石材幕墻的結(jié)構(gòu)與分類
時間:2014-12-24 11:46來源:環(huán)球幕墻 點擊:
石材在建筑上的應用可以追溯到幾千年前，中國的長城、古埃及的金字塔都是偉大的人類智慧留給我們的建筑奇跡。無論是古代還是現(xiàn)代，建筑設計師們對石材的鐘愛從來沒有改變過。天然石材特殊的質(zhì)感是其它建筑材料無法替代的，從最開始的濕貼石材外墻到現(xiàn)在的干掛石材幕墻，石材已經(jīng)成為了人類建筑長河中不可磨滅的重要符號。
建筑設計師在關注石材幕墻效果的同時，也更加關注石材幕墻結(jié)構(gòu)的合理性及經(jīng)濟性，本文將要談的就是石材幕墻的結(jié)構(gòu)形式與應用。
石材應用于建筑外立面主要有濕貼與干掛兩種結(jié)構(gòu)形式。
濕貼是早期石材外墻的做法，所謂濕法施工，就是用銅絲將石材板塊連接到土建主體上再灌入水泥砂漿的施工方法，這種結(jié)構(gòu)形式有很多不足之處，已經(jīng)被干掛式石材幕墻所替代。它的不足之處主要有如下幾點：
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石材板塊較薄，重量較輕，運輸及施工較為方便；
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石材板塊薄而規(guī)整， 加工時節(jié)省石材原料；
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石材破損后，可以根據(jù)石材的連接形式方便的更換而不影響到周圍的石材；
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石材與連接件之間的連接、連接件與龍骨之間的連接都是較為簡單的力學結(jié)構(gòu)，計算依據(jù)充分，為設計及施工帶來有力根據(jù)。
干掛石材幕墻目前已經(jīng)廣泛應用于建筑幕墻領域。干掛結(jié)構(gòu)形式通常有如下幾種：
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針銷結(jié)構(gòu)形式；
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短槽不銹鋼托板結(jié)構(gòu)形式；
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通長槽鋁合金托板結(jié)構(gòu)形式；
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掛式小單元結(jié)構(gòu)形式；
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背栓連接結(jié)構(gòu)形式；
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背槽式結(jié)構(gòu)形式。
干掛石材幕墻各種結(jié)構(gòu)形式的比較
在各種新幕墻材料、新幕墻技術層出不窮的今天，石材幕墻依舊以其效果獨特、時代感強的特點占據(jù)著幕墻不可替代的地位。它以自身的特點不斷的與其他類型的幕墻形式相結(jié)合， 在逐步的完善、演變過程中也必將在建筑藝術的海洋里如長城、金字塔般的經(jīng)久不衰。
1.針銷結(jié)構(gòu)形式
該結(jié)構(gòu)形式是利用銷針和墊板通過板材邊沿開孔連接，此種干掛件及方法于二十世紀八十年代中期從國外引進，為國內(nèi)石材干掛系統(tǒng)奠定了基礎。此種靠銷針受力的結(jié)構(gòu)，在銷孔處應力比較集中。據(jù)已建工程反映，在應力集中處石材局部有裂碎現(xiàn)象，在操作中費工、費時、費料等。現(xiàn)巳逐漸被其他方法代替。
2.短槽不銹鋼托板結(jié)構(gòu)形式
