近年来，我国一些工程中，建筑师要求采用非花岗岩类石材以满足建筑艺术的要求，如深圳文化中心(凝灰岩)、东莞市行政大厦(黄褐砂岩)、中国银行北京总行(黄灰色大理岩)、广州广东发展大厦(绿色砂岩)、北京金融街建筑群(米黄色砂岩)、金殿大厦(米黄色洞石)等。

第一章 石材幕墙材料

　　1.1、概述

　　1.1.1、建筑幕墙的分类：

　　1.1.1.1、按面板类型：玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙、陶土幕墙

　　1.1.1.2、按结构形式：框式幕墙、点式幕墙、金属幕墙、陶土幕墙

　　建筑幕墙定义：由支撑结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。(引至《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003)

　　对应的石材幕墙定义 ：

　　按面板的连接方式石材幕墙分：钢销式、短槽式、通槽式、背栓式等

　　石板材幕墙用天然石板材有天然大理石建筑板材和天然花岗石建筑板材。《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJl33.2001对花岗岩石材幕墙作出了规定“宜使用火成岩”，未涉及非花岗岩类石材(如砂岩、大理岩、石灰岩、凝灰岩等)。

　　非花岗岩石材幕墙在欧洲广泛应用，历史相当久远;北美的超高层建筑中，采用石灰岩、大理岩板材的相当多，不少高度还超过200m。

　　近年来，我国一些工程中，建筑师要求采用非花岗岩类石材以满足建筑艺术的要求，如深圳文化中心(凝灰岩)、东莞市行政大厦(黄褐砂岩)、中国银行北京总行(黄灰色大理岩)、广州广东发展大厦(绿色砂岩)、北京金融街建筑群(米黄色砂岩)、金殿大厦(米黄色洞石)等。

　　1.2、材料

　　幕墙所使用的材料概括起来，基本上可有四大类型材料。即：骨架材料、面板材料、密封填缝材料、结构粘结材料。

　　1.2.1、石材

　　1)幕墙石材宜选用火成岩，石材吸水率应小于0.8%;

　　2) 花岗石板材的弯曲强度应经法定检测机构检测确定，其弯曲强度不应小于8.0MPa;石材幕墙的石板，厚度不应小于25mm，火烧板厚度应增加3mm;

　　3)石 材 的技术要求应符合下列现行行业标准的规定：

　　(1)《天然花岗石荒料》(JC2 04);

　　(2)《天 然花岗石建筑板材》(JC 205)。

　　工艺种类：火烧

　　工艺说明：用火焰喷射表面，引起结晶爆裂，而形成粗糙的表面。

　　特征与用途：能提供良好的防滑保护，适用于花岗石墙面和地面。

　　备注：颗粒结构明显的石材效果会更佳，但破坏了表层结构，物理力学性能会下降，需要加厚。

　　工艺种类：劈裂

　　工艺说明：沿着层里面或表面劈开而产生的自然表面

　　特征与用途：具有自然的装饰效果，适用于板石室内外墙面和地面。花岗石劈裂面用于墙面具有厚重的效果。

　　备注：花岗石劈裂面常称为蘑菇石

　　工艺种类：其它

　　工艺说明：如剁斧面、琢石面、粗锯和刀具切割面

　　特征与用途：特殊的装饰效果，适用于室内外墙面和地面。

　　特殊需要

　　1.2.2、金属材料

　　1)幕墙采用的不锈钢宜采用奥氏体不锈钢材;

　　2)不 锈 钢材的技术要求应符合下列现行国家标准的规定：

(1)《不锈钢冷轧钢板》(GB/T3280);

　　(2)《不锈钢棒》(GB/T1220);

　　(3)《不锈钢冷加工钢棒》(GB/T4226);

　　(4)《不 锈 钢和耐热钢冷轧带钢》(GB4239);

　　(5)《不 锈 钢热轧钢板》(GB/T4237);

　　(6)《冷顶锻用不锈钢丝》(GB/T42 32);

　　(7)《形状和位置公差 未注公差值》(GB/T1 184);

　　3)幕墙采用的非标准五金件应符合设计要求，并应有出厂合格证。同时应符合现行国家标准《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》(GB/T 3098.6)和《紧固件机械性能 不锈钢螺母》(GB/T 3098.15)的规定。

