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1、概述

天然石材美觀、自然用天然石材作為外墻裝飾材料的建筑具有穩(wěn)健、古樸的歷史底韻。天然石材已逐漸為大眾所認(rèn)識和接受被廣泛地應(yīng)用于各類建筑。其特點(diǎn)是既能營造出宏偉壯觀的建筑藝術(shù)效果,又能給人帶來清新舒適的自然觀感。干掛花崗巖幕墻大約起始于60年代后期、80年代中期引入中國經(jīng)過近二十年實(shí)踐和發(fā)展,在材料和構(gòu)造方面均優(yōu)于濕貼石材幕墻。我國從1996年開始頒布了一系列幕墻技術(shù)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前,干掛花崗巖工藝已被廣泛應(yīng)用于大型公共建筑的內(nèi)外墻飾面尤其在建筑物裙房,以及高度在30m以下的幕墻工程中使用最為廣泛。目前主要有六種常見的干掛工藝:鋼銷式干掛法、短槽式干掛法通槽式干掛法、背栓式干掛法和小單元式干掛法。

2、小單元式干掛法的特點(diǎn)

由金屬副框、各種單塊板材采用金屬掛鉤與立柱、橫梁連接的可拆裝的建筑幕墻稱為小單元建筑幕墻。小單元式干掛法工藝中的石材雖然還是通過鋁合金卡條與骨架相連但不同的是相臨的石材均是獨(dú)立與骨架(鋁合金主梁)相連這一連接方式徹底改變了傳統(tǒng)干掛石材幕墻的物理性能、設(shè)計方法、加工方法和施工工藝,各種干掛工藝的技術(shù)性能比較如表1所示。

3、小單元式干掛法的施工工藝流程

1.1工程概況

南京某工程,地上35層地下3層;地面以上主體結(jié)構(gòu)高145.15m,屋頂標(biāo)高166. 45m地下三層樓面標(biāo)高為-13.200m,+-0.000室內(nèi)外高差最高處為0.45m。建筑等級為一類建筑1--3層為裙樓4--35層為辦公層,36--39層為設(shè)備層。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu),外墻裝飾采用幕墻體系。其中裙樓的石材幕墻系的結(jié)構(gòu)形式為小單元式干掛法〔裙樓幕墻最高點(diǎn)標(biāo)高23.500m風(fēng)壓高度變化系數(shù)為0.90。

3.2石材施工工藝

在本工程中,石材部分的加工工作在現(xiàn)場完成,右材采用的是意大利月亮白花崗巖板材,結(jié)構(gòu)膠采用的是由美國GE公司生產(chǎn)SSG-44DO型硅酮結(jié)構(gòu)密封膠。

石材施工工藝流程為:定板材的尺寸---對板材進(jìn)行開槽---注膠前清潔---用結(jié)構(gòu)膠將掛件與花崗巖板材粘結(jié)(如圖1所示)---結(jié)構(gòu)膠固化---板面清理---板塊排版。

板塊排誰晶相的是橫稅剪荀盯苞差過渡均勻,天然石材一般按照其出廠時編排的順序即可。石材面板在施工現(xiàn)場存放在特制的A字型架子上,在運(yùn)輸搬運(yùn)過程中要在相應(yīng)部位作好隔震措施,如墊放麻袋布等,防止局部壓重過大引起花崗巖崩角。

3.3鋁合金主梁及花崗巖面板安裝工藝流程

測量放線---主梁的安裝---連接構(gòu)件進(jìn)行加焊和防腐處理---耐火保溫棉的安裝---劃水平分格線---在主梁上安裝掛件及隔震膠條(如圖2所示)---安裝花崗巖板材---嵌縫注膠及表面清理---竣工驗(yàn)收。

    4、小單元式干掛法的施工要點(diǎn)

4.1 測量放線

測量放線工作包括:根據(jù)施工單位給定的軸線和標(biāo)高以及預(yù)埋件施工的記錄進(jìn)行必要的復(fù)核,確認(rèn)預(yù)埋件是亂查用按花崗巖的布置圖進(jìn)行全面的測量放線。彈線要從外墻飾面的中合向兩側(cè)及上下分格,以避免誤差累積。確定花崗巖安裝軸線的標(biāo)高及時整理并把測量結(jié)果提交業(yè)主確認(rèn)將預(yù)埋件偏差鍘居反饋給設(shè)計人員以使其及時提出處理意見。垂直方向及水平方向控制線需做好扇已水平各樓層需要閉合一圈。

