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摘要：背栓开放式石材幕墙是新型的石材幕墙连接形式，在该形式下石材的饰面能够充分满足建筑立面造型的要求，也能够达到一定的荷载要求，其设计、安装、施工与钢销式等相比特点和优势比较突出。针对背栓开放式石材幕墙技术及其施工优势，本文将重点展开分析。
关键词：背栓开放式；石材；幕墙；施工
1、背栓开放式石材幕墙技术及其施工原理、流程
1.1背栓开放式石材幕墙技术
背栓开放式石材幕墙技术，实际上是一种以石板的背栓式连接方法的石材幕墙施工，采用该方法的过程当中，石板之间存在的缝隙不进行打密封胶处理，而是采取通风式的方法处理（见图1和图2）。背栓开放式石材幕墙技术在现代建筑的外饰施工中是非常重大的技术突破，该技术从国外引进，因该技术能够在不同建筑物、不同高度、部位等均可实施，施工的灵活性好、安全性强，并且以背栓点连接方法进行的施工，石材幕墙能够与玻璃或者金属幕墙进行有效组合，从而能够更好满足客户的装修需求。在石材幕墙与玻璃或金属幕墙组合当中，主要通过在同一立柱上的左面和右面分别安装玻璃和石材幕墙，在同一横梁上的上面和下面安装玻璃和石材幕墙即可。
图1典型背栓开放式石材幕墙系统横剖构成
图2典型背栓开放式石材幕墙系统纵剖构成
1.2背栓开放式石材幕墙施工原理
在背栓开放式石材幕墙施工当中，采用背栓式连接方式先要以专业的打孔机器设备在石材背面钻出锥形孔，打孔之后将背栓植入其中，而后再以专用铝合金连接件将背栓连接到主体的框架上。建筑采用背栓开放式石材幕墙施工的主龙骨并不直接受力，而是通过横梁将石材重量和外界的荷载传递到主龙骨上，其中的力再转移至建筑的主体结构上。
而在这当中形成的缝隙敞开，以达到石板后面的空间与室外相互连通，从而使得室外与石板后面空间的气压形成等压腔。从天气因素考虑，该技术下，雨水的渗入量可有效降低，并且空气之间的流通性好，降低建筑潮湿的可能。从建筑本身而言，背栓开放式石材幕墙形成的缝隙也可增强建筑的整体立体感，使得建筑具备一种美学效果。
1.3背栓开放式石材幕墙施工流程
背栓开放式石材幕墙技术的具体施工流程总体而言，主要包括7个步骤：
（1）施工准备：采取背栓开放式石材幕墙施工，在施工准备的阶段，首先要考虑石材的选择。在选择石材的过程中，则需要考虑石材的耐气候、耐火、抗震、抗风化等方面的性能，较常用的外墙石材为花岗岩，其吸水率不大于0.6%，弯曲强度不小于8.0 Mpa，石材体积密度不小于2.56g/cm3，干燥压缩强度不小于100Mpa，石材表面宜进行六面防水（防锈）处理。此外基于建筑的美观设计，还需要考虑到石材的色泽、纹路、厚度等等，同一个项目应采用同一矿脉的石材。除了选择石材，准备阶段对施工也有一定的要求，尤其是在安装吊挂过程中，需要先进行荷载计算、加荷试验，以此确保后续施工的安全。
（2）放线定位：在进行放线定位时，先对建筑物轴线、门窗、洞口等的控制线予以考虑，并需要结合建筑结构中的二次砌筑（隔断墙分隔），对已经完成的工程部分进行测量。放线定位测量中，则一般采用预埋件的检查测量方法、幕墙立柱轴线定位方法。
（3）预埋件处理：安装和处理预埋件过程中，在准确的定位下，依据设计要求以及施工规范，预埋件必须与主体结构固定连接，在这其中预埋件的标高偏差应当低于10mm，水平偏差低于20mm；另外，若预埋件处理和安装过程中，出现的偏差过大，则需要在幕墙施工前及时修补，具体的修补方法可依据情况而定，如处理角码增加焊缝长度、加布后置钢板等。
（4）立柱安装：依据安装和施工图纸，以从下至上的方式安装立柱，立柱规格为热镀锌80*60*5方管，在此之前则需要将芯套与连接角码L50*5@40mm安装至立柱上，上下立柱缝隙根据设计计算留缝，一般保留20mm，并且必须固定好连接角码和立柱之间的螺栓，而后安装立柱，安装结束之后需要再进行检查。
（5）横梁安装：安装横梁热镀锌角钢L50*4，依据图纸中横梁与立柱的连接方式，一般均采用不锈钢螺栓连接，本项目横梁两端与立柱通过连接角码L50*5@40mm连接，均为螺栓连接，避免了施工现场焊接操作，提高安全性和生产效率。在进行横梁加工时，通过对孔眼的设置（一端圆孔，一端长圆孔），进行横梁的左右调节，而后进行横梁定位，安装过程中将横梁与主龙骨连接起来，经检查确定后最后进行螺栓收紧。
（6）防水挡板安装：在安装2mm厚铝单板防水挡板之前，先要安装固定件以及做好相应的连接，铝单板竖向缝在80*60*5方管立柱中间，可以安装（见图3），横向缝因与横梁的位置错开，需要设置铝板固定件（见图3），安装时需要注意固定，横竖缝隙均为12mm，铝板与立柱、铝板之间形成的接缝需要进行硅酮耐候密封胶打胶处理。
图3 内层防水铝单板横竖缝
