石材幕墙的设计分析

石材幕墙的设计分析
发表时间：2019-07-24T11:08:18.360Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：马正强
[导读] 摘要：目前的建筑工程项目中，石材幕墙的应用越来越普遍，尤其是在人群密集都市中的大型建筑上应用尤为广泛。

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摘要：目前的建筑工程项目中，石材幕墙的应用越来越普遍，尤其是在人群密集都市中的大型建筑上应用尤为广泛。

现阶段社会发展中，所采用的幕墙多为石材幕墙，而在设计工作中，建筑设计单位通常都只是提供一个大概的立面结构形式和少量节点图，对于其相关内部施工要求并未曾进行深入的指明，这就造成在施工中幕墙细点控制较为困难，从而造成幕墙施工质量隐患，因此而言，对石材幕墙进行深化设计是十分重要的。

关键词：石材；幕墙设计；分析
随着社会经济的发展，城市面貌的日益改善，中国在成功举办了2008年北京奥运会以后，又成功举办了2010年上海世界博览会，建筑业的景象热闹非凡，同时也带来了装饰业的发展。

虽然低价的钢铁及混凝土已渐渐取代石材在承重构造的地位，但是中国建筑幕墙行业的迅猛发展带给了石材新的生命。

近年来由于人们对生活品质的要求提高，居住环境品质的舒适、美观及安全性逐渐受到重视，有越来越多的建筑师尝试运用丰富的石材颜色及岩理，来改善都市里单调的景观。

因此石材便更加广泛地应用于建筑物的室内、外墙及造景等用途上。

1 石材幕墙分析
1.1 石材幕墙概述
石材幕墙通常由石板支承结构（铝横梁立柱、钢结构等）组成，是不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。

石材幕墙一般有背栓式石材幕墙、托板式石材幕墙、通长槽式石材幕墙等几种形式。

1.2 石材幕墙的优点
（1）天然材质、光亮晶莹、坚硬永久、高贵典雅。

（2）耐冻性：石材在潮湿状态下，能抵抗冻融而不发生显著之破坏者，此性能称为耐冻性。

岩石孔隙内的水份在温度低到摄氏零下20时，发生冻结，孔隙内水份膨胀比原有体积大1/10，岩石若不能抵抗此种膨胀所产生的力量，便会出现破坏现象。

（3）抗压强度：石材的抗压强度会因矿物成份、结晶粗细、胶结物质的均匀性、荷重面积、荷重作用与解理所成角度等因素，而有所不同。

若其他条件相同，通常结晶颗粒细小而彼此粘结一起的致密材料，具有较高强度。

1.3 石材的分类
对天然石材进行划分，根据石材的形成条件和地质组成，可分为下列3种：
1.3.1 沉积岩
沉积岩的形成是因为各种岩石在风化后，被水、风、重力及冰等各种因素所作用，然后再被沉积、胶结而产生，砂岩、石灰岩以及页岩是最主要的几类。

1.3.2 变质岩
由其他岩石经过高压和高温作用后重结晶或结晶而形成的一系列过程，是变质岩的形成，可以分成板岩、大理岩等几大类。

1.3.3 岩浆岩（又称火山岩）
上升到地表附近或喷出地表内部的岩浆，岩石冷凝而成的即是岩浆岩，它主要的分类有玄武岩、花岗岩、浮石等。

它不受酸、碱、盐的腐蚀，结构紧密，化学稳定性良好，自然构造纹理，呈现出美丽的外表，因此它具有很好的的装饰性效果。

以硅酸盐矿物为主的岩浆岩是花岗岩，以氧化硅为主，另含有其他成分，如氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化铁等，因岩浆岩的形成具有高温度，严密的各种矿石晶体镶嵌，质地坚硬。

2 石材幕墙设计分析
2.1 石材挂件设计
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，两种结构比较而言，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时。

背栓式是幕墙最先进的石材幕墙施工方式，具体方法是在石材上进行锥形转孔，同样是锥形设计的沉头螺杆与梅花状扩张垫片紧密配合，在撑开后与板材的倒锥形背栓孔成面状接触，从而形成物理结构锁定，而又不存在对材料的膨胀应力。

