浅析背栓式干挂石材的优势

浅析背栓式干挂石材的优势

孙艳芹

北京港源幕墙有限公司北京102211

摘要：随着石材技术发展，背栓式石材幕墙作为石材干挂技术的一项先进技术，其具备独特的优势，能满足建筑师在造型上的特殊要求，使石材幕墙应用更加广泛。它特别适用于高层建筑的石材幕墙施工，也在抗震建筑幕墙施工方面起到很好的作用，是国内幕墙技术发展的方向。石材幕墙主要的施工方式是干挂法，其中市场主导做法为背栓式干挂法，其在技术、经济、施工可操作性方面等方面存在很大优势，其具体的有以下几点：

1、其锚固受力系统明确，有可靠的力学计算保证。

2、石材面板的大小不受锚栓承载力影响，而是由石材面板的抗弯能力决定。

3、背栓式连接可以减小石材面板的支承间距，从而减小石板承受的弯曲应力，降低板的厚度。

4、抗震性好。

5、损耗率低、易于更换、不宜受污染。

因此背栓式干挂石材幕墙施工技术克服了钢销式和槽式干挂石材幕墙的某些缺点，在安全性、耐久性、可更换性等方面具有较大的优势。

关键词：石材幕墙；干挂；背栓式；优势

1引言

对于石材幕墙来说，干挂石材属于建筑幕墙的一种，其安装结构形式，随着技术的进步不断更新发展，。为了满足石材安全及装饰外观要求，干挂法应运而生。在干挂法石材幕墙中背栓式干挂法石材幕墙无论在技术、经济、施工操作性方面具有很大的优势。下面我们就对石材幕墙系统中背栓式干挂石材进行浅析。

2背栓式干挂石材的特点

2.1干挂法的工艺分类

干挂法经常采用的工艺有：钢销式、短槽式、通槽式、背栓式等。其中背栓式做法占主导位置。由于钢销式、短槽式、通槽式石材幕墙结构面板均为共同固定在挂件上，在地震作用下，石材与骨架连接成整体，不利于位移变形。面板与骨架也缺乏足够的活动余地，不可避免地会随着骨架同步震动。其抗震措施主要依靠骨架与主体结构之间的活动来连接实现，这样在地震环境中就比较容易导致出现受损现象，并且也不宜在大面积石材幕墙项目中进行使用。而背栓式石材幕墙是在石材背面背栓孔，将背栓植入背栓孔上安装连接件，用连接件与幕墙结构体系连接。背栓式干挂可以不受主体结构产生大位移以及温差过大等因素的影响，可以很好地控制外力对幕墙的破坏。

2.2背栓的类型

背栓式石材幕墙的背栓有三种类型：齐平式锚栓、间距式锚栓和钥匙孔式安装方式锚栓。背栓的直径通常为6mm或8mm，相应的钻孔直径为11mm和13mm。扩孔头为13.5mm和15mm（用专用钻孔机械成孔并宜采用测孔器检查），插入背栓并顶压后，扩压环挤紧锥形孔的锥壁，形成机械嵌固，背栓固定后通过螺帽与连接件连接到龙骨上，也可以直接固定到龙骨上。

2.3背栓设计规定

背栓之间的距离不宜大于1200mm，背栓的中心线与石材边缘的距离不宜大于300mm，也不宜小于50mm，

（1）背栓连接可选择单切面背栓与双切面背栓的构造形式。其中背栓孔有两种类型：单切面背栓与双切面背栓

（2）背栓孔切入的有效深度宜为面板厚度的2/3，且不小于15mm。背栓孔离石材边缘净距不小于板厚的5倍，且不大于其支承边长的0.2倍。孔底至板面的剩余厚度应不小于8mm。

（3）背栓螺栓埋装时，背栓孔内应注环氧胶粘剂。

（4）背栓支承应有防松脱构造并有可调节余量。

（5）单切面背栓连接时，面板与连接件的间隙应填充胶粘剂，胶粘剂应具有高机械性抵抗能力。参照《上海市建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012中10.4.21（P101）

3背栓式干挂石材的优势

3.1背栓锚固受力系统明确

背栓式石材面板采用四点支撑板计算，简单明了，破坏状态明确。整个体系传力清晰，便于计算控制其受力的极限情况。合理的受力模型，更适用于气候条件恶劣，荷载较大的高层建筑。提高了石材在幕墙中的适用高度、安全性能及结构长久性，能够满足整个外墙装饰的使用年限。

