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摘要：要深入学习相关现行规范，不断增加建筑美学知识，领会建筑设计师的本意，听取有关各方意见，按程序认真组织施工，最后才能设计和施工出协调、美观的石材幕墙。本文探讨了建筑幕墙干挂石材的设计与施工。
关键词：建筑；幕墙；干挂石材；设计；施工
中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：
Abstract: To study in depth the relevant existing norms, increasing knowledge of architectural aesthetics, to understand the intention of the architect, the views of all parties concerned, to seriously organize construction in accordance with the procedure, the last to the design and construction of coordination, beautiful stone walls. This paper discusses the design and construction of the building curtain wall stone.Keywords: construction; walls; hanging stone; design; construction
建筑干掛石材幕墙，是利用高强、耐腐蚀的连接固定件把饰面花岗石与龙骨连接，并由金属支架组成的横竖龙骨通过埋件连接固定在外墙表面上。板材与结构层间留出适量空隙，能提高建筑物的隔热和保温性能。
一、建筑幕墙干挂石材施工的特点
石材干挂法是利用高强度、耐腐蚀的固定连接件，将饰面石材安装在建筑物表面的一种施工工艺。它较传统的湿作业具有连接可靠、金属挂件强度高、延伸性好，克服了水泥砂浆粘结剂对石材渗透的弊病等优点。干挂时可以不受环境温度及气候的影响，从而提高工作效率；其安装精度高，装饰效果好，能减轻建筑物自重且免受水泥砂浆及胶合剂的化学腐蚀和渗透作用。石材干挂幕墙施工的主要适用范围为建筑高度不大于30 m、非抗震设计或抗震设防烈度不大于7 度的民用建筑石材幕墙工程施工。石材之间独立受力、独立安装、独立更换，节点做法灵活，连接可靠，对石板的削弱较小，从而减少连接部位石材局部破坏以提高石材面板的抗震能力；石材与锥形孔底的间距可准确控制，从而确保幕墙的表面平整度。另外，其工厂化施工程度高，板材上墙后调整工作量少。
二、建筑幕墙干挂石材的设计
1 石材的选择
对于深化设计而言,应配合设计单位和建设方的工作,根据设计方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求,向建设方提供各种石材样本, 以协助其尽快确定所用石材。通常要在对几种石材的选择中,应依据所掌握的石材资料, 重点考虑拟用石材的表面特征、颜色和纹理等技术性能指标。尽管石材供应商已给出了石材的物理性能指标,但石材作为一种天然材料其物理性质变化很大,因此必须重新确认,以便为石材的设计确立相应的设计指标。
2、石材的干挂方式
石材的干挂方式有钢销式、通槽式、短槽式、背栓式等几种形式，较常用的有短槽式和背栓式两种，其悬挂方式比较而言，短槽式成本较低但安全性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或安全系数要求不太高的工程。
3、石材及干挂体系的力学计算
先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的连接方式，石材及其干挂体系的设计应符合国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》的要求。
（1）荷载的确定。计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。对干挂体系进行计算时，应根据刚体力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
（2）石材的计算。先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的干挂方式，进而确定石材板块的计算模型，进行受力安全性计算，最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。竖向剪应力只有上排的两组挂件承担，而不是由全部四组挂件共同承担。
