干挂石材幕墙设计说明.docx
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干挂石材幕墙设计说明
幕墙工程设计方案总体说明
一、工程概况
1．建筑特点
1.1工程名称：
****D地块10、11#楼外墙幕墙工程
1.2建设地点：
*****
1.3结构类型：
剪力墙结构
1.4工程总包：
**建设集团有限公司
2．工程范围：
2.1石材幕墙：
厚度为25mm。
2.2铝板幕墙:
厚度为2.5mm。
二、设计依据及采用规范
（一）设计依据
1．基本风压值：
W=0.65KN/m2。
2．地震设防：
7度。
3．地区粗糙度：
B类。
4．招标单位提供的图纸。
（二）设计依据及采用规范
1．幕墙设计规范
（1）《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
（2）《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
（3）《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94
（4）《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94
（5）《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94
（6）《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94
（7）《予埋件设计规范》GB50009-2001
（8）《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85
（9）《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370
（10）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
（11）《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》JGJ82-91
2．建筑设计规范
（1）《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006
（3）《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95
（4）《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
（5）《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
（6）《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
（7）《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010
（8）《建筑装饰工程施工及质量验收规范》GB50210-2001
（9）《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001、J139-2001
3.胶类规范
（1）《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-2003
（2）《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005
（3）《聚硫建筑密封胶》JC483-2006
（4）《中空玻璃用弹性密封剂》JC/T486-2001
（5）《石材幕墙接缝用密封胶》JC/T883-2001
（6）《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001
4．钢材规范
（1）《钢结构设计规范》GBJ50017-2003
（2）《碳素结构钢》GB/T700-2006
（3）《优质碳素结构钢技术条件》GB699-88
3、设计说明
（一）分格设计
本工程建筑幕墙的分格设计，基本按照设计师原分格进行设计，以保证整个建筑的整体风格不变。
我公司在立面分格设计上遵照设计师的原设计分格的同时也考虑了如下因素：
1．满足建筑设计效果要求。
2．考虑面材利用率及加工安装工艺性，尽量做到经济合理。
3．结构安全，采光合理。
4．考虑与室内装修窗口和天花板接口。
5．各个立面横向胶缝对齐。
（二）幕墙结构设计说明
设计思想：
充分体现建筑风格、结构合理、功能完善、安全可靠、好的幕墙性价比，幕墙设计坚持服务于业主、服务于社会的宗旨，以“科技”、“环保”、“节能”的设计理念，为用户和社会创造一个舒适的、现代的、高质量的生活和办公环境是我们进行幕墙设计总的构思。
