干挂石材幕墙的典型结构比较

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随着建筑业的发展，建筑装饰材料可谓百花齐放，争奇斗艳。石材以其自然、厚重、华贵等独特的优势，使当今越来越多的建筑或端庄或华贵或纯朴自然或富丽堂煌，无不产生震撼人心灵的端庄气势，斑斓的色彩，抽象中蕴含大自然的无穷变化，或含蓄或浪漫。因此，石材被广泛应用于建筑外墙，室内外地面、墙面等。

幕墙所使用的石材主要为天然花岗石。天然花岗石是以硅酸盐矿物为主的火成岩，因其形成温度高，各种矿物晶体结合紧密，质地坚硬，耐酸、碱、盐等腐蚀，化学性能好，但因其中含有石英，硬度较高。主要用于室内外的地面、踏步、柱面、墙面、勒脚等处。花岗岩还具有良好的装饰功能，它色调鲜明、庄重大方，许多有名的建筑都选用了花岗岩，花岗岩根据饰面处理方式不同，可分成磨光花岗岩、火烧花岗岩及机刨石等。经过研磨抛光的花岗岩为镜面花岗岩，在现代建筑中使用，熠熠生辉，顿生富丽堂煌之感，火烧石则古朴、自然。

一、干挂石材幕墙的典型结构

花岗石在外墙中的应用越来越普通，由于湿贴法(又称灌浆法)固有的缺陷，干挂式花岗石幕墙已被业主及建筑师广泛接受，近几年随着幕墙技术的发展及幕墙技术规范的完善，干挂石材工艺已日趋完善，目前大约有以下几种典型的结构：

1．钢销式结构。钢销式干挂法又称为插针法，是石材干挂技术的第一代产品，最早从日本传入我国，是干挂石材工艺中最早的做法，也是最简洁的做法。它是在石材的端面钻孔，用钢销与托板固定石材，可分为两侧和四侧连接下来，其结构特点是相邻两块石材面板固定在同一支钢销上，钢销固定在托板上，托板与骨架固定，此结构简单，但石材板面局部受力，易产生挤压应力(应力集中)，板块抗变形能力不好，板块破损后不宜更换，适用于高度20m以下的低层建筑上应用。

2．半圆槽结构。此结构属于干挂技术第二代产品，它是在石板的上下端面铣或半圆槽口，将相邻两块石材、面材共同固定在T型型材上，T型型材可以是铝合金，也可以是不锈钢，此结构受力较销钉合理，较易吸收变形。T型型材再与骨架固定，但板块破损后不宜更换。

3．通长槽结构。此结构与半圆槽结构相近，是在石材上下端面开放通长槽口，采用通长铝合金卡条固定，其特点是受力合理，可靠性高，板块抗变形能力强，板块破损后可实现更换，适用于高层建筑，尤其在单元式石材幕墙中，多采用这种做法。

4．小单元式结构。是短槽式石材幕墙的一种形式，石材面板通过铝合金挂钩与骨架相连，相邻石材面板均是独立与骨架相连，不再是共同连接，每个石材板块均是独立的，板块破损后能独立更换破损石材板块，其抗变形能力和抗震性能较半圆槽结构有所提高。

5．背栓式结构。背栓式干挂法是在石材面板的背面采用专用钻孔设备在石材上钻孔，然后安装无应力螺栓固定在石材背面，再通过铝合金挂钩与骨架相连。此结构属于石材干挂技术第三代产品，是目前世界上较先进技术，其特点是实现石材的无应力加工，石材连接强度高，节省强度值30%左右(与短槽式相比)，板块可单独拆装，维护方便。

二、各种干挂结构优缺点分析

通槽式

背栓式

小单元式

备注

花岗岩板块抗弯强度

弯曲跨度较大，弯矩也较大，抗弯强度较小

减小了花岗岩板块的受弯跨度，弯矩减小，抗弯强度最高弯曲跨度较大，弯矩也较大，抗弯强度较小

板块的两个尺寸都较大时，由抗弯强度控制

花岗岩板块的抗剪强度

抗剪面积最小，抗剪强度也较大

抗剪面积最大，抗剪强度最大

抗剪面积最小，抗剪强度较小

抗剪面积最大，抗剪强度最大

板块的两个尺寸中有一个较小时，由抗剪强度控制

连接件的强度

强度足够

抗震性能

较好

采用挂接，板块可会滑动

较好

用钢量

较小

每块板块需要二支横梁，用钢量较大

较大

连接件的投资

较小

较大

最大

较大

安装质量

平整度较好

平整度较差

平整度好

短槽式安装调整比较容易

投资比较

较小

较大

最大

板块更换容易程度

不易

易

经济性

最低

成本低

成本较高

最高

较高

适用范围

2mm以下6º、7º抗震幕墙石材板块不宜于1㎡

8º抗震以下100m高度以下，板块不宜大于1.5㎡

三、石材胶缝处理

石材胶缝通常分干法和湿法施工两种。

1．干法施工。即是石材面板之间缝隙为敞开式，不打胶，在石材幕墙的后面单独做一层防水保护层。干法施工可以避免密封胶对石材的污染，使幕墙表面干净，而且板块的间隙均匀、整齐、有一种装配的美感。

2．湿法施工。即是在石材面板之间的缝隙处打耐候密封胶，起到密封作用，胶缝施工可以有平胶缝和深胶缝(退缝打胶)，下面对三种胶缝系统进行对比分析（表

2 ）。

花岗岩幕墙三种密封系统的性能比较表2

比较项目

平缝打胶系统

退缝打胶系统

开缝系统

备注

建筑效果

胶缝使花岗岩板块显得分格小，与磁砖的建筑效果相近

几乎看不到胶缝，特别是远处的大效果很象石山

几乎看不到缝，特别是远处的大效果很象石山

硅油污染

必须根据花岗岩的无污染试验选择密封胶，否则会产生硅油污染

不用硅胶，不会产生硅油污染

积灰污染

硅胶容易积水，污染比较严重

硅胶的积灰在深槽中，污染不明显

槽口的积灰较少，污染不明显

密封性能

采用密封性能最好的现场湿密封，密封性能较好

采用密封性能较好的现场湿密封，密封性能较好

只能在主体结构上密封，受骨架连接支座的影响，密封性能较差