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【摘要】：背栓干挂石材以其特有的抗震抗风、施工方便、易于维修、进度较快、
不易污染等优点，深受越来越多建筑师和建设业主的青睐，在外墙石材工程中逐
渐被广泛应用并推广，本文结合西安北站站房外墙石材工程施工，简要阐述背栓
干挂石材幕墙结构原理、性能特点及施工工艺
【关键词】：背栓 干挂石材 施工工艺
1 工程概况及设计理念
西安北站为郑西铁路客运专线新建的铁路客运站，是国家“十一五”规划的铁路六大路网性客运中心之一；站房建筑面积33.6万平方米，外墙采用玻璃幕墙和石材幕墙，按《建筑幕墙》GB/T21086-2007及《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的要求，本工程为确保幕墙结构安全和抗风变形等各项指标合格，除了考虑自重、温差变形等主要荷载外，对幕墙受列车运行产生的震动荷载、风压荷载等效应也作了考虑，同时结合车站功能需要的便于维修、减少石材污染以及缩短工期的要求，外墙石材幕墙面板设计摒弃传统的片挂式，钢销式结构，石材幕墙安装采用开放式背栓结构。
2背栓干挂石材幕墙结构原理及性能特点
2.1背栓干挂石材结构原理
背栓石材幕墙属干挂施工，施工时在石材背面钻燕尾孔；是采用不锈钢背栓固定花岗岩面板，不锈钢背栓通过铝合金挂件与墙面骨架体系连接的结构形式。
本工程立柱与主体结构之间采用螺栓连接，通过三维调整消除主体结构施工误差的不利影响，根据实际情况，铝合金短横撑连接件与预埋件的连接采用了焊接，与立柱间采用不锈钢螺栓连接，安装方便，具有较大的调节范围，适应性较好；采用不锈钢背栓固定花岗岩面板，具有良好的耐腐蚀性能和较高的抗震性能；不锈钢背栓通过铝合金挂件与铝合金横梁插接，定位准确，安装方便，可有效保证花岗岩幕墙表面的平整度；通过不锈钢螺钉对花岗岩进行垂直微调，保证花岗岩面板的安装位置准确。
2.2背栓石材幕墙的性能特点
2.2.1安装简单、便于维修：所有石材背栓孔均为工厂加工，精度较高，现场安装只需将石材板块通过挂件挂在横向龙骨上即可，施工工期缩短；同时维修时由于板间缝隙8-10mm能满足挂件嵌入深度10mm,只需将损坏的石材稍抬高拆下即可更换，能长期保持幕墙的完好性。
2.2.2防水防潮、耐腐耐候：由于石材幕墙的板缝开放，虽然雨水可以达到石材的背面，但是所有石材在加工厂进行六面两道防水处理，且石材内外空气能流通畅通，可通过空气对流呼吸，使建筑外墙内的潮气能被流动的空气带走，从而避免产生冷凝水，保持建筑外墙干燥。同时在材料选择上，所有钢件均、钢制零部件均进行了与其功能和位置相宜的防护处理，连接件除具有一定的强度外，也具有足够的耐气候性。如：螺钉、垫圈等附件选用不锈钢件，所有连接角码也均采取表面镀锌防腐处理，所有的密封件为耐腐蚀的非金属材料，不同金属材料之间加设绝缘垫片，以防止电化腐蚀。
2.2.3适应温差、抗震抗风；由于背栓干挂石材为点式连接，能适应复杂气候情况下温差变形，同时由于背栓挂件连接可靠，且在风力和地震力的作用下允许产生适量的变位,以吸收部分风力和地震力,而不致出现裂纹和脱落。当风力和地震力消失后,石材也随结构而复位，抗震抗风性能较好 ，能很好的滿足列车通过时动荷载和风荷载的受力要求。