（3）石材的允许应力。根据石材物理性能试验，可得到相应的石材强度指标。通常用于建筑物干挂石材的有花岗岩、大理石和石灰石等，根据各种石材特有的性能特征及施工经验在对上述石材进行力学计算是采用的安全系数应有所不同。美国各种石材的工业协会对于相应的石材都给出了推荐使用的安全系数。如对于石灰石，美国石灰石行业推荐的设计安全系数值为8。用实验的出的石材弯曲强度及压缩强度除以相应的设计安全系数，即可得到时常的允许应力。
（4）石材板块自身的抗弯验算。石材板块的抗弯验算分为两种情况：一是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力为零，只要此最大应力小于对应方向上的石材允许应力则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。二是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力不为零，则验算时也应该同时考虑此应力。这时可以应用内摩擦理论，设一个方向为X，另一个垂直的方向为Y，在满足下列公式时，则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。
（5）销钉孔处石材的抗剪验算。先根据销钉孔的深度、石材板块的厚度等几何参数算出销钉孔处的深度、石材板块的厚度等几何参数反之则不满足。
三、建筑幕墙干挂石材的施工
1、定位放线
将土建方提供的基准中心线、标高线进行复测，无误后根据图纸给出的横、竖龙骨的位置和轴线放钢线，并以此为依据向左右量距来控制石材的垂直度和水平向龙骨位置和石材幕墙位置。先由中间向两端测录，然后由两端向中间复核尺寸，放出的横、竖龙骨位置线误差应符合设计要求。
2、基层处理
对混凝土外墙表面测量，检查其平整度，混凝土强度须大于C20；混凝土外墙面应清理干净，墙体的露筋、蜂窝、孔洞等缺陷应按施工规范要求返修处理合格；支模用穿墙螺栓，螺栓孔应凿成喇叭口，采用防水微膨胀砂浆嵌补密实。
3、预埋件安装
幕墙预埋件跟随土建结构工程施工，预埋件在埋设过程中须定位准确，与主体结构的连接须牢固，以避免在浇筑混凝土振捣时发生位移偏差；如设计无明确说明时，预埋件的标高偏差≤10 mm、水平位置偏差≤20 mm。在施工工程中，应仔细检查预埋件的长度和孔洞的清理情况，以保证预埋件的使用强度达到要求。同时，应注意预埋件使用在混凝土墙上（混凝土强度等级应不小于C30），不能使用在砖墙上。
4、连接件焊接与龙骨的安装
连接件采用角钢与结构预埋件三面围焊，焊接完成后按规定去除药皮并进行焊缝隐检，合格后刷防锈漆三遍。连接件的固定位置按弹线位置确定，采取水平跟线，中心对线，先点焊，
确定无误后再施焊的方法。假柱、挑檐等部位由于石材面距结构面空隙过大，为达到建筑设计效果，需在结构外侧附加型钢龙骨。型钢龙骨通过角钢连接件与预埋件焊接，焊缝要求及检查，防腐做法同上。次龙骨与挂件的连接采用不锈钢螺栓，次龙骨根据螺栓位置开长孔，与舌板相互配合实现位置的调整。钢龙骨的位置必须符合挂板要求。
5、避雷及层间防火隔离带安装
（1）按设计体制要求，将避雷导线可靠地焊接在固定位置，焊接的焊缝长度符合设计要求；石材幕墙的防雷装置必须与主体结构的防雷装置可靠连接。
（2）按设计图纸要求，先进行层间防火的安装。将镀锌钢板（1.2 mm 厚）按现场实际尺寸进行加工制作，然后将其一端用射钉固定在剪力墙上，射钉间距不大于500 mm，另一端固定在横向龙骨上，连接完毕后，将剪裁好的防火棉（100 mm）铺设到镀锌钢板上。
（3）在安装层间防火的同时，按照设计图纸要求进行保温挤塑板的安装，挤塑板的安装必须在有可靠的防火保护条件下进行。
6、石材安装
为保证石材的安装质量，首先要求施工单位进行挂线（水平线和垂直线）、放大角，以明确安装位置，经监理验收合格后才能开始石材干挂。由于干挂由下向上施工，所以第一排石材的标高、垂直度、转角、胶缝宽度、水平缝严格检查，偏差范围必须控制在±1mm 以内；完全符合要求后，才能将云石胶注入石材槽内进行固定。在安装过程中随时对上墙石材开槽位置、表面平整度、接缝高低、胶缝宽度、水平缝进行检查，发现问题及时纠正。
7、贴防污条、注密封胶
石材安裝的最后一个项目为板贴防污条、注密封胶，此项操作不当极易出现表面凹凸不平，上下不通顺、水平宽度不一致、污染石材等现象。可要求施工单位先进行样板施工，达到要求后，由专人进行操作（操作人员不宜太多），以保证整个幕墙工程的外观要求及密封性能。
总之，干挂石材幕墙的设计和施工工作包括的内容非常复杂，要想达到各方都满意的效果，就需要深入学习相关现行规范，不断增加建筑美学知识，领会建筑设计师的本意，听取有关各方意见，按程序认真组织施工，最后才能设计和施工出协调、美观的石材幕墙。
参考文献：
[1] 王巧莉,杨海生,侯毓英. 外墙干挂石材幕墙施工技术[J]. 陕西建筑, 2006,(01) .
[2] 黄曙. 浅谈外墙干挂花岗岩石材幕墙的施工工艺[J]. 汕头科技, 2006,(02) .
[3] 潘朝文,赵静宇. 石材幕墙工程质量控制措施[J]. 吉林勘察设计, 2008,(Z1) .
[4] 宋晗,郭锐,田超,李恒. 点支式玻璃幕墙施工技术[J]. 陕西建筑, 2006,(12) .
