摘要：陶土板是当今建筑界新型的幕墙材料，自然淳厚，加上自然面、喷砂面、槽面、釉面等表面工艺的处理，冷暖色彩分明，得到很多建筑设计师的青睐。
其与玻璃幕墙及石材幕墙相比，有着很多优势，比如兼容性好、性能优良、安装方便等。不规范的做法将会带来一定的安全隐患，基于此，本文对陶土板幕墙及其设计进行一番探究。
关键词：建筑幕墙；陶土板幕墙；结构设计；注意事项
一、前言
陶土板是当今建筑界新型的幕墙材料，具有环保、节能、防潮、隔音、透气、色泽丰富，持久如新等特点。陶土板幕墙能为设计师提供更灵活的外立面解决方案，有利于城市的美化和建筑的生活化，因此越来越多的陶土板幕墙应用在建筑外立面。陶土板幕墙系统支承方面的理论及经验已经比较成熟，而由于陶土面板是脆性材料，为确保陶土板结构的可靠性，必须在选材上做好功夫，还要认真分析实际的情况进行结构计算，充分结合这两个方面，然后细化到每一个步骤，才能保障陶土面板结构的可靠性得到提升。本文就如何选取面板材料以及如何进行结构验算发表一些意见，希望对相关事业有所借鉴。
二、陶土板幕墙面板的选择与设计
目前，市面上陶土板材料种类繁多，根据不同的用途，其性能要求分也不一样。关于陶土板的规范主要有《人造板材幕墙工程技术规范》（JGJ 336-2016）、《建筑幕墙用陶土板》（JG/T 324-2011）、《干挂空心陶瓷板》（GB/T?27972-2011）。
陶土板面板设计时，考虑到陶土板为脆性材料，板块间的接缝宜采用开放式板缝，其板缝应满足主体结构层间位移引起的平面内变形。由于陶土板之间不打密封胶，在强震下部分陶土板在幕墙面内产生侧向滑移，在构造设计时，应考虑对板块的位移有限位装置。
陶土板由粘土和其他无机非金属原料混炼而成，不同及材料配比和不同的烧制温度对陶土板的性能会带来不同的影响。因此《建筑幕墙用陶土板》（JG/T 324-2011）对陶土板分为AⅠ、AⅡa、AⅡb三类，并规定了对应的其吸水率、弯曲强度等性能指标。此部分对陶土板的原材料作出了明确要求，并规定了不同性能等级的陶土板应具备不同的强度等级，因此应选择对应等级的陶土板对后续结面板厚度的选择有较大的影响。
从经济性及减轻陶土板的自重角度考虑，在设计时通常使用空心陶土板。由于空心陶土板的截面形状复杂，用传统的弯曲试验和计算公式不能正确计算出产品的强度，所以最大弯曲应力标准值宜采用有限元方法分析计算，也可通过均布静态荷载弯曲试验确定其受弯承载能力，相关的计算公式可参考《人造板材幕墙工程技术规范》（JGJ 336-2016）。
鉴于陶土板为挤压成型材料，陶土板的短边对应着模具的宽度，其长度为挤出方向的长度。在面板构造设计时，应考虑建筑分格方案，如：陶土板的长边在竖向边时，宜采用陶土板挤压成型时形成垂直于横向边的空腔与铝合金或不锈钢挂件作为面板的连接构造；陶土板的长边在横向边时，宜采用陶土板挤压成型时形成的空腔在板块的背部或顶底部与金属挂件作为面板的连接构造。在陶土板开模生产时，应考虑挤压孔的尺寸，应能满足相应的构造需要及受理要求。
除了满足《干挂空心陶瓷板》（GB/T?27972-2011）：对不同厚度的陶土板产品承载力部分壁厚的规定：厚度小于等于18mm的，承载部分壁厚h不应小于5.5mm；厚度大于18mm小于30mm的，承载部分壁厚h不应小于7.7mm。还应通过受力计算，确保陶土板槽口的抗剪能力。
