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中国幕墙，从北方出发，在南方壮大!除了玻璃幕墙、金属幕墙之外，近年来，各种类型的天然石材幕墙，因其稳重大气的“人设”，受到了越来越多业主方和设计院所的青睐，得到了更加广泛的市场应用。
本文将对位于我国广东省省会城市——广州市中心城区的一幢幕墙工程展开介绍。该项目是位于广州市中心城区的商住楼项目，本项目定位为城市顶级豪宅，业主要求高。同时，项目周边为广州城区的成熟商业中心，附近均为现代感强烈的商业办公建筑，如何让建筑的外立面即符合大场景的统一风格，又能彰显出自身的个性特点，成为了幕墙设计与选材的关键老师因素。
项目概况：
本项目的总建筑面积约为11万平方米，幕墙面积约4万方，幕墙的形式有大跨度玻璃幕墙系统，钻石体玻璃幕墙系统，洞石幕墙系统，塔楼（词条“塔楼”由行业大百科提供）铝板幕墙系统等。 *(其中洞石幕墙系统约3500方)
由于立面方案在调试过程中，无法找到与建筑整体效果相匹配的花岗岩石材，经过多次比选后，建筑师及业主最终确定采用纹理及颜色都比较均匀的洞石，作为幕墙材料用于商业裙楼，该洞石幕墙的标高不超过20m，板材的最大分格为900X995。
考虑到洞石(石灰石（词条“石灰石”由行业大百科提供）)非幕墙的常用材料，经过业主邀请，我们对洞石幕墙的可行性分析如下：
第一部分：罗马洞石的物理性能分析
1、罗马洞石介绍：
罗马洞石属于石灰岩的一种，相对与工程上常用的由岩浆冷却而成的花岗岩，洞石密度较小、强度较低、力学离散型较大、吸水率较高以及与酸性（词条“酸性”由行业大百科提供）物质更容易起化学反应。
2、 适用规范：
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133—2001;
《天然饰面石材（词条“饰面石材”由行业大百科提供）试验方法弯曲强度试验方法》GB9966.2-2001;
《干挂饰面石材及其金属挂件》JCJ830-2005;
《干挂饰面石材》GB/T 32834-2016;
《天然石灰石建筑板材 》GBT 23453-2009;
《建筑幕墙》GB/T 21086-2007;
《天然石材装饰工程技术规程》JCGT 60001-2007 ;
3、洞石的物理性能
厂家提供的检测报告数据如下：
检测报告数据与《天然石灰石建筑板材 》GBT 23453-2009对比：
根据上述参数，本项目选取的洞石性能满足国家规范要求。
此外，参考上海市的《建筑幕墙工程技术标准》DG/TJ 08-56-2019第11.4.2条的规定：
本项目石材幕墙的最大高度为20米。基于此，可以进一步判断洞石可以应用于本项目。
根据检测报告，仅能获取测试数据的平均值。为了更好地评估本项目选用的洞石的物理性能，建议按规范GB/T 9966的内容，提供每一块石材试件的测试数据以供判断。
在未获得每一块试件实测数据的情况下，下文的分析将按规范要求的最低值进行考虑。
第二部分：石材厚度及固定方式比较
1、 石材厚度：
根据《建筑幕墙》GB/T 21086-2007 表46 ：
同时参考《干挂饰面石材》GB/T 32834-2016 ，第6.1.2条表2
设计时，按洞石的弯曲强度按不小于4MPa且不大于8MPa考虑，单块面积为0.88平方米，其厚度为40mm，满足规范要求。
基于洞石的特性，已按规范要求对石材面板进行六面防护处理，并且在背面采用EW40级高强度无碱玻璃纤维布和环氧AB胶组成的背网作为加强措施。
2、 石材固定方式：
石材的固定方式主要有短槽式、通槽式、背栓式三种类型，本报告将对短槽式与背栓式两种固定方式的受力情况做比较。
洞石强度设计值：
根据检测报告，石材的干燥弯曲强度平均值为10.1Mpa，考虑石材强度的离散性，在未提供每一块试件实测数据的情况下，根据《天然石灰石建筑板材》GBT 23453-2009取石材的弯曲强度值为：6.9Mpa。
根据《天然石材装饰工程技术规程 》JCGT 60001-2007，表18：
洞石的总安全系数取：8
由于在荷载计算时候已经考虑安全分项系数1.5。
