浅谈石材背栓式干挂技术的应用

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  【摘 要】 随着石材幕墙在建筑装饰中得到越来越广泛的应用,应运而生的干挂石材幕墙已经广泛应用于各类建筑的外墙饰面。而使用背栓式干挂石材幕墙进行建筑外饰面石材施工是建筑外饰面施工技术的重大突破。
  【关键词】 石材幕墙;干挂;背栓式
  1 概述
  建筑幕墙作为建筑立面的一种装饰,是融建筑技术、功能和建筑艺术于一体的建筑外围护结构,是当今建筑物的高级外装修,尤其是石材幕墙,用于饰面装修历史悠久,应用范围广泛,具有天然材质、光亮晶莹、坚硬永久、高贵典雅等特征,在建筑工程中得到广泛的应用。
  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。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。
  而使用背栓式干挂石材幕墙进行建筑外饰面石材施工是建筑外饰面施工技术的重大突破,它开辟了石材幕墙施工工艺的新纪元,它不受主体结构产生较大位移或温差较大的影响,不会在板材内部产生附加应力,从而控制了破坏状态,特别适用于高层建筑和抗震建筑幕墙;又具有在施工过程中可以自由选择板材背面的悬吊位置,任意角度拼挂,为不同规格、不同造型及各种复杂外形的设计要求提供了空间。使石材幕墙有了广阔的使用领域,即任何建筑物、任何高度、任何部位、任何构造形式都可以采用背栓点连接石材幕墙。
  2 背栓式石材幕墙特点分析
  背栓式是在石板材背面开背栓孔,用背栓将石材和连接件紧固起来,形成连接节点。单切面背栓背栓孔深一般要大于板厚的一半(例如20mm板厚,孔深12mm)。这样,在受风压力时冲切破坏面积小于受风吸力时冲切破坏面积,且在反复冲击时易于破坏。背栓式石材幕墙的立柱与主体结构通过预埋件与螺栓相连接,然后将横龙骨焊接于主龙骨上;石材与横龙骨通过背栓与连接件连接在一起,主龙骨不直接受力,而是通过横龙骨将石材自重与外界荷载传递到主龙骨上,从而传递于主体结构上。
  1.背栓式外墙干挂石材主要优点
  与传统干挂方式相比背栓连接石材可实现无应力锚固,提高连接强度。挂件系统不仅使石材安装方便,还可以通过螺栓调整三位方向的尺寸,提高幕墙板面的平整性和抗震性能。支撑体系龙骨用量少,安装工艺简单方便、安装效率高,具有良好的经济性。
  背栓式干挂石材,由于每块石材均有四个背栓式挂件,每个挂件都均匀承受石材重量且石材挂件与龙骨挂件间接触面积大,相应的强度和稳定性好。因各个挂件均承载石材重量,破裂后石材不易脱落且易于更换。具有良好的安全性。
  背栓结构方便维修,在维修时只要将上边板块上移很小的距离,再可以拆下或安装需替换石材,这样能方便的更换破损石材,达到长期保持幕墙的完好,而一般石材幕墙难以实现。
  背栓式干挂石材表面清洁,不易受污染,消除了用水泥砂浆粘结石材表面因受水泥浆侵蚀易变色形成色差的弊病。
  背栓式干挂石材安装工艺简单便捷,安装效率高,安装施工破碎率低。可以缩短施工工期,在墙上安装铝质主龙骨和次龙骨的同时,可以在工厂或者工地现场(施工场地够大的工地)加工石材安装挂件,按设计编号,到了可以安装石材时,无论哪一块先运至工地均可立即安装,这样可大大缩短安装时间。
  2.背栓式外墙干挂石材工程流程
  背栓式干挂石材幕墙的主要施工流程如下:
  1)定位放线
  施工人员进场后需弹上墨线作为控制线,以此为据向左右测量来控制石材的垂直度和水平向分块。
  2)复检预埋件
  测量外墙表面,检查其平整度,检查预埋件位置,如有位置偏差,按程序安装化学锚栓及后补埋板。即:钻孔——清孔——置人化学胶管——置入螺杆——凝固后施工。保证化学锚栓的准确位置和锚固性能。
  3)转接件安装
  以竖向控制线和化学锚栓为依据,核定主龙骨宽度定点,通过已安装化学锚栓固定转接件于墙体上。
  4)固定主龙骨
  根据主龙骨图将龙骨按编号分类码放,然后安装主龙骨,同时将主龙骨侧面的与转接件上的长圆孔用螺栓连接,调节主龙骨的垂直度,从而保证主龙骨的垂直。
  5)安装次龙骨