3.2石材板块大、适用面广

背栓式石材背栓通过底部扩张技术与石材达到无膨胀力固定，且实现石材的无内应力加工组合。由于它的支撑点在板的中部，使跨度大大的减小，所以石材面板的大小不受锚栓承载力影响，而是由石材面板的抗弯能力决定。所以板面连接强度高，承受荷载性能优良，更加适用于气候条件恶劣，板块较大的建筑。

3.3可节约面材

根据背栓式连接石材面板的受力特点，给石材选择最佳受力支撑点，使整块石材最大受力处所承受的弯矩相对最小，从而减小石板承受的弯曲应力，与其他连接方式同条件相比，背栓式干挂石材厚度可以适当减小，以便节约面材。

3.4抗震性好

装配结构采用组合挂件式，左右可用组合挂件长度实现调节（左右还可以限位），上下用调节螺栓进行调节，所以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。

对于大面石材，每块石材均有四个背栓点的金属挂件，每个挂件都被认为是均匀承受石材饰面板重量且金属挂件与龙骨挂件连接都有缓冲垫，且接触面积大，相应的强度和稳定性好，从而使石材面板具有较高的抗震能力、因此它可适用于高层和超高层外墙饰面。参照《背栓式石材幕墙干挂法的优势研究》2011.13（08）：156-157中3.2（P23）

3.5损耗率低、易于更换、不宜受污染

背栓式连接可靠，减少了由于开缝而形成的应力集中现象，同时对石板的消弱较小，这就减少了连接部位石材局部破坏的可能性，亦可降低石材的损耗率。

背栓式石材板块之间独立受力，独立安装，避免了相互连接而产生的附加应力积累而导致的面板变形或破坏的危险，提高石材的长期荷载作用下的使用寿命。节点的可拆性能好，可随时更换破损的石材板块，便于维修。避免了密封胶和石材干挂胶对石材的污染现象，石材表面永远亮丽如新。

4背栓式干挂石材的应用

背栓式石材在高级别墅类幕墙中，石材线条的运用相对来说是比较普遍，而石材线条自重较重，且外挑结构面相对较远，因此存在着比较高的危险性，在早期幕墙进行设计的工程中并不受重视，一些人肆意得运用比较简单的斜挂接技术檐口线条等自重较重的部位装饰造型进行实现，这在一定程度上引起线条大面积出现脱落现象。因此在这类檐口位置进行加固处理并采用背栓式连接方式进行有效可靠的机械连接更为有效。

还有在高层石材吊顶和相关的入口、檐口吊顶位置，通常为了对其美观效果进行考虑，一般状况下都会选用和外立面材料相同的石材作为其吊顶材料，但这些部位并不适合用普通的挂接方式对其进行固定，否则会造成吊顶石材出现脱落现象。在这种情况下，就比较适合用背栓式石材幕墙系统，如果吊顶石材比较大，在必要的情况下可以在石材的中间位置加打一个背栓，然后用钢丝绳连接到龙骨上，如果石材出现脱落，钢丝绳可在一定程度上起到缓冲作用，另外在石材背部衬石材背网，同时以环氧树脂胶进行有效的粘接，这样在一定程度上可以防止碎石板的坠落。背栓式石材幕墙因其结构形式及连接件隐藏于石材的背面，正面不可见的特点，多用于开放式石材幕墙结构。

5结语

本文主要分析了背栓式干挂石材的构造特点、优势及应用。背栓式干挂石材在施工过程中可以自由选择板材背面的悬吊位置，任意角度拼挂，为不同规格、不同造型及各种复杂外形的设计要求提供了空间。由于其安装精度高，装饰效果好，结构简洁、做法灵活，拆装力便，为维修保养创造了便利，克服了湿贴时水泥砂浆粘结剂对石材渗透的弊端和用传统销针、销板干挂法操纵中对石材易破损、易锈蚀、无安全保障等缺陷，也克服了在钢销式、短槽式、通槽式石材幕墙中面板与骨架练成整体，不利于位移变形而使面板易受损这一弊端。

参考文献:

[1]金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001

[2]上海市建筑幕墙工程技术规范DGJ08-56-2012

[3]李凡.背栓式石材幕墙干挂法的优势研究[D].长安大学，2011.13（08）：156-157