我们所提供的投标文件在充分理解建筑师意图和建筑结构布置的基础上提出我们的方案设计、施工工艺和施工措施，以保证建筑师的意图完美实现。
以下是我们就本工程各种结构形式幕墙的简要说明。
石材幕墙系统
石材采用不锈钢挂件，龙骨采用8#*5热镀锌槽钢和L50*4热镀锌角钢，面材为25mm厚花岗岩石材。
此幕墙系统具有以下优点：
1.立柱与主体结构之间采用焊接连接，通过三维调整消除主体结构施工误差的不利影响；
2.本系统采用热镀锌槽钢为立柱，采用热镀锌角钢作为横梁，不仅惯性矩大，抗变形能力强，而且采购方便、成本较低，施工也很方便；
3.横梁与立柱间一端通过焊接连接，不仅具有较强的传力能力和抗扭转能力，更具有较大的调节范围，适应性较好；
4.“T”型不锈钢挂件具有前后调节的长圆孔，可有效地保证花岗岩幕墙表面的平整度；
5.花岗岩与“T”型不锈钢挂件通过改性环氧胶粘剂可靠地粘接，此胶固化速度快（初凝30min），固化后具有一定弹性；
6.本系统采用石材用建筑密封胶进行有效的密封，具有较高的密封性能；
4、幕墙及建筑外窗性能设计指标及保证措施
（一）抗风压性能
风压变形系指建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下，保持正常性能不发生任何损坏的能力。
建筑幕墙性能分级值（Kpa）
分级代号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
分级指标值P3（kPa）
1.0≤P3＜1.5
1.5≤P3＜2.0
2.0≤P3＜2.5
2.5≤P3＜3.0
3.0≤P3＜3.5
3.5≤P3＜4.0
4.0≤P3＜4.5
4.5≤P3＜5.0
P3≥5.0
注：
1）9级时需同时标注P3的测试值，如：
属9级（5.5KPa）；
2）分级指标值P3为正、负风压测试值绝对值的较小值。
为了确保幕墙的抗风压性能，并满足该工程地域的要求，本工程按照《玻璃幕墙工程技术规范》及《建筑结构荷载规范》对风荷载标准值进行了计算。
我们在计算时，风荷载按50年一遇设计，以确保荷载满足工程设计要求。
同时，在具体计算时，我们对幕墙所使用的型材龙骨进行验算，并使其满足相对挠度（≤L/180的要求。
另外，我们还对所有幕墙中的其它受力构件进行了详细分析和计算（详见计算书），以保证本工程幕墙在阵风袭击下不受损坏，保证安全。
本工程幕墙抗风压性能为3级。
（二）水密性能
水密性能分级值（Pa）
分级代号
1
2
3
4
5
分级指标值
固定部分
500≤ΔP＜700
700≤ΔP＜1000
1000≤ΔP＜1500
1500≤ΔP＜2000
ΔP≥2000
ΔP（Pa）
可开启部分
250≤ΔP＜350
350≤ΔP＜500
500≤ΔP＜700
700≤ΔP＜1000
ΔP≥1000
注：
5级时需同时标注固定部分和开启部分ΔP的测试值。
水密性能达3级。
（三）气密性能
气密性能分级值（M3/m.h）
建筑幕墙开启部分气密性能分级表
分级代号
1
2
3
4
分级指标值qL（m3/m*h）
4.0≥qL＞2.5
2.5≥qL＞1.5
1.5≥qL＞0.5
qL≤0.5
建筑幕墙整体气密性能分级表
分级代号
1
2
3
4
分级指标值qL（m3/m*h）
4.0≥qA＞2.0
2.0≥qA＞1.2
1.2≥qA＞0.5
qA≤0.5
气密性能达3级。
（四）平面内变形性能
建筑幕墙平面内变形性能分级表
分级代号
1
2
3
4
5
分级指标值γ
γ＜1/300
1/300≤γ＜1/200
1/200≤γ＜1/150
1/150≤γ＜1/100
γ≥1/100
注：
表中分级指标为建筑幕墙层间位移角。
在地震和大风作用下，建筑物各层之间产生相对位移时，幕墙构件就会产生水平方向的强制位移。
由于在验算材料强度时，已按标准取用风荷载和地震力的组合效应，在地震和大风作用下，建筑物各层之间产生相对位移时，幕墙构件就会产生水平方向的强制位移。
由于在验算材料强度时，已按标准取用风载和地震力的组合效应，另外本工程幕墙板块为浮动式连接，并且与主体实现了弹性连接，在地震或大风作用下，产生强制水平位移时，板块之间相互独立，不会造成板块间的挤压破损。
平面内变形性能为3级。
（五）耐撞击性能
耐冲击性能表示幕墙对冰雹、大风时飞来物、飞鸟等撞击的能力。
建筑幕墙耐撞击性能分级表
分级指标
1
2
3
4
室内侧
撞击能量E（N·m）
700
900
＞900
——
降落高度H（mm）
1500
2000
＞2000
——
室外侧
撞击能量E（N·m）
300
500
800
＞800
降落高度H（mm）
700
1100
1800
＞1800
注：
1性能标注时应按：
