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隨著社會經濟的發展,城市面貌的日益改善,建筑業的景象熱鬧非凡。在建筑外裝飾中,石材幕墻以其獨特的光亮晶瑩、堅硬永久、耐凍性優良的天然材質和高貴典雅的裝飾效果頗得建筑師們的青睞。而日益增長的石材幕墻應用新高度,大體量,對項目提出了更高的要求。石材幕墻采用背栓的連接方式既滿足了復雜的造型要求、降低了安裝施工難度,同時更保證使用的安全性,能全面解決幕墻工程師的難題。那么該如何正確為項目使用的石材選用最合適的背栓呢?

類似于錨栓在混凝土上的錨固,基材本身對背栓的選型起決定性作用。背栓的錨固深度一般根據石材厚度來確定,背栓錨入石材的深度不宜過淺,過淺可能無法保證項目所需的承載力;也不宜過深,過深可能會增加鉆孔和安裝時的石材破損率,同時可能無法保證背栓在正風壓情況下的使用安全性。正是基于以上兩點的考慮,上海幕墻規范修訂組在修訂2012版上海建筑幕墻工程技術規程中,將原來的第10.4.21條中的背栓孔切入的有效深度宜為面板厚度的2/3,且不小于15mm。孔底至板面的剩余厚度應不小于8mm。

修訂為:11.4.23條中背栓孔切入的有效深度不宜小于面板厚度的0.4倍,孔底至板面的剩余厚度不應小于10mm。

因此,通常建議按下表中的石材厚度來選用相應錨固深度的背栓。

但這種選用不是絕對的,例如:35mm的石材建議選用21mm錨固深度的背栓,但在石材本身強度較高、板塊分格尺寸不大、掛高低的情況下完全也可以采用15mm錨固深度的產品。因此,錨固深度的確定應該根據實際項目采用石材的厚度、強度和板塊的分格尺寸以及最大掛高等因素綜合確定。

背栓產品的螺桿規格一般有M6和M8兩種,通常情況下,35mm厚以上石材建議采用M8背栓。上海幕墻工程技術規程修訂稿中對室外干掛的各類石材列出了各項指標。

軟質石材如大理石、砂巖、石灰石等應用于在外墻干掛的最小厚度要求為35mm。同時,在各類軟質石材上的測試結果表明M8規格的背栓在軟質石材上的承載力遠高于M6規格的背栓。因此,軟質石材項目應采用M8背栓。另外,如果項目采用的石材面板大于規范建議的1.5m2,單個面板的重量超過100KG或石材掛高超過50m,也建議采用M8背栓。

背栓式石材幕墻系統的石材面板通過背栓與鋁合金掛件相連接,掛件掛裝到對應的橫梁或者鋼梁上來實現板材的干掛(圖一)。因此,背栓與鋁合金掛件的連接起著重要的作用,背栓的外露螺桿長度就是根據掛件與橫梁連接的要求決定的,既要保證連接的安全性,又要保證掛裝時的構造要求。一般情況下,外露螺桿長度按A+B+C+D考慮(圖二),A:石材與掛件之間的墊片厚度;B:鋁合金掛件的型材壁厚;C:與背栓配套的一平墊、一彈墊、一螺母的厚度;D:露出2~3個螺紋,一般為2~3mm。如果選用的外露螺桿長度過長,會導致掛裝時螺桿與橫梁打架而無法安裝。(圖三)建議確定外露螺桿長度后按1:1比例繪圖,并且模擬掛裝軌跡,確保掛裝能順利完成。


盡管幕墻規范對石材厚度偏差有著明確的規定,但運到項目上使用的石材厚度經常厚薄不均,石材掛裝上墻后裝飾面平整不一。當項目遇到這類問題時,普通鉆孔深度為定值的背栓無法解決,推薦選用特殊的間距式背栓,把石材厚度偏差消除在板材背面來保證石材的安裝平整度。間距式背栓的原理是鉆孔時以石材裝飾面為基準面,保證了孔底部到石材裝飾面的距離(保留板材厚度,上海規范稱為剩余厚度)為定值。在鉆孔設備上一次定好位后,推到設備上厚的石材上鉆孔深,薄的石材鉆孔淺,安裝完背栓后,掛件的安裝位置在同一水平面上。

綜合上述,背栓的選型最主要由三部分確定:1)錨固深度;2)螺桿規格;3)外露螺桿長度。而實際項目中應根據石材的種類、厚度、強度,板塊大小,掛高等因素進一步考慮后最終選定產品,選型結束后為了確保項目使用的安全性還應進行拉拔剪切測試,并且實際測試數據來進行設計計算校核。
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