這種結(jié)構(gòu)是一種比較成熟、常用的石材幕墻結(jié)構(gòu)，因其具有較好的經(jīng)濟性而被廣泛采用。石材安裝采用在石材上開槽的方式，用不銹鋼托板實現(xiàn)石材的定位，達到定位安裝之目的，石材端面開槽可在工廠內(nèi)加工完畢， 托板與槽口間塞膠墊，并施環(huán)氧樹脂膠，以滿足強度和彈性要求。由于石材重量完全由托板承受，故選用不銹鋼，提高其長時間的抗銹性能，從而保證結(jié)構(gòu)的長久性、安全性，使結(jié)構(gòu)壽命滿足整個外墻裝飾的使用年限，乃至整個建筑的使用年限要求。
這種結(jié)構(gòu)由于本身的局限性，板塊更換較為困難，由于采用硅膠密封，容易產(chǎn)生污染。由于本結(jié)構(gòu)的托板距石材外表面邊緣較近，因此在打膠時容易產(chǎn)生膠縫不平整現(xiàn)象，外視效果不易保證。另外本結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場安裝精度不易控制，這也是短槽托板式結(jié)構(gòu)普遍存在的另一個缺點。
3.通長槽鋁合金托板結(jié)構(gòu)形式
該結(jié)構(gòu)同樣是一種成熟的石材幕墻結(jié)構(gòu)，由于其托板通長，因此選用鋁合金型材作為托板材料比較多，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點就是石材板塊是對邊支撐受力模型，較短槽的四點支撐石材板塊受力模型更牢固，適合用在比較大的石材分格上，但是其缺點是石材需要開通長的槽口，加工精度要求較高，而且由于其石材加工復雜及托板型材用量大，因此較短槽結(jié)構(gòu)價格略貴。
4.掛式小單元結(jié)構(gòu)形式
小單元石材幕墻系統(tǒng)，是在傳統(tǒng)石材幕墻基礎上推出一種結(jié)構(gòu)較先進的石材幕墻結(jié)構(gòu), 它是采用鋁合金型材與石材板塊復合在一起，整體掛接到幕墻龍骨上，簡化現(xiàn)場安裝工藝，大大提高安裝速度，使幕墻利于維護，石材板塊更換方便快捷。掛件與托件均采用鋁合金型材，配合精度高，強度可靠；掛件系統(tǒng)與龍骨之間可實現(xiàn)三維調(diào)整，保證安裝精度及立面平整度，施工工藝合理，同時龍骨體系之間的連接均采用螺接方式， 最大限度減少現(xiàn)場焊接工作量，提高安裝速度同時更加經(jīng)濟合理。
5.背栓連接結(jié)構(gòu)形式
此結(jié)構(gòu)屬石材干掛技術第三代產(chǎn)品，是目前世界上較先進技術，也是國內(nèi)石材幕墻技術發(fā)展的方向，其特點是實現(xiàn)石材的無應力加工，石材背面采用不銹鋼脹栓連接， 連接強度高， 節(jié)省強度值約30%左右，板塊抗變形能力強。且板塊破損后可實現(xiàn)更換要求，并可實現(xiàn)不同接縫的處理。龍骨之間、龍骨與轉(zhuǎn)接件及掛件之間的連接均采用螺接方式，最大限度減少現(xiàn)場焊接工作量，提高了安裝速度的同時，使各處連接點的受力更加合理，滿足了結(jié)構(gòu)的伸縮變形。若采用深縫打膠設計，可避免污染現(xiàn)象發(fā)生。其不足是橫龍骨不可以實現(xiàn)“一托二”，因此較前四種結(jié)構(gòu)多近一倍橫龍骨，因此其造價通常較其他結(jié)構(gòu)略貴。
6.背槽連接結(jié)構(gòu)形式
該套系統(tǒng)一般在石材背面復合聚酯玻璃纖維復合層，可提高石材幕墻板的抗彎強度。
背槽式干掛技術利用機械嵌固與化學嵌固相結(jié)合的原理使錨固件與背槽黏結(jié)牢固。石材背面嵌入專用的背槽式錨固件，錨固件與石材的接觸面積較大，錨固方式合理，錨固時不產(chǎn)生集中應力，各項強度離散性小，錨固點的承載力大，可靠性高。主掛件栓固連接、三維可調(diào)，安裝工藝便捷可靠該套結(jié)構(gòu)在高檔石材幕墻中的應用體現(xiàn)出很高的可靠性與經(jīng)濟性。
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