干挂石材幕墙节点构造设计探讨

干挂石材幕墙节点构造设计探讨【摘要】:本文对目前典型的干挂石材幕墙节点构造设计进行了罗列和简单介绍，通过对各节点的技术性能、优缺点、经济指标、位移变形能力和抗震性能进行比较，从而分析不同节点构造设计的特色。【关键词】：石材幕墙节点构造设计比较Abstract:Thejointconnectiondesignprogramsofstonecladdingcurtainwallarelistedandintroducedbriefly.Thecharacteristicsofvariousjointconnectiondesignareanalyzedwiththecomparisonoftechnicalperformance,advantagesanddisadvantages,economicindicators,displacementanddeformation,andseismicperformance.Keywords:stonecurtainwall;jointconnectiondesign;comparison中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）我国建筑幕墙行业经过近二十多年的的发展，已成为世界上产量最多的国家，通过技术引进、吸收、创新，有些技术已经接近甚至达到国际先进水平，干挂石材幕墙的节点构造设计也与时俱进，不断的发展。几种典型的干挂石材节点构造设计石材在外装工程中的应用越来越普遍。由于湿贴法（又称灌浆法）固有的缺陷，干挂式石材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，干挂石材的工艺已日趋多样化和日趋完善，概括目前市场上各种工艺，大概有如下六种较典型的节点构造设计：钢销式干挂法：钢销式干挂法又称为插针法，是干挂石工艺中最早的做法，也是最简洁的做法，钢销式又分为两侧连接和四侧连接，结构特点是相邻两块石材面板固定在同一支钢销上，钢销固定在连接板上，连接板再与骨架固定，板片与石材的接触面积相对来说较大，属板对边线状承载，该种构造方法宜做材质较软的石材。单肢短槽式干挂法：短槽式干挂法，在石材面板两侧或四侧开短槽，通过不锈钢（铝合金）挂件与主体结构（或钢架）连接组成干挂系统，形成整体装饰面层，达到装饰效果。单肢短槽式干挂法是将相邻两块石材面板共同固定在“T”形型材上，“T”形型材即可是不锈钢也可是铝合金。“T”形型材再与骨架固定，该种做法在钢销式干挂法的基础上改进而成，属目前常用的固定方式，相对于钢销式干挂法，板片与石材的接触面积较大，但仍属于板边点式固定，石材板边易崩落，与其他干挂方式相比较，板片与石材的接触面积相对较小，当石材受水平荷载时，这时应力集中所造成的隐患也是最大的，该种结构体系的每块石材上作为承重支撑点只有2个。其典型的节点图如节点、（石材的槽口开在石材中央部位）。双肢短槽式干挂法：双肢短槽式干挂法是在单肢短槽的基础上进行改进的做法，是将相邻的两块石材面板共同固定在“干”形型材上，“干”形型材一般采用铝合金挤压型材，“干”形型材再与骨架固定。其典型如节点图如节点、。通槽式干挂法：通槽式干挂法原理与单肢短槽式干挂法相近，只是采用通长卡条将相邻两件石材面板固定在骨架上。在单元式石材幕墙中，更多采用这种干挂法。小单元式干挂法：小单元干挂法是与上述几种干挂法在设计构思上完全不同的一种设计。石材面板虽然还是通过铝合金挂钩与骨架相连，但不同的是相邻石材面板均是独立与骨架相连，不再是共同连接。仅这一连接方式的改变彻底改变以往传统的设计思维模式，使干挂石材幕墙的设计方法、加工方法、安装方法、物理性能等都得到了彻底的改变，板块与骨架采用防震胶条柔性连接，改变了以往压块式结构不能弹性变形的缺陷，具有更优的抗震性能。其典型的节点如节点、。背栓式干挂法：背栓式干挂法是在石材面板的背面采用专用拓孔设备在石材上钻孔、拓孔，然后安装无应力螺栓锚固在石材背面，再通过铝合金挂钩与骨架连接。其属新一代石材干挂方式，技术先进；每块石材的固定点不仅限在板边，可按更合理的方法布置受力点，以最少的固定点使石材、锚栓均达到强度要求；可使石材受力更均匀，板材独立安装，独立受力，不会发生荷载传递；可根据装饰效果作任意大小的石材分格；适合于材质较软的石材。其典型的节点构造如节点、。各种干挂法优缺点及经济性比较1、下面对各种不同节点设计的技术性能及经济指标进行概括性的比较分析：2、对其中三种典型的石材做法的安装工艺进行比较：钢销式干挂法：与单肢短槽式安装工艺相似，但石材开槽工作量更大；挂件材料用量增多；拆换板材难度在三者中为最大。单肢短槽式干挂法：T型挂件安装较为简便，易于调整；该挂法在施工中石材的开槽全部为手工操作，导致槽位不准，槽两边薄厚不均，在地震及风荷载作用下，槽内侧如果较薄，容易产生石材破裂并脱落；石材板缝填硅酮密封胶防水，故钢龙骨一般采用镀锌或刷防锈漆处理，焊缝易受到腐蚀；现场工作量大，工厂内生产量少。背栓式干挂法：安装精度较高；石材孔洞的加工全部采用机器钻孔，孔位、孔径、孔深都相当准确，要求现场龙骨安装要达到相应的准确程度，必须采用三维可调骨架系统及微调连接系统；所有石材全部在工厂加工，质量易于控制，这样对石材的平整度以及板缝的横平竖直能有较好的控制，减少了石材挂装过程中的调节；采用特制铝型材与背栓配合，可按要求制成复杂的截面形状，设计更科学，能有效解决热胀冷缩及抗震等诸多问题；维修换板方便；针对工程的开缝体系（外墙作保温与防水，石材板缝内不用打密封胶）横龙骨采用铝型材，其他连接件全部采用不锈钢材料，这就满足了材料的防腐处理要求。三、各种干挂法的位移变形性能及抗震性能分析石材幕墙构件由石材面板和金属框架等组成，其变形能力是很小的。在地震作用和风力作用下，将会产生侧移。由于幕墙构件不能承受过大的位移，只能通过弹性连接性来避免主体结构过大侧移的影响。对于铝板幕墙和玻璃幕墙而言，板块与骨架的连接基本上都是柔性的，而石材面板则是刚度非常大的板材，且又是脆性材料，极易产生破坏，因此认真研究分析石材面板与骨架的连接方式对于提高石材幕墙的平面内位移变形性能和抗震性能非常重要。在常遇地震作用下，幕墙不能破坏，应保持完好。在中震作用下，幕墙不应有严重破损，一般只允许部分面板破碎，经修理后仍然可以使用。在罕遇地震作用下，必然会严重破坏，面板破碎，但骨架不应脱落、倒塌。幕墙的抗震构造措施，应保证上述设计目标能实现。从节点构造来看，上述干挂法中，钢销式、短槽式、通槽式等常用方法的石材面板均为共同固定在挂件上，面板与骨架连接成整体，不利于位移变形；在地震作用下，石材面板也缺乏足够的活动余地，不可避免的会随着骨架同步振动；因此其抗震措施仅依靠骨架与主体结构之间的活动连接来解决。而小单元式和背栓式则将石材面板独立分解开，各面板自成连接体系，相邻板块间不传递荷载作用、块板与骨架间仍设计成活动连接，可保证面板有足够