SE小单元式石材幕墙干挂件的技术应用

改革开放20多年以来，全国各地的城市建设发展的进度日渐加快，各种建筑方式及相关的建筑材料，装饰材料纷纷进入市场，使城市的面貌发生了日新月异的变化。建筑幕墙已成为建筑物的必然，且我国的幕墙已成为世界上第一生产大国和使用大国，而石材幕墙的采用已占据了相当大的比例，其华贵典雅的外表确实为装点城市面孔增添了不少的光彩。

在众多的石材幕墙金属材料中，挂件是一个不怎么起眼，却起着重要作用的辅助配件，如今市场中的挂件样式繁多，工法各异，但SE的幕墙挂件却一直没有在市场中流通，只限于在个别设计师的图纸中，而更多的幕墙设计师，施工单位无从认识，在遇到用此件施工的设计要求时，无据可依，无样可参，无法掌握其真正的技术特征，无法应用其技术性能，为施工带来了诸多的不便。

本文就SE石材幕墙挂件作一阐述，以便于让更多的业内人士对此件的了解和认识。

SE又称小单元式，有三部分组合，一是主体，二是S型，三是E型。

一、SE石材幕墙挂件的由来

我国自20世纪90年代中期开始从事石材干挂件研发以来，吸取了国内外先进技术，凭借自身知识产权生产出新型专利产品，如北京爱乐贴有限公司，利用现代制造技术将产品成本控制到了可以接受的水平，构造技术得到了完善，使其具有了轻质、高强、平整度高等性能，完全能满足现代石材幕墙的要求。现已被诸多大型石材幕墙工程采用。

二、石材幕墙挂件的背景技术

现有石材幕墙挂件是平板。平板的一端设有垂直向上或向下的插板，使用时将这种挂件固定在墙体的次龙骨上，插板端向外排列好。石材装饰板上、下两边分别设置与上、下挂件的插板相配合的槽。现场通过挂件插板插入石材槽内，槽和插板之间用胶粘接，将石材固定在挂件上。

这种挂件的缺陷：一是石材同挂件只能现场连接，不仅操作不便、效率低，而且只能使用快干胶粘接，粘接强度低；二是幕墙安装后石材不可拆卸，不利于维修和保养。

三、石材幕墙的要求及SE挂件的基本性能

2001年6月由建设部批准实施的国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001），其中首次就石材幕墙挂件（针销式除外）有了明确的定义和技术规范。对通槽式、短槽式等设计、制作，以及对铝合金、不锈钢等材料做了详尽的要求，结束了石材幕墙长期无标准、无规范的历史，为铝合金材料在幕墙领域中应用予以了证明。

1．荷载计算：

以上海某工程石材板幕墙单体单板式强度设计计算为例。

1.1 风荷载计算

1.1.1 风荷载标准值:W_k = β_D×μ_S×μ_Z×W₀=2502.10N/㎡

按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）安全设计风荷载采用50年一遇阵风风速相应风压值计算。

1.1.1.1 基本风压 W₀=550N/㎡

按GB50009-2001采用50年平均最大风压

1.1.1.2 瞬时阵风风压系数:βgz =k(1+2μf)=1.4603

对A、B、C、D类地面粗糙度系数k，分别为 0.92、0.89、0.85、0.80。

高度变化系数:μ_f =0.5×35(1.8×(α-0.16))×(A/10)-α

对A、B、C、D类地面粗糙度指数α，分别为 0.12、0.16、0.22、0.30。

按GB50009-2001规定

1.1.1.3 风压高度变化系数μ_Z:

A=(幕墙高)100m，地区类=A类地区

μ_Z(A)=1.379(A/10)0.24 μ_Z(B)=(A/10)0.32

μ_Z(C)=0.616(A/10)0.44 μ_Z(D)=0.318(A/10)0.60

μ_Z = 2.3964

1.1.1.4 风荷载体型系数:μ_S =1.3

垂直幕墙外表面按GB50009-2001

1.1.2 风荷载设计值：W=1.4×Wk=3502.94N/㎡

2．强度计算

SE小单元式干挂件示意图

2.1 石材板分格宽Lx(mm)=600

2.2 石材板分格高Ly(mm)=1200

2.3 石材板厚t(mm)=30

2.4 风、地震作用设计值q(N/㎡)=3596.54

2.6 总弯矩M(N.mm)=127792.35

2.7 抗弯强度设计值σ(N/mm²)=0.57

σ<=3.2(N/mm²) 强度满足。

2.8 SE件剪力设计值τp=3.0(N/ mm²)

2.8.1 SE件截面面积Ap(mm²)=269

2.8.2 SE件连接方式: 两侧连接

2.8.3 选择SE件抗剪强度设计值f_s(N / mm²) = 49.6

2.8.4 选择SE件应力调整系数β= 1.25

2.8.5 τp=q×a×b×β/（2×n×Ap）或q×(2b-a)×a×β/(4×n×Ap)= 3.0

2.9 τ_p ≤ f_s

SE件抗剪满足要求。

3．SE挂件其材质为：

6063-T5（LD31-RCS），铝合金GB5237-2000规范，其强度为540—560Mpa,材质体积轻便，具有耐腐蚀，耐高温，抗老化等特点，并能通过静力计算得到精确的承载能力，从而控制了破坏状态。

4．SE挂件的基本性能：

定位切槽，保证整个幕墙的垂直度的平整。该件为组合式挂件，其强度大，牢固性强，提高了抗震性能。以角钢作为次龙骨，可增加其承载荷重，同时可满足板材尺寸加大的要求。此件上下面块板的连接件相互间无联系，因此上，下板与板之间没有联系，不会产生相应连接造成的不可确定性应力集中，受力简洁明确，在正常使用状态下能充分利用板材扩弯强度，当主体结构产生较大位移 或温差较大时，不会在板材内部附加应力，因而特别适用于高层建筑和抗震建筑幕墙，是真正意义上可拆装，可移动的石材幕墙。

5．SE石材幕墙挂件

其主件右侧为平板，左侧设一个或两个开口向上的纵向主槽，副件右侧为开口向下的纵向副槽，左侧为开口向上或向下的纵向嵌板槽，使用时将不同副件的嵌板槽左壁分别插入石材装饰板下边和上边槽内，使用石材干挂胶粘接成拼装单元，将主件分层固定在幕墙次龙骨上，将拼装单元上下两边副件的副槽右壁分别插入上下层主件的主槽内，就可形成可拆卸的石材幕墙，这种挂件允许采用工业方式生产拼装单元，简化了石材幕墙的安装方式，提高了安装质量，石材和副件可采用干挂胶粘接，提高了粘接强度和可靠性，幕墙上的石材拼装成单元式，可以拆卸，方便了幕墙的保养和维修。

四、SE挂件的主要特点

1．拆装方便，为维修保养提供了便利。

2．可左右移动，为拼装创造了发展空间，直接区分了石材幕墙与干挂石材长期被混淆的概念。

3．由角钢作为次龙骨，为增加板材厚度和宽度所造成的荷载加大提供了保障，提高了安全系数。

4．石材板与板之间没有联系，确立了完全的独立承载，不会产生相互连接造成了不可确定性应力集中和应力积累。

5．安装特点属于小单元式，也就是在工厂加工程度最高的一种石材幕墙，将石材面板和挂件中的SE在工厂加工好，形成单元组合件，运往工地直接固定在主体结构的主体挂件上，为了不使挂件组合连接处生产硬性接触，在主体挂件处镶嵌胶条。通过拼装最终完成整幅幕墙，单元式石材幕墙最大的特点是工程工期短，同时由于在工厂组装，可以用各种构图来组合，拼装成单元组件，这就为了建筑师们发挥想象力提供了广阔的空间。

6．因为SE挂件与石材面板开槽结合点，完全可以采用石材干挂胶，其强度大大高于大力士胶好多倍，同时也符合行业标准《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》（JC887-2001）的规范要求。改变了长期以来在石材幕墙的施工过程中错误采用大力士胶替代石材干挂胶的一种做法。

7．安装步骤

使用新型SE石材幕墙挂件克服了现有技术的上述缺陷。这种挂件建造石材幕墙，现场中不需要进行石材和挂件之间的连接。

本挂件解决现有问题的技术方案是：SE石材幕墙挂件包括主件和副件，所述主件右侧为平板，左侧为开口向上的纵向主槽，所述主槽的右壁同所述平板连接成一体，所述副件右侧为开口向下的纵向副槽，左侧为纵向嵌板槽，所述嵌板槽采用所述副槽左壁为其右壁，其左壁为竖向插板，所述副件同主件滑动配合，其实现方式为所述副槽的右壁插在所述主槽内，所述主槽的左壁插所述副槽内。