2.2.4外形美观、不易污染：由于幕墙的板缝开放，在观感视觉上层次分明，装配感和立体感较强，同时由于采用螺栓连接和顶丝调节，能使表面平整统一，线条流畅突出，观感装饰效果好，并且由于板缝和背栓不使用密封胶和结构胶施工，无胶油渗出腐蚀石材及吸附灰尘，减少石材面板的污染，使幕墙表面保持长期的清洁，外饰效果提高。
3背栓石材加工验收
3.1石材工厂加工制作：要求石材工厂加工弯曲强度满足规范要求，并出具产品合格证书，石材加工必须采用专用设备进行切割、磨边、开槽、钻孔等加工，不允许在工地进行加工。本工程采用25mm厚花岗岩，所有石材都是按照四个背栓设计,背栓孔中心距离石材边不大于250 mm; 同时石材在加工厂进行六面两道防水处理，并选用进口防护剂，且防护剂不能对石材造成污染。
3.2石材进场验收：石材运输到现场以后，按照设计要求分区码放，参建各方应根据事先封存的样板进行色差控制验收，颜色必须协调一致。然后进行规格尺寸验收，要求几何尺寸准确、边缘整齐、棱角不得损坏，无隐伤、风化、裂纹等缺陷。 最重要的是对进场石材背栓孔进行严格质量验收，对孔的位置、直径、孔深和扩孔质量进行验收。保证进场石材符合设计要求，从而确保施工质量。
4、背栓干挂石材施工工艺
4.1施工安装工艺流程
施工准备→预埋件位置复核→弹龙骨安装控制线→竖向龙骨连接件及竖龙骨安装→横向龙骨连接件及横向龙骨安装→挂件底座安装→石材背栓安装→石材挂件安装→石材吊挂安装→调整连接件→紧固调节螺栓及防滑螺栓→组织检查验收
4.2石材幕墙安装
4.2.1施工准备：根据现场实际情况搭设外架（本工程高架桥立面采用吊篮施工、站房立面采用双排脚手架），脚手架搭设必需经过荷载验算，满足规范要求，确保施工安全；施工前首先依据设计对结构施工提供的基准中心线和标高线以及预埋件进行复测，依据设计放出主次龙骨中心线。
4.2.2龙骨及挂件安装：本工程主龙骨立柱采用80*60*4方钢，横梁采用L50×5角钢，钢龙骨表面热镀锌处理；首先根据已放好的主龙骨位置控制线，结合实际将竖向龙骨栓接在横撑连接件上，初步固定后调整主龙骨在同一平面内，用靠尺调整垂直度进行永久固定。然后通过角码把次龙骨栓接固定在主龙骨上，最后将背栓挂件的专用支座固定在次龙骨上，并调整到水平方向贯通一致。
4.2.3背栓及铝合金挂件安装：现场制作背栓安装专用平台2m×2m，上铺普通方毯，把石材背部向上平放安装平台，把背栓胀管和背栓螺栓M8×40放入石材孔内，用专用套管顶住胀管敲击套管使背栓胀管锚入石材内，且必须胀管外口和石材切开平齐，背栓螺栓杆不能转动为止，然后垫上高强尼龙垫片，安装高强铝合金挂件，拧紧背栓螺母即可。
4.2.4背栓石材安装：将装好挂件的石材挂到横向龙骨的挂件上（设置好防滑垫片），首先通过控制横向龙骨的铝合金挂件进出调整石材表面平整度，然后通过调整挂件顶部的调节螺栓，使石材的上下两边水平、左右两边垂直，且与其他石材板块高低一致，板缝均匀一致。
4.2.5石材幕墙验收：石材定位固定完成后，通过轻轻敲打石材，检验各挂件受力是否均匀一致，各固定螺栓是否松动，自检合格，报监理工程师验收。本外墙工程经监理单位，建设单位和质检部门检查验收，施工质量达到设计及规范要求，受到业主及社会各界的一致好评。
5、结束语
背栓式干挂石材幕墙施工，是近几年迅速发展并逐渐推广的一种全新的施工工艺，在本工程中充分显现其施工方便、能减少劳动力的使用，大大缩短工期的优越特点，能很好的满足列车运行产生动荷载和带来的风荷载要求，填补传统旧工艺在安全性、抗震性、抗风性等方面的缺陷，可有效的预防石材饰面板脱落砸伤旅客的事故，同时提高石材幕墙的装饰质量和观感效果
