石材挂件的选择

随着建筑业的发展，建筑装饰材料可谓百花齐放，争奇斗艳。石材以其自然、厚重、华贵等独特的优势，使当今越来越多的建筑或端庄或华贵或纯朴自然或富丽堂煌，无不产生震撼人心灵的端庄气势，斑斓的色彩，抽象中蕴含大自然的无穷变化，或含蓄或浪漫。因此，石材被广泛应用于建筑外墙，室内外地面、墙面等。 幕墙所使用的石材主要为天然花岗石。天然花岗石是以硅酸盐矿物为主的火成岩，因其形成温度高，各种矿物晶体结合紧密，质地坚硬，耐酸、碱、盐等腐蚀，化学性能好，但因其中含有石英，硬度较高。主要用于室内外的地面、踏步、柱面、墙面、勒脚等处。花岗岩还具有良好的装饰功能，它色调鲜明、庄重大方，许多有名的建筑都选用了花岗岩，花岗岩根据饰面处理方式不同，可分成磨光花岗岩、火烧花岗岩及机刨石等。经过研磨抛光的花岗岩为镜面花岗岩，在现代建筑中使用，熠熠生辉，顿生富丽堂煌之感，火烧石则古朴、自然。

一、干挂石材幕墙的典型结构

花岗石在外墙中的应用越来越普通，由于湿贴法(又称灌浆法)固有的缺陷，干挂式花岗石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，干挂石材工艺已日趋完善，目前大约有以下几种典型的结构：

1．钢销式结构。钢销式干挂法又称为插针法，是石材干挂技术的第一代产品，最早从日本传入我国，是干挂石材工艺中最早的做法，也是最简洁的做法。它是在石材的端面钻孔，用钢销与托板固定石材，可分为两侧和四侧连接下来，其结构特点是相邻两块石材面板固定在同一支钢销上，钢销固定在托板上，托板与骨架固定，此结构简单，但石材板面局部受力，易产生挤压应力(应力集中)，板块抗变形能力不好，板块破损后不宜更换，适用于高度20m以下的低层建筑上应用。

2．半圆槽结构。此结构属于干挂技术第二代产品，它是在石板的上下端面铣或半圆槽口，将相邻两块石材、面材共同固定在T型型材上，T型型材可以是铝合金，也可以是不锈钢，此结构受力较销钉合理，较易吸收变形。T型型材再与骨架固定，但板块破损后不宜更换。

3．通长槽结构。此结构与半圆槽结构相近，是在石材上下端面开放通长槽口，采用通长铝合金卡条固定，其特点是受力合理，可靠性高，板块抗变形能力强，板块破损后可实现更换，适用于高层建筑，尤其在单元式石材幕墙中，多采用这种做法。

4．小单元式结构。是短槽式石材幕墙的一种形式，石材面板通过铝合金挂钩与骨架相连，相邻石材面板均是独立与骨架相连，不再是共同连接，每个石材板块均是独立的，板块破损后能独立更换破损石材板块，其抗变形能力和抗震性能较半圆槽结构有所提高。

5．背栓式结构。背栓式干挂法是在石材面板的背面采用专用钻孔设备在石材上钻孔，然后安装无应力螺栓固定在石材背面，再通过铝合金挂钩与骨架相连。此结构属于石材干挂技术第三代产品，是目前世界上较先进技术，其特点是实现石材的无应力加工，石材连接强度高，节省强度值30%左右(与短槽式相比)，板块可单独拆装，维护方便。

二、各种干挂结构优缺点分析 干挂石材幕墙工艺做好各种多样，但在设计时应针对具体的工程特点，认真对待，合理选型，才能满足规范要求，科学先进，经济合理，下面对各种不同结构形式的技术性能从经济指标进行概括比较分析（表1）：

花岗岩板块五种结构的性能比较

通槽式 弯曲跨度较抗弯强度较小 抗剪面积最大，抗剪强度最大 强度足够 背栓式

小单元式 弯曲跨度较大，弯矩也较大，抗弯备 注 板块的两个尺寸都较大时，由抗弯强度控制 板块的两个尺寸中有一个较小时，由抗剪强度控制 表1

比较项目 花岗岩板块抗弯强度 花岗岩板块的抗剪强度 连接件的强度 钢销式 弯曲跨度较大，弯矩也较大，抗弯强度较小 抗剪面积最小，抗剪强度也较大 强度足够 短槽式 弯曲跨度较大，弯矩也较大，抗弯强度较小 抗剪面积最大，抗剪强度最大 强度足够 减小了花岗岩板大，弯矩也较大，块的受弯跨度，弯矩减小，抗弯强度最高 强度较小 抗剪面积最小，抗剪强度较小 强度足够 抗剪面积最大，抗剪强度最大 强度足够 抗震性能 用钢量 连接件的投资 安装质量 投资比较 板块更换容易程度 经济性 适用范围 较好 较小 较小 平整度较好 较小 不易 最低 2mm以下6o、7o抗震幕墙石材板块不宜于1㎡ 较好 较小 较大 平整度较好 较大 不易 成本低 8o抗震以下100m高度以下，板块不宜大于1.5㎡ 较好 较小 较大 平整度较差 较大 易 成本较高 采用挂接，板块可会滑动 每块板块需要二支横梁，用钢量较大 最大 平整度较差 最大 易 最高 较好 较大 较大 平整度好 易 较高 短槽式安装调整比较容易 三、石材胶缝处理

