1、概述

天然石材美观、自然用天然石材作为外墙装饰材料的建筑具有稳健、古朴的历史底韵。天然石材已逐渐为大众所认识和接受被广泛地应用于各类建筑。其特点是既能营造出宏伟壮观的建筑艺术效果,又能给人带来清新舒适的自然观感。干挂花岗岩幕墙大约起始于60年代后期、80年代中期引入中国经过近二十年实践和发展,在材料和构造方面均优于湿贴石材幕墙。我国从1996年开始颁布了一系列幕墙技术规范、行业标准。目前,干挂花岗岩工艺已被广泛应用于大型公共建筑的内外墙饰面尤其在建筑物裙房,以及高度在30m以下的幕墙工程中使用最为广泛。目前主要有六种常见的干挂工艺:钢销式干挂法、短槽式干挂法通槽式干挂法、背栓式干挂法和小单元式干挂法。

2、小单元式干挂法的特点

由金属副框、各种单块板材采用金属挂钩与立柱、横梁连接的可拆装的建筑幕墙称为小单元建筑幕墙。小单元式干挂法工艺中的石材虽然还是通过铝合金卡条与骨架相连但不同的是相临的石材均是独立与骨架(铝合金主梁)相连这一连接方式彻底改变了传统干挂石材幕墙的物理性能、设计方法、加工方法和施工工艺,各种干挂工艺的技术性能比较如表1所示。

3、小单元式干挂法的施工工艺流程

1.1工程概况

南京某工程,地上35层地下3层;地面以上主体结构高145.15m,屋顶标高166. 45m地下三层楼面标高为-13.200m,+-0.000室内外高差最高处为0.45m。建筑等级为一类建筑1--3层为裙楼4--35层为办公层,36--39层为设备层。结构形式为钢筋混凝土框筒结构,外墙装饰采用幕墙体系。其中裙楼的石材幕墙系的结构形式为小单元式干挂法〔裙楼幕墙最高点标高23.500m风压高度变化系数为0.90。

3.2石材施工工艺

在本工程中,石材部分的加工工作在现场完成,右材采用的是意大利月亮白花岗岩板材,结构胶采用的是由美国GE公司生产SSG-44DO型硅酮结构密封胶。

石材施工工艺流程为:定板材的尺寸---对板材进行开槽---注胶前清洁---用结构胶将挂件与花岗岩板材粘结(如图1所示)---结构胶固化---板面清理---板块排版。

板块排谁晶相的是横税剪荀盯苞差过渡均匀,天然石材一般按照其出厂时编排的顺序即可。石材面板在施工现场存放在特制的A字型架子上,在运输搬运过程中要在相应部位作好隔震措施,如垫放麻袋布等,防止局部压重过大引起花岗岩崩角。

3.3铝合金主梁及花岗岩面板安装工艺流程

测量放线---主梁的安装---连接构件进行加焊和防腐处理---耐火保温棉的安装---划水平分格线---在主梁上安装挂件及隔震胶条(如图2所示)---安装花岗岩板材---嵌缝注胶及表面清理---竣工验收。

    4、小单元式干挂法的施工要点

4.1 测量放线

测量放线工作包括:根据施工单位给定的轴线和标高以及预埋件施工的记录进行必要的复核,确认预埋件是乱查用按花岗岩的布置图进行全面的测量放线。弹线要从外墙饰面的中合向两侧及上下分格,以避免误差累积。确定花岗岩安装轴线的标高及时整理并把测量结果提交业主确认将预埋件偏差铡居反馈给设计人员以使其及时提出处理意见。垂直方向及水平方向控制线需做好扇已水平各楼层需要闭合一圈。

4.2 连接件的安装

连接件的安装是确保安装质量的重要环节。该部分的工作包括件的处理,无预埋件的增补穿墙螺栓或连接板等。按照放线后的标识位置把连接件按安装节点通过预埋专用螺栓与预埋件进行连接若预埋件出现偏差的应按设计要求处理,无预埋件的要进行后埋处理,以确保安全、经济,并符合规范的要求。

4.3 骨架的安装

该幕墙系统采用分层悬挂的方式固定主骨架结构。设计方面在风荷载等水平力作用下主要应用两跨连续梁和简支结构;在构造上,主梁采用螺栓与角码连接角码与预埋件或化学螺栓直接连接。骨架采用的是铝合金型材主梁,无横梁竖直方向的主梁独立承受荷载。

根据花岗岩的布置图配齐骨架材料,安装顺序一般为从下往上进行主梁连接处应清除断面的毛刺,连接牢靠。先安装最上端的主梁承重角码,调整好主梁的位置后再安装下面两个固定角码。上下相邻的两个主梁之间要安装长400mm的芯套并且要预留15mm的间隙。主梁安装完之后要复核孔位尺寸。在确认准确无误后方可回焊加固并同时进行防腐处理。

主梁与角码的连接采用高强不锈钢螺栓主梁位置的调整借助于角码上的长孔完成,主梁下端的长孔是铰接构造使主梁始终处于受拉状态不能成为受压构件有效地避免了立柱的弯曲变形。在不同金属材料接触处(如主梁和角码接触部位)设置绝缘垫板(厚度lmm),绝缘板的大小不小于接触面积以避免铝合金主梁与钢材连接件直接接触产生电化学反应有些部位由于安装偏差造成的错位,允许使用镀锌钢垫片调整庄梁精确定位之后应对螺母进行加焊止退并在相应部位涂防腐漆。

