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隨著社會的不斷進步,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計的都相當美觀。建筑幕墻是現代建筑科學、新型建筑材料和現代建筑施工技術的產物,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,這些都嚴重影響著人們生命安全。

一、石材幕墻結構設計的一般規(guī)定

1、石材幕墻按外圍護結構進行設計,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、土建結構形式、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構的位移能力。幕墻骨架的立柱應通過金屬角碼與主體結構相效接,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、溫度作用和主體結構位移影響下,具有的安全性。

二、石材幕墻結構設計的常見錯誤

1、預(后)埋件設在砌體結構或輕質隔墻上

在《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ133)規(guī)定:與幕墻立柱相連的主體混凝土構件的混凝土強度等級不宜低于C3O。參考《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ 102)中規(guī)定:幕墻與砌體結構連接時,宜在連接部位的主體結構上增設鋼筋混凝土或鋼結構梁、柱。輕質填充墻不應作為幕墻的支承結構。砌體結構平面外支承能力差,輕質隔墻承載力和變形能力差,都不能作為幕墻的支承結構。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,有的工程在樓層結構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(或鋼結構)構造梁(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,但工程中經常采用全部焊接的構造,在技術層面,焊接是可行的;在現行規(guī)范層面;焊接是必須禁止的。從技術角度出發(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,另一方面抗風震、抗地震性能較差,在《建筑幕墻》(GB/T21086一2007)中,已經明確不宜采用;在振動抗震試驗中,也發(fā)現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規(guī)范》(JGJ133)的觀定,保溫材料與主體結構之間應留有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。

5、8MPa以下石材無加強構造

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、宜采用機械連接,確保其耐久性和可靠性;7、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。

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,特別適合于輕質面板,在石材幕墻的應用中,不值的推薦,會存在間隙調整、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公安部、住房和城鄉(xiāng)建設部聯合發(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。

10、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。

11、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造,面板仍然為主要受力構件,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,在伸縮縫部位應進行專門設計,否則不能傳遞彎矩。

13、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生噪音,并避免鋼鋁直接接觸產生雙金屬接觸腐蝕,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。

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構膠。干掛膠質量的好壞直接關系著石材幕墻的安裝質量和效果。石材干掛結構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。

結束語

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。