家居装修不得不看专家为您解密花岗石幕墙隐患

2011-06-25 07:34:33 十环网

花岗石幕墙在我国已广泛使用，年安装量近100万m2，笔者近年来在参加国家建筑工程装饰奖评奖(检查)、重大工程(单项工程10万m2或者高度230m花岗石幕墙)技术方案论证及大型花岗石幕墙评标（审图）时，发现众多幕墙设计单位对花岗石幕墙蝶式背栓连接技术和孤形短槽连接技术还未深入理解，因此形成计算书、施工图和实际工程施工不相符合，实际施工是凭工人(施工员)自己的见解和个人经验进行操作，这样就形成了重大工程的隐患。

一、蝶式背栓

蝶式背栓做过抗震试验和拉拔试验，如果仔细研究一下拉拔试验有关资料，可以看出蝶式背栓不是锥体破坏而是尖角破坏。

这和台湾省财团法人石材工业发展中心试验结果吻合。从试验报告中可以看出破坏拉力为3600～4800N，从试验报告所附图中可以大致推算出破坏截面高度约为4mm，蝶式背栓宽40mm，可计算出破坏截面积约为160mm2 ，两侧合计约320mm2，按此计算，破坏时剪应力为11.25～15N/mm2，大大高出石材剪应力，从试验报告说明“石材与蝶形背栓之间采用环氧树脂作为填缝胶。”可以分析出拉拔试验不单纯是蝶形背栓与石材连接破坏，而是一种很复杂的破坏过程。

1．首先是环氧树脂胶缝局部剥离，蝶形背栓卷曲，挤压尖角而使尖角逐步破坏。

2．当尖角破坏到一定程度（如断面4mm深）后，提拉蝶形背栓，对槽两侧的环氧树脂胶缝产生剪切，将蝶形背栓从槽中拉出，使连接失效（剪切破坏）。

如果以上推论成立，则蝶形背栓与石材的连接不是靠它与石材的锚固，而是靠环氧树脂胶的粘接，因此这种连接设计的关键是胶缝设计。如何保证蝶形背栓和石材粘接，这就要对胶缝设计提出要求，如胶缝面积、粘接厚度等，用燕尾式槽镶嵌蝶式背栓，对胶缝质量很难进行检查（从试验报告中拉拔力相差1.3倍，可以推测可能和胶缝面积有关），如果采用在石材背面用环氧树脂将槽（角）铝（钢）粘贴，不需要开槽，胶缝质量便于检查，也能达到同样效果。

我建议蝶式背栓鉴定(推广)单位要：

（1）做一批干嵌（即不采用环氧树脂胶填缝）蝶形背栓的样品试验，测出其拉拔能力。

（2）通过试验找出胶缝构造的优化构造尺寸，如粘接面积、粘接厚度等。并对胶的设计计算参数，胶缝计算方法(公式)作出规定。

（3）对胶缝长、宽、厚度尺寸偏差作出规定，并提供胶缝质量检查方法。

如果蝶式背栓鉴定(推广)单位对蝶式背栓的连接含糊其词（即不明确其传力主要靠胶缝，并对胶缝提出明确要求），使用者往往会从背栓连接联想认为背栓与石材的连接是主要的传力结构，环氧树脂胶仅作为构造填缝，不是传力胶缝，而使工程留下隐患。

二、孤形短槽连接

为了使设计符合实际，施工中严格按设计执行，必须对孤形短槽连接技术作深入讨论。

1．开槽工艺

孤形短槽开槽是孤形短槽连接技术的基础，也是一切设计、计算的起点。只有确定了孤形短槽的有关几何参数才能着手进行孤形短槽连接设计、计算。

孤形短槽现在都采用砂轮开槽，不同直径砂轮开出的槽的几何参数不一样，因此选择砂轮直径是孤形短槽开槽的第一步。一般石材加工企业常用的砂轮直径有350mm（14in）、300mm（12in）、250mm（10in）等。