　　4)钢材的技术要求应符合下列现行国家标准的规定:

　　(1)《碳素结构钢》(GB/T 700);

　　(2)《优质《碳素结构钢》(GB/T 699);

　　(3)《合金结构钢》(GB/T 3077);

　　(4)《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591);

　　(5)《碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》(GB/T 912);

　　(6)《碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》(GB/T 3274);

　　(7)《结构用冷弯空心型钢尺寸、外型、重量及允许偏差》(GB/T 6728);

　　(8)《冷拔无缝异型钢管》(GB/T 3094);

　　(9)《高耐候结构钢》(GB/T 4171);

　　(10)《焊接结构用耐候钢》(GB/T 4172)。

　　5)钢结构幕墙高度超过40m 时，钢构件宜采用高耐候结构钢，并应在其表面涂刷防腐涂料。

　　1.2.3、建筑密封材料

　　1)幕墙采用的橡胶制品宜采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶;密封胶条应为挤出成型，橡胶块应为压模成型。

　　2)密封胶条的技术要求应符合下列现行国家标准的规定:

　　(1)《橡胶与乳胶命名》(GB 5576);

　　(2)《建筑橡胶密封垫预成型实心硫化的结构密封垫用材料规范》(GB 10711);

　　(3)《工业用橡胶板》(GB/T 5574);

　　(4)《中空玻璃用弹性密封剂》(JC 486);

　　(5)《建筑窗用弹性密封剂》(JC 485)。

　　1.2.4、硅酮结构密封胶

　　1)幕墙应采用中性硅酮结构密封胶;硅酮结构密封胶分单组分和双组分，其性能应符合现行国家标准《建筑用硅酮结构密封胶》(GB16776)的规定。

　　2)同一幕墙工程应采用同一品牌的单组分或双组分的硅酮结构密封胶，并应有保质年限的质量证书。用于石材幕墙的硅酮结构密封胶还应有证明无污染的试验报告。

　　3)同一幕墙工程应采用同一品牌的硅酮结构密封胶和硅酮耐候密封胶配套使用。

　　4)硅酮结构密封胶和硅酮耐候密封胶应在有效期内使用。

　　第二章 性能与构造

　　石材装饰的建筑效果：

　　——高贵、亮丽的质感，使建筑物表现的庄重大方、高贵奢华。

　　钢销式石材幕墙

　　●连接形式——销钉连接，石材的抗剪面积小。

　　●安装结构——采用销钉，在石材上钻孔，对石材破坏小，不便调节。提高抗震性能。

　　●限制条件——用于非抗震区或6度、7度抗震区，高度不宜大于20m，石板面积不宜大于1.0平方米。钢销和连接板应采用不锈钢。

　　短槽式石材幕墙 (幕墙使用量最大)

　　●连接形式——采用对称布置的铝合金或不锈钢挂件并配合石材干挂胶连接，操作简单，安全牢固。

　　●安装结构——采用挂式结构，安装时可三维调整。连接螺栓增加弹性胶垫安装，可实现柔性连接，提高抗震性能。

　　●幕墙特点——安全可靠，抗震性能较好，性价比高。

通长槽式石材幕墙

　　●连接形式——采用通长铝合金型材并配合石材干挂胶连接，操作简单。部分提高系统安全性及强度。

　　●安装结构——采用柔性挂接方式，三维可调，安装简单，可独立更换，维护方便。

　　●幕墙特点——抗震性能较好，石材开槽量大，材料成本较高。背栓式石材幕墙

　　●连接形式——采用不锈钢胀栓无应力锚固连接，受力结构合理，安全牢固。

　　●安装结构——采用挂式柔性连接，抗震性能高。多向可调，表面平整度高，安装简单，可独立更换，维护方便。

　　拼缝平直、整齐。

　　●幕墙特点——安全性高，且抗震性能优越。特别适用于高层建筑或有抗震要求的建筑幕墙。

　　2.1、石材幕墙中的单块石材板面面积不宜大于1.5m2。

　　2.2、幕墙的性能应包括下列项目:

　　1)风压变形性能; 2)雨水渗漏性能; 3)空气渗透性能;

　　4)平面内变形性能; 5)保温性能; 6)隔声性能;