所述副件嵌板槽开口可以向上，也可以向下。

所述主件的主槽可以是一个，也可以是两个。当所述主件的主槽为两个时，两主槽应上下排列，两主槽的右壁连为一体，所述副件有两个，其中一个的嵌板槽开口向上（称为S型副件），通过位于上面的主槽与主件配合，另一个的嵌板槽开口向下（成为E型副件），通过位于下面的主槽通过主件配合。

8．SE挂件的有益效果

由于设置了相互滑动配合的主件和副件，将石材同上下两边连接上相应的副件，形成拼装单元，将拼装单元上的副件和龙骨上的主件插接在一起，就可以将石材安装在一起，形成石材幕墙，简化了安装方式，提高了安装质量和安装速度：石材拼装单元的制造可以在工厂中通过工业方式生产，提高了生产效率；石材装饰板和副件之间可以使用固化时间较长的石材干挂胶粘接，提高了粘接强度和可靠性；通过主件和副件的滑动配合方式，实现了石材拼装单元可左右移动和可拆卸，方便了幕墙的保养和维修。

9．SE挂件的使用方法

在矩形石材装饰板（如大理石石材）的上下两边开槽，将S型副件上的竖向插板插入石材下边的槽中，E型副件上的竖向插板插入石材上边的槽中，石材槽口一侧的板壁也同时插入相应副件嵌板中，石材和副件接触面之间使用石材干挂胶粘接，形成上、下两边分别设有S型副件和E型副件的石材拼装单元，幕墙龙骨上设置角钢0，用做安装石材的次龙骨，将若干主件通过马车螺栓固定在角钢上，形成上下分层设置的若干层主件，其中最上层和最下层的主件为设置一个主槽的主件，中间各层的主件均设有两个主槽，将石材单元的上，下两边的副件上的副槽右壁插入各自相应的主件的主槽，就可以将石材拼装单元安装到主件上，形成石材幕墙。

10．石材干挂件的性能VS经济

比较项目

插销式挂件

T型挂件

背栓式挂件

SE小单元式挂件

备 注

石材板可拆换性

相邻板材用插销连接，可拆装性较差

相邻板材用一个挂件，可拆装性较差

相邻板材独立支撑，拆装容易

相邻板材独立支撑，拆装容易

SE小单元式适用于高层装饰安装

安装质量

根据板材的加工精度，相邻板材调整精度较差

根据板材的加工精度，随层变形的能力较小

相邻板材平整度较差

定位切槽，相邻板材平整度较好

抗震性能

较差

较差

较好

较好

石板抗风强度

低层较好

低层较好

高、低层较好

高、低层较好

挂件强度

较差

较差

较好

较好

SE型属铝矽镁挤压成型

经济性

最小

最小

较大

较小

目前，诸多的石材幕墙其实都属于干挂石材，非真正意义上的石材幕墙，其工法各异，有针销式（传统工法已被淘汰）、缝挂式、背挂式和背栓式等，技术特征各有千秋，为石材干挂的发展和石材幕墙的逐步奠定了基础，提供了可参考的依据。而真正意义上的石材幕墙应该是可移动的，可拆装式的，这只能依靠SE型的工法和挂件才能使干挂的石材移动起来，真正展现其“幕”墙的作用和意义。

随着科学技术的高速发展和国民经济的不断增长所带来的需求，建筑幕墙行业得到迅猛的发展，建筑幕墙技术飞速进步，各种新型的建筑幕墙层出不穷。作为外围护结构的幕墙，虽然不承受主体结构的荷重，但由于处在建筑物的外表面，除承受本身自重外，还要承受风载荷、地震作用和温差变化作的影响，而其材料是保证幕墙质量和安全的物质基础，应保证符合国家和行业标准的要求和规范。所以，开展各种高性能的环保化、安全化、节能化、智能化的幕墙技术研发，增进建筑幕墙行业的科学技术水平，为提高人们的生活质量，推动社会进步，为促进行业整体规范和可持续发展，具有巨大的意义。