非花岗岩石材幕墙应用的若干建议，墙面石材干挂的基层钢骨架知识0



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非花岗岩石材幕墙应用的若干建议

在《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）规范中未对非花岗岩石材幕墙应用作出规定，近年来这类石材幕墙工程应用日渐增多。本文根据这些工程的论证意见和实际设计施工经验，提出了其应用的若干建议，其中包括：石材性能、要求、承载力设计方法、构造措施、石材表面处理、试验、石材加工及其质量控制等。

一、 概 述

《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）只对花岗岩石材幕墙做出了规定，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。

由于现行规范对此类石材用于建筑幕墙没有相关规定，因此国内上述工程都分别进行了专家论证，提出了相应的技术措施。

二、石材的材性

（一）石材种类

非花岗岩类石材，宜优先采用火成岩；可以采用砂岩、大理岩；确有需要时，也可考虑选用石灰岩；采用疏松和多孔质石材时，宜慎重对待。

一般而言，二氧化硅（SiO2）含量高的石材，有较高的强度和耐久性，含二氧化硅（SiO2）50%以上的石材，适宜用于外幕墙。反之，氧化钙（CaO）含量高的石材，容易受到大气中的二氧化硫等气体的腐蚀，这类石材用于幕墙，要进行更完善的表面处理，采取更有效的防腐蚀措施。

（二）密度和均匀性

1．同一类型石材，体积密度都有一定的分布范围。通常体积密度大的石材，材质致密，强度高而耐久性好。体积密度ρG低于2.1g/cm3的石材为低密度；ρG=2.1g/cm3～2.5g/cm3为中密度；ρG≥2.5g/cm3为高密度。用于幕墙的石材，其密度宜符合表1的要求。

2．用于幕墙的石材，应质地较均匀。

（1）石材中不应有软弱夹层或软弱的矿脉。

（2）有层状花纹的岩石，不宜有粗粒、松散、多孔的条纹。

（3）多孔性岩石不宜孔径过大、孔洞过深。孔洞数量也不宜过多。否则应采取封孔措施。

（三）石材的强度

作为石材强度的重要指标为干燥状

火成岩（包括花岗岩）的弯曲强度试验平均值fm不宜小于10N/mm2，当试件中有弯曲强度低于8 N/mm2时，该批石材不应在幕墙中采用；其它石材fm不宜低于4 N/mm2，当试件中有弯曲强度低于3 N/mm2时，该批石材不应在幕墙中应用。

沉积岩有时各方向强度不一致，这时沿石材面板主要受力方向的强度应符合以上要求。

（四）冻融系数

石材在经过冻融循环后，强度有所降低。冻融循环试验按国家标准GB9966.2进行。冻融循环后的强度与原强度之比称为冻融系数。用于幕墙的石材，其冻融系数不宜小于0.8 。

（五）吸水率

用于幕墙的石材，其吸水率不宜超过表2的限值。

（六）放射性

用于幕墙的石材，其放射性应符合《建筑材料放射性核素限量》GB6566中A级、B级石材的要求。

墙面石材干挂的基层钢骨架知识

一、石材干挂的龙骨规格

严格讲是要经过力学计算，这种计算针对外墙石材幕墙是必须的，对于室内石材干挂，由于墙体高度低，风荷载小，一般通过常规经验即可满足要求。

钢骨架的基本连接形式如下图：

二、竖龙骨

通常采用5#、6#、8#槽钢，一般较少采用方通，由于方通相对造价会高一些。

1.干挂的墙体高度小于4米，而且埋板的间距小于2.5米的时候，可以采用5#或6#槽钢；

2.埋板间距在3-4米间，墙体高度大于4米的时候，采用8#槽钢。

三、横龙骨

通常采用5#或4#角钢，横龙骨的大小主要取决于竖龙骨间距及石材的重量，一般竖龙骨间距1米，横龙骨建议采用5#角钢。若竖龙骨间距小于1米，单板块石材的重量较轻，可以采用4#角钢。

四、龙骨的连接形式

通常竖龙骨与横龙骨依次排列，若室内空间尺度紧张，需要缩小基层厚度，可以采用横龙骨位于竖龙骨之间的方式如图：（这种方式可以缩小基层厚度，但是横龙骨需要截断，下料加工，增加劳力成本）

五、基层尺寸

见下图，主要变化的尺寸在图中标示①②。

第①个尺寸15（20）：土建的墙体通常垂直度会有偏差，一般为20mm左右，考虑这个尺寸正好可以消除掉土建墙面的垂直度偏差。土建墙体高度小的时候，偏差会小一点，墙体高度高的时候，偏差会大一些，还有土建的施工质量也会影响偏差，若土建质量较差时可以适当加大该尺寸。

第②个尺寸10（20）：该尺寸位于石材与角钢横龙骨间，考虑这个尺寸它可以消除钢骨架的垂直度偏差，也可以消除掉石材厚度不一造成的偏差。该尺寸不宜过大，否则挂件悬挑过大，不安全。

通常垂直度偏差经过钢骨架、石材的两道调整，石材墙面完成后，会达到一个比较好的垂直度。

确定了上述两个尺寸，其他的尺寸均为型钢或石材的固定尺寸，这样基层的厚度就可以确定。

六、无竖龙骨情况

在什么情况下可以省掉竖龙骨，直接通过横龙骨与墙体进行连接？

如果不存在竖龙骨，那么横龙骨只能直接与墙体通过膨胀螺栓接，这样就需要墙体必须为混凝土材料（砌块墙体强度太低，不能固定膨胀螺栓）。通常基层为混凝土墙体、柱可以省掉竖龙骨，但是墙体不能太高，太高的墙体垂直度偏差会比较大，仅通过第②个尺寸来消除偏差，这个位置的尺寸会比较大，挂件悬挑过大，不安全。

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