因此洞石的抗弯强度设计值取：fm=6.9/8*1.5=1.29Mpa;抗剪强度设计值取：fv=fm/2=0.65Mpa
抗弯强度比较：
短槽式的固定方式可简化为简支梁结构，背栓式的固定方式可简化为两端悬挑的连续梁结构，在面板规格相同的情况下，短槽式的最大弯矩（词条“弯矩”由行业大百科提供）约为背栓式的3倍。受力简图如下：
为了更好地对比两种固定方式，采用有限元软件对洞石受力情况进行分析。石材规格为900X975mm，厚度为40mm：
短槽式面板应力（词条“应力”由行业大百科提供）情况如下：
σmax=1.086Mpa
考虑8倍安全系数的情况下，
短槽式受力抗弯利用率为：1.086/1.29=0.84
背栓式面板应力情况如下：
σmax=0.448Mpa
考虑8倍安全系数的情况下，
背栓式受力抗弯利用率为：0.448/1.29=0.35
通过上述结构计算结果对比可以发现，短槽式与背栓式的结构均可满足抗弯要求，但背栓式结构的板面应力较小。
抗剪强度比较：
校核石材开槽或者开孔位置的抗剪强度。
短槽式：
根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133—2001第5.5.6条，式5.5.6-1：
式中β为应力调整系数，本项目石材面板连接个数为4个，取1.25。
按短槽宽100，槽口位于石材厚度中间，槽口宽度8mm计算;
算得τmax=0.20Mpa
背栓式：
按背栓直径为8mm，背栓孔深25mm计算：
算式为：τ=q×a×b×β/4(π×h/cosα×(D+h×tanα)，
式中β为应力调整系数，取1.25。
算得τmax=0.23Mpa
抗震性能比较：
短槽式：
安装石材时，会在石材开槽口填石材专用环氧树脂，石材与挂件之间为固接，发生地震，槽口容易损坏。
短槽式安装节点
石材在地震作用（词条“地震作用”由行业大百科提供）下的破坏实例
背栓式：
可实现石材的无应力加工，石材背面采用不锈钢胀栓机械连接，连接强度高，同时可以在发生地震时有一定位移调节的间隙，抗震性能较佳。
背栓式安装节点
两种固定方式综合性能比较：
综上，短槽式及背栓式的固定方式均可满足本项目的受力要求。
综合各种因素，建议采用背栓做法。本项目设计时，已选用直径为8mm的不锈钢背栓。由于洞石的特性，进一步建议选用有类似项目经验的进口背栓厂家之产品。
为了更好地评估短槽式与背栓式的承载力，建议按照《天然饰面石材试验方法弯曲强度试验方法》GB9966-2001的要求，通过板材挂装试验，给出不同连接方式的板材挂装强度报告，以便业主做出更直观的判断。
第三部分：密缝打胶系统与开缝系统比较
短槽式的石材幕墙若采用开缝不打胶系统，石材挂码外视可见，不推荐采用。此处是在采用背栓式固定方式的基础上进行比较。详见下表：
通过对比，背栓式石材幕墙采用开缝式体系，可有效避免密封胶对石材的污染，虽然造价相对高，但综合性能较好，建议采用。
第四部分：本项目适用性的评估
1、 洞石具有悠久的历史及独特的外观，在满足国家各种规范的前提下，是可以使用的;
2、 洞石不同批次均需要按照国家规范进行检测，以保证不同批次的各项性能均符合要求;
3、 对于洞石的石材固定用的背栓，因洞石的质地特殊性，建议采用进口的有经验的石材背栓（词条“石材背栓”由行业大百科提供）产品(如德国慧鱼)，背栓直径不小于8mm，采用不锈钢材质。
4、 对于安全性问题，洞石强度值较低，强度离散性也较大出现意外的情况大于花岗岩，可以采用分批次测试、石材背后粘贴耐碱玻璃纤维布，尽量保证安全性。
5、对于洞石面板影响结构安排的空洞，应用同质材料填充密实。密实,填充后的石材不应降低石材的力学强度,并满足《上海市建筑幕墙工程技术标准》DG/TJ 08-56-2019表11.4.3要求;填充、修补用胶粘剂应与原石材相容且由法定检测机构检测。
以上为罗马洞石材实用性的评估，在规范和性能上，预判不存在不满足国家规范的情况，具体与最终符合中国国标的试验为准。
附录一：国内石灰石(洞石)工程案例
东莞市行政中心，竣工日期:2004
天津博爱道会展中心，竣工日期:2008
南京六朝博物馆
天津美术馆
