瓷板背栓干挂技术在工程中的应用

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(汕头大学 医学院 附属肿瘤医院，广东 汕头 515031)

引言

上海仁恒森兰置业有限公司开发建设的仁恒·森兰雅苑位于浦东新区外高桥区域，北靠德爱路，东至兰谷路，南临东煦路，西至张杨北路，是上海市与浦东新区下一轮发展中主要的高档生活居住区。仁恒·森兰雅苑作为别墅级社区，一期占地面积约100 000 m2，建筑面积约163 000 m2，由38幢4～7层的多层住宅和12～18层的高层住宅组成，将高端公寓与别墅两种精装产品形态进行结合。仁恒·森兰雅苑的建筑装饰立面变化大，线条、造型多，给施工带来了较大难度，其装饰效果如图1所示。

图1 仁恒·森兰雅苑装饰效果图

1 瓷板及背栓干挂的技术特点

1.1 瓷板的技术特点

瓷板是由天然材料瓷土配以无数微米级的石英晶粒焙烧而成，质地均匀致密，化学性能稳定，是一种具有很高的强度和硬度的多晶材料，其色彩、图案、光泽等可以人为地进行控制，具有很强的稳定性、耐候性和持久性。由于瓷板具有吸水率低、抗弯强度高、密度大、硬度高、耐腐蚀性及耐候性强、抗冻性好、色泽均匀丰富、无明显色差、不易褪色、不含放射性物质、自重轻(自重只有天然石材的1/3)等优点，是一种可持续发展的新型建筑装饰材料[1]。根据瓷板表面是否上釉，瓷板可分为毛面和釉面两种，除了具有优异的性能外，釉面瓷板还具有良好的自洁功能，使得其在建筑外装饰的应用中迎来了前所未有的发展机遇。

1.2 背栓干挂的技术特点

背栓干挂连接的构造特点是背栓通过铝合金挂件将瓷板与龙骨连接，水平荷载和竖向荷载通过背栓转化为集中荷载，由铝合金挂件通过龙骨传递给主体结构[2]，背栓干挂构造节点如图2所示。通常条件下，每块瓷板有4个背栓式挂件，每个挂件均匀承受瓷板质量，由于挂件与龙骨挂件间的接触面积大，因此强度高、稳定性好。瓷板间独立受力，独立安装，方便维修更换，具有更高的安全性能和安全储备。干挂瓷板背部连接可以减小瓷板面板的支承间距，减小瓷板承受的弯曲应力，减小瓷板的厚度。

图2 瓷板背栓干挂连接节点

背栓干挂适用于温差较大的地区及具有抗震要求的建筑结构，不会产生因相互连接而造成的不可确定性力的积累，避免因应力集中致使板材变形或破坏，提高长期荷载作用下的使用寿命。瓷板背栓干挂布点灵活，可根据需要在瓷板距边部一定距离的任何部位打孔布点，以满足细部结构要求。仁恒·森兰雅苑瓷板正是利用了瓷板可以进行任意切割加工和背栓布点灵活的特点，满足了建筑装饰立面线条、造型多的要求，呈现出一道靓丽的装饰风景线。

2 背栓干挂瓷板的设计

仁恒·森兰雅苑背栓干挂瓷板的竖向分格基本在1 000 mm高，大部分的板材厚度采用带筋厚度为15 mm玻化砖。考虑背筋等厚度为2 mm，结构计算时按有效厚度为13 mm进行考虑。在标高51.6 m以上，分格尺寸为1 000 mm×1 000 mm的部位，板材加厚1 mm，即厚度为2 mm+14 mm。

2.1 背栓干挂瓷板的结构

仁恒·森兰雅苑瓷板背栓干挂的支撑结构，横竖向均采用L50×50×4的热镀锌角钢，如图3所示；檐口及造型柱部位采用如图4所示钢桁架系统。通过铝合金挂件、M6不锈钢背栓连接瓷板，通过铝合金挂件与角码横梁连接于钢立柱上。

图3 背栓干挂瓷板节点

图4 背栓干挂瓷板造型柱子节点

2.2 背栓干挂瓷板的局部处理

瓷板属于硬度较高的脆性材料，为防止瓷板偶然性的碎裂，对檐口、阴阳角等重要的安全部位的瓷板，背面采用专用粘结剂将瓷板与耐碱玻璃纤维网格布紧密粘结，如图5所示。背衬网格布处理后，当瓷板在外力作用下撞击破碎后由网格布拉扯住，不会发生高空坠落事故。

图5 转角处理与连接节点

在压顶、吊顶等部位增加开槽形式挂件，并采用环氧树脂胶粘结剂填充；同样在背栓孔内填注环氧树脂胶，以最大限度地保证瓷板与挂件(背栓)连接成为一个整体，使对开孔部位板材强度的影响降为最低。由于采用背衬网格布，角铝的机械连接，开槽挂件与背栓、胶粘相结合锚固等有效措施，在受到意外强力冲击等特殊情况下，可以有效地保证瓷板的安全性。