4.4 耐火岩棉的安培训及防雷接地技术措施

本工程外墙的防火层采用国产优质耐火岩棉该耐火岩棉兼有保温性能。主梁精确定位以后,在主梁的每个分析区域内,先用铝角安装内衬板(厚度为1.5mm的镀锌钢板)将主体结构和幕墙结构之间的缝隙铺满然后在内衬板上粘贴胶钉,胶钉的作用是固定耐火岩棉。接下来在内衬板上粘贴耐火保温岩棉(耐火岩棉的厚度为50一l00mm),之后盖好胶钉盖。此处方法的保温性能达到I级,即K<=0.7W(M2*K),而且耐火岩棉能有效地防止在发生火灾的情况下楼层之间发生窜火现象,同时也能避免烟囱现象的产生。

本工程不设独立的接闪系统而是通过自身的引下线和接地装置和土建避雷引下线的结合端形成一个连续而有效的电传导防雷系统;从女儿墙开始每三层设置一道均压环(Ф12钢筋),同时幕墙结构也设自身引下线(Ф12钢筋)与均压环可靠焊接,钢角码与铝合金主梁连接采用不锈钢避雷接触片,土建预留均压环钢接头与钢角码连接采用镀锌钢筋接搭连接,搭接长度小于l00mm。

4.5 花岗岩面层的安装

安装的顺序为自上而下,将处理好的花岗岩板块按照编号通过吊船用手拉葫芦就位并且控制上下两块花岗岩板材的横缝(胶缝)为1Omm左右两块花岗岩板材的竖缝(拼缝)为2mm然后再精确调整即可。每个单元花岗岩均由自身的承重结构承受自重,各列花岗岩之间保持相对独立。花岗岩安装遵循同一行同时进行的原则板材的平整度和尺寸公差是影响安装质量重要指标,本工艺所使用的铝合金连接件之间的连接安装误差为自锁式设计如果龙骨外表面的平整度不够,将致使板块无法安装,需要对龙骨外表面的平整度进行调整,从而使安装后的幕墙的平整度得到切实保证,同时也有效避免了结构安装应力的产生,这是该工艺的亮点之一。

4.6 板缝的防水处理

花岗岩面层安装完成之后,即可安排进行石材板缝的防水处理工作。首先在板缝内添置聚乙烯发泡材料填充物,然后再将石材专用密封胶用打胶枪打入板缝中,石材专用密封胶的颜色一般由石材的颜色决定。打胶时首先在胶缝两侧饰面上贴好保护胶带一美纹纸,用清洗液情洗胶接面,然后往同一方向用打胶枪把密封胶注入胶缝内,打胶时用力要均走枪要稳而慢,胶缝应当均匀饱满不得间断及流坠表面须光滑平整且深浅一致。注完胶应立即用灰刀刮平去掉美纹纸避免过长时间密封胶凝固后难以清除造成污染且影响美观。打胶是检验安装是否成功的一个重要环节不仅是幕墙外观的点睛之笔,而且直接影响幕墙的防渗性能。

打胶时还应注意天气情况,杜绝雨天,避免在高温与低温下作业,以确保打胶的质量,并能保证胶缝的粗细均匀表面美观流畅。

5、小单元式干挂法的技术优点及社会效益

5.1 与湿贴法比较

5.1.1 外墙装饰采用小单元干挂花岗岩新工艺施工,不会由于气候的影响而阻碍施工,而且没有湿作业,冬季也可施工。

5.1.2 饰面板与结构墙面之间留有空腔避免了湿贴工艺的冻融循环等造成的外泛碱现象;又能保温融热,而且坚固耐用,使建筑体现出美观大方的整体装饰效果。

5.1.3 小单元式幕墙从楼层由下向上的安装顺序,能够做到和土建配合同步施工,并且省去了后处理工序,大大缩短了工程周期,降低了工程成本。

5.1.4 本工艺采用的是铝合金框架组合结构,运输方便,现场半成品保护也比较容易受力传力简捷可直接安装在楼层预埋件上,安装方便,而且施工构造牢固避免了起鼓脱落的现象。

5.1.5 小单元式幕墙施工方便不必对基层进行二次处理,质量易于控制,没有湿贴法中因为灌浆而使饰面石材跑位难以精确定位的现象,干挂式施工在饰面石板就位后就进行精确校正,校正完成之后即可完成固定。

5.2 与其它干挂工艺比较

5.2.1 本工艺具有极佳的平面内变形性能,由于采用两边自由支撑,另外两边柔性连接,所以不会产生局部应力,板块只是通过挂钩相扣的形式嵌挂于主梁之间,在板块平面内处于自由状态,可以自由地伸缩变形,能够较好地消化地震时产生的作用及变形,同时能够有效地避免温度应力的产生。

5.2.2 本工艺铝合金连接件的线接触部位采用优质胶条,有效地解决了铝合金构件直接接触部位由于环境温度变化而引起的噪音问题。

5.2.3 绝大部分构件在工厂内加工制作现场安装不受外脚手架的制约,工作效率和构件精度都大有提高,基本达到了建筑工业化程度。

5.2.4 该工艺施工适用于各种形式的基层面,可用于框架填充墙墙面也可用于空心砖砌体墙面加气混凝土墙面以及剪力墙墙面等。

5.2.5 国外石材幕墙可模拟一年四季的变化进行面材更换而且幕墙整体完工后可以进行局部更换。这种小单元式干挂工艺在一定程度上解决了幕墙的更换问题,为丰富建筑的立面创造了条件。