4.2 連接件的安裝

連接件的安裝是確保安裝質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。該部分的工作包括件的處理,無預(yù)埋件的增補(bǔ)穿墻螺栓或連接板等。按照放線后的標(biāo)識位置把連接件按安裝節(jié)點(diǎn)通過預(yù)埋專用螺栓與預(yù)埋件進(jìn)行連接若預(yù)埋件出現(xiàn)偏差的應(yīng)按設(shè)計要求處理,無預(yù)埋件的要進(jìn)行后埋處理,以確保安全、經(jīng)濟(jì),并符合規(guī)范的要求。

4.3 骨架的安裝

該幕墻系統(tǒng)采用分層懸掛的方式固定主骨架結(jié)構(gòu)。設(shè)計方面在風(fēng)荷載等水平力作用下主要應(yīng)用兩跨連續(xù)梁和簡支結(jié)構(gòu);在構(gòu)造上,主梁采用螺栓與角碼連接角碼與預(yù)埋件或化學(xué)螺栓直接連接。骨架采用的是鋁合金型材主梁,無橫梁豎直方向的主梁獨(dú)立承受荷載。

根據(jù)花崗巖的布置圖配齊骨架材料,安裝順序一般為從下往上進(jìn)行主梁連接處應(yīng)清除斷面的毛刺,連接牢靠。先安裝最上端的主梁承重角碼,調(diào)整好主梁的位置后再安裝下面兩個固定角碼。上下相鄰的兩個主梁之間要安裝長400mm的芯套并且要預(yù)留15mm的間隙。主梁安裝完之后要復(fù)核孔位尺寸。在確認(rèn)準(zhǔn)確無誤后方可回焊加固并同時進(jìn)行防腐處理。

主梁與角碼的連接采用高強(qiáng)不銹鋼螺栓主梁位置的調(diào)整借助于角碼上的長孔完成,主梁下端的長孔是鉸接構(gòu)造使主梁始終處于受拉狀態(tài)不能成為受壓構(gòu)件有效地避免了立柱的彎曲變形。在不同金屬材料接觸處(如主梁和角碼接觸部位)設(shè)置絕緣墊板(厚度lmm),絕緣板的大小不小于接觸面積以避免鋁合金主梁與鋼材連接件直接接觸產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)有些部位由于安裝偏差造成的錯位,允許使用鍍鋅鋼墊片調(diào)整莊梁精確定位之后應(yīng)對螺母進(jìn)行加焊止退并在相應(yīng)部位涂防腐漆。

4.4 耐火巖棉的安培訓(xùn)及防雷接地技術(shù)措施

本工程外墻的防火層采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)耐火巖棉該耐火巖棉兼有保溫性能。主梁精確定位以后,在主梁的每個分析區(qū)域內(nèi),先用鋁角安裝內(nèi)襯板(厚度為1.5mm的鍍鋅鋼板)將主體結(jié)構(gòu)和幕墻結(jié)構(gòu)之間的縫隙鋪滿然后在內(nèi)襯板上粘貼膠釘,膠釘?shù)淖饔檬枪潭突饚r棉。接下來在內(nèi)襯板上粘貼耐火保溫巖棉(耐火巖棉的厚度為50一l00mm),之后蓋好膠釘蓋。此處方法的保溫性能達(dá)到I級,即K<=0.7W(M2*K),而且耐火巖棉能有效地防止在發(fā)生火災(zāi)的情況下樓層之間發(fā)生竄火現(xiàn)象,同時也能避免煙囪現(xiàn)象的產(chǎn)生。

本工程不設(shè)獨(dú)立的接閃系統(tǒng)而是通過自身的引下線和接地裝置和土建避雷引下線的結(jié)合端形成一個連續(xù)而有效的電傳導(dǎo)防雷系統(tǒng);從女兒墻開始每三層設(shè)置一道均壓環(huán)(Ф12鋼筋),同時幕墻結(jié)構(gòu)也設(shè)自身引下線(Ф12鋼筋)與均壓環(huán)可靠焊接,鋼角碼與鋁合金主梁連接采用不銹鋼避雷接觸片,土建預(yù)留均壓環(huán)鋼接頭與鋼角碼連接采用鍍鋅鋼筋接搭連接,搭接長度小于l00mm。

4.5 花崗巖面層的安裝

安裝的順序?yàn)樽陨隙?將處理好的花崗巖板塊按照編號通過吊船用手拉葫蘆就位并且控制上下兩塊花崗巖板材的橫縫(膠縫)為1Omm左右兩塊花崗巖板材的豎縫(拼縫)為2mm然后再精確調(diào)整即可。每個單元花崗巖均由自身的承重結(jié)構(gòu)承受自重,各列花崗巖之間保持相對獨(dú)立。花崗巖安裝遵循同一行同時進(jìn)行的原則板材的平整度和尺寸公差是影響安裝質(zhì)量重要指標(biāo),本工藝所使用的鋁合金連接件之間的連接安裝誤差為自鎖式設(shè)計如果龍骨外表面的平整度不夠,將致使板塊無法安裝,需要對龍骨外表面的平整度進(jìn)行調(diào)整,從而使安裝后的幕墻的平整度得到切實(shí)保證,同時也有效避免了結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)力的產(chǎn)生,這是該工藝的亮點(diǎn)之一。

