石材幕墙设计若干问题探讨.pdf

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1、２０１４年第７期（总第１３６期）江西建材建筑与规划设计石材幕墙设计若干问题探讨■林纪欣■四川省建筑设计研究院，四川成都　６１００１７摘要：探讨了石材幕墙结构设计中的荷载和作用效应计算，总结了石材幕墙的随时坠落的可能。中国建科院对背栓式石材幕墙的试验，在最大加速抗震构造设计的一般原则，简述了背栓式干挂体系的优点，为石材幕墙度为０．９ｇ，顶点相对位移达１／５４的情况下，幕墙结构仍然完好。的设计提供参考。从这些试验我们可总结出石材幕墙抗震设计的一般原则：关键词：石材幕墙结构设计干挂体系（１）石材幕墙的板材与主体结构最好采用分离式构造，即石材面板不

2、直接固定在与主体结构连成整体的立柱或横梁上，而是先将面板石材幕墙是独立于实体墙之外的围护结构体系，因外观豪华且抗固定在副框上，再将副框用挂件固定在横梁和立柱上。这时副框与横渗耐久性能优秀而被广泛应用于建筑外墙。对于框架结构的式的主体梁或立柱之间有一定的平面内调节能力，可减少由主体结构变形导致结构，应在主体结构上设计安装专门的独立金属骨架结构体系，该金属的石材面板的变形。骨架结构体系悬挂在主体结构上，然后采用金属挂件将石材面板挂在（２）当采用整体式，即石材面板直接固定在与主体结构连成整体金属骨架结构体系上。石材幕墙应能承受自身的重力荷载、风荷

3、载、地的横梁或立柱上时，最好采用槽式（通槽、短槽要保持一定的槽长），挂震作用和温度作用，不承受主体结构所受的荷载，与主体结构产生适当件与槽之间填充弹性石材胶，不宜采用干硬性环氧树脂，因为弹性石材的相对位移，以适应主体结构的变形。随着石材幕墙的普遍应用，其工胶具有位移能力，可使挂件在槽内有一定位移。而干硬性环氧树脂将程质量、安全性能等方面越来越受到社会各界的关注。本文从结构和挂件与石材从幕墙顶部到下端连成一个整体，当主体结构产生变形时，构造措施的角度，对石材幕墙设计的有关问题行了探讨。石材幕墙不能适应这种变形，且由于干硬性胶的强度大于石材强度

4、，而１　问题及讨论将石材拉裂。１．１　荷载和作用（３）注意石材幕墙竖向地震作用。石材厚度一般在３０ｍｍ左右，由幕墙是建筑物的外围护结构，在非抗震设防地区，主要承受重力荷于质量较大，竖向地震作用也随之增大。在竖向地震作用的影响下，石载、风荷载和温度作用；在抗震设防地区，还要承受垂直于幕墙表面的材会产生上下运动，如果横向挂件搭接量过小，容易发生挂件脱落，因地震作用。其他一些作用及环境影响，对幕墙结构设计是相对次要的。此除了注意挂件搭接量之外，在立柱上也应采用固定措施。１．１．１　风荷载２．１　石材干挂体系的选择作用于幕墙上的风荷载标准值按荷载规

5、范计算：石材干挂体系的设计决定着幕墙的结构安全，有着特殊的重要性，式中参数见规范说明。而又因为其属于隐蔽工程，尤其应得到足够的重视。石材干挂体系有该式适用于石材面板、面板与龙骨的连接件、直接支承面板的龙骨钢销式、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（横梁、立柱、加强肋等）、龙骨与主体结构的连接件等。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，幕墙构件承受风荷载时的从属面积，主要根据构件自身的构造情通常用于石材重量不太大或安全系数要求不太高的工程。况确定。例如，幕墙面板（玻璃、天然石材、金属板、其他人造板

6、等）、压而背栓式石材是首先采用和推广的先进的幕墙连接体系。它是基板、挂件、胶缝等可按面板的面积考虑；立柱、横梁及其连接件可按立于成熟先进的结构锚固技术中利用机械锚固原理，在后切底钻孔技术柱、横梁的一个框格单元面积（即立柱高度与分格宽度的乘积或横梁基础上开发研究而成。宽度与其分格尺寸的乘积）确定。当立柱、横梁的相邻分格尺寸不相与传统干挂体系相比背栓式干挂体系有如下结构及安装优点：同时，可偏安全地采用较小的分格尺寸计算，或近似地取两个不同分格（１）整个体系传力简捷明确。在正常使用状态下，充分利用板材抗弯尺寸的平均值计算。强度，通过静力计算精确得

7、到其承载能力，控制破坏状态。（２）板材之１．２　地震作用间独立安装、独立受力，不会产生因相互连接而造成的不可确定性应力垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值应按下式计算：积累、应力集中致使板材变形或破坏，提高其长期荷载作用下的使用寿式中参数见规范说明。命。（３）充分实现了柔性结构的设计意图，在主体结构产生大位移或经验表明，对于竖直的建筑幕墙，风荷载是主要作用。由于建筑幕温差较大的情况下不会在幕墙板材内部产生附加应力，故而特别适用墙自重较轻，即使按最大地震作用系数考虑，一般也只有０．１～０．８ｋＮ／于超高层建筑结构或有抗震要求的结构上，耐候性

8、能更强。（４）通过２ｍ，远小于风荷载作用。因此，对幕墙构建本身来说抗风设计是主要对比性试验证明，背栓体系与传统钢销体系相比，在同等受力状态和板的考虑因素。但是地震是动力作用，对连