　　7)耐撞击性能。

　　幕墙的性能等级应根据建筑物所在地的地理位置、气候条件、建筑物的高度、体型及周围环境进行确定。

　　2.3、幕墙构架的立柱与横梁在风荷载标准值作用下，钢型材的相对挠度不应大于l/300(l 为立柱或横梁两支点间的跨度)，绝对挠度不应大于15mm2.4、幕墙中不同的金属材料接触处，除不锈钢外均应设置耐热的环氧树脂玻璃纤维布或尼龙12垫片。

　　2.5、幕墙的钢框架结构应设温度变形缝。

　　2.6、幕墙防火层应采取隔离措施，并应根据防火材料的耐火极限，决定防火层的厚度和宽度，且应在楼板处形成防火带;幕墙的防火层必须采用经防腐处理且厚度不小于1.5mm 的耐热钢板，不得采用铝板; 防火层的密封材料应采用防火密封胶;防火密封胶应有法定检测机构的防火检验报告。

　　2.7、在幕墙结构中应自上而下地安装防雷装置，并应与主体结构的防雷装置可靠连接;导线应在材料表面的保护膜除掉部位进行连接;

　　第三章 结构设计

　　石材幕墙应按围护结构进行设计。幕墙的主要构件应悬挂在主体结构上，幕墙在进行结构设计计算时，不应考虑分担主体结构所承受的荷载和作用，只应考虑承受直接施加于其上的荷载与作用。

　　3.1、石板设计

　　1)石板的抗弯设计。

　　2)石板的抗剪设计。(短槽及通槽支承的挂钩的厚度不锈钢不应小于3.0mm、铝合金不应小于4.0mm;)

　　2)横梁的抗弯设计。

　　3)横梁的抗剪设计。

　　4)横梁的挠度计算。

　　4.1，跨度不大于7.5m时，相对值不大于1/300，绝对值不大于15mm;

　　4.2，跨度大于于7.5m时，相对值不大于1/500。

　　横梁应通过角码、螺钉或螺栓与立柱连接，角码应能承受横梁的剪力。螺钉直径不得小于4mm，每处连接螺钉数量不应少于3个，螺栓不应少于2个。横梁与立柱之间应有一定的相对位移能力。

　　3.2、立柱设计

　　1)钢型材截面主要受力部分的厚度不应小于3.5mm;偏心受压的立柱，截面宽厚比应符合第3.2 条的规定。

　　2)上下立柱之间应有不小于15mm的缝隙，并应采用芯柱连结。芯柱总长度不应小于250mm。芯柱与立柱应紧密接触。芯柱与下柱之间应采用不锈钢螺栓固定。

　　3)立柱与主体结构的连接可每层设一个支承点，也可设两个支承点;在实体墙面上，支承点可加密。

　　4)立柱上端应悬挂在主体结构上，宜设计成偏心受拉构件，其轴力应考虑幕墙板材、横梁以及立柱的重力荷载值。

　　5)偏心受拉的幕墙立柱截面承载力设计。

　　6)偏心受压的幕墙立柱截面承载力设计。

　　7)立柱挠度计算。

　　8)立柱上端应悬挂在主体结构上，宜设计成偏心受拉构件，其轴力应考虑幕墙板材、横梁以及立柱的重力荷载值。

　　立柱应采用螺栓与角码连接，并再通过角码与预埋件或钢构件连接。螺栓直径不应小于10mm，连接螺栓应按现行国家标准《钢结构设计规范》(GBJ 17)进行承载力计算。立柱与角码采用不同金属材料时应采用绝缘垫片分隔。

　　3.3、埋件设计

　　1)由锚板和对称配置的直锚筋所组成的受力预埋件，由计算确定其锚筋的总截面面积。

　　2)受力预埋件的锚板宜采用Q235 等级B 的钢材。锚筋应采用I 级或Ⅱ­级钢筋，并不得采用冷加工钢筋。

　　3)预埋件受力直锚筋不宜少于4 根，直径不宜小于8mm。受剪预埋件的直锚筋可用2 根。预埋件的锚筋应放在构件的外排主筋的内侧。

　　4)充分利用锚筋的受拉强度时，锚筋最小锚固长度不应小于250mm。光圆钢筋端部应作弯钩。