4.6 板縫的防水處理

花崗巖面層安裝完成之后,即可安排進(jìn)行石材板縫的防水處理工作。首先在板縫內(nèi)添置聚乙烯發(fā)泡材料填充物,然后再將石材專用密封膠用打膠槍打入板縫中,石材專用密封膠的顏色一般由石材的顏色決定。打膠時首先在膠縫兩側(cè)飾面上貼好保護(hù)膠帶一美紋紙,用清洗液情洗膠接面,然后往同一方向用打膠槍把密封膠注入膠縫內(nèi),打膠時用力要均走槍要穩(wěn)而慢,膠縫應(yīng)當(dāng)均勻飽滿不得間斷及流墜表面須光滑平整且深淺一致。注完膠應(yīng)立即用灰刀刮平去掉美紋紙避免過長時間密封膠凝固后難以清除造成污染且影響美觀。打膠是檢驗(yàn)安裝是否成功的一個重要環(huán)節(jié)不僅是幕墻外觀的點(diǎn)睛之筆,而且直接影響幕墻的防滲性能。

打膠時還應(yīng)注意天氣情況,杜絕雨天,避免在高溫與低溫下作業(yè),以確保打膠的質(zhì)量,并能保證膠縫的粗細(xì)均勻表面美觀流暢。

5、小單元式干掛法的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及社會效益

5.1 與濕貼法比較

5.1.1 外墻裝飾采用小單元干掛花崗巖新工藝施工,不會由于氣候的影響而阻礙施工,而且沒有濕作業(yè),冬季也可施工。

5.1.2 飾面板與結(jié)構(gòu)墻面之間留有空腔避免了濕貼工藝的凍融循環(huán)等造成的外泛堿現(xiàn)象;又能保溫融熱,而且堅固耐用,使建筑體現(xiàn)出美觀大方的整體裝飾效果。

5.1.3 小單元式幕墻從樓層由下向上的安裝順序,能夠做到和土建配合同步施工,并且省去了后處理工序,大大縮短了工程周期,降低了工程成本。

5.1.4 本工藝采用的是鋁合金框架組合結(jié)構(gòu),運(yùn)輸方便,現(xiàn)場半成品保護(hù)也比較容易受力傳力簡捷可直接安裝在樓層預(yù)埋件上,安裝方便,而且施工構(gòu)造牢固避免了起鼓脫落的現(xiàn)象。

5.1.5 小單元式幕墻施工方便不必對基層進(jìn)行二次處理,質(zhì)量易于控制,沒有濕貼法中因?yàn)楣酀{而使飾面石材跑位難以精確定位的現(xiàn)象,干掛式施工在飾面石板就位后就進(jìn)行精確校正,校正完成之后即可完成固定。

5.2 與其它干掛工藝比較

5.2.1 本工藝具有極佳的平面內(nèi)變形性能,由于采用兩邊自由支撐,另外兩邊柔性連接,所以不會產(chǎn)生局部應(yīng)力,板塊只是通過掛鉤相扣的形式嵌掛于主梁之間,在板塊平面內(nèi)處于自由狀態(tài),可以自由地伸縮變形,能夠較好地消化地震時產(chǎn)生的作用及變形,同時能夠有效地避免溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。

5.2.2 本工藝鋁合金連接件的線接觸部位采用優(yōu)質(zhì)膠條,有效地解決了鋁合金構(gòu)件直接接觸部位由于環(huán)境溫度變化而引起的噪音問題。

5.2.3 絕大部分構(gòu)件在工廠內(nèi)加工制作現(xiàn)場安裝不受外腳手架的制約,工作效率和構(gòu)件精度都大有提高,基本達(dá)到了建筑工業(yè)化程度。

5.2.4 該工藝施工適用于各種形式的基層面,可用于框架填充墻墻面也可用于空心磚砌體墻面加氣混凝土墻面以及剪力墻墻面等。

5.2.5 國外石材幕墻可模擬一年四季的變化進(jìn)行面材更換而且幕墻整體完工后可以進(jìn)行局部更換。這種小單元式干掛工藝在一定程度上解決了幕墻的更換問題,為豐富建筑的立面創(chuàng)造了條件。