2.3 瓷板加工与存放

瓷板加工前，对建筑物外观尺寸进行复测和排版图进行核对，按实测结果调整排版图。瓷板加工编号与排版图设计一致，满足流水施工作业要求，避免混乱。瓷板钻孔质量直接影响瓷板的受力性能，是一个非常关键的工序。钻孔直径的允许偏差为+0.3 mm，深度的允许偏差为±2.0 mm，孔位中心距板边尺寸不得小于2倍的板厚。当钻孔造成瓷板面开裂时，该片瓷板不得再使用。锚栓在瓷板背面安装后，以手感能转动为宜，以保证无应力。加工好的瓷板应按编号堆放在室内，当需要在室外堆放时，应采取防雨、防潮措施。

3 背栓干挂瓷板安装

背栓干挂瓷板幕墙的安装流程为：预埋件安装→基层处理→定位弹线→后埋件处理→转接件安装→竖向龙骨安装→防雷安装→横向龙骨安装→外保温、防火层施工→L形挂件安装→瓷板安装→打胶→清洁→验收。

3.1 瓷板骨架安装

根据埋件布置图对埋件进行清理，去除表面混凝土。根据设计排列，在结构面弹出水平线、垂直线，作为施工控制的依据。根据控制网进行后补埋件的安装，然后将竖向龙骨与转接件连接，并对立柱进行复核，调整立柱的垂直度、平整度后进行点焊固定，然后根据控制线对横梁进行复核，调整其水平度、平整度后点焊固定，最后进行钢骨架满焊。

瓷板幕墙应形成自身的防雷体系，并与主体结构的防雷体系可靠连通。标高30 m以上，每4层(12 m左右)设置1圈Φ12 mm的圆钢作为均压环，如图6所示。

图6 防雷布置图

女儿墙顶部、檐口处、挑檐处均应设置均压环，并将雨棚、悬挑金属构件与均压环可靠连接。图7所示为瓷板幕墙采用Φ12 mm圆钢将钢立柱与均压环相连。

图7 防雷节点

3.2 背栓干挂瓷板安装

根据控制网弹出每块瓷板的控制线和每个钢挂件的具体位置，按设计要求留置金属与瓷板、瓷板与瓷板结合处的缝隙，画出钢挂件在横梁螺栓孔的位置后进行钻孔。钢挂件通过螺栓与横梁连接，钢挂件应重点控制垂直、水平及进出位置。铝合金托板件与瓷板背面间的弹性橡胶垫通过背栓与瓷板连接紧密，角度应符合要求。保温、防火层需在挂板之前施工完成。瓷板通过铝合金托板件上面的螺栓来控制、调节拼缝的大小，钢挂件与铝合金托板件设置隔离垫片。施工中用靠尺检查并调整瓷板的垂直、水平及进出位置。如果不符合精度要求，可通过横龙骨上的钢挂件和瓷板铝合金托板件上面的螺栓调整。

3.3 瓷板饰面打胶、清洁、维护

瓷板饰面打胶不得在潮湿阴雨天进行，打胶前对瓷板周边进行净化处理，确保拼缝干燥；用美纹纸贴在瓷板四周，以防打胶时污染瓷板表面；在瓷板留缝中填充泡沫棒，用中性硅酮耐候密封胶填缝；然后剥去美纹纸，胶缝应均匀一致，平整光滑。瓷板的清洗材料不能对瓷板造成腐蚀或污染，并防止机械性划伤或损坏。瓷板正常使用时，每隔5年应对饰面瓷板、密封胶况等进行检查。若发现螺栓松动应及时拧紧；发现连接件锈蚀应进行除锈、补漆或更换；发现板材松动、破损时，应及时修补与更换。

4 结语

绿色、环保、节能、低碳已成为衡量现代建筑品质的一个重要指标。仁恒·森兰雅苑采用全新的人造板材、全新的背栓干挂技术，满足了建筑立面线条、造型多的装饰要求。瓷板作为一种可持续发展的新型建筑装饰材料，将会越来越受到重视，同时也使得建筑师在外墙装饰设计上有了更多的选择。仁恒·森兰雅苑背栓干挂瓷板工程目前已施工完毕并通过验收，其板面平整、牢固、拼缝竖直横平、阳角方正、缝宽均匀、颜色一致、转角整齐，完全达到了设计的预期效果，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 翟广生.浅谈背栓式瓷板幕墙工程的施工技术[J].建材与装饰：上旬，2009(10)：127-129.

[2] 刘长龙，姜仁.新型瓷板技术在幕墙及饰面工程中的应用[EB/OL].21世纪门窗幕墙网，(2006-11-01)[2014-01-04].news.ccd.com.cn/Htmls/2007/1/25/200712514361263937