[5] 吴锐. 隐框玻璃幕墙施工方案[J]. 中国建设教育, 2010,(Z5) .
关键词：建筑；幕墙；干挂石材；设计；施工
中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：
Abstract: To study in depth the relevant existing norms, increasing knowledge of architectural aesthetics, to understand the intention of the architect, the views of all parties concerned, to seriously organize construction in accordance with the procedure, the last to the design and construction of coordination, beautiful stone walls. This paper discusses the design and construction of the building curtain wall stone.Keywords: construction; walls; hanging stone; design; construction
建筑干掛石材幕墙，是利用高强、耐腐蚀的连接固定件把饰面花岗石与龙骨连接，并由金属支架组成的横竖龙骨通过埋件连接固定在外墙表面上。板材与结构层间留出适量空隙，能提高建筑物的隔热和保温性能。
一、建筑幕墙干挂石材施工的特点
石材干挂法是利用高强度、耐腐蚀的固定连接件，将饰面石材安装在建筑物表面的一种施工工艺。它较传统的湿作业具有连接可靠、金属挂件强度高、延伸性好，克服了水泥砂浆粘结剂对石材渗透的弊病等优点。干挂时可以不受环境温度及气候的影响，从而提高工作效率；其安装精度高，装饰效果好，能减轻建筑物自重且免受水泥砂浆及胶合剂的化学腐蚀和渗透作用。石材干挂幕墙施工的主要适用范围为建筑高度不大于30 m、非抗震设计或抗震设防烈度不大于7 度的民用建筑石材幕墙工程施工。石材之间独立受力、独立安装、独立更换，节点做法灵活，连接可靠，对石板的削弱较小，从而减少连接部位石材局部破坏以提高石材面板的抗震能力；石材与锥形孔底的间距可准确控制，从而确保幕墙的表面平整度。另外，其工厂化施工程度高，板材上墙后调整工作量少。
二、建筑幕墙干挂石材的设计
1 石材的选择
对于深化设计而言,应配合设计单位和建设方的工作,根据设计方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求,向建设方提供各种石材样本, 以协助其尽快确定所用石材。通常要在对几种石材的选择中,应依据所掌握的石材资料, 重点考虑拟用石材的表面特征、颜色和纹理等技术性能指标。尽管石材供应商已给出了石材的物理性能指标,但石材作为一种天然材料其物理性质变化很大,因此必须重新确认,以便为石材的设计确立相应的设计指标。
2、石材的干挂方式
石材的干挂方式有钢销式、通槽式、短槽式、背栓式等几种形式，较常用的有短槽式和背栓式两种，其悬挂方式比较而言，短槽式成本较低但安全性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或安全系数要求不太高的工程。
3、石材及干挂体系的力学计算
先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的连接方式，石材及其干挂体系的设计应符合国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》的要求。
（1）荷载的确定。计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。对干挂体系进行计算时，应根据刚体力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
（2）石材的计算。先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的干挂方式，进而确定石材板块的计算模型，进行受力安全性计算，最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。竖向剪应力只有上排的两组挂件承担，而不是由全部四组挂件共同承担。
（3）石材的允许应力。根据石材物理性能试验，可得到相应的石材强度指标。通常用于建筑物干挂石材的有花岗岩、大理石和石灰石等，根据各种石材特有的性能特征及施工经验在对上述石材进行力学计算是采用的安全系数应有所不同。美国各种石材的工业协会对于相应的石材都给出了推荐使用的安全系数。如对于石灰石，美国石灰石行业推荐的设计安全系数值为8。用实验的出的石材弯曲强度及压缩强度除以相应的设计安全系数，即可得到时常的允许应力。
