摘要：建筑幕墙具有遮挡风雨、隔热、隔离噪音以及保温等作用，且有装饰建筑物的作用，是将建筑功能、建筑科技以及建筑艺术融为一体的重要体现。以石材设计建筑幕墙，可以发挥出石材的美观、天然以及持久性特点，增加建筑古朴天然的特色，营造出宏伟的艺术效果，并给人一种舒适、自然的感受。故此，石材在幕墙的设计中应用较为广泛。
关键词：石材幕墙；设计；分类
前言：石材幕墙施工涉及到施工设计、施工材料的选择、施工技术以及施工流程等众多项目，要保证石材幕墙的施工质量，需要保证各项目协调统一。石材幕墙的设计工作是施工的前提，也是保证施工质量的关键环节。基于此，本文分析幕墙石材分类，而后分析石材幕墙的设计方式。
1幕墙石材分类
按照天然石材的地质组成以及形成条件，可以将幕墙使用的石材分为三类：第一，变质岩。变质岩是指其他岩石经过高压和高温作用而形成的结晶或是重新结晶而形成的石材，这样的石材主要有板岩和大理石等，且广泛应用在建筑幕墙施工中。第二，沉积岩。沉积岩是指各类岩石经过风华，在重力、风沙、冰以及水等因素的影响下，再次出现胶结、沉积而重新形成的石材，常用的石沉积岩石材有页岩、砂岩以及石灰岩等。第三，岩浆岩。岩浆岩也被称作火山岩，是地球内部的岩浆受到自然条件影响上升到或是喷出地表，进而受到冷凝形成岩石，此类岩石主要有浮石、玄武岩以及花岗岩等[1]。在石材幕墙的设计、施工中，主要是根据施工成本以及幕墙的性能要求等因素来选择石材，进而在保证石材幕墙美观性的同时，保证幕墙质量和性能。
2石材幕墙设计
石材幕墙设计中，通常是根据石材的颜色、尺寸以及其材质等，来设计石材幕墙的立体图和节点的详细图；而后依据石材的单块尺寸、质量以及幕墙的抗风要求、抗震要求等，合理计算出力学数据，在此基础上确定石材干挂方式，确定石材的预埋件、龙骨以及连接件的适应数量、尺寸等数据。此外，还需要对石材幕墙进行防水处理，避免雨水进入石材内部对幕墙造成不良影响。
2.1选择石材
在选择石材幕墙的材料时，需要考虑到石材幕墙的样式、颜色等，将石材本身的颜色、纹理以及表面特点等作为重点；同时，需要考虑到石材幕墙承受的载荷，进而在选择石材时保证材料的性能符合幕墙施工质量需求。石材是一种天然的幕墙施工材料，受到各地气候等自然因素差异性的影响，石材的质量有所不同，需要结合实际情况进行试验，掌握石材的性能指标，从而保证石材选择的合理性和科学性[2]。
2.2选择石材的干挂方式以及计算力学
石材幕墙常用的干挂方式为短槽式、小单元式、通槽式以及钢销式等，具体干挂形式需要根据幕墙施工造价以及性能需求等因素进行选择。按照石材干挂方式来计算石材板块的受力以及模型，而后以石材幕墙承受的载荷来确定连接件、挂件、龙骨和预埋件的数量、尺寸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在计算的过程中，要考虑石材本身的重量、使用过程中需要承受的风载荷以及遇到地震时需要承受的载荷，同时按照载荷作用于石材幕墙的方式来进行综合性组合。计算石材受力主要有挂板板块本身的抗弯例、挂件销钉与挂板相连位置的抗剪力。此外，通过对石材进行物理性能试验来确定其受力性能，，主要包括试验石材的压缩性能、弯曲性能体积每季度以及吸水性等常规指标。只有结合建筑的实际情况来合理选择选择石材干挂方式，并计算其受力情况，才能保证石材幕墙的施工质量和性能，进而提高建筑石材幕墙的使用性能[3]。
2.3干挂石材的设计
石材幕墙的干挂体系通常是施工单位独立完成其设计，而受到干挂特点的影响，干挂设计影响幕墙的安全性。首先，设计中重视干挂石材传递的力。目前板材的最大应力可以通过有元程序计算或是简化应力计算方法而得出结果。值得注意的是，一些特殊的石材，由于其纹理特点而导致其在板材的高度以及长度方向具有明显的强度差异，需要从分别计算两个方向的强度。此外，在计算石材从某一个点达到特定方向的最大应力时，需要计算这个点在垂直方向上的应力。其次，计算石材的答应应力。根据石材进行的物理试验可以得出其强度数据。花岗岩以及石灰石等常用于干挂石材的材料，根据石材幕墙的施工经验以及其独特的性能，各类石材在计算力学时期安全系数有所不同。在美国的石材工业协会，对不同的石材都经过试验和幕墙施工实践经验推荐其安全使用系数。例如：以石灰石作为幕墙的材料，美国推荐的石灰石安全系数为8[4]。而石材的答应应力是石材的压缩强度系数以及其弯曲强度系数除以对应的安全设计系数得出。
2.4石材幕墙的防水设计
石材幕墙作为建筑的外部装饰，也是提高建筑防水性能的重要设计，合理的石材幕墙设计可防止雨水大量进入建筑的内部。石材幕墙之间的板块自由伸缩性能并且满足建筑抗震需求，干挂石材在设计时需要留有一定的缝隙，其缝隙的宽度一般在8毫米至12毫米。这些缝隙在发挥作用的同时，也不可避免的成为渗透雨水的重要途径。目前，对石材幕墙板缝进行科学的处理，实现防水功能的主要措施有两种：第一，实施填缝处理。使用具有弹性性能的防水材料来填缝，对缝隙进行密封，从面层结构开始防止雨水的渗透。第二，对缝隙进行敞开式处理。简单来说，是允许雨水从缝隙进入石材幕墙的内部，但在石材幕墙的内部结构上采取防水处理，实现防水层后移，进而实现对石材缝隙的敞开式处理，达到内容防水的目的。
总结
石材幕墙的设计工作既要保证建筑的美观性，又要保证石材幕墙与施工现场的实际情况温和。设计的石材幕墙需要全面、具体、且真实的反映出幕墙施工的整体工程情况；同时，设计要满足石材幕墙的施工、安装等技术要求，进而从技术角度确保石材幕墙的施工质量。总之，只有全面了解石材幕墙、了解其相关规范等，才能设计出高质量的石材幕墙。
参考文献：
[1]姜清海.一种特殊造型的干挂石材幕墙设计探讨[J].江西建材，2016(19):24-25+27.
[2]谢汉华.建筑石材幕墙的设计及工艺技术探讨[J].技术与市场，2015，22(06):118-119.
[3]殷兵利，张瑜，董彪.超大玻璃板块和镂空石材幕墙的设计——以北京市电力科技馆为例[J].门窗，2015(04):113-115+119.
[4]陈恩莉，董彪.石材幕墙的设计——合理设计节约资源[J].四川建材，2014，40(04):71-74.
论文作者:成伟健
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/30
标签：石材论文; 幕墙论文; 性能论文; 建筑论文; 应力论文; 缝隙论文; 载荷论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;