室内侧定级值/室外侧定级值。
例如：
2/3为室内2级，室外3级。
2当室内侧定级值为3级时标注撞击能量实际测试值，当室外侧定级值为4时标注撞击能量实际测试值。
例如：
1200/1900室内1200N·m，室外1900N·m。
本工程玻璃采用钢化中空玻璃，有较好的耐冲击性能，石材也具有良好的耐冲击性能，耐冲击性能2级。
（六）空气隔声性能
隔声性能是指通过空气传到幕墙外表面的噪声，经幕墙反射、吸收及其它能量转化后的减少量。
建筑幕墙空气声隔声性能分级表
分级代号
1
2
3
4
5
分级指标值（dB）
25≤RW＜30
30≤RW＜35
35≤RW＜40
40≤RW＜45
RW≥45
注：
5级时需同时标注RW的测试值。
本工程采用了中空玻璃，隔声性能优异，因而隔音性能良好。
幕墙隔声性能达到2级。
（七）防火性能说明
1．幕墙作为建筑物的外围护结构，是建筑重要组成部分，因此防火设计是非常重要的。
2．防火性能设计和防火等级大小，是衡量幕墙功能优良与否的一个重要指标。
根据《建筑设计防火规范》中规定:
窗间墙的填充材料采用非燃烧材料,如其墙面采用耐火极限不低于1ｈ的非燃烧材料时,其墙内填充材料可采用难燃烧材料。
①幕墙装饰材料全部是难燃或非燃烧体。
②幕墙与主体结构的连接件和预埋件外露部分均设在防火保护区内。
3．采用以上措施，耐火极限能够满足本工程的要求，为消防工作争取了时间，有效地保障人员和财产的安全。
4．本工程防火极限可达到2小时。
（八）防雷设计
幕墙形成了自身的防雷体系，并与主体结构可靠接地，共同形成防雷体系。
按照《建筑防雷设计规范》（GB50057）要求，建筑物防雷设计，不仅考虑顶层雷击，还要考虑侧向雷击。
由于本工程大面积使用铝材、石材、玻璃的重要防雷建筑。
合理的防雷措施将使外饰面免受雷击，达到安全使用功能。
我公司幕墙设计中，铝板、石材幕墙采用镀锌扁铁将横框与均压环相连，接Ⅱ类防雷设计，形成不大于10×10米防侧雷网络，接地电阻小于5欧姆。
保证建筑的安全，防止雷电损害。
（九）耐腐蚀性设计
在材料选择上，钢件进行了热浸镀锌处理，所用的连接件除具有一定的强度外，所有钢制零部件均进行了与其功能和位置相宜的防护处理，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。
（十）幕墙防静电设计
幕墙静电吸尘问题，经过我公司多年的研究与实践，已经在许多幕墙工程上取得了显著效果。
因为幕墙表面屯积电荷，是因为没有一个良好的电荷输出通道，只要建立一个良好的电荷流通渠道，这个问题就迎刃而解了。
在工程中我们通过面材、副框或托板、横竖龙骨直接接接以及竖龙骨与防雷系统实现可靠接地，从而从幕墙结构上，形成了可靠接地通路。
这样幕墙表面有电荷产生时，电荷就会沿着通畅的接地通路导入地下，幕墙表面就不会造成电荷屯积，避免了幕墙的静电吸尘问题。
为了减小通路电阻，竖龙骨与防雷系统中的钢带相连时做特殊处理，竖龙骨的接触处去掉氧化膜，钢带与龙骨的接触表面则进行镀锡，这样，可有效地保证接触处电阻更小。
五、材料选用说明
1、石材
1.1据建筑图纸分格和计算的要求：
选用25mm花岗岩，品种及颜色待建筑师和业主确定样品以后再定。
1.2技术参数：
1.2.1花岗石物理力学性能
物理力学指标
密度（g/cmª）
抗压强度（Mpa）
抗弯强度（Mpa）
抗剪强度（Mpa）
花岗石
2.5~2.7
117.72~245.25
8.34~14.72
12.75~18.64
1.2.2天然花岗石板材的尺寸允许偏差
分类
细面和镜面板材
粗面板材
等级
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
长、宽度（mm）
0
-1.0
0
-1.0
0
-1.5
厚度
≤12
0.5
±1.0
+1.0
-2.0
＞12
±1.0
1.5
+2.0
-2.0
+1.0
-2.0
±2.0
+2.0
-3.0
1.2.3天然花岗石板材平面度允许极限公差
板材长度范围（mm）
细面和镜面板材（mm）
粗面板材（mm）
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
≤400
0.20
0.35
0.50
0.60
0.80
1.00
＞400
＜800
0.50
0.65
0.80
1.20
1.50
1.80
800
0.70
0.85
1.00
1.50
1.80
2.00
1.2.4天然花岗石板材的角度允许极限公差
板材长度范围（mm）
细面和镜面板材（mm）
优等品
一等品
合格品
≤400
0.30
0.50
0.80
＞400，
0.40
0.60
1.00
1.2.5天然花岗石板材正面外观缺陷规定
名称
规定内容
优等品
一等品
合格品
缺棱
