Abstract: The article mainly introduces the development of dry-hanging technology of stone. Some can make the stone panel random installed and replaced at any time, improving the repairable property of curtain wall, and the structure system can be adjusted in three-dimensional mode, making the panel flatly, smoothly and a magnificent outside.  

关键词：  石材板材干挂  幕墙连接方式

Keyword: Dry-hanging of stone, connecting method of curtain wall

一、石材干挂技术概述

随着建筑业的发展，建筑装饰材料可谓百花齐放，争奇斗艳。石材在建筑中最初主要作为结构及装饰材料出现，发展到今天，石材作为结构材料几乎已经绝迹，一般仅作为建筑内外表皮装饰材料使用。石材以其自然、厚重等独特的优势，使当今越来越多的建筑或端庄或华贵或纯朴自然，无不产生震撼人心灵的不凡气势，斑谰的色彩，抽象中蕴含大自然的无穷变化，或含蓄或浪漫。因此，石材被广泛应用于建筑外墙，室内外地面、墙面等。

石材按成份不同，分为天然石材和复合石材。天然石材根据成因分为火成岩（又称岩浆岩）、水成岩（又称沉积岩）、变质岩。幕墙所使用的石材起初主要为天然花岗石，属火成岩。近期在建筑中应用不断增多的石材还有砂岩、板岩以及凝灰岩，它们同属于水成岩。由于纯天然石材密度大，某些稀缺品价格高昂，且受形成时的自然条件的限制，常常在局部有一些瑕疵，影响观感及石材的结构强度，因此天然石材的运用常受到价格、规格、数量的限制，近年来，随着加工技术的发展，一种由石材与结构增强板相互粘结而成的轻质高强薄型石材复合板、陶瓷板、微晶玻璃板（一种兼有玻璃和陶瓷优点的新型板材）应运而生。石材表面通过不同的加工处理可以形成不同的效果，加工方法常有抛光、哑光、烧毛、机刨纹理、剁斧、喷砂及其他特殊加工（穿孔石材类似于穿孔铝板）等。

根据不同的土建结构，石材幕墙的龙骨支撑方式分为支座式、钢龙骨支撑、钢铝龙骨结合支撑和全铝龙骨。目前普遍采用的是第二种方式。根据板缝封口构造，石材幕墙分为开缝体系、嵌缝体系。嵌缝体系有采用硅酮密封胶, EPDM密封胶条,铝合金盖板密封等。

石材幕墙按其板块固定方式划分有如下几种方式：

1. 销钉式结构：此结构属石材干挂技术第一代产品，是在石板的上下端面钻孔，采用托板与销钉固定。此结构简便，但板面为局部受力，易产生挤压应力，板块抗变形能力不好，且板块破损后不宜更换，适用于低层建筑。

2. 半圆槽结构：此结构属石材干挂技术第二代产品，是指在石板的上下端面铣成半圆槽口，采用托板及半圆勾板固定，此结构受力较销钉合理，较易吸收变形，考虑到强度问题，一般多用不锈钢勾板，但板块破损后不宜更换，适用于低层建筑。

3. 通长槽固定方式：此结构是在石板上下端面开设通长槽口，采用铝合金通长勾板固定，其特点是受力合理，可靠性高，板块抗变形能力强，且板块破损后可实现更换要求，适用于高层建筑。

4. 背栓式结构：此结构属石材干挂技术第三代产品，是国内石材幕墙技术发展的方向，其特点是实现石材的无应力加工，石材背面采用不锈钢胀栓连接，连接强度高，节省强度值约30%左右，板块抗变形能力强，且板块破损后可实现更换要求，适用于高层建筑。

二、我司石材干挂技术介绍

石材干挂技术的发展分成几个阶段：

第一阶段是销钉式结构，其特点是结构简单，但石材板块受力不合理，容易破损适应变形能力差，现在我公司不采用。

第二阶段是勾板式结构，此结构改善了销钉式结构的受力不合理状况，适应变形能力大大提高。目前国内的石材幕墙还处于第二阶段，我公司基本不采用。

第三阶段是通槽式结构、铝合金燕尾槽挂接方式及背栓式结构，其中背栓式结构是我公司在深入研究第一代、第二代石材幕墙结构的基础上，结合国外先进技术及未来石材幕墙发展趋势，推出的一套全新的、更加科学合理的背栓式结构。

