石面板厚度至少為25mm，其他石材GB21086有明確的規(guī)定，一些業(yè)外人士開發(fā)的幕墻板材系統(tǒng)，在15mm厚的石材后部附加一下保溫材料，或一些可靠性不高的支承構(gòu)造，面板仍然為主要受力構(gòu)件，這種系統(tǒng)工程用后，由于沒有標準支持，無法進行驗收，造成大量的浪費，實踐中，石材厚度不滿足要求的工程，有些會出現(xiàn)安全問題，會破裂脫落。
伸縮縫不能傳遞彎矩
采用角鋼或槽鋼制作的立柱，在伸縮縫部位應進行專門設計，否則不能傳遞彎矩。
H形掛件的保護套設計
H形掛件是比較簡單的一種掛件，在瓷板幕墻中有較為廣泛的應用，一些設計為了防止滑動時產(chǎn)生噪音，并避免鋼鋁直接接觸產(chǎn)生雙金屬接觸腐蝕，在其搭接部位設置U形襯墊，由于設計不當，導致掛件承載部分壁厚大大削弱，存在安全隱患。
金屬掛件與石材間膠粘劑選用
規(guī)范明確要求石材干掛必須使用環(huán)氧樹脂類膠粘劑做為石材幕墻干掛結(jié)構(gòu)膠。干掛膠質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著石材幕墻的安裝質(zhì)量和效果。石材干掛結(jié)構(gòu)膠是用于石材與金屬粘接的專用膠，其成分是環(huán)氧樹脂，配合固化劑組合使用，屬于柔性結(jié)合，防腐蝕、耐高溫、抗老化、強度高、牢固性好。在溫差和震動條件的作用下，伸縮、沉降產(chǎn)生的位移較小，且不易滲油，不污染石材。而云石膠是一種石材修補膠，其主要成分是不飽和樹脂。主要用于石材與石材的粘接和石材的修補定位，屬于剛性結(jié)合。由于本身存在不飽合鍵，導致其耐氣候老化性能較干掛膠差，受氣溫的影響比較大，其粘接強度低于石材干掛膠很多倍，且怕潮濕不耐高溫、易風化，剪切力不夠，尤其用于潮濕和陽光照射的墻體，使用壽命更短，沒有安全保障。
合理的掛件設計與嚴格的施工工藝是保證外飾石材安全美觀的關(guān)鍵。石材幕墻在一些公共建筑及住宅建筑中應用較多，涉及到千家萬戶，在設計階段應盡可能考慮全面，規(guī)避掉一些常犯的錯誤，將安全隱患扼殺在設計之初。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設計的一般規(guī)定
1、石材幕墻按外圍護結(jié)構(gòu)進行設計，石材幕墻石板宜選用火成巖。
2、天然石材幕墻不宜應用于高層及超高層建筑中。當設計要求采用時，應按相關(guān)規(guī)范規(guī)定增設石材防碎裂措施。
3、石材幕墻的骨架應綜合考慮建筑立面效果、土建結(jié)構(gòu)形式、石材幕墻的安裝形式等方面進行設計，既要保證幕墻系統(tǒng)的安分可靠，又要考慮施工工藝的可行性。
4、石材幕墻及其連接件應有足夠的承載力、剛度和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力。幕墻骨架的立柱應通過金屬角碼與主體結(jié)構(gòu)相效接，立柱與角碼之間應采用螺栓連接，螺栓墊板應有防松動和防滑移措施。
5、非抗震設計的石材幕墻，在風力作用下石材不得破損;抗震設計的石材幕墻，在設防烈度地震作用下經(jīng)修理后幕墻仍可使用;在罕遇地震作用下幕墻骨架不得脫落。
6、在石材幕墻構(gòu)件設計時，應充分考慮到幕墻系統(tǒng)在重力荷載、風荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移影響下，具有的安全性。
石材幕墻結(jié)構(gòu)設計的常見錯誤
預(后)埋件設在砌體結(jié)構(gòu)或輕質(zhì)隔墻上
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)規(guī)定:與幕墻立柱相連的主體混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不宜低于C3O。參考《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102)中規(guī)定:幕墻與砌體結(jié)構(gòu)連接時，宜在連接部位的主體結(jié)構(gòu)上增設鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)梁、柱。輕質(zhì)填充墻不應作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)平面外支承能力差，輕質(zhì)隔墻承載力和變形能力差，都不能作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。對于層高較大的樓層，設計者為解決幕墻立柱的受力問題，除了增大立桿截面尺寸或采用高強材料外，有的工程在樓層結(jié)構(gòu)梁之間的墻體上增加一個支承點，這一支承點應是在鋼筋混疑土(或鋼結(jié)構(gòu))構(gòu)造梁(柱)上才能可靠有效。
龍骨全焊接
在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》( CJ 133 )中，橫梁和立柱采用螺栓連接，是強制性條文不容許焊接，但工程中經(jīng)常采用全部焊接的構(gòu)造，在技術(shù)層面，焊接是可行的;在現(xiàn)行規(guī)范層面;焊接是必須禁止的。從技術(shù)角度出發(fā)，橫梁一端焊接，另一端螺栓連接是比較好的方案。