长度不超过100mm宽度不超过1.2mm（长度小于5mm宽度小于1.0mm不计），周边每米长允许个数（个）
不允许
1
2
缺角
沿板长边长，长度3mm宽度≤3mm（长度于小2mm宽度≤2的不计）每块板允许个数（个）
裂纹
长度不超过两端顺延至板边总长度的1/10（长度小于20mm不计），每块板允许条数（条）
色斑
面积不超过15mm×30mm（面积小于1mmX1mm不计），每块板允许个数（个）
色线
长度不超过两端顺延至板边总长度的1/10（长度小于40mm不计），每块板允许条数（条）
2
3
1.3我司所选用的石材的质量等级均为优等品。
2、铝单板
本项目外墙用铝板采用3.0mm厚单层铝板,基材材质为3003-H24（表面经喷漆固化处理后，状态为H44）；内封修用铝板采用2mm厚单层铝板，基材材质为3003-H24（表面经喷漆固化处理后，状态为H44）。
单层铝板的化学成分符合GB/T3190。
铝板可视表面氟碳喷涂，三涂处理，涂膜平均厚度≥40μm，氟碳涂漆材料为KYNAR500，其聚偏二氟乙烯含量≥70%（树脂重量比）。
颜色待建筑师和业主确定样品之后再定。
2.1基材板外观质量
铝单板用板基质量应符合YS/T429.1相应牌号的规定。
2.2铝单板基材的力学性能应符合下表，1060、1050、1100、3003、5005牌号不检测规定非比例伸长应力。
牌号
状态
伸长度
抗拉强度
σb，MPa
规定非比例伸长应力
σp0.2，Mpa
伸长率（50mm
定标距）δ，%
不小于
1060
H14
H24
1.5~2.0
85
65
8
＞2.0~4.0
85~120
10
1050
H14
H24
1.5~2.0
95
75
6
＞2.0~4.0
95~125
8
1100
H14
H24
1.5~2.0
110
95
5
＞2.0~4.0
110~145
160
8A06
H14
H24
1.5~2.0
100
—
6
＞2.0~4.0
100~145
8
3003
O
1.5~4.0
95~130
35
25
H14
H24
1.5~2.0
140
115
5
＞2.0~4.0
120~170
8
3004
O
1.5~4.0
150~200
60
18
5005
O
1.5~4.0
105~145
35
21
H14
H24
1.5~2.0
140
115
5
＞2.0~4.0
120~180
6
5052
O
1.5~4.0
170~215
65
19
2.3喷涂前的预处理
铝单板基材喷涂前，其表面应进行预处理，以提高涂层与基体的附着力。
化学转化膜应有一定的厚度。
当采用铬化处理时，铬化转化膜的厚度应控制在200~1300mg/㎡范围内（用重量法测定）。
2.4铝板尺寸偏差应符合下表要求：
项目
尺寸范围
允许偏差mm
长度、宽度，mm
≤2000
±1.0
＞2000
±1.5
折边高度，mm
—
±0.5
对角线差，mm
铝单板长度≤2000
±1.5
铝单板长度＞2000
±2.0
折边角度，度
—
≤1
板面平直度，mm/m
—
≤1.5
注：
1、以上规定适用于外形为矩形或正方形的铝单板，外形为其它形状时，部分可参照执行。
2、当铝单板有曲面时，其曲面与标准模板间的最大间隙应2mm。
2.5外观质量
铝单板的装饰面的漆膜应平滑、均匀，色泽基本一致。
不得有流痕、皱纹、气泡及其他影响使用的缺陷。
2.6涂层（氟碳喷涂）性能
2.6.1光泽
涂层的60°光泽值应与合同规定一致，其允许偏差应不大于5个光泽单位。
2.6.2厚度
装饰面上涂层的干膜厚度应符合下表：
μm
涂层种类
平均厚度
局部厚度
二涂
≥30
≥25
三涂
≥40
≥34
2.6.3干膜硬度
涂层经铅笔划痕试验，硬度≥1H。
2.6.4附着力
涂层的干式、湿式、沸水附着力均应达到0级。
2.6.5耐冲击性
涂层正面经冲击试验后，不应有裂纹及脱落现象，但在凹陷处的周边允许有细小的皱纹。
2.6.6耐硝酸腐蚀性能
经硝酸试验后，涂层的变色色差△Eab＊应≤5.0。
2.6.7耐溶剂性能
经丁酮试验，来回擦洗100次后涂层应不露底。
2.6.8耐洗涤性能
经洗涤剂浸泡试验后，涂层表面应无明显变化，用胶带法撕剥时不能有漆膜脱落的现象。
2.6.9耐盐雾腐蚀性能
在带有交叉划痕的试板上，经1000h乙酸盐雾试验（ASS试验）后，其涂层表面不应产生腐蚀斑点。
在交叉划线处产生的腐蚀流应在离划线的两侧各2mm以内，用胶带法撕剥时，在离划线2mm以远部分，不应有漆膜脱落的现象。
当采用铜加速乙酸盐雾试验（CASS试验）时，经120h试验后其保护等级应≥9.5级。
仲裁时，采用乙酸盐雾试验（ASS试验）。
2.6.10人工加速耐候性
涂层经氙灯照射人工加速老化试验2000h后，按GB/T1766进行评定，其表面不应产生粉化现象（0级），失光率应≤30%（2级），变色色差△Eab＊应≤3.0（1级）。
