工业化建筑构造(建筑构造二)

第四章工业化建筑构造讲课人：王世礼第一节工业化建筑概述一、建筑工业化的含义和特征1、含义：是指用现代工业生产方式来建造房屋，也就是和其他工业那样用机械化手段生产定型产品。建筑工业化的定型产品是指房屋、房屋的构配件和建筑制品。2、特征：a）构件设计标准化（工业化的前提）b）构件生产工厂化（工业化的手段）c）构件施工机械化（工业化的核心）d）组织管理科学化（工业化的保证）二、工业化建筑的类型工业化建筑体系，一般分为专用体系和通用体系两种。专用体系——用于一定的使用目的，采用定型化设计或非定型化设计建造的住宅体系。使用专用的（非通用的）建筑构配件和生产方式，具有一定的设计专用性和技术的先进性，但缺少与其他体系配合的通用性和互换性。通用体系——通过将建筑的各种预制构配件、配套制品和构造连接技术实行标准化、通用化，实施各类建筑所需的构配件和节点构造可互换通用的商品化建筑体系。专用体系和通用体系而这时有区别的：在通用体系中的工业产品，即建筑物的组成部分是构件；而专用体系中，其产品则是所建成的建筑物。但作为一种成熟的建筑体系，都需有计划的安排包括所有装修和设备等附属配套设施在内的各个组成部分。1.按结构类型分剪力墙结构：用来抵抗水平作用力（风荷载、地震作用下产生的剪力）的不同材料的墙体，以钢筋混凝土为主。框架结构：以梁板柱为主要承重构件所组成的结构体系。墙体仅有分隔既维护作用。工业化建筑主要为装配式框架。2.按施工工艺分1.砌块建筑2.大板建筑3.框架板材建筑4.大模板建筑（大量使用）5.滑模建筑6.升板建筑7.盒子建筑三、工业化建筑概况国外：第二次世界大战后开始发展。原因：战争破坏，住房短缺。战后40年代是建筑工业化发展的初期阶段。五六年代是建筑工业化大规模发展时期。原因：经济恢复，物质保障。国内：我国建筑工业化开始于50年代50年代在一些地方采用砌块建筑。1958年开始大型板材建筑的试点工作。60年代开始升板建筑和滑模建筑70年代开始的大模板和框架板材建筑。80年代开始盒子建筑的试点。四、发展建筑工业化的途径（一）预制装配式建筑由工厂加工生产的各类预制构件，运至施工现场装配而成的一种工业化建筑形式，称为预制装配式建筑。（二）现浇或现浇与预制相结合的建筑物这类建筑主要承重结构构件，如主体框架结构、墙体和楼板全部现浇，或将其中一种现浇，一种预制。其主要优点是结构整体性好，提高抗震性能，建筑适应性大。（三）配套工程的工业化实际上，除主体结构工程外，发展建筑工业化更大的潜力还在于那些与住宅主体工程相配套的各类管线、产品、设备和装修工程之中。预制装配式建筑现浇与预制相结合的建筑第二节、砌块建筑、大板建筑一、砌块建筑的优缺点和适用范围1.砌块建筑：是指用尺寸大于普通粘土砖的预制块材作为砌墙材料的一种建筑。砌块可用混凝土或工业废料（如炉渣、粉煤灰等）作为原料，可为实心或空心。房屋的其他构件，如楼板、楼梯、屋面板的均和砖混结构差不多。2.砌块建筑的优点：设备简单、施工速度快、节省人工、便于就地取材、能大量利用工业废料和造价低廉。3.砌块建筑的适用范围：一般用于六层以下的住宅、学校、办公楼、以及单层厂房等。二、砌块建筑设计注意事项1.主要要求：是建筑墙体各部分尺寸适应砌块尺寸以及满足在构造上的要求和及加强防务的整体性。2.设计要求：（1）建筑平面力求简洁规整，墙身的轴线尽量对齐，减少凹凸和转角。（2）选择建筑参数时，要考虑组砌的可能性。（3）门窗大小和位置、楼梯的形式和楼梯间的设计，也要和砌块组砌问题同时考虑。（4）砌块建筑墙厚应满足墙体承重、保温、隔热、隔声等结构和功能要求。（5）为了满足施工方便和吊装次数较少的要求，设计时应精良选用较大的砌块。3.砌块发展的趋势：（尺寸）变小为大、（内部）变实为虚、（材料）变单一为复合。三、砌块的分类P3表1-1按构造形式可分为：实心砌块、空心砌块按质量大小、尺寸大小可分为三类：小型砌块：190x190x190200N≈20kg中型砌块：180x845x14803500N≈350kg大型砌块：200X600X27003500N≈350kg四、砌块的排列要点1.要预排2.砌块墙每一层要设圈梁3.砌块的缝型P5表1-24.