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【摘 要】 石材幕墙作为一种常见幕墙形式已经应用很多年了，各式各样的石材效果为建筑增添了不少魅力，虽然石材幕墙很光鲜亮丽、高贵典雅，但是工程中出现质量问题的也比比皆是，有的设计不合理，有的施工管理不规范，所以想要创作出既美观又安全的石材幕墙必须严把设计与施工两道关口。本文就针对石材幕墙的设计和施工做简单论述。
【关键词】 干挂式;石材;设计;施工
石材幕墙通常由石板和支承结构组成，不承担主体结构荷载与作用的建筑外围护结构。石材幕墙在我国有着广泛的应用。据不完全统计，每年石材装饰板材用于墙面装饰的面积约2500万平方米，它以独特的风格、典雅亮丽的外形，使建筑物更具时代与艺术的气息。
石材幕墙根据施工工艺的不同，可分为干挂式石材幕墙和湿贴式石材幕墙。干挂石材工艺就是采用金属配件将石材板材与铝或钢型材牢固悬挂在建筑物结构体上，从而形成装饰面的一种装饰装修施工方法，而湿贴石材幕墙则采用传统的水泥砂浆作为黏结剂将石材固定在建筑物结构上的装饰装修施工方法。
石材幕墙根据连接形式可分为背栓式石材幕墙、托板式石材幕墙、通长槽式石材幕墙等。按照石材种类可分为花岗石、大理石、砂石、板石、人造石材等五类。每种石材都各具特色，无论采用哪种石材做面材都会为建筑物增添不同的氛围，所以选材就成为了石材幕墙设计的首要步骤。
石材的选择应根据设计方或建设方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向其提供石材样本和建议。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。尽管石材供应商会给出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，取材面的不同，所测性能会完全不一致。即使是同一种石材不同批次也会有很大区别。因此为了石材幕墙的安全可靠，对石材的性能、质量要求必须严格。用于工程前必须做好基本材料性能试验：其抗压强度、抗折强度、抗弯强度、硬度、吸水率、湿胀率、耐磨性、抗冻性、耐火性、放射性、可加工性等必须满足规范和设计要求，同时用于幕墙的石板，每批都应进行抗弯强度试验。对用于寒冷地区的石材，还需做冻融试验。只有当各项性能指标都符合设计和规范要求后方可使用。
石材确定之后，就可以根据石材幕墙分格进行结构设计了。好的结構设计既可以为建设单位减少投资又可以为施工单位降低成本。所以说结构设计对于石材幕墙的设计也是不容忽视的问题。结构设计首先要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，再进行受力安全计算，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。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。计算时通常考虑的荷载有材料的自重、所受风荷载及地震荷载，个别部位还需要考虑雪荷载或者积灰荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。有时一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
石材幕墙的结构计算主要包括面材的抗弯计算和面材与挂件连接处的抗剪计算。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，本文以背栓式石材幕墙来说明。背栓式干挂石材典型的安装形式是通过四点挂件将石材固定，其中上边两组挂件起承重及抵抗平面外荷载作用，下边的两组挂件只是抵抗平面外荷载作用。石材板通常按照四点支撑板形式计算弯曲应力，所得最大弯曲应力值不应超过石材板的抗弯强度设计值。挂件与石材连接的局部位置进行抗剪强度计算，要求石材板所受剪应力不大于板材抗剪强度设计值。
再有就是石材幕墙的龙骨计算，国内普遍采用的是钢龙骨和铝合金龙骨。由于石材幕墙龙骨不可视，计算模型上可以采用多跨铰接连续梁代替简支梁计算，从而保证龙骨的安全与经济。龙骨设计除了满足规范对强度和变形的要求外，同时也要做好相应的防腐处理。毕竟龙骨的施工属于隐蔽工程施工，面材安装结束后很难再发现龙骨会出现的问题。为了保证石材幕墙在合理维护条件下的设计寿命，对这些隐蔽性强的位置一定要做得保质保量。
以上就是石材设计的重点问题，这些环节都注意了，就有了一个良好的设计方案，不过做好了设计工作只是石材幕墙的开始，想要把这些精心策划的方案变成现实还离不开优秀的施工组织。下面就具体介绍一下石材幕墙的施工顺序：
首先是预埋件安装，预埋件应在土建施工时预埋，幕墙施工前要根据该工程基准轴线和中线以及基准水平点对预埋件进行检查和校核，一般允许位置偏差为±20mm。如有预埋件位置超差而无法使用或漏放时，应根据实际情况提出选用后补埋件的补打方案，报设计单位审批。并应在现场做拉拔试验，做好记录。
