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【摘要】建筑幕墙是融建筑技术、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。本文对干挂幕墙的设计与施工工艺做了简要的研究。
【关键词】建筑幕墙干挂幕墙设计施工
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
一、干挂石材幕墙的设计
1、石材的选择
对于石材设计而言，根据建筑师对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向建设方提供石材样本，以协助其确定所用石材。通常在对石材的选择中，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。
2、干挂方式的选择
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，通常在石材重量不太大或安全系数要求不太高时使用；背栓式干挂牢靠稳定，但成本较高，通常在较大块石材或对安全性能要求较高时使用。
3、石材及干挂体系的力学计算
首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，进行受力计算，最后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。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》JGJ133-2001 的要求。
（1）荷载的确定
计算时通常考慮材料的自重、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。对某些特殊的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有特殊要求，在计算时应和规范对照取最大值。有时，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
石材的计算主要包括板块自身的抗弯计算和挂板与挂件销钉连接处的抗剪计算，有时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的干挂方式有关，以背栓式干挂石材固定体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载，竖向的地震荷载和石材自重，以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各 2 组(共 4 组)挂件将板块固定，其中板块上边两组挂件起支撑石材重量及在垂直于石材平面的方向上的约束作用，下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约束作用。
（3）干挂石材体系力的传递
板材中的最大应力可通过简化计算方法或有元程序计算得出。有些石材由于其独特的纹理特性而使石材在沿板长及板高方向的强度具有非常明显的差异，须对这两个方向分别进行强度计算。另外，在计算石材于某一点达到某方向的最大应力的同时，必须计算其在垂直方向上的应力。
4、石材物理性能试验
在为工程项目的石材做试验时，必须取能代表所用石材的试样。干挂石材的物理性能主要包括弯曲强度、断裂模量、压缩强度、吸水率及体积密度，这些指标均可通过标准试验方法获得，而相应的标准中都有指定的最小物理性能指标。干挂石材理论计算的模型毕竟与实际受力情况有所不同，为验证理论计算结果，必须在现场按拟采用的干挂形式固定石材，然后对其逐步施加荷载，并观察记录其整体受力性能。
5、施工图设计
安装立面图设计：根据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并方便实用，所设计的安装图应清晰表达出各立面上所有不同种类的石材板块。若工程的体形较复杂，为查找图纸方便，还应设计相应的位置索引图，清晰的表示出建筑物每个区域墙面对应的板块立面编号。
石材节点大样图设计：对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的形状、尺寸及连接方式，应单独设计干挂石材节点大样图，以表明这些部位石材的实际情况。
石材加工详图设计：石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后，即可按石材安装图上的石材尺寸分格及节点大样图的细节进行加工详图设计，该详图即通常所说的石材加工单。在确定干挂石材的具体形状及加工尺寸时，须反复核实以确保万无一失。
二、石材幕墙的干挂法施工
1、石材幕墙的干挂法施工流程
石材幕墙干挂法施工的基本流程为:施工准备→基层及埋件处理→测量放线→焊接钢伸臂→竖龙骨安装→支托件安装→横龙骨安装→保温板施工→连接件安装→石材背栓安装→石材铝合金挂件安装→石材吊装→调整连接件→拧紧铝合金挂件高度调节螺栓→缝隙塞密封条、贴纸胶带→打硅酮密封胶→验收。
2、石材幕墙的干挂法施工工艺
1）施工准备:按图纸及规范要求准备好各个部位不同编号石材、锚固件、泡沫塑料条、嵌固胶、密封胶及所需各种工具；对幕墙安装单位的施工人员进行安全施工和技术交底；编制材料、制品、机具的详细进场计划；落实各项需用计划；编制施工进度计划；搬运、吊装构件。
