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隨著社會的不斷進(jìn)步,也帶動了建筑、裝飾行業(yè)的發(fā)展。在我們身邊隨處可見大型建筑幕墻設(shè)計(jì)的都相當(dāng)美觀。建筑幕墻是現(xiàn)代建筑科學(xué)、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(diǎn)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,這些都嚴(yán)重影響著人們生命安全。

一、石材幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定

1、石材幕墻按外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),石材幕墻石板宜選用火成巖。

2、天然石材幕墻不宜應(yīng)用于高層及超高層建筑中。當(dāng)設(shè)計(jì)要求采用時,應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定增設(shè)石材防碎裂措施。

3、石材幕墻的骨架應(yīng)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(jìn)行設(shè)計(jì),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(yīng)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(yīng)通過金屬角碼與主體結(jié)構(gòu)相效接,立柱與角碼之間應(yīng)采用螺栓連接,螺栓墊板應(yīng)有防松動和防滑移措施。

5、非抗震設(shè)計(jì)的石材幕墻,在風(fēng)力作用下石材不得破損;抗震設(shè)計(jì)的石材幕墻,在設(shè)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(shè)計(jì)時,應(yīng)充分考慮到幕墻系統(tǒng)在重力荷載、風(fēng)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。

二、石材幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見錯誤

1、預(yù)(后)埋件設(shè)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(qiáng)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(shè)鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)梁、柱。輕質(zhì)填充墻不應(yīng)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(shè)計(jì)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(qiáng)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(diǎn),這一支承點(diǎn)應(yīng)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。

2、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(qiáng)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一好的力一案:

3、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(zhǔn),另一方面抗風(fēng)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(yàn)中,也發(fā)現(xiàn)該一類掛件存在缺陷。

4、開放石材保溫系統(tǒng)

開放石材懸空保溫系統(tǒng)無抗風(fēng)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(jì)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(yīng)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(fēng)壓會部分的作用在保溫材料上,即要求保溫層應(yīng)具有抗風(fēng)壓性能。

5、8MPa以下石材無加強(qiáng)構(gòu)造

在《建筑幕墻》(GB/T21086-2007)中規(guī)定:彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值小于8.0MPa的石材面板,應(yīng)采取附加構(gòu)造措施保證面板的可靠性。

6、板塊粘接

石材面板不宜采用粘接、宜采用機(jī)械連接,確保其耐久性和可靠性;7、SE掛件傳力途徑應(yīng)明確SE掛件是比較成熟的掛件系統(tǒng),但應(yīng)設(shè)計(jì)好傳力途徑,否則,仍然會出問題,一般應(yīng)采用下部兩點(diǎn):即S形掛件作為承載點(diǎn),E型掛件不承受重力荷載,僅承受風(fēng)載,設(shè)計(jì)時,應(yīng)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。

8、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(yīng)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;

9、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(shè)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(yīng)為A級;(2)建筑高度小于24m時,保溫材料的燃料性能應(yīng)為A級或Bl級,其中,當(dāng)采用Bl級保溫材料時,每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶;(3)保溫材料應(yīng)采用不燃料作防護(hù)層,防護(hù)層應(yīng)保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm,大面積石材幕墻采用Bl級保溫材料時,層間應(yīng)進(jìn)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(yīng)在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。

10、面板與龍骨無橫向定位

與單元幕墻掛點(diǎn)一樣,石材面板的掛接也應(yīng)遵循一定的規(guī)定,四點(diǎn)之中應(yīng)該有一點(diǎn)與龍骨相對固定,其余三點(diǎn)能夠吸收溫度變形,承受垂直幕墻表面的荷載。

11、面板厚度不滿足標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)支持,無法進(jìn)行驗(yàn)收,造成大量的浪費(fèi),實(shí)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。

12、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(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì),否則不能傳遞彎矩。

13、h形掛件的保護(hù)套設(shè)計(jì)

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(yīng)用,一些設(shè)計(jì)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(shè)置U形襯墊,由于設(shè)計(jì)不當(dāng),導(dǎo)致掛件承載部分壁厚大大削弱,存在安全隱患。

14、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(qiáng)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(bǔ)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(bǔ)定位,屬于剛性結(jié)合。由于本身存在不飽合鍵,導(dǎo)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(qiáng)度低于石材干掛膠很多倍,且怕潮濕不耐高溫、易風(fēng)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。

結(jié)束語

合理的掛件設(shè)計(jì)與嚴(yán)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(yīng)用較多,涉及到千家萬戶,在設(shè)計(jì)階段應(yīng)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(shè)計(jì)之初。