JGJ133《金属与石材幕墙工程技术规范》第6.3.4条规定：“孤形槽的有效长度不应小于80mm”。有效长度是指相对于锚入槽内挂勾底处孤形短槽的弦长。它是按40mm宽挂勾考虑的，即40mm宽挂勾且挂勾中心线与槽长中心线吻合时，挂勾两侧各可移动20mm（理论值，实际值应不小于15mm），如果挂勾宽度尺寸大于40mm，应该按挂勾实际宽度加两侧活动量调整有效长度。它还与挂勾锚入的深度有关，一般挂勾锚入10～12mm为宜。

《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133)还对孤形短槽的槽位（即槽边到板边的距离）作了规定，它不应小于板厚的3倍（3T），且不应小于85mm，也不应大于180mm。根据以上规定即可得出短槽长度中心线到板边的距离（槽边到板边的距离加槽长的一半）。在计算板抗弯强度时《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133）第5.5.8条规定：当两侧连接时，支承边的计算边长可取为两槽槽长中心线的距离，非支承边的计算长度取为边长；当四侧连接时，计算长度可取为边长减去槽长度中心线至板边的距离。

钢销式、短槽式、背栓式（四孔）为四点支承板，套用四角支承板数表。四角支承板为点支承，除了有板跨中

X、Y方向弯矩外，四条边有边弯距，边弯距大于跨中弯距，长边边弯距起控制作用。由于是双向受弯，边弯距受泊松比影响（即材料的泊松比不同，弯距系数不同，计算跨度取长边。

2．花岗石板自重支承

很多设计人员在施工图中画成将花岗石板由下部挂勾顶住槽底来支承它的自重，根据孤形槽的特点如果采用挂勾顶住槽底，只可能出现下面四种情况：

A、B、C、D四种支承均为点支承是不可取的，即花岗石板的自重是不能由挂勾角顶住来支承的，可行的方法是下列两种方式：

（1）将花岗石板搁在挂勾托板上，在石板与挂勾托板间设柔性垫块，此时花岗石板的自重由花岗石板槽边的局部面积承担，必须校核其局部压应力。

（2）将挂勾用环氧树脂胶粘接在槽内，花岗石板的自重通过环氧树脂胶缝传给挂勾，将花岗石板支承

起来，此时花岗石板下部孤形短槽与挂勾粘接成一个整体，固定在主体结构上不能位移，当建筑物平面内变形时完全靠上部挂勾在槽内移动调节，此时要对环氧树脂胶缝构造作出规定并对粘接强度进行验算。

（3）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发展成裂缝，一旦裂缝形成，如不及时更换，会酿成大祸。因此对石材挂勾应选用每块石材能单独更换的挂勾形式，T形勾、蝶形勾都是上下连续挂勾，不能随时单独更换任何一块需要更换的石材面板，要选用L形勾，每块板上、下都采用L形勾固定时才能实现单独更换任何一块面板的目的，在使用L形勾时，下部挂勾是与横梁整体连接，上部挂勾是活动的，在上部挂勾安装定位后要采用限位装置，保证其在振动时不脱落。

不锈钢挂勾一般工程宜选用1Cr18Ni9；位于潮湿地区的工程宜选用0Cr19Ni9 ；重要工程宜选用0Cr17Ni12M02（0Cr18Ni12M02Ti）。当采用挤压铝合金挂勾时宜选用6063T5（T6）、6063AT5（T6）、6061T4（T6）。当采用冲压铝合金挂勾时定选用3A21H12（H22）、3003H12（H22）、5005H12（H22）。

（4）.施工质量控。特别是开槽质量控制是保证设计落实的重要措施，设计即使做得准确完整，在施工时不进行质量控制，也不能取得好的效果。

A．开槽允许偏差应符合以下要求：

a．砂轮直径允许偏差＋1 、－2

b．槽长度允许偏差B1 ±2

c．槽外边到板边距离B3 ±2

d．槽内边到板边距离B4 ±3

e．两短槽中心线距离B5 ±2

f．槽宽B6 ±0.5

g．槽深角度偏差矢高/20

h．槽任一端侧边到板外表面距离B7 ±0.5 槽任一端侧边到板内表面距离B8 ±1.5(含板厚偏差)

B．石板安装允许偏差如下:

a．挂勾中心线与孤形短槽中心偏差 ≤2mm