2）预埋件的安装:预埋件的外侧面必须紧贴外侧模板 ，埋件锚筋必须与主体钢筋绑扎牢固，避免在浇筑混凝土振捣时发生位移偏差。 预埋件安装完毕，在浇筑混凝土前，需经监理组织检查，确认符合要求后，才可进行下步工序的施工。
3）施工测量放线:测量放线应遵循由整体至局部的放线原则，施工前必须根据幕墙、门窗施工图、建筑图、结构图、分格大样图结合土建单位给出的标高控制点、进出位线及轴线位置进行精确放线。 放线时应严格按照图纸放线，应结合土建的结构偏差，将偏差分解并应防止误差积累。
4）龙骨安装:将竖龙骨按图纸尺寸进行选料 、切割 、去毛边等处理，按实测的安装位置在相应钢龙骨上制孔;按图纸和放线位置将钢角码与墙体埋件焊接，同时再将竖料与角码焊接；按图纸要求将钢转接角材置于竖向钢龙骨的侧部，测量横向龙骨的水平度，确认水平无误后，将转接件焊接在竖向龙骨上；调整好竖龙骨后，按设计图纸分格尺寸将横龙骨与竖龙骨进行焊接。
5）挂件安装:把石材平放在制作好的背栓安装平台上 ，把背栓胀管的豁口和背栓螺杆粗头的凸棱对好，放入石材孔内，用专用套管顶住胀管，敲击套管，使背拴胀管锚入石材内。 安装好的背栓应保证背栓胀管锚入石材内，胀管外口和石材外切面平齐、背栓杆不能转动。
6）石材饰面板安装:石材安装原则是先大墙面后小墙面 、先墙面后节点，统一弹线拉线控制，固定牢靠。 安装时，石材板块自下而上安装，将预制好的石材板块安装到横框上，通过固定螺丝调整高度及左右立边，使缝宽满足要求。 对石材本身误差造成的缝隙不均匀，在安装完后用角磨机处理，使缝隙一致。
7）拼缝密封处理:密封式处理是通过在胶缝外侧注密封胶。 注胶前用带有凸头的刮板填装泡沫棒，保证胶缝的厚度和均匀性。 在胶缝两侧石材面粘贴纸面胶带作保护，用专用清洁剂或草酸擦洗缝隙处石材面，再用清水冲洗干净。
8）石材面层打胶 、清洗:石材安装完毕，经检查验收合格后，开始进行打胶处理。按设计图纸要求，先将需要打胶部位的石材缝隙清理干净，并塞好泡沫条，在保证打胶缝隙内干燥的情况下进行打胶施工。 打胶工作完成后，在交工验收前对幕墙进行全面清洗。
9）石材安装质量验收:幕墙安装、清洗后 ，按照整体工程验收程序，对幕墙分项进行整体验收，检查安装施工中存在的质量问题，提出整改意见，对有问题的部分进行局部修整，以达到合同要求的验收标准。
结束语
干挂石材幕墙工程作为一项当今蓬勃发展的外立面装饰品种，特别是在高层建筑外墙得到广泛使用，要想达到各方都满意的效果，需要严格控制施工、设计过程的所有阶段，最终才会使石材幕墙的建设更加美观协调。
参考文献
[1] 戚赫，张晓. 建筑幕墙干挂石材的设计与施工[J]. 黑龙江科技信息. 2010(12)
[2] 苏汝敏. 干挂花岗岩施工工艺及质量控制[J]. 今日科苑. 2009(20)
[3] 黄建军. 谈干挂石材施工质量控制[J]. 企业科技与发展. 2010(22)
【关键词】建筑幕墙干挂幕墙设计施工
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
一、干挂石材幕墙的设计
1、石材的选择
对于石材设计而言，根据建筑师对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向建设方提供石材样本，以协助其确定所用石材。通常在对石材的选择中，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。
2、干挂方式的选择
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，通常在石材重量不太大或安全系数要求不太高时使用；背栓式干挂牢靠稳定，但成本较高，通常在较大块石材或对安全性能要求较高时使用。
3、石材及干挂体系的力学计算
首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，进行受力计算，最后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。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》JGJ133-2001 的要求。
（1）荷载的确定
计算时通常考慮材料的自重、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。对某些特殊的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有特殊要求，在计算时应和规范对照取最大值。有时，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
石材的计算主要包括板块自身的抗弯计算和挂板与挂件销钉连接处的抗剪计算，有时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的干挂方式有关，以背栓式干挂石材固定体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载，竖向的地震荷载和石材自重，以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各 2 组(共 4 组)挂件将板块固定，其中板块上边两组挂件起支撑石材重量及在垂直于石材平面的方向上的约束作用，下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约束作用。