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
不易污染等优点，深受越来越多建筑师和建设业主的青睐，在外墙石材工程中逐
渐被广泛应用并推广，本文结合西安北站站房外墙石材工程施工，简要阐述背栓
干挂石材幕墙结构原理、性能特点及施工工艺
【关键词】：背栓 干挂石材 施工工艺
1 工程概况及设计理念
西安北站为郑西铁路客运专线新建的铁路客运站，是国家“十一五”规划的铁路六大路网性客运中心之一；站房建筑面积33.6万平方米，外墙采用玻璃幕墙和石材幕墙，按《建筑幕墙》GB/T21086-2007及《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的要求，本工程为确保幕墙结构安全和抗风变形等各项指标合格，除了考虑自重、温差变形等主要荷载外，对幕墙受列车运行产生的震动荷载、风压荷载等效应也作了考虑，同时结合车站功能需要的便于维修、减少石材污染以及缩短工期的要求，外墙石材幕墙面板设计摒弃传统的片挂式，钢销式结构，石材幕墙安装采用开放式背栓结构。
2背栓干挂石材幕墙结构原理及性能特点
2.1背栓干挂石材结构原理
背栓石材幕墙属干挂施工，施工时在石材背面钻燕尾孔；是采用不锈钢背栓固定花岗岩面板，不锈钢背栓通过铝合金挂件与墙面骨架体系连接的结构形式。
本工程立柱与主体结构之间采用螺栓连接，通过三维调整消除主体结构施工误差的不利影响，根据实际情况，铝合金短横撑连接件与预埋件的连接采用了焊接，与立柱间采用不锈钢螺栓连接，安装方便，具有较大的调节范围，适应性较好；采用不锈钢背栓固定花岗岩面板，具有良好的耐腐蚀性能和较高的抗震性能；不锈钢背栓通过铝合金挂件与铝合金横梁插接，定位准确，安装方便，可有效保证花岗岩幕墙表面的平整度；通过不锈钢螺钉对花岗岩进行垂直微调，保证花岗岩面板的安装位置准确。
2.2背栓石材幕墙的性能特点
2.2.1安装简单、便于维修：所有石材背栓孔均为工厂加工，精度较高，现场安装只需将石材板块通过挂件挂在横向龙骨上即可，施工工期缩短；同时维修时由于板间缝隙8-10mm能满足挂件嵌入深度10mm,只需将损坏的石材稍抬高拆下即可更换，能长期保持幕墙的完好性。
2.2.2防水防潮、耐腐耐候：由于石材幕墙的板缝开放，虽然雨水可以达到石材的背面，但是所有石材在加工厂进行六面两道防水处理，且石材内外空气能流通畅通，可通过空气对流呼吸，使建筑外墙内的潮气能被流动的空气带走，从而避免产生冷凝水，保持建筑外墙干燥。同时在材料选择上，所有钢件均、钢制零部件均进行了与其功能和位置相宜的防护处理，连接件除具有一定的强度外，也具有足够的耐气候性。如：螺钉、垫圈等附件选用不锈钢件，所有连接角码也均采取表面镀锌防腐处理，所有的密封件为耐腐蚀的非金属材料，不同金属材料之间加设绝缘垫片，以防止电化腐蚀。
2.2.3适应温差、抗震抗风；由于背栓干挂石材为点式连接，能适应复杂气候情况下温差变形，同时由于背栓挂件连接可靠，且在风力和地震力的作用下允许产生适量的变位,以吸收部分风力和地震力,而不致出现裂纹和脱落。当风力和地震力消失后,石材也随结构而复位，抗震抗风性能较好 ，能很好的滿足列车通过时动荷载和风荷载的受力要求。
2.2.4外形美观、不易污染：由于幕墙的板缝开放，在观感视觉上层次分明，装配感和立体感较强，同时由于采用螺栓连接和顶丝调节，能使表面平整统一，线条流畅突出，观感装饰效果好，并且由于板缝和背栓不使用密封胶和结构胶施工，无胶油渗出腐蚀石材及吸附灰尘，减少石材面板的污染，使幕墙表面保持长期的清洁，外饰效果提高。