2.6.11耐湿热性
涂层经1500h湿热试验，其变化应≤1级。
2.6.12耐磨性
经落砂试验后，其磨耗系数应≥1.6L/μm。
3、钢材、五金件及紧固件
钢材采用国产优质Q235钢,需焊接的钢转接件等采用Q235B钢。
钢件表面采用热浸镀锌或无机富锌涂料处理或采用其他有效的防腐措施。
不锈钢螺栓采用奧氏体不锈钢A2-70。
不锈钢材料采用奧氏体不锈钢0Cr17Ni12Mo2（316不锈钢，用于室外）、奧氏体不锈钢1Cr18Ni9（304不锈钢，用于室内）。
开启扇配件采用德国诺托或具有同等品质的开启窗五金件。
3.1钢材的强度
钢材的强度设计值应符合下表要求：
N/mm2
钢材
抗拉、抗压
和抗弯
抗剪
端面承压
牌号
厚度或直径
t，（mm）
Q235
t≤16
215
125
325
16＜t≤40
205
120
40＜t≤60
200
115
60＜t≤100
190
110
Q235NH
t≤16
295
216
295
16＜t≤40
285
207
40＜t≤60
275
198
60＜t≤100
255
198
不锈钢（316、304）
—
180
105
—
3.2不锈钢螺栓连接的强度
不锈钢螺栓连接的强度设计值应符合下表：
N/mm2
类别
组别
性能等级
抗拉
抗剪
A
（奥氏体）
A1、A2
50
70
80
500
230
175
A3、A4
700
320
245
A5
800
370
280
3.3焊缝的强度
焊缝的强度设计值应符合下表：
N/mm2
焊接方法
和焊条型号
构件钢材
对接焊缝
角焊缝
牌号
厚度或直径d（mm）
抗压
抗拉和抗弯受拉
抗剪
抗压、抗拉和抗剪
一级、二级
三级
自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊
Q235钢
d≤16
215
215
185
125
160
16＜d≤40
205
205
175
120
40＜d≤60
200
200
170
115
注：
1表中的一级、二级、三级是指焊缝质量等级，应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。
厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不应采用超声探伤确定焊缝质量等级。
2自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属力学性能不低于现行国家标准《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T5293和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470的相关规定。
3表中厚度是指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件是指截面中较厚板件的厚度。
3.4钢材表面热浸镀锌层
未经离心处理的镀层厚度应符合下表：
制件及其厚度，mm
镀层局部厚度，μm
镀层平均厚度，μm
钢厚度≥6
70
85
3≤钢厚度＜6
55
70
1.5≤钢厚度＜3
45
55
钢厚度＜1.5
35
45
4、硅酮密封胶
使用国际一线品牌厂家的结构胶和密封胶,符合国标《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-97和《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-2003性能标准。
4.1建筑幕墙使用的硅酮结构密封胶必须为常温固化双组份，硅酮建筑密封胶必须为中性固化胶，不得使用已过期的产品。
4.2在使用密封胶时，一定要严格遵守材料制造商关于产品使用及接缝尺寸限制的书面说明。
4.3密封胶的颜色需事先经建筑师同意方可采用。
4.4结构胶和密封胶与相接触的材料应有相容性试验报告。
4.5硅酮结构密封胶应符合以下性能要求：
项目技术指标
邵氏硬度34～35度
极限黏结拉伸强度≥0.7N/mm2
延伸率（哑铃型）≥100%
黏结破坏（H型试件）不允许
内聚力（母材）破坏率100%
剥离强度（与玻璃、铝）5.6～8.7N/mm（单组份）
撕裂强度（B模）4.7N/mm
抗臭氧及紫外线拉伸强度不变
耐热性150℃
热失重≤10%
流淌性≤3.0mm
完全固化后的变位承受能力12.5%≤δ≤50%
4.6硅酮建筑密封胶必须符合以下性能要求：
项目技术指标
密度1.5±0.1g/cm3
挤出性≥80mL/min
适用时间≤
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