（3）干挂石材体系力的传递
板材中的最大应力可通过简化计算方法或有元程序计算得出。有些石材由于其独特的纹理特性而使石材在沿板长及板高方向的强度具有非常明显的差异，须对这两个方向分别进行强度计算。另外，在计算石材于某一点达到某方向的最大应力的同时，必须计算其在垂直方向上的应力。
4、石材物理性能试验
在为工程项目的石材做试验时，必须取能代表所用石材的试样。干挂石材的物理性能主要包括弯曲强度、断裂模量、压缩强度、吸水率及体积密度，这些指标均可通过标准试验方法获得，而相应的标准中都有指定的最小物理性能指标。干挂石材理论计算的模型毕竟与实际受力情况有所不同，为验证理论计算结果，必须在现场按拟采用的干挂形式固定石材，然后对其逐步施加荷载，并观察记录其整体受力性能。
5、施工图设计
安装立面图设计：根据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并方便实用，所设计的安装图应清晰表达出各立面上所有不同种类的石材板块。若工程的体形较复杂，为查找图纸方便，还应设计相应的位置索引图，清晰的表示出建筑物每个区域墙面对应的板块立面编号。
石材节点大样图设计：对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的形状、尺寸及连接方式，应单独设计干挂石材节点大样图，以表明这些部位石材的实际情况。
石材加工详图设计：石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后，即可按石材安装图上的石材尺寸分格及节点大样图的细节进行加工详图设计，该详图即通常所说的石材加工单。在确定干挂石材的具体形状及加工尺寸时，须反复核实以确保万无一失。
二、石材幕墙的干挂法施工
1、石材幕墙的干挂法施工流程
石材幕墙干挂法施工的基本流程为:施工准备→基层及埋件处理→测量放线→焊接钢伸臂→竖龙骨安装→支托件安装→横龙骨安装→保温板施工→连接件安装→石材背栓安装→石材铝合金挂件安装→石材吊装→调整连接件→拧紧铝合金挂件高度调节螺栓→缝隙塞密封条、贴纸胶带→打硅酮密封胶→验收。
2、石材幕墙的干挂法施工工艺
1）施工准备:按图纸及规范要求准备好各个部位不同编号石材、锚固件、泡沫塑料条、嵌固胶、密封胶及所需各种工具；对幕墙安装单位的施工人员进行安全施工和技术交底；编制材料、制品、机具的详细进场计划；落实各项需用计划；编制施工进度计划；搬运、吊装构件。
2）预埋件的安装:预埋件的外侧面必须紧贴外侧模板 ，埋件锚筋必须与主体钢筋绑扎牢固，避免在浇筑混凝土振捣时发生位移偏差。 预埋件安装完毕，在浇筑混凝土前，需经监理组织检查，确认符合要求后，才可进行下步工序的施工。
3）施工测量放线:测量放线应遵循由整体至局部的放线原则，施工前必须根据幕墙、门窗施工图、建筑图、结构图、分格大样图结合土建单位给出的标高控制点、进出位线及轴线位置进行精确放线。 放线时应严格按照图纸放线，应结合土建的结构偏差，将偏差分解并应防止误差积累。
4）龙骨安装:将竖龙骨按图纸尺寸进行选料 、切割 、去毛边等处理，按实测的安装位置在相应钢龙骨上制孔;按图纸和放线位置将钢角码与墙体埋件焊接，同时再将竖料与角码焊接；按图纸要求将钢转接角材置于竖向钢龙骨的侧部，测量横向龙骨的水平度，确认水平无误后，将转接件焊接在竖向龙骨上；调整好竖龙骨后，按设计图纸分格尺寸将横龙骨与竖龙骨进行焊接。
5）挂件安装:把石材平放在制作好的背栓安装平台上 ，把背栓胀管的豁口和背栓螺杆粗头的凸棱对好，放入石材孔内，用专用套管顶住胀管，敲击套管，使背拴胀管锚入石材内。 安装好的背栓应保证背栓胀管锚入石材内，胀管外口和石材外切面平齐、背栓杆不能转动。
6）石材饰面板安装:石材安装原则是先大墙面后小墙面 、先墙面后节点，统一弹线拉线控制，固定牢靠。 安装时，石材板块自下而上安装，将预制好的石材板块安装到横框上，通过固定螺丝调整高度及左右立边，使缝宽满足要求。 对石材本身误差造成的缝隙不均匀，在安装完后用角磨机处理，使缝隙一致。
7）拼缝密封处理:密封式处理是通过在胶缝外侧注密封胶。 注胶前用带有凸头的刮板填装泡沫棒，保证胶缝的厚度和均匀性。 在胶缝两侧石材面粘贴纸面胶带作保护，用专用清洁剂或草酸擦洗缝隙处石材面，再用清水冲洗干净。
8）石材面层打胶 、清洗:石材安装完毕，经检查验收合格后，开始进行打胶处理。按设计图纸要求，先将需要打胶部位的石材缝隙清理干净，并塞好泡沫条，在保证打胶缝隙内干燥的情况下进行打胶施工。 打胶工作完成后，在交工验收前对幕墙进行全面清洗。
9）石材安装质量验收:幕墙安装、清洗后 ，按照整体工程验收程序，对幕墙分项进行整体验收，检查安装施工中存在的质量问题，提出整改意见，对有问题的部分进行局部修整，以达到合同要求的验收标准。
结束语
干挂石材幕墙工程作为一项当今蓬勃发展的外立面装饰品种，特别是在高层建筑外墙得到广泛使用，要想达到各方都满意的效果，需要严格控制施工、设计过程的所有阶段，最终才会使石材幕墙的建设更加美观协调。
参考文献
[1] 戚赫，张晓. 建筑幕墙干挂石材的设计与施工[J]. 黑龙江科技信息. 2010(12)
[2] 苏汝敏. 干挂花岗岩施工工艺及质量控制[J]. 今日科苑. 2009(20)
[3] 黄建军. 谈干挂石材施工质量控制[J]. 企业科技与发展. 2010(22)