（7）石板组件安装：在进行石板组件安装中，其中的铝合金L型挂件、螺栓等均需要先固定，并且保证挂件的凹槽和安装的石板面能够达到平行。本套铝合金挂件系统含60mm*92mm平板铝挂件，50mm长L型铝挂件，50mm长E型铝挂件，在纵向和水平向均可实现调节，平板铝挂件与L型铝挂件采用两个M5*25不锈钢机制螺丝相连，E型铝挂件与L型铝挂件用M6*25不锈钢内六角圆头机制螺丝调节高度，从而实现了三维调节功能（见图4）。石材经过加工之后，确保石材尺寸相等的情况下进行安装，石材的安装可采取从下往上的顺序，依据具体情况，石板的尺寸、构造可以采用不同数量的背栓。E型铝挂件与石材用不锈钢背栓M8*35进行连接，两者之间为防止噪音和调节平整度，采用2mm厚橡胶垫片隔离。如采用两个背栓进行连接，孔中到板顶边的距离不大于400mm，到石板侧边的距离低于300mm。出于对背栓开放式石材幕墙设计的美观考虑，石材连接件的凹槽深度与石材板缝之间的差距不能超过4mm。每块石材的面积根据规范和实际计算要求，均不超过1.5㎡。石材安装完成后，横竖缝同内层2mm防水铝单板相同，也为12mm。
图4 铝合金挂件系统
除了以上7个施工步骤之外，后期还需要进行清洁、检查等，以此完成整个背栓开放式石材幕墙施工。
2、背栓开放式石材幕墙施工优势分析
依据背栓开放式石材幕墙施工技术，其与过去干挂式的石材幕对比，存在着非常明显施工优势。
过去的干挂式石材幕墙技术及施工当中，主要是石材边缘受力，石材的中间部分存在的弯矩比较大，因此该方式的幕墙施工不用于超高建筑工程中。干挂式石材幕墙施工过程中，石材之间相互连接，之间的受力由于不独立则容易导致不可确定性的应力集中，并且由于是从侧边开槽，石材容易受到损伤，因此石材选择需要充分考虑到其厚度、脆性等。此外，由于干挂式石材幕墙采用的固定方式以化学方式为主，若化学粘合剂老化等整体的施工质量则不能得到有效的保证，安全性也存在不足。总而言之，过去干挂式的石材幕墙施工实际上受到的限制相对较多，除了不能用于超高建筑中，也不能用于开放式的幕墙系统构建中。而在现代建筑工程施工当中，以背栓开放式石材幕墙技术进行幕墙系统施工，具体的优势有如下几个方面：
（1）可降低对周边石材的影响：背栓开放式石材幕墙当中的各石材板块之间受力为独立受力，因此不存在不可确定性应力集中的问题，施工中采用的连接、固定等方式，能够使得各石材板块进行多方位的调节以及定位。
（2）施工受外在限制小：背栓开放式石材幕墙施工本身不受主体结构、温度等的影响，并且该方法施工下的饰面板材的内部不产生附加应力，石材悬吊位置可任意调节，因此总体而言受到的限制较小。
（3）能够有效降低建筑的荷载：背栓开放式石材幕墙技术可有效减小各石材板块之间的弯矩，以此可减小石材板块的重量，其安全性更高，因此可应用于超高层建筑当中。
（4）安装及维护均相对便捷：由于背栓开放式石材幕墙中各石材板块为独立受力，依据设计进行安装相对便捷，并且进行维护的过程中，也可进行单独拆换，因此其维护也十分便捷。
（5）石材板块受破坏程度小：后切底扩孔技术仅对板材形成点状破坏，锚栓自身对板材无应力作用，对石材内部无影响，安全性强。
（6）施工的机械化程度高：在以背栓开放式石材幕墙技术施工的过程中，是以全机械方式进行，不以化学方式固定，而是以不锈钢螺栓等方式进行固定，则可有效避免这方面的安全隐患，并且钻孔也以专业打孔设备进行，可避免出现因开槽破损的情况。
（7）施工中固定安全系数高：施工中，石材板块的打眼钻孔能够实现无膨胀力固定，并且各板块之间、连接角码等的固定均为机械固定，各受力有计算、荷载试验等为基础，此外其固定方式对整体的石材幕墙美观影响程度并无影响。因此，背栓开放式石材幕墙施工在安全性方面非常高。
3、结语
综上所述，在时代和社会发展的推动下，建筑行业的相关技术等也在不断发展、完善和成熟，背栓开放式石材幕墙施工技术作为近几年从国外引进的新工艺，此项新工艺的引进填补了我国在高层和超高层建筑外墙装饰花岗岩用传统旧工艺不能达到的一项空白。从该技术应用及实际施工来看，它的优势是极为明显的，尤其在施工的安全性、稳定性以及灵活性方面，与过去干挂式石材幕墙相比更具市场，因此该技术的应用也在逐渐推广当中。
参考文献：
[1]程圣彬.浅谈背栓式石材幕墙技术与施工优势[J].建材与装饰，2016，（52）：17-19.
[2]肖潇，徐雷.浅析背栓式干挂石材幕墙施工技术[J].中国建筑金属结构，2013，（02）：20.
[3]李源.浅谈背栓式石材幕墙施工要点[J].河南建材，2013，（03）：78-80.
论文作者:施海勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/18
标签：石材论文; 幕墙论文; 开放式论文; 立柱论文; 横梁论文; 技术论文; 挂件论文; 《基层建设》2018年第33期论文;