T型掛件和蝴蝶扣掛件
這兩種掛件在一市場的占有率較高，價格比較便宜，平整度好，但在安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯動的墻面，一方面維修更換困準，另一方面抗風震、抗地震性能較差，在《建筑幕墻》(GB/T21086一2007)中，已經(jīng)明確不宜采用;在振動抗震試驗中，也發(fā)現(xiàn)該一類掛件存在缺陷。
開放石材保溫系統(tǒng)
開放石材懸空保溫系統(tǒng)無抗風能力，由于石材面板間膠縫可能會對石材造成污染(硅油污染或吸灰污染)，使一些建筑寧愿一沒計開縫式石材系統(tǒng)，如果按照《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ133)的觀定，保溫材料與主體結(jié)構(gòu)之間應留有50mm的空問，即保溫材料懸空布置，由于外層石材板為開縫式系統(tǒng)，風壓會部分的作用在保溫材料上，即要求保溫層應具有抗風壓性能。
8MPa以下石材無加強構(gòu)造
在《建筑幕墻》(GB/T21086-2007)中規(guī)定:彎曲強度標準值小于8.0MPa的石材面板，應采取附加構(gòu)造措施保證面板的可靠性。
板塊粘接
石材面板不宜采用粘接、宜采用機械連接，確保其耐久性和可靠性。
SE掛件傳力途徑應明確
SE掛件傳力途徑應明確SE掛件是比較成熟的掛件系統(tǒng)，但應設計好傳力途徑，否則，仍然會出問題，一般應采用下部兩點:即S形掛件作為承載點，E型掛件不承受重力荷載，僅承受風載，設計時，應留有足夠的間隙，即使石材面板發(fā)生沉降，E型掛件仍然不承受重力荷載。
短橫梁
短橫梁可以節(jié)省幕墻的材料用量，尤其對面板比較小的工程，效果比較明顯，特別適合于輕質(zhì)面板，在石材幕墻的應用中，不值的推薦，會存在間隙調(diào)整、平面度差等問題，盡可能不用。
大面石材幕墻層間封堵問題
根據(jù)公安部、住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合發(fā)布的《民用建筑保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫時規(guī)定》:
(1)建筑高度大于等于24m時，保溫材料的燃料性能應為A級;
(2)建筑高度小于24m時，保溫材料的燃料性能應為A級或Bl級，其中，當采用Bl級保溫材料時，每層應設置水平防火隔離帶;
(3)保溫材料應采用不燃料作防護層，防護層應保溫材料完全覆蓋。防護層厚度不應小于3mm，大面積石材幕墻采用Bl級保溫材料時，層間應進行封堵;
(4)基層墻體內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。
面板與龍骨無橫向定位
與單元幕墻掛點一樣，石材面板的掛接也應遵循一定的規(guī)定，四點之中應該有一點與龍骨相對固定，其余三點能夠吸收溫度變形，承受垂直幕墻表面的荷載。
面板厚度不滿足標準
花崗石面板厚度至少為25mm，其他石材GB21086有明確的規(guī)定，一些業(yè)外人士開發(fā)的幕墻板材系統(tǒng)，在15mm厚的石材后部附加一下保溫材料，或一些可靠性不高的支承構(gòu)造，面板仍然為主要受力構(gòu)件，這種系統(tǒng)工程用后，由于沒有標準支持，無法進行驗收，造成大量的浪費，實踐中，石材厚度不滿足要求的工程，有些會出現(xiàn)安全問題，會破裂脫落。
伸縮縫不能傳遞彎矩
采用角鋼或槽鋼制作的立柱，在伸縮縫部位應進行專門設計，否則不能傳遞彎矩。
H形掛件的保護套設計
H形掛件是比較簡單的一種掛件，在瓷板幕墻中有較為廣泛的應用，一些設計為了防止滑動時產(chǎn)生噪音，并避免鋼鋁直接接觸產(chǎn)生雙金屬接觸腐蝕，在其搭接部位設置U形襯墊，由于設計不當，導致掛件承載部分壁厚大大削弱，存在安全隱患。
金屬掛件與石材間膠粘劑選用
規(guī)范明確要求石材干掛必須使用環(huán)氧樹脂類膠粘劑做為石材幕墻干掛結(jié)構(gòu)膠。干掛膠質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著石材幕墻的安裝質(zhì)量和效果。石材干掛結(jié)構(gòu)膠是用于石材與金屬粘接的專用膠，其成分是環(huán)氧樹脂，配合固化劑組合使用，屬于柔性結(jié)合，防腐蝕、耐高溫、抗老化、強度高、牢固性好。在溫差和震動條件的作用下，伸縮、沉降產(chǎn)生的位移較小，且不易滲油，不污染石材。而云石膠是一種石材修補膠，其主要成分是不飽和樹脂。主要用于石材與石材的粘接和石材的修補定位，屬于剛性結(jié)合。由于本身存在不飽合鍵，導致其耐氣候老化性能較干掛膠差，受氣溫的影響比較大，其粘接強度低于石材干掛膠很多倍，且怕潮濕不耐高溫、易風化，剪切力不夠，尤其用于潮濕和陽光照射的墻體，使用壽命更短，沒有安全保障。
合理的掛件設計與嚴格的施工工藝是保證外飾石材安全美觀的關(guān)鍵。石材幕墻在一些公共建筑及住宅建筑中應用較多，涉及到千家萬戶，在設計階段應盡可能考慮全面，規(guī)避掉一些常犯的錯誤，將安全隱患扼殺在設計之初。