三、陶土板幕墙支承结构设计
陶土板幕墙的支撑结构设计，包括连接件与横梁的连接计算，横梁与立柱的连接计算，立柱与预埋件的连接计算。横梁及立柱可采用铝合金型材、冷弯薄壁型钢、轧制或焊接钢型材。横梁，立柱的计算时其厚度及壁厚需要满足计算要求，并符合规范要求。开放式陶土板幕墙宜在面板的后部空间设置防水构造，或者在幕墙后部的其他墙体上设置防水层，并宜设置可靠的导排水系统和采取通风除湿构造措施。面板与其背部墙体外表面的最小间距不宜小于20mm，防水构造及内部支承金属结构应采用耐候性好的材料制作，并采取防腐措施。寒冷及严寒地区的开放式人造板材幕墙，应采取防止积水、积冰和防止幕墙结构及面板冻胀损坏的措施。
四、干挂陶土板幕墙的设计注意事项
在实际的陶土板幕墙设计中，其种类与方法很多，应根据不同的情况来选择设计方式，比如对于某隔板断面，其陶土板背面预制了沟槽，因此在相应的幕墙结构设计中就可以采用将其吊挂在横向铝挂件上的方式，在陶土板与横向铝挂件之前扣韧性扣件（如减震弹簧片），利用这种扣件吸收震动的功能，便可以避免强压下陶土板面板出现横移而与挂件、板块间发生碰撞而产生噪音。此外，这种情况下的结构设计不需要任何的粘着剂，也能有效降低成本开支，甚至减少板材打胶后却因为胶度过低而导致的脱落危险。
根据这种结构设计方式，需要做到以下几个方面：
（1）要做好陶土板面板的质量检验工作以及面板试验工作。对于空心陶土板，由于其造型多变，传统的方式无法计算，把好质量关做好试验论证工作，显得尤其重要。
（2）如果安装过程中出现了差错，应及时进行调节，尽量做到万无一失。
（3）保障结构面板和横向的龙骨间为柔性结构，柔性结构能有效震动产生的巨大作用力，起到一定的保护作用。
（4）安装过程十分简单，但是要确保陶土面板结构的弹性，并且安装中需要注意某些细节，比如横节点的安装，要注意防水设置、幕墙形式（敞开式）、铝挂钩弹性等。
（5）在容易产生碰撞的地方，例如首层处，陶土面板后宜增加柔性保护。
（6）尽量较少在倒挂位置设置陶土板，如必须设置时，应采取有效的防坠落措施：在吊顶板后侧应设置1mm厚玻璃纤维背网，每块板材的孔洞中至少有两根直径5mm的钢筋进行拉结，拉结钢筋要和钢龙骨紧密连接。
五、结语
陶土材料蕴含着几千年古老中国的传统文化，随着科学技术的突飞猛进，各种新的高科技材料不断地呈现出来。新材料在新技术的配合下越来越体现出其不可否认的优越性。现代材料取代传统材料的确是人类文明的进步，在继承传统文化中也不失用现代语言来表达历史的成功实例。但真正能够唤起人们历史情怀的，不是简单样式上的模仿，而是追求其历史的真实感，激发对传统的共鸣，因此建筑师更愿意去运用传统材料来表达今天的东西，同时也是对建筑的出处提出一种暗示。现代建筑在材料的运用上，不再片面地追寻新材料的时髦，而是更加尊重其地域性和传统文化渊源。陶土是原始的天然材料。又融入蕴含着几千年古老中国的传统文化，既保持了传统风格，又表现出现代的时尚设计。陶土板和陶土板幕墙使传统原料与现代建筑巧妙而完美地结合。陶土板幕墙已经成为了当前幕墙建设上的一大亮点，也是陶士板幕墙迅速发展的真因。
参考文献
[1]《人造板材幕墙工程技术规范》（JGJ 336-2016）
[2]《建筑幕墙用陶土板》（JG/T 324-2011）
[3]《干挂空心陶瓷板》（GB/T?27972-2011）