石材胶缝通常分干法和湿法施工两种。

1．干法施工。即是石材面板之间缝隙为敞开式，不打胶，在石材幕墙的后面单独做一层防水保护层。干法施工可以避免密封胶对石材的污染，使幕墙表面干净，而且板块的间隙均匀、整齐、有一种装配的美感。 2．湿法施工。即是在石材面板之间的缝隙处打耐候密封胶，起到密封作用，胶缝施工可以有平胶缝和深胶缝(退缝打胶)，下面对三种胶缝系统进行对比分析（表2 ）。

花岗岩幕墙三种密封系统的性能比较 表2

比较项目 建筑效果 硅油污染 积灰污染 平缝打胶系统 胶缝使花岗岩板块显得分格小，与磁砖的建筑效果相近 必须根据花岗岩的无污染试验硅胶容易积水，污染比较严重 采用密封性能最好的现场湿密封，密封性能较好 退缝打胶系统 几乎看不到胶缝，特别是远处的大效果很象石山 必须根据花岗岩的无污染试验选硅胶的积灰在深槽中，污染不明显 采用密封性能较好的现场湿密封，密封性能较好 开缝系统 几乎看不到缝，特别是远处的大效果很象石山 不用硅胶，不会产生硅油污染 槽口的积灰较少，污染不明显 只能在主体结构上密封，受骨架连接支座的影响，密封性能较差 开缝可能会引来蜘蛛、蝙蝠及蟋蟀等虫子，特别是幕墙有很多横梁及水平防火隔断 必须采用防水的保温及防火措施，投资较高 开缝会在花岗岩板块与主体结构之间的空隙积聚大量的灰沙，不适合风沙比较严重的西北地区 备 注 选择密封胶，否则会产生硅油污染 择密封胶，否则会产生硅油污染 密封性能 防虫性能 接缝采用全密封，虫子不会进入幕墙内部 采用常规密封、保温及防火措施，投资较低 接缝采用全密封，虫子不会进入幕墙内部 采用常规密封，保温及防火措施，投资较低 投资额度 四、石材挂件的选择

常见的石材挂件有以下几种形式：

钢销式、背栓式、蝴蝶式、“T”型挂件、“L”型挂件，挂件的材质分为不锈钢和铝合金两种。蝴蝶式又叫两头翻，材质为不锈钢；“T型挂件”又称插板式，有不锈钢和铝合金两种材质，应用广泛；背栓式有国产和进口两种产品，材质为不锈钢；L型挂件是T型挂件的变种，材质也有铝合金和不锈钢两种。 由于短槽式石材幕墙应用比较普遍，所以下表对短槽式石材幕墙挂件进行对比分析（表3）。

花岗岩板块三种挂件的性能比较 表3

比较项目 “L”型挂件 “蝶”型挂件 “T”型挂件 备 注 板块可拆换性 板块的挂件独立，可拆换性较好 可以根据板块的加工精度单独调整，安装精度较高 板块及挂件独立，可以承受较大的层间变形 较好 较好 最小 相邻板块共用一个挂件，可拆换性较差 后装板块的精度依赖已装板块的精度，安装误差会积累，安装精度较差 板块通过挂件相连，随层间变形的能力较小 较好 较差 较小 相邻板块共用一个挂件，可拆换性较差 后装板块的精度依赖已装板块的精度，安装误差会积累，安装精度较差 板块通过挂件相连，承受层间变形的能力较小 较好 较好 较大 T型挂件在较小的板块上，多安装位置限制 “蝶”型挂件采用多道冷加工工艺而成 安装质量 抗震性能 板块的抗风强度 挂件的强度 经济性 五、各种结构抗变形能力分析

石材幕墙构件由石材面板和金属框架组成，其变形能力是很小的，在地震和风力作用下，将会产生侧移，由于幕墙构件不能承受过大位移，只能通过弹性连接来避免主体结构过大位移的影响，由于石材面板刚度大、重量大，石材又是脆性材料，极易产生破坏，因此认真研究面板与骨架的连接方式对于提高石材幕墙抗震性能非常重要。

幕墙的抗震构造措施，应遵循以下原则：

在常见地震作用下(大约50年一遇)，幕墙不能破坏，应保持完好。在中震作用下(相当于设防烈度，约200年一遇)，幕墙不应有严重破坏，一般允许部分面板破碎，经修理后仍然可以使用，在罕遇地震作用下(相当于设防裂度高1.5度，约200年一遇)，面板破碎，但骨架不应脱落，倒塌，即小震不坏，中震可修，大震不倒。

从幕墙结构来看，上述干挂法中，钢销式、短槽式、通长槽式结构石材面板均为共同固定在挂件上，在地震作用下，石材与骨架连接成整体，不利于位移变形。面板与骨架也缺乏足够的活动余地，不可避免的会随着骨架同步振动，其抗震措施主要依靠骨架与主体结构之间的活动连接来实现。小单元结构和背栓式结构是将石材面板独立分解开，各面板自成独立连接体系，相邻板块间不传递荷载作用，板块与骨架之间仍设计成活动连接，可保证面板有足够的位移变形空间，因此从理论上分析，小单元及背栓式结构比其它的结构具备更好的位移变形性能和抗震性能。

综上所述，在干挂石材幕墙设计中，对不同的干挂方法应针对工程的具体特点，灵活选型，不能生搬

硬套，更不能为降低造价而粗制滥造。