  根据板材规格分块,确定次龙骨长度,按编号分类码放。主龙骨安装完毕检查合格后安装次龙骨,次龙骨通过专用角片连接,在主龙骨侧面钻孔用螺栓将专用角板固定在主龙骨上,专用角片与主龙骨接触面可以沿主龙骨方向上下调节,调整好位置后次龙骨与专用角片用螺栓相连。
  6)固定挂件
  次龙骨安装完毕检查后固定干挂件。根据统计板材所需用的挂件数量,确定挂件位置后,采用专用螺栓固定。通过挂件上的长圆孔可适当调节,以保证板材位置的准确性。
  7)板材安装就位
  将安装好背栓的板材按照分块就位安装。板材安装到位,调整好板材垂直、平行及留缝间隙后可紧固固定螺栓。
  8)打胶勾缝
  胶条粘结完毕后,按工程要求勾缝打胶,应达到横平竖直、宽窄一致、涂胶均匀。使胶缝美观、牢固,采用中性硅酮胶,以防止腐蚀板材。
  9)清理及自检
  每一块板材安装完毕后,应立即清理表面并自检,以确保全部板材安装完全符合标准。内容包括:板材表面污垢,板材缝隙的误差,检查固定螺栓的紧固程度以及每块板材垂直度、平行度等。
  在干挂施工中,应加强对施工的控制管理。由于幕墙高度大,面积大,尺寸变化复杂,因此,对金属框架立柱与主体结构预埋件、后置埋板,立柱、横梁连接件与金属框架的连接,后置埋件的拉拔力试验及钢框架的防腐、防火、防雷、变形缝等检查监督均坚持严格把关,达不到主控要求,必须返工,以确保安全。为克服土建误差,在各个控制门窗洞边阴阳角及罗马柱位置固定丝线,作为标准控制线。   3 背栓式外墙干挂石材施工注意要点
  面对石材干挂的迅速发展,而国内施工单位生产技术缺乏技术规范,施工人员技术素质偏底,使工程施工存在诸多的安全隐患。
  首先在石材的选用上需要注意,石材质量是通过抽样进行大量试验来保证的,一旦发现应该坚决避免,情况严重的必须更换。甲方和监理应从工程安全的角度严格要求石材供货企业,必要时应求助于石材质检中心或有经验的石材专家进行指导,通过严格质量把关降低安全风险。
  由于石材幕墙所用的石材是天然材料,多孔材料易受污染,且污染后难于清洗,实践证明,无论是硅酮类、聚胺酯或聚硫类密封胶对石材均有不同程度的污染,使石材外观极为难看。选择硅酮类石材用密封胶比较安全,因为硅酮类密封胶是目前已有的密封胶中耐老化性最好的,不会因长期使用降解而污染石材。另外,一些石材助剂的使用也可以降低石材受污染的可能性。
  在石材幕墙工程中,石材干挂体系的设计一般由施工单位独立完成,由于幕墙作为悬挂体系的特性,干挂体系的设计决定着幕墙的结构安全,有着特殊的重要性,而又因为其属于隐蔽工程,尤其应得到足够的重视。在设计阶段要进行干挂体系的受力安全性计算,根据干挂体系所受荷载值确定所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。石材及其干挂体系的设计必须符合国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的要求。
  背栓式外墙干挂石材的施工具有露天作业和外脚手架作业的特点,有较多的事故隐患而绝大多数一线施工人员没有接受到系统的培训,素质参差不齐,尤其是专业素质偏低。为了保证建筑幕墙的施工安全,必须采取适当的有效的安全技术措施和管理措施,把风险降低到最低程度。施工现场管理工作要建立和完善各级安全生产责任制,健全安全生产管理机构,明确各成员的安全管理职责。加强安全教育、技术交底和日常检查监督。施工的安全管理必须作为一个重要组成部分编入施工组织设计内。
  4 结束语
  总而言之,背栓式石材克服了槽挂式、背挂式等传统干挂石材工艺的某些缺点,具有结构合理,施工简捷,质量控制稳定,便于标准化施工等特性,同时在安全、更换及耐久等方面性能也很好,目前背栓式挂件结构被推广使用,已得到了广泛的接受和认同,起到增加审美度和起到更强的建筑装饰效果。
  参考文献:
  [1]建筑幕墙JGJ3035-1996
  [2]金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001
  [3]建筑施工手册,建筑工业出版社,1999
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