摘要：以昆明云投商务大厦幕墙工程为例，本文主要对昆明云投商务大厦石材幕墙超规范限制设计（石材幕墙超100米）进行介绍，并对该工程石材幕墙超规范限制情况、超规范设计方案及其在设计和施工方面的措施做论述，为相近幕墙工程的超限设计提供相关借鉴和参考。
关键词：石材幕墙；超限设计；专项论证
昆明云投商务大厦幕墙工程位于昆明市西山区棕树营街道办事处鱼翅路社区地块的西北角处，北临人民西路、东临西园路，为双子塔建筑形式，两塔楼间5层裙楼相联。建筑地上35层，地下3层，两塔楼总高度均为168米，外立面石材幕墙最大高度为168m，超过现行标准《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第1.0.2条规定的建筑高度不大于100米的限值规定，属建筑高度超限石材幕墙工程。
超限石材幕墙设计条件参数为：
基本风压：0.35 KN/m2（100年）
基本雪压：0.35 KN/m2（100年）
地面粗糙度类别：B类
抗震设防烈度：8度，基本加速度为0.20g，故取水平地震影响系数αmax=0.16
设计地震分组为第三组
温度变形最大温差按29°考虑
建筑结构形式：A1、A2塔楼框架+核心筒结构
幕墙结构安全等级：二级
幕墙设计使用年限25年
一、超限石材幕墙设计概述
塔楼转角位置石材幕墙，最高点168米。石材最大分格尺寸（宽x高）600x1200mm。面板采用M6背栓铝合金挂件与钢骨架连接，幕墙骨架立柱采用（间距≤1200mm）120x60x5镀锌钢方管，L50×5镀锌角钢横梁，楼层层间采用400mm长的钢套芯与钢立柱紧密接触，一端自由，一端焊接，上下钢龙骨留有20mm缝隙，以保证满足龙骨上下具有位移的能力。
二、超限石材幕墙在结构、设计方面的加强措施
1.钢骨架设计校核
根据建筑结构特点，按实际模型建模计算，立柱计算宽度B=（1200+1200）/2=1200mm，立柱总跨度5100mm（楼层单层层高），短跨500mm，计算高度按168米考虑，□120x60x5mm镀锌钢方管满足受力要求，L50×5mm镀锌角钢横梁选取最不利位置进行结构分析计算，钢龙骨结构验算符合受力要求。
2.石材面板强度设计校核
取边角最不利位置石材面板，石材板块按四点支撑于横梁立柱上，取最大板块用作计算，石材采用30mm花岗岩，最大分格取600×1200mm用作计算高度按168米考虑，石材面板强度设计值不大于8/2.15=3.72Mpa＞2.76Mpa，面板强度满足要求。
3.石材面板背栓
为确保超限石材幕墙的安全，石材采用M6背栓通过铝挂件固定在主龙骨上，选用强度更高的铝合金6061-T6（牌号）挂件，铝挂件通过螺钉可以进行高低调节及限位，保证石材适应热胀冷缩及地震引起的各种位移变形，通过限位螺钉与铝合金锁固块保证石材面板不脱落。
4.石材幕墙龙骨抗变形能力
石材幕墙龙骨与主体结构采用镀锌钢角码通过两颗M12不锈钢螺栓连接，同时每层在层间将钢龙骨断开并设置20mm伸缩缝，伸缩缝的设置具有消除幕墙变形和幕墙与主体结构产生相对位移的能力。
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5.石材面板防破损、坠落加强措施
石材背面板粘贴2mm厚耐碱玻璃纤维布，且石材幕墙下方2m~3m范围设置绿化、水池等隔离带，出入口设置雨棚等安全措施，以防石板破碎坠落。
三、超限石材幕墙在材料方面的技术要求
1.石材面板
石材面板采用30mm厚花岗石，石材弯曲强度平均值不小于12Mpa，最小值不小于10.0Mpa。石材吸水率小于0.6%，各项物理力学指标检验合格。面板采用M6背栓连接，背栓不锈钢材质不低于A4（S316），并通过了背栓连接承载能力的抗拔试验。
2.钢材骨架
钢材符合现行国家标准《碳素结构钢》GB700-2006、《低合金高强度结构钢》GB1597-2008中的有关规定。外表面热浸镀锌处理，镀锌膜层厚度满足《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002中的相关规定。除非特殊说明，非外露钢结构（或钢龙骨）采用碳素钢，等级为Q235B。所有焊接部位均需做3道防腐处理：第一道为富锌底漆，第二道、三道为防锈漆。所有钢材型号截面按国标采用。
3.焊接材料
Q235B钢材选用优质低氢焊条E4303或E4305（GB/T5117-1995），用于合金钢的焊条采用E5505，不锈钢材的焊接采用优质不锈钢焊条。钢结构表面进行喷砂除锈，除锈等级为Sa2.5级。
4.紧固件及辅材
所采用螺钉等紧固件，均采用不锈钢材质，应具有产品合格证、产品质量保证书及厂家提供各规格各项力学性能指标的试验报告等。
四、超限石材幕墙在施工方面的主要加强措施
1.材料选购措施
确保石材出厂质量，认真考察石材原矿，确保石材有足够储量，有挑选余地。石材面板不得有裂缝、软弱矿脉；洞石不得有密集孔洞、大洞，不得有穿透孔洞。石材钢骨架材料均采用热浸镀锌处理，所有钢骨架龙骨材料进行定尺采购，转接件采用厂家定制加工，减少因现场操作不当而影响材料的力学性能。
2.材料加工措施
石材板块的切割、开槽、钻孔均在工厂进行，槽、孔内应光滑、洁净；背栓式安装的石材钻孔应按背栓厂家提供的技术要求进行加工。
3.原材试验措施
加强石材进场检验检测，每批次进场石材均须做抗弯强度检验；每块石材均进行外观检查。增加石材背栓的拉拔力实验。
结束语：
JGJ133-2001《金属与石材幕墙工程技术规范》制定于16年前，当时国内所做幕墙工程石材幕墙多在100m以下，因此当时的规范仅仅对石材幕墙的适用范围最终定格为100m以下。但是，随着时代的发展，规范的适用范围与石材幕墙的适用范围是不等同的。当今国内外已经建成了大量超高石材幕墙，工程实例琳琅满目，正是这些敢于创新的实例，更积累了丰富的工程经验。并且，据了解最新的《金属与石材幕墙工程技术规范》正筹划正式颁布中。以下列出工程实例：在1997年我国已建造175米高的石材幕墙工程，此后超高石材在各地迅速兴建，如2008年建成的北京银泰中心，它由一座249m和两座189m花岗岩幕墙建筑组成，石材采用背栓连接；广州广晟大厦、建筑高度313m，花岗岩幕墙高度280m，背栓连接；青岛财富中心，石材高度241m，背栓连接；等等全国各地完工工程，证明十多年的工程实践积累了丰富的经验；超高石材幕墙设计和施工技术已经十分成熟，并不存在技术上的难题。
参考文献：
[1] 建筑幕墙，GB/T 21086-2007
[2] 金属与石材幕墙工程技术规范，JGJ 133-2001
[3] 天然花岗石建筑板材，GB/T18601-2009
[4] 碳素结构钢，GB/T700-2006
[5] 低合金高强度结构钢，GB1597-2008
[6] 金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求，GB/T13912-2002
[7] 紧固件螺栓和螺钉通孔，GB/T5277-1985
论文作者:赖财辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
标签：石材论文; 幕墙论文; 工程论文; 龙骨论文; 面板论文; 镀锌论文; 高度论文; 《基层建设》2018年第29期论文;