其次是测量放线，测量放线应该按照如下的步骤逐一进行：
1、由于土建施工允许误差较大，幕墙工程施工要求精度很高，所以不能依靠土建水平基准线，必须由基准轴线和水平点重新测量，并校正复核;
2、按照设计要求在底层确定幕墙定位线和分隔线位置;
3、用经纬仪或激光垂直仪将幕墙的阳角和阴角引上，并用固定在钢支架上的钢丝线作标志控制线;
4、使用水平仪和标准钢卷尺等引出各层标高线;
5、确定好每个立面的中线;
6、测量时应控制分配测量误差，不能使误差积累;
7、测量放线应在风力不大于4级情况下进行，并要采取避风措施;
8、放线定位后要对控制线定时校核，以确保幕墙垂直度和金属竖框位置的正确;
9、所有外立面装饰工程应统一放基准线，并注意施工配合。
再次为金属骨架安装，金属骨架安装应根据施工放样图检查放线位置，然后安装固定竖框的铁件，先安装同立面两端的竖框，再拉通线顺序安装中间竖框。将各施工水平控制线引至竖框上，并用水平尺校核。按照设计尺寸安装金属横梁，横梁一定要与立柱垂直，如有焊接时，应对下方和邻近的已完工装饰面进行成品保护，检查焊缝质量合格后，所有的焊点，焊缝均需作去焊渣及防锈处理，如刷防锈漆等。待金属骨架完工后，应通过监理公司对隐蔽工程检查后，方可进行下道工序施工。
龙骨安装之后就要安装防火与保温材料，防火与保温材料必须有出厂检验合格证。每层楼板与石板幕墙之间不能有空隙，应用镀锌钢板和防火棉形成防火隔离带。在北方寒冷地区，保温层最好应有防水、防潮保护层，在金属骨架内填塞固定，要求严密固定。
隐蔽工程验收合格后就可以安装石材饰面板了，由于一个工程的石材尺寸很多，运到现场的石材就需要分类编号，根据施工的先后顺序合理摆放。安装时，要在饰面板的销钉孔或切槽口内注入石材胶（环氧树脂胶），以保证饰面板与挂件的可靠连接。每一楼层标高安装完要注意调整垂直误差，不能积累。
石材面板安装之后，整体建筑效果已经显现，但是还不具备完整的使用功能，石材间的接缝还需要打胶处理。密封胶最好选用含硅油少的石材专用嵌缝胶，以免硅油渗透污染石材表面。在胶缝两侧粘贴胶带纸做保护，以避免嵌缝胶污染石材板表面。用专用清洁剂或草酸擦洗缝隙处石材板表面。派受过专业培训的工人注胶，注胶应均匀无流淌，边打胶边用专用工具勾缝，使嵌缝胶成型后呈微弧形凹面。
再有施工中注意不能有漏胶污染墙面，如墙面上沾有胶液应立即擦去，并用清洁剂及时擦净余胶。最后施工完毕后，除去石材板表面的胶带纸，用清水和清洁剂将石材表面擦洗干净，按要求进行打蜡或刷保护剂。
到此石材幕墙设计与施工的阐述就结束了，但是石材幕墙的发展还在继续，相信在今后的岁月里，这种天然材料的利用会有更加长足的进步空间。
【关键词】 干挂式;石材;设计;施工
石材幕墙通常由石板和支承结构组成，不承担主体结构荷载与作用的建筑外围护结构。石材幕墙在我国有着广泛的应用。据不完全统计，每年石材装饰板材用于墙面装饰的面积约2500万平方米，它以独特的风格、典雅亮丽的外形，使建筑物更具时代与艺术的气息。
石材幕墙根据施工工艺的不同，可分为干挂式石材幕墙和湿贴式石材幕墙。干挂石材工艺就是采用金属配件将石材板材与铝或钢型材牢固悬挂在建筑物结构体上，从而形成装饰面的一种装饰装修施工方法，而湿贴石材幕墙则采用传统的水泥砂浆作为黏结剂将石材固定在建筑物结构上的装饰装修施工方法。
石材幕墙根据连接形式可分为背栓式石材幕墙、托板式石材幕墙、通长槽式石材幕墙等。按照石材种类可分为花岗石、大理石、砂石、板石、人造石材等五类。每种石材都各具特色，无论采用哪种石材做面材都会为建筑物增添不同的氛围，所以选材就成为了石材幕墙设计的首要步骤。
石材的选择应根据设计方或建设方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向其提供石材样本和建议。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。尽管石材供应商会给出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，取材面的不同，所测性能会完全不一致。即使是同一种石材不同批次也会有很大区别。因此为了石材幕墙的安全可靠，对石材的性能、质量要求必须严格。用于工程前必须做好基本材料性能试验：其抗压强度、抗折强度、抗弯强度、硬度、吸水率、湿胀率、耐磨性、抗冻性、耐火性、放射性、可加工性等必须满足规范和设计要求，同时用于幕墙的石板，每批都应进行抗弯强度试验。对用于寒冷地区的石材，还需做冻融试验。只有当各项性能指标都符合设计和规范要求后方可使用。