背栓再通过铝合金卡件与骨架连接。

由于其独特的固定方式，每块石材均为一个独立的单元，所以既可以实现复杂表面的拼接，又便于后期的维修，更换时不会破坏周边的石材。

相比与其他形式，背栓式干挂石材造价较高，施工精度也要求较高，用于较大块石材（厚度30mm时石材面积大于1.5mm）或对石材安全性能要求较高时。

而施工过程中石材挂件使用燕尾式较多，属短槽连接，但由于切槽尺寸偏差，容易造成上下两块石材表面错槎，从而造成平整度不足，部分工程还发现石板有伤痕裂纹色差图案不符等缺陷，结构胶填补后，极难修整，而且安装完成后，使用过程中一旦损坏个别石材，也极难更换。

建筑幕墙面板构造设计的基本要求是可以随时单独更换任何一块需要更换的面板，这一点对石材幕墙显得更为迫切，因为石材是天然材料，石材有很多隐缝加工过程不易被发现，使用过程中由于外部环境和内在因素的影响会造成裂缝，一旦裂缝形成，如不及时更换会酿成大祸。

因此，对石材挂钩应选用每块石材能单独更换的挂钩形式，形钩蝶形钩都是上下连续挂钩，不能随时单独更换任何一块需要更换的石材面板，要选用形钩，每块板上下都采用形钩固定时才能实现单独更换任何一块面板的目的，在使用形钩时下部挂钩是与槽梁整体连接，上部挂钩是活动的在上部挂钩安装定位后要采用限位装置，保证其在振动时不脱落。

2.2 施工图设计
干挂石材施工图设计的依据为：建筑平面图、立面图、节点大样图、其他专业需与干挂石材配合的有关图纸及其他要求和干挂石材的计算书。

施工图设计必须做到既满足建筑师的要求，又要与现场的实际情况相吻合，施工图设计主要包括石材的安装立面图设计、石材节点、大样图设计、石材的加工详图设计等。

2.2.1 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，即可按石材安装立面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（尤其在采用较为昂贵的进口石材
时）以免造成巨大的经济损失。

2.2.2 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，所设计的石材安装立面图应清洗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，为查找干挂石材立面图纸方便，还应设计干挂石材安装立面图的位置索引图，清晰的表示出建筑物每个区域墙面对应的挂板立面编号图编号。

2.2.3 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。

3 石材幕墙的一些特殊措施分析
3.1 幕墙防水
石材作为外装饰面材，同时也作为一道雨屏，阻挡大量的雨水进入石材内部。

为保证石材板块的自由伸缩并满足抗震要求，干挂石材间应留有缝隙，缝宽一般在8 mm～12 mm。

这道缝隙同时也不可避免地成为雨水进入石材内部的通道。

目前板缝防水的处理方式主要有两种：（1）开敞式处理，允许雨水从板缝进入石材内部，同时在石材内部构造上采取措施，将防水层后移，实现外缝敞开，内部防水；（2）填缝处理，利用有弹性的防水材料（耐候密封胶）填缝密封，从面层就防止雨水进入。

3.2 防止破碎坠落
石材面板可在背面粘结玻璃纤维织物或采用增强胶层等措施来防止石材破碎后坠落，提高其安全性。

当采用非注胶板缝或石材软弱、带有孔洞时，宜采用这项措施。

3.3 表面防水处理
石材面板应进行表面防水处理。

石材加工时，先进行钻孔、开缝、开槽，再清水冲净，待石材干燥后，方可进行防水处理。

防水剂宜采用透气性有机硅或有机氟涂料，涂装后不应改变石材的颜色和光泽。

4 结语
由于石材幕墙的大方高贵典雅的特性，其应用越来越广泛。

石材幕墙是伴随着设计理念提升和幕墙材料质量的提高而发展的。

设计理念是幕墙发展的灵魂，幕墙材料的质量是幕墙发展的基础和保障，还有幕墙设计单位和施工队伍的整体素质也影响幕墙的发展，因此一个行业的持续发展，关键在于提高行业人员的技术水平和科研创新能力。

参考文献：
[1]刘志雄；后背栓接式敞缝石材幕墙施工工艺[J]；石材；2003年01期
[2]王亚明，王波，外墙面干挂石材设计中应注意的几个问题.建筑技术，1999（9）。