可拆卸勾板式石材幕墙结构

• 采用挂式结构，可实现无序安装，安装工艺性好。

• 石材槽口与铝合金托板间加设三无乙丙胶垫，避免石材与金属硬性接触，实现柔性连接，起到很好的减震和缓冲作用，抗震性能好。

• 压板与托板巧妙布置，实现浮动式连接。

• 压板与托板、托板与横框间都留有间隙，可以使石材板块在温度和地震作用下合理伸缩，抗变位能力强。

• 石材板面平整度高，托板前后都有紧定螺钉来微调板块。

• 石材开槽工艺合理，只需加一简单定位即可由锯片控制开槽深度及长度。

• 系统可实现三维调整，抗变位吸收能力强，而且防腐蚀性能好。我公司在马鞍山太阳广场酒店裙楼干挂石材中采用可拆卸勾板式石材幕墙结构，其标准节点如下图：

通长槽式石材幕墙结构

• 此结构是在石板上下端面开设通长槽口，采用铝合金通长勾板固定，增大了石材承力面积，使石材板面受力更加合理。

• 石材板面下端设有橡胶垫块，避免了与金属直接接触，增强了幕墙抗变位性能。

• 石材板面可实现无序安装，且可随时更换，提高了幕墙的可维修性能。

• 可实现三维徽量调整，使安装后的板面平整、光滑，外视效果良好。

• 此结构十分适用于气候条件恶劣，荷载较大的高层建筑，可设置分区排水通道，使冷凝水及时排出，保证幕墙内侧合理的湿度。

• 不同金属间设有隔离垫片，钢龙骨热浸镀锌处理，防止了电化腐蚀，保证了结构长久，安全性能，使结构寿命满足整个外墙装饰的使用年限，乃至整个建筑的使用年限要求。

铝合金燕尾槽挂接式石材幕墙结构

• 此系统适用技术复杂的混合式幕墙，能够方便的实现与背栓石材幕墙连接系统的兼容。

• 铝合金燕尾槽挂接技术在脆性较大的石材背后复合一层纤维增强层，大大提高板材的安全性能。

• 铝合金燕尾槽挂接锚固件与板材接触面积大，机械与胶粘相结合的锚固方式不会产生大的初始应力，锚固点牢固可靠承载能力大，安全性能好。

• 铝制横龙骨及连接件精度高，施工技术要求较高。在框架结构的石材幕墙工程中应用性价比高，开槽费用要低于背栓的开孔费用,燕尾式铝合金挂件成本也低于背栓。

• 可实现三维徽量调整，使安装后的板面平整、光滑，外视效果良好。

• 我公司开发的连接体系连接方式同背栓体系的连接方式一样，所以可以很好的拆卸。任何单独的石材面板均可独立拆卸，提高了幕墙的可维修性能。

    我公司在苏州市公安局 车辆管理所-办公楼裙楼中采用干挂陶瓷板, 燕尾槽铝挂件挂接式系统。陶瓷板特点如下：强度高自重轻，自洁性、耐侯性好， 抗冻融 ，不变形， 防火性，安全性。其标准节点如下图：

背栓式石材幕墙结构

• 此结构属石材干挂技术第三代产品，我公司有此设计、加工和施工技术及进口专用加工设备，是国内石材幕墙技术发展的方向。

• 该结构可实现石材的无内应力加工组合。

• 石材背面采用不锈钢胀栓连接，连接强度高，节省强度值约30%左右。

• 装配结构采用挂式，并可实现三维方向调整，板块抗变位能力强，满足了抗震性能要求。

• 维修性能好，可随时更换破损石材板块。

因进口专用设备加工，加工精度非常高，石材板块安装后，不需过多调整，即可实现非常的板面平整度，外视效果好。我公司在苏大附属第二人民医院门诊楼中采用先进的背栓开缝体系。背栓开缝体系的优点和做法如下：

   开缝体系的石材幕墙与硅酮密封胶嵌缝体系相比，不但可以防止硅酮密封胶的硅油对石材板块的渗透污染，还可以防止硅胶的吸尘污染，这是目前影响石材幕墙装饰效果的主要因素，保证石材幕墙的长久装饰效果。

   石材幕墙采用开缝体系后，空气会根据下部气压大，上部气压小的原理产生“烟筒效应”，使石材板块与墙面间的空气自下而上不断流动，不但具有保温节能的效果，空气的流动还可以带走进入石材幕墙内部的少量渗漏水，使幕墙内部能保持干燥，相反，硅酮密封胶嵌缝体系排除进入石材幕墙内部的渗漏水比较困难，保温节能效果也较差。

   采用开缝体系的石材幕墙，骨架的设计相当讲究，石材板块的细部处理较详细，加工精度较高，要求采用石材板块的四边定厚、周边倒角处理，还要对石材板块进行六面防护处理，因为没有胶缝可以遮丑。

   石材板块采用抗震背栓支承，与开槽式支承相比，将石材的支承点由板块的边部移到了中部，减小了石材板块的受弯跨度，提高了石材板块的抗弯能力，也就是提高了石材板块的抗风及抗震能力。

   抗震背栓在不锈钢背栓与石材板块间设置了尼龙抗震间隔，遇到 地震作用时具有很好的减振消能作用，防止石材幕墙在地震作用冲击破坏。

   每一件背栓支承的石材板块都可以自由拆换，方便施工、维修及  色差调整，为把石材幕墙做成精品工程提供了设计保证。背栓体系的石材幕墙具有三维微调功能，能够消除石材板块加工误差、骨架安装误差等对安装质量的影响，保证石材幕墙的安装精度。

        背栓开缝体系标准节点如下：

我公司在设计贝聿铭与贝氏设计事务所设计的苏州博物馆新馆工程屋面上，采用了开放式斜干挂石材屋面。其节点、施工图片资料如下：

不锈钢挂件现场铺设图                          放大图

为实现随时更换，提高安装速度和精度，提高幕墙的可维修、安全性能，可采用工厂预加工成小单元结构。最近我公司在工程设计时采用的小单元石材挂接方式结构，其标准节点如下图：

三、设计总结

石材幕墙作为建筑的外围护结构，为了保证板面平整、光滑，达到建筑师理想外视效果，设计时需考虑如何使体系遇到地震作用时具有很好的减振消能作用，防止在地震作用冲击破坏；考虑如何保证石材幕墙具有三维微调功能，消除石材板块加工误差、骨架安装误差等对安装质量的影响；考虑如何保证石材幕墙的安装精度，实现无序安装，且可随时更换，提高幕墙的可维修、安全性能。