三、各种干挂法的位移变形性能及抗震性能分析

 

　　

 石材幕墙构件由石材面板和金属框架等组成，其变形能力是很小的。在地震作用和风

力作用下，将会产生侧移。由于幕墙构件不能承受过大的位移，只能通过弹性连接性来避免
主体结构过大侧移的影响。对于铝板幕墙和玻璃幕墙而言，板块与骨架的连接基本上都是柔
性的，而石材面板则是刚度非常大的板材，且又是脆性材料，极易产生破坏，因此认真研
究分析石材面板与骨架的连接方式对于提高石材幕墙的平面内位移变形性能和抗震性能非
常重要。

 

　　

 在常遇地震作用下〔大约 50 年一遇〕，幕墙不能破坏，应保持完好。在中震作用下（相

当于设防烈度，大约

200 年一遇），幕墙不应有严重破损，一般只允许部分面板破碎，经

修理后仍然可以使用。在罕遇地震作用下（相当于比设防烈度高

1.5 度，大约 1500－2000 年

一遇），必然会严重破坏，面板破碎，但骨架不应脱落、倒塌。幕墙的抗震构造措施，应保
证上述设计目标能实现。

 

　　从节点构造来看，上述干挂法中，钢销式、短槽式、通槽式等常用方法的石材面板均为
共同固定在挂件上，面板与骨架连接成整体，不利于位移变形。在地震作用下，石材面板也
缺乏足够的活动余地，不可避免的会随着骨架同步振动。因此其抗震措施仅依靠骨架与主体
结构之间的活动连接来解决。而小单元式及背栓式则将石材面板独立分解开，各面板自成连
接体系，相邻板块间不传递荷载作用、块板与骨架间仍设计成活动连接，可保证面板有足够
的位移变形空间。因此从理论上分析应比其它的干挂法具备更好的位移变形性能和抗震性能。
 
　　

 上述的理论已由多次的位移试验和地震台模拟试验证实是正确的。如由广东省建设工

程 质 量 安 全 监 督 检 测 总 站 检 测 的 重 庆 民 族 广 场 干 挂 花 岗 石 幕 墙 （ 检 测 报 告 编 号 为
C980806），风压变形性能指标达到 4137Pa，水密性达到

Ⅰ级，气密性达到Ⅰ级，平面内位

移变形性能达到

Δ=36mm，而由华南建设学院西院工程结构抗震研究中心与中山盛兴股份

有限公司（原中山市盛兴幕墙有限公司）合作的

“干挂花岗石材模拟地震振动台”试验（试

验报告编号为

99011）更证实了上述的理论。这次模拟试验分别采用钢销式，双肢短槽式、

通槽式、小单元式、背栓式等五种干挂法制作安装了一幅

3.5×3.5×5.4m 的实体模型，采用 35

个加速度传感器，所用地震波为美国

San Francisco 波，El Centro Ns 波和我国唐山地震波，

分 别 代 表

Ⅰ 类 场 地 、 Ⅱ 类 场 地 和 Ⅲ 类 场 地 的 地 震 波 形 ， 将 地 震 波 的 振 幅 设 定 为

0.1g、0.2g、0.4g、0.6g 和 0.8g，以模拟不同加速度对干挂花岗石的作用。按试验方案，对模型
的动力反应分别测试和记录了模型的加速度反应、模型的位移反应、模型的层间位移反应、裂
缝开展情况及破坏情况，最后通过现场观查和记录数据进行分析，通槽式较早发生干挂胶
裂缝，分析原因应是石材面板刚度大，通长卡条限制了板材的荷载传递，更容易发生局部
破坏。短槽式结构面板有裂缝，但结构仍保持完好，背栓式结构有松动，但面板未破坏，小
单元式无论是面板还是结构均保持完好。

 

　　上述分析和试验说明，在干挂花岗石幕墙设计中，对不同的干挂方法应针对工程的具
体特点慎重选型，绝不能一味为节约成本减低造价而粗制滥造。

 

　　四、关于石材幕墙抗震性能检测方法的建议

 

　　

 1、关于模拟地震动台上的建筑物主体结构的模拟钢框架，采用白噪声激振法来测定及

调整其自振频率及幕墙平面内的层间变位能力是必要的。但幕墙平面外的层间变位也应控制，
防止幕墙试件出现不正常的破坏。

 

　　试验设备应力求将水密性，气密性，风压变形与抗震性能等四项测试统一到同一幕墙
试件和同一模拟钢框架。

 

　　幕墙工程的主要荷载作用是风压，地震作用的主要影响是附加效应，因此，建议先做
完水密性，气密性及风压变形三性检测后，再做抗震性能的测试。