石材确定之后，就可以根据石材幕墙分格进行结构设计了。好的结構设计既可以为建设单位减少投资又可以为施工单位降低成本。所以说结构设计对于石材幕墙的设计也是不容忽视的问题。结构设计首先要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，再进行受力安全计算，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。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。计算时通常考虑的荷载有材料的自重、所受风荷载及地震荷载，个别部位还需要考虑雪荷载或者积灰荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。有时一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
石材幕墙的结构计算主要包括面材的抗弯计算和面材与挂件连接处的抗剪计算。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，本文以背栓式石材幕墙来说明。背栓式干挂石材典型的安装形式是通过四点挂件将石材固定，其中上边两组挂件起承重及抵抗平面外荷载作用，下边的两组挂件只是抵抗平面外荷载作用。石材板通常按照四点支撑板形式计算弯曲应力，所得最大弯曲应力值不应超过石材板的抗弯强度设计值。挂件与石材连接的局部位置进行抗剪强度计算，要求石材板所受剪应力不大于板材抗剪强度设计值。
再有就是石材幕墙的龙骨计算，国内普遍采用的是钢龙骨和铝合金龙骨。由于石材幕墙龙骨不可视，计算模型上可以采用多跨铰接连续梁代替简支梁计算，从而保证龙骨的安全与经济。龙骨设计除了满足规范对强度和变形的要求外，同时也要做好相应的防腐处理。毕竟龙骨的施工属于隐蔽工程施工，面材安装结束后很难再发现龙骨会出现的问题。为了保证石材幕墙在合理维护条件下的设计寿命，对这些隐蔽性强的位置一定要做得保质保量。
以上就是石材设计的重点问题，这些环节都注意了，就有了一个良好的设计方案，不过做好了设计工作只是石材幕墙的开始，想要把这些精心策划的方案变成现实还离不开优秀的施工组织。下面就具体介绍一下石材幕墙的施工顺序：
首先是预埋件安装，预埋件应在土建施工时预埋，幕墙施工前要根据该工程基准轴线和中线以及基准水平点对预埋件进行检查和校核，一般允许位置偏差为±20mm。如有预埋件位置超差而无法使用或漏放时，应根据实际情况提出选用后补埋件的补打方案，报设计单位审批。并应在现场做拉拔试验，做好记录。
其次是测量放线，测量放线应该按照如下的步骤逐一进行：
1、由于土建施工允许误差较大，幕墙工程施工要求精度很高，所以不能依靠土建水平基准线，必须由基准轴线和水平点重新测量，并校正复核;
2、按照设计要求在底层确定幕墙定位线和分隔线位置;
3、用经纬仪或激光垂直仪将幕墙的阳角和阴角引上，并用固定在钢支架上的钢丝线作标志控制线;
4、使用水平仪和标准钢卷尺等引出各层标高线;
5、确定好每个立面的中线;
6、测量时应控制分配测量误差，不能使误差积累;
7、测量放线应在风力不大于4级情况下进行，并要采取避风措施;
8、放线定位后要对控制线定时校核，以确保幕墙垂直度和金属竖框位置的正确;
9、所有外立面装饰工程应统一放基准线，并注意施工配合。
再次为金属骨架安装，金属骨架安装应根据施工放样图检查放线位置，然后安装固定竖框的铁件，先安装同立面两端的竖框，再拉通线顺序安装中间竖框。将各施工水平控制线引至竖框上，并用水平尺校核。按照设计尺寸安装金属横梁，横梁一定要与立柱垂直，如有焊接时，应对下方和邻近的已完工装饰面进行成品保护，检查焊缝质量合格后，所有的焊点，焊缝均需作去焊渣及防锈处理，如刷防锈漆等。待金属骨架完工后，应通过监理公司对隐蔽工程检查后，方可进行下道工序施工。
龙骨安装之后就要安装防火与保温材料，防火与保温材料必须有出厂检验合格证。每层楼板与石板幕墙之间不能有空隙，应用镀锌钢板和防火棉形成防火隔离带。在北方寒冷地区，保温层最好应有防水、防潮保护层，在金属骨架内填塞固定，要求严密固定。
隐蔽工程验收合格后就可以安装石材饰面板了，由于一个工程的石材尺寸很多，运到现场的石材就需要分类编号，根据施工的先后顺序合理摆放。安装时，要在饰面板的销钉孔或切槽口内注入石材胶（环氧树脂胶），以保证饰面板与挂件的可靠连接。每一楼层标高安装完要注意调整垂直误差，不能积累。
石材面板安装之后，整体建筑效果已经显现，但是还不具备完整的使用功能，石材间的接缝还需要打胶处理。密封胶最好选用含硅油少的石材专用嵌缝胶，以免硅油渗透污染石材表面。在胶缝两侧粘贴胶带纸做保护，以避免嵌缝胶污染石材板表面。用专用清洁剂或草酸擦洗缝隙处石材板表面。派受过专业培训的工人注胶，注胶应均匀无流淌，边打胶边用专用工具勾缝，使嵌缝胶成型后呈微弧形凹面。
再有施工中注意不能有漏胶污染墙面，如墙面上沾有胶液应立即擦去，并用清洁剂及时擦净余胶。最后施工完毕后，除去石材板表面的胶带纸，用清水和清洁剂将石材表面擦洗干净，按要求进行打蜡或刷保护剂。
到此石材幕墙设计与施工的阐述就结束了，但是石材幕墙的发展还在继续，相信在今后的岁月里，这种天然材料的利用会有更加长足的进步空间。