隱框玻璃—干掛石材組合幕墻技術研究與應用

陳恩鋒

(中鐵十七局建筑工程有限公司，山西太原 030006)

1 工程概況

山西省圖書館工程地下1層，地上5層，建筑面積49 850 m2，根據原創理念外墻裝飾設計為隱框玻璃—干掛石材組合式幕墻，石材幕墻的立柱采用鋼方通、槽鋼和角鋼，表面熱鍍鋅，橫梁采用40 mm×40 mm×4 mm厚的鍍鋅角鋼，石材面板采用25 mm厚的紅褐色花崗石，石材背后貼玻璃纖維布，石材的六個面均刷進口有機硅透明劑，采用成熟先進的不銹鋼干掛形式，玻璃幕墻面板材料Low-E中空鋼化玻璃，結構形式采用隱框形式，總面積達18 000 m2。

2 玻璃—石材幕墻設計

石材幕墻干掛法的構造基本分為以下幾大類，即直接干掛式、骨架干掛式、單元體干掛式和預制復合板干掛式，前三類多用于混凝土結構基體，后者多用于鋼結構工程。玻璃幕墻分為隱框玻璃幕墻、半隱框玻璃幕墻、明框玻璃幕墻、全玻璃幕墻及點支承玻璃幕墻。根據山西省圖書館工程原創設計石材采用骨架干掛式，玻璃采用隱框玻璃幕墻，幕墻立面為玻璃、石材相間的形式，玻璃寬800 mm，石材寬600 mm，豎向通長，玻璃、石材幕墻共用埋件及立柱。幕墻立柱、橫梁、連接件、后埋板等按相關規范要求選型及驗算。示意圖見圖1。

3 玻璃—石材幕墻加工制作及安裝

3.1 幕墻加工制作

幕墻構件加工制作、裝配精度應符合現行幕墻規范要求。

3.2 幕墻的安裝施工

3.2.1 施工準備

1)根據設計意圖及實際結構尺寸完善分格設計、節點設計，并做出翻樣圖。

2)根據翻樣圖提出加工計劃。

3)施工前準備好操作平臺，根據施工條件選用吊籃或搭設腳手架。組織好現場材料的垂直運輸，以便吊運構件和材料。材料進場后按要求現場驗收，按施工部位有計劃的堆放并做好保護工作。

3.2.2 測量放線

測量放線應與主體結構放線相配合，在結構各轉角外下吊垂線，用來確定幕墻的外輪廓尺寸，對結構凸出較大的做局部剔鑿處理，以軸線及標高線為基線，彈出豎向分格控制線，水平向控制線以500 mm水平線為依據逐層從地面引上，并且要求閉合。以此線為基準確定立柱的前后位置，從而確定整片幕墻的位置。

3.2.3 后置埋板安裝

根據墻體測量放線結果安裝后置埋板，后置埋板設為四個長橢圓形孔，可以在允許調動范圍內調節，其中兩個12×120膨脹螺栓孔，兩個12×160化學錨栓孔，詳見圖2。

3.2.4 立柱的安裝

立柱是通過螺栓與連接件進行連接固定。連接件采用150×100×6角鋼，然后焊接在后置埋板上。立柱鋼方通與連接件間粘貼防腐墊片，穿入連接螺栓。立柱與立柱間采用插接件芯套連接，上下之間可自由伸縮，每層設置一根主立柱，上下固定，如圖3所示。

3.2.5 石材幕墻橫梁及石材的安裝

石材幕墻橫梁采用50×50×5鍍鋅角鋼，鍍鋅角鋼根據石材規格分塊，確定角鋼長度焊接于立柱鋼方通上，焊接時要求三面圍焊，有效焊接長度不小于120 mm，焊接高6 mm，要求焊縫飽滿，不準有砂眼、咬肉現象，焊完焊渣清除干凈并做防銹處理。

橫梁鍍鋅角鋼安裝完成后進行干掛件的固定，干掛件采用4 mm厚不銹鋼掛件。不銹鋼掛件長圓槽孔可進行適當的調節，保證石材安裝位置準確。石材安裝前要進行選料，上下邊緣進行定位切槽，槽內填塞環氧樹脂膠，如圖4所示。

3.2.6 玻璃幕墻鋁合金副框及玻璃的安裝

在進行橫梁鋁合金副框安裝之前，橫梁與立柱鋼方通之間先粘貼柔性墊片，再采用不銹鋼螺栓角碼連接。

橫梁鋁合金副框安裝完畢后，即可進行玻璃的安裝。將玻璃板塊平穩地居中放置在橫梁鋁合金副框墊塊上，板塊兩側與鋼方通側面間隙相等。在設計無特別要求時，玻璃板塊的鍍膜玻璃的膜層應朝向室內。將板塊的上下副框插入橫梁的嵌槽內，同時向上移動板塊直到板塊下邊框平穩地放置在橫梁的掛鉤上，位置調整無誤后擰緊立柱上的固定壓塊的螺釘，見圖5。

3.2.7 避雷

幕墻防頂雷采用避雷帶，避雷帶按設計要求施工。防側向雷采用均壓環，均壓環的垂直距離不應大于12 m，由－40×4扁鋼制成，每兩層設置一道，均壓環采用焊接連接，并與豎向接地裝置接通，立柱鋼方通伸縮節處采用避雷接觸片連接，接地電阻小于4 Ω，如圖6 所示。

3.2.8 防火、防水、保溫處理

幕墻必須具有一定的防火性能，以滿足防火規范的要求。本工程層間防火封堵采用填充防火巖棉及阻煙材料。每層樓板外側防火節點做法如圖7所示。

石材幕墻中石材間一般留有8 mm～12 mm縫隙，此縫隙采用彈性三元乙丙膠條和耐候密封膠填縫密封，保證雨水無法滲入和石材自由伸縮。

石材幕墻采用50厚保溫棉鍍鋅雙面夾芯板保溫，為了防止冷橋效應，鋼方通部位同樣要保溫。

3.2.9 耐候密封膠嵌縫

玻璃、石材安裝完成后進行耐候密封膠密封處理，對墻邊、幕墻頂部、底部等進行修邊處理，防止空氣滲透和雨水滲漏。

4 玻璃—石材幕墻實施效果

山西省圖書館工程外幕墻采用隱框玻璃—干掛石材組合幕墻，達到了原創設計的裝飾效果，優良的防水保溫性能以及安全的使用性能，得到了建設單位和監理單位的贊揚，在市場上建立了良好的信譽，取得了很好的效果。