石材背栓的选型

随着社会经济的发展，城市面貌的日益改善，建筑业的景象热闹非凡。在建筑外装饰中，石材幕墙以其独特的光亮晶莹、坚硬永久、耐冻性优良的天然材质和高贵典雅的装饰效果颇得建筑师们的青睐。而日益增长的石材幕墙应用新高度，大体量，对项目提出了更高的要求。石材幕墙采用背栓的连接方式既满足了复杂的造型要求、降低了安装施工难度，同时更保证使用的安全性，能全面解决幕墙工程师的难题。那么该如何正确为项目使用的石材选用最合适的背栓呢？锚固深度的预确定 —— 石材厚度类似于锚栓在混凝土上的锚固，基材本身对背栓的选型起决定性作用。背栓的锚固深度一般根据石材厚度来确定，背栓锚入石材的深度不宜过浅，过浅可能无法保证项目所需的承载力；也不宜过深，过深可能会增加钻孔和安装时的石材破损率，同时可能无法保证背栓在正风压情况下的使用安全性。正是基于以上两点的考虑，上海幕墙规范修订组在修订2012版上海建筑幕墙工程技术规程中，将原来的第10.4.21条中的背栓孔切入的有效深度宜为面板厚度的2/3，且不小于15mm。孔底至板面的剩余厚度应不小于8mm。

修订为：11.4.23条中背栓孔切入的有效深度不宜小于面板厚度的0.4倍，孔底至板面的剩余厚度不应小于10mm。

因此，通常建议按下表中的石材厚度来选用相应锚固深度的背栓。石材厚度d（mm）锚固深度hv（mm）20≤d＜251225≤d＜351535≤d＜452145≤d≤7025但这种选用不是绝对的，例如：35mm的石材建议选用21mm锚固深度的背栓，但在石材本身强度较高、板块分格尺寸不大、挂高低的情况下完全也可以采用15mm锚固深度的产品。因此，锚固深度的确定应该根据实际项目采用石材的厚度、强度和板块的分格尺寸以及最大挂高等因素综合确定。螺杆规格的预确定 —— 石材种类和尺寸背栓产品的螺杆规格一般有M6和M8两种，通常情况下，35mm厚以上石材建议采用M8背栓。上海幕墙工程技术规程修订稿中对室外干挂的各类石材列出了各项指标。

软质石材如大理石、砂岩、石灰石等应用于在外墙干挂的最小厚度要求为35mm。同时，在各类软质石材上的测试结果表明M8规格的背栓在软质石材上的承载力远高于M6规格的背栓。因此，软质石材项目应采用M8背栓。另外，如果项目采用的石材面板大于规范建议的1.5m2，单个面板的重量超过100KG或石材挂高超过50m，也建议采用M8背栓。外露螺杆长度的确定 —— 石材挂装的配合尺寸背栓式石材幕墙系统的石材面板通过背栓与铝合金挂件相连接，挂件挂装到对应的横梁或者钢梁上来实现板材的干挂（图一）。因此，背栓与铝合金挂件的连接起着重要的作用，背栓的外露螺杆长度就是根据挂件与横梁连接的要求决定的，既要保证连接的安全性，又要保证挂装时的构造要求。一般情况下，外露螺杆长度按A+B+C+D考虑（图二），A：石材与挂件之间的垫片厚度；B：铝合金挂件的型材壁厚；C：与背栓配套的一平垫、一弹垫、一螺母的厚度；D：露出2~3个螺纹，一般为2~3mm。如果选用的外露螺杆长度过长，会导致挂装时螺杆与横梁打架而无法安装。（图三）建议确定外露螺杆长度后按1:1比例绘图，并且模拟挂装轨迹，确保挂装能顺利完成。

间距式背栓的选用 —— 解决石材厚度偏差尽管幕墙规范对石材厚度偏差有着明确的规定，但运到项目上使用的石材厚度经常厚薄不均，石材挂装上墙后装饰面平整不一。当项目遇到这类问题时，普通钻孔深度为定值的背栓无法解决，推荐选用特殊的间距式背栓，把石材厚度偏差消除在板材背面来保证石材的安装平整度。间距式背栓的原理是钻孔时以石材装饰面为基准面，保证了孔底部到石材装饰面的距离（保留板材厚度，上海规范称为剩余厚度）为定值。在钻孔设备上一次定好位后，推到设备上厚的石材上钻孔深，薄的石材钻孔浅，安装完背栓后，挂件的安装位置在同一水平面上。

综合上述，背栓的选型最主要由三部分确定：1）锚固深度；2）螺杆规格；3）外露螺杆长度。而实际项目中应根据石材的种类、厚度、强度，板块大小，挂高等因素进一步考虑后最终选定产品，选型结束后为了确保项目使用的安全性还应进行拉拔剪切测试，并且实际测试数据来进行设计计算校核。新书信息图书信息：书名：幕墙设计    实用软件案例解析作者：章一峰    魏丽丽    谢容成     主编