（4）石材板块自身的抗弯验算。石材板块的抗弯验算分为两种情况：一是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力为零，只要此最大应力小于对应方向上的石材允许应力则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。二是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力不为零，则验算时也应该同时考虑此应力。这时可以应用内摩擦理论，设一个方向为X，另一个垂直的方向为Y，在满足下列公式时，则石材板块自身的抗弯性能满足要求，反之则不满足。
（5）销钉孔处石材的抗剪验算。先根据销钉孔的深度、石材板块的厚度等几何参数算出销钉孔处的深度、石材板块的厚度等几何参数反之则不满足。
三、建筑幕墙干挂石材的施工
1、定位放线
将土建方提供的基准中心线、标高线进行复测，无误后根据图纸给出的横、竖龙骨的位置和轴线放钢线，并以此为依据向左右量距来控制石材的垂直度和水平向龙骨位置和石材幕墙位置。先由中间向两端测录，然后由两端向中间复核尺寸，放出的横、竖龙骨位置线误差应符合设计要求。
2、基层处理
对混凝土外墙表面测量，检查其平整度，混凝土强度须大于C20；混凝土外墙面应清理干净，墙体的露筋、蜂窝、孔洞等缺陷应按施工规范要求返修处理合格；支模用穿墙螺栓，螺栓孔应凿成喇叭口，采用防水微膨胀砂浆嵌补密实。
3、预埋件安装
幕墙预埋件跟随土建结构工程施工，预埋件在埋设过程中须定位准确，与主体结构的连接须牢固，以避免在浇筑混凝土振捣时发生位移偏差；如设计无明确说明时，预埋件的标高偏差≤10 mm、水平位置偏差≤20 mm。在施工工程中，应仔细检查预埋件的长度和孔洞的清理情况，以保证预埋件的使用强度达到要求。同时，应注意预埋件使用在混凝土墙上（混凝土强度等级应不小于C30），不能使用在砖墙上。
4、连接件焊接与龙骨的安装
连接件采用角钢与结构预埋件三面围焊，焊接完成后按规定去除药皮并进行焊缝隐检，合格后刷防锈漆三遍。连接件的固定位置按弹线位置确定，采取水平跟线，中心对线，先点焊，
确定无误后再施焊的方法。假柱、挑檐等部位由于石材面距结构面空隙过大，为达到建筑设计效果，需在结构外侧附加型钢龙骨。型钢龙骨通过角钢连接件与预埋件焊接，焊缝要求及检查，防腐做法同上。次龙骨与挂件的连接采用不锈钢螺栓，次龙骨根据螺栓位置开长孔，与舌板相互配合实现位置的调整。钢龙骨的位置必须符合挂板要求。
5、避雷及层间防火隔离带安装
（1）按设计体制要求，将避雷导线可靠地焊接在固定位置，焊接的焊缝长度符合设计要求；石材幕墙的防雷装置必须与主体结构的防雷装置可靠连接。
（2）按设计图纸要求，先进行层间防火的安装。将镀锌钢板（1.2 mm 厚）按现场实际尺寸进行加工制作，然后将其一端用射钉固定在剪力墙上，射钉间距不大于500 mm，另一端固定在横向龙骨上，连接完毕后，将剪裁好的防火棉（100 mm）铺设到镀锌钢板上。
（3）在安装层间防火的同时，按照设计图纸要求进行保温挤塑板的安装，挤塑板的安装必须在有可靠的防火保护条件下进行。
6、石材安装
为保证石材的安装质量，首先要求施工单位进行挂线（水平线和垂直线）、放大角，以明确安装位置，经监理验收合格后才能开始石材干挂。由于干挂由下向上施工，所以第一排石材的标高、垂直度、转角、胶缝宽度、水平缝严格检查，偏差范围必须控制在±1mm 以内；完全符合要求后，才能将云石胶注入石材槽内进行固定。在安装过程中随时对上墙石材开槽位置、表面平整度、接缝高低、胶缝宽度、水平缝进行检查，发现问题及时纠正。
7、贴防污条、注密封胶
石材安裝的最后一个项目为板贴防污条、注密封胶，此项操作不当极易出现表面凹凸不平，上下不通顺、水平宽度不一致、污染石材等现象。可要求施工单位先进行样板施工，达到要求后，由专人进行操作（操作人员不宜太多），以保证整个幕墙工程的外观要求及密封性能。
总之，干挂石材幕墙的设计和施工工作包括的内容非常复杂，要想达到各方都满意的效果，就需要深入学习相关现行规范，不断增加建筑美学知识，领会建筑设计师的本意，听取有关各方意见，按程序认真组织施工，最后才能设计和施工出协调、美观的石材幕墙。
参考文献：
[1] 王巧莉,杨海生,侯毓英. 外墙干挂石材幕墙施工技术[J]. 陕西建筑, 2006,(01) .
[2] 黄曙. 浅谈外墙干挂花岗岩石材幕墙的施工工艺[J]. 汕头科技, 2006,(02) .
[3] 潘朝文,赵静宇. 石材幕墙工程质量控制措施[J]. 吉林勘察设计, 2008,(Z1) .
[4] 宋晗,郭锐,田超,李恒. 点支式玻璃幕墙施工技术[J]. 陕西建筑, 2006,(12) .
[5] 吴锐. 隐框玻璃幕墙施工方案[J]. 中国建设教育, 2010,(Z5) .