3背栓石材加工验收
3.1石材工厂加工制作：要求石材工厂加工弯曲强度满足规范要求，并出具产品合格证书，石材加工必须采用专用设备进行切割、磨边、开槽、钻孔等加工，不允许在工地进行加工。本工程采用25mm厚花岗岩，所有石材都是按照四个背栓设计,背栓孔中心距离石材边不大于250 mm; 同时石材在加工厂进行六面两道防水处理，并选用进口防护剂，且防护剂不能对石材造成污染。
3.2石材进场验收：石材运输到现场以后，按照设计要求分区码放，参建各方应根据事先封存的样板进行色差控制验收，颜色必须协调一致。然后进行规格尺寸验收，要求几何尺寸准确、边缘整齐、棱角不得损坏，无隐伤、风化、裂纹等缺陷。 最重要的是对进场石材背栓孔进行严格质量验收，对孔的位置、直径、孔深和扩孔质量进行验收。保证进场石材符合设计要求，从而确保施工质量。
4、背栓干挂石材施工工艺
4.1施工安装工艺流程
施工准备→预埋件位置复核→弹龙骨安装控制线→竖向龙骨连接件及竖龙骨安装→横向龙骨连接件及横向龙骨安装→挂件底座安装→石材背栓安装→石材挂件安装→石材吊挂安装→调整连接件→紧固调节螺栓及防滑螺栓→组织检查验收
4.2石材幕墙安装
4.2.1施工准备：根据现场实际情况搭设外架（本工程高架桥立面采用吊篮施工、站房立面采用双排脚手架），脚手架搭设必需经过荷载验算，满足规范要求，确保施工安全；施工前首先依据设计对结构施工提供的基准中心线和标高线以及预埋件进行复测，依据设计放出主次龙骨中心线。
4.2.2龙骨及挂件安装：本工程主龙骨立柱采用80*60*4方钢，横梁采用L50×5角钢，钢龙骨表面热镀锌处理；首先根据已放好的主龙骨位置控制线，结合实际将竖向龙骨栓接在横撑连接件上，初步固定后调整主龙骨在同一平面内，用靠尺调整垂直度进行永久固定。然后通过角码把次龙骨栓接固定在主龙骨上，最后将背栓挂件的专用支座固定在次龙骨上，并调整到水平方向贯通一致。
4.2.3背栓及铝合金挂件安装：现场制作背栓安装专用平台2m×2m，上铺普通方毯，把石材背部向上平放安装平台，把背栓胀管和背栓螺栓M8×40放入石材孔内，用专用套管顶住胀管敲击套管使背栓胀管锚入石材内，且必须胀管外口和石材切开平齐，背栓螺栓杆不能转动为止，然后垫上高强尼龙垫片，安装高强铝合金挂件，拧紧背栓螺母即可。
4.2.4背栓石材安装：将装好挂件的石材挂到横向龙骨的挂件上（设置好防滑垫片），首先通过控制横向龙骨的铝合金挂件进出调整石材表面平整度，然后通过调整挂件顶部的调节螺栓，使石材的上下两边水平、左右两边垂直，且与其他石材板块高低一致，板缝均匀一致。
4.2.5石材幕墙验收：石材定位固定完成后，通过轻轻敲打石材，检验各挂件受力是否均匀一致，各固定螺栓是否松动，自检合格，报监理工程师验收。本外墙工程经监理单位，建设单位和质检部门检查验收，施工质量达到设计及规范要求，受到业主及社会各界的一致好评。
5、结束语
背栓式干挂石材幕墙施工，是近几年迅速发展并逐渐推广的一种全新的施工工艺，在本工程中充分显现其施工方便、能减少劳动力的使用，大大缩短工期的优越特点，能很好的满足列车运行产生动荷载和带来的风荷载要求，填补传统旧工艺在安全性、抗震性、抗风性等方面的缺陷，可有效的预防石材饰面板脱落砸伤旅客的事故，同时提高石材幕墙的装饰质量和观感效果
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。