浅谈石材幕墙的深化设计

　　摘要：目前幕墙干挂石材设计，设计单位通常只提供立面分格形式和少量节点图，其
细致程度无法达到依图施工的程度，因此，石材板及相关的干挂体系的深化设计工作就非
常必要，这项工作一般由挂板施工单位负责。由于其技术水平的参差不齐，许多石材工程甚
至没有相应的力学计算和现场试验验证，石材及干挂体系的选择和确定均依据日常的施工
经验进行，很有可能造成强度不足的危险隐患或强度过大的材料浪费。干挂石材的设计必须
按照相关规范，依严格的程序进行，其力学计算结论要与现场的力学性能试验结果相吻合。
本文根据石材幕墙工程施工及设计的工程实践，从石材、龙骨、挂件的材料的选择、物理实验
性能、力学计算、模拟实际情况的现场受力性能实验、施工图设计等各个阶段，介绍干挂石材
的全过程设计。

 

　　关键词：干挂石材、允许应力、抗剪、抗弯

 

　　

 

　　

1.石材的选择 

　　对于深化设计而言，应配合设计单位和建设方的工作，根据设计方对幕墙分格形式及
材质颜色等建筑效果的要求，向建设方提供各种石材样本，以协助其尽快确定所用石材。通
常要在对几种石材的选择中，应依据所掌握的石材资料，重点考虑拟用石材的表面特征、颜
色和纹理等技术性能指标。尽管石材供应商已给出了石材的物理性能指标，但石材作为一种
天然材料其物理性质变化很大，因此必须重新确认，以便为石材的设计确立相应的设计指
标。

 

　　

 

　　

2.干挂方式的选择 

　　石材的干挂方式有钢销式、通槽式、短槽式、背栓式等几种形式，较常用的有短槽式和背
栓式两种，两种结构比较而言，短槽式成本较低但安全性不如背栓式，通常用于石材重量
不太大或安全系数要求不太高时；背栓式干挂牢靠稳定，但成本较高，用于较大块石材
（厚度

30

�时石材面积大于 1.5�）或对石材安全性能要求较高时。 

　　

 

　　

3.石材及干挂体系的力学计算 

　　首先确定幕墙所受的荷载及作用形式，然后确定石材的干挂方式，进而确定石材板块
的计算模型，进行受力安全性计算，最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形
式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。石材及其干挂体系的设计应符合国家行
业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》

JGJ133-2001 的要求。 

　　

3.1 荷载的确定 

　　计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载作用方式对其进行组
合。其相应分项系数及组合系数都应严格按规范要求取用，对某些特殊的建筑物，设计说明
书中对相应荷载计算取值会有特殊要求，在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进
行计算时，应根据刚体的力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。有时。一些荷载
不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。

 

　　

3.2 石材的计算 

　　石材的计算主要包括挂板板块自身的抗弯计算和挂板与挂件销钉连接处的抗剪计算。有
时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的干挂方式有关，本文以背栓式干挂石材固定
体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载，竖向的地震荷载和石材自重。
以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各

2 组（共 4

组）挂件将石材固定，其中石材上边两组挂件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向