通缝处理（上下两皮砖对齐或灰缝150mm，对普通砖五皮砖灰缝对其称为通缝）5.砌块局部加芯柱6.外饰面处理（提高墙体抗渗性能和改善墙体的热工性能）大板建筑根据预制板材的尺寸可分为中型板材和大型板材两种，分别作为房屋的主体承重结构和维护结构的构件。一、大板建筑的优缺点和适用范围1.大板建筑：是指大墙板、大楼板、大屋面板的简称，有的称为壁板建筑。有其一即可称大板建筑。板材在专门的大板厂制作，或者在现场预制，是一种全装配式建筑。2.特点：1)优点（1）由于装配化程度高，建设速度快，可缩短工期，提高劳动生产率。国外经验认为比一般的传统施工方法可缩短工期40%~50%，节约劳动力30%~40%。（2）施工现场时作业非常少，所以施工不受天气和季节的影响，由于大部分工作移入工厂进行，改善了工人的劳动条件。（3）板材的承载能力比砖混结构高，因而可减少墙厚和结构自重，对抗震有力，并且扩大了使用面积（5%~10%）。2)缺点：（1）一次性投资大，也就是先要投入一部分资金修建大板工厂。（2）需要有大型的吊装运输设备，而且在坡地或狭窄路上运输比较困难；（3）钢材和水泥用量比砖混结构大，房屋造价也比砖混结构高。（4）板材装配式建筑是一种典型的实现由构件到建筑物的设计方法。大型板材建筑能够按使用功能的要求设计出各种不同平面，但是大型板材建筑一旦建成后就很难在改变其平面布置，因为它的墙板是承重的。3．大板建筑的适用范围（1）在某个地区范围内，每年建造的大板建筑的数量应是均衡的，因为工厂只有在人模稳定的情况下才能提高效益、降低造价。（2）对某一施工现场而言，最好能成街成片的建造，因为安装大板需要事先安好塔式吊车设备，如果房屋建造两台小，每平方米摊销的机械台班费就会很高，因而增加了建筑造价；（3）由于大板建筑是剪力墙承重结构，房屋的空间较小，所以建筑的类型只能使住宅、宿舍、旅馆等小开间的建筑；（4）大板建筑板材之间有可靠的连接，具有较好的抗震性能，所以无论地震区和非地震区都是合适的；（5）由于大板建筑要求的施工和运输条件都较高，所以宜在平坦的地段建造。二、型板材建筑的结构体系按结构体系划分，大型板材建筑分为横墙承重、纵墙承重或纵横墙混合承重体系。1．横向墙板承重它的优点是承重的横墙和维护的纵墙各自分工明确；在小开间住宅中楼板的跨度较经济；一般承重墙就是分割墙，对隔空气声有利。它的缺点是承重横墙较密，不很经济，而且对建筑平面设计限制较大；2．纵向墙板承重纵向承重结构对建筑平面设计有利，它使横墙的布置有较大的自由度。3．双向墙板承重对建筑平面设计带来一定得约束性。虽然四边支承的楼板的力矩较小，但是楼板的用钢量并不比两边支承的楼板少。大板建筑的主要预制构件可以分为四类：内墙板、外墙板、楼板和特种构件。特种构件包括楼梯、电梯井以及阳台板。（一）承重内墙板对于装配式板材建筑而言，承重内墙板用它来和外墙板及楼板共同组成房屋的空间结构体系。承重内墙板一般采用钢筋混凝土或轻集料混凝土构件，板厚一般不小140mm。也有采用陶粒混凝土或粉煤灰硅酸盐材料。为减轻墙板的重量，往往作成空心墙板等形式。承重内墙板除了满足结构要求外，在建筑上还必须满足隔声的有关规定。三、大型板材建筑板材的类型和尺寸另外，对建筑装修及设备管线在设计时应避免在分户墙上造成声桥，易将孔洞位置错开。当暖气横管穿墙时，必须用弹性材料将其密封。厚实的实心内墙板（约160mm厚）具有足够的隔声性能，而那种单一材料的空心内墙板即使较厚也不能完全满足隔声要求，而且墙较厚会减少住宅的使用面积。由中间夹芯的复合内墙板隔声性较好，但两面的肋板同夹芯保温层复合的生产工艺较复杂。钢筋混凝土内墙板的连接一般采用预埋铁件焊接形式，在建筑装修及设备设施固定方法上可以采用粘结、射钉、膨胀螺栓等固定，并要求保证联结坚固、美观、经济。（二）外墙板外墙板的形式对于建筑物的外部造型具有重要的意义。外墙板设计的构造原则主要是保温、隔声、饰面和接缝防水等方面的要求。1．外墙板的划分外墙板可以分为条板式、一间一块和大块式三种方式。（1）条板式外墙这类条状的承重外墙板一般与门窗分开，，可以是竖向的窗间墙板或横向的窗台（窗肚）墙板。竖向的条板高度可以为一层的高度，也可以做二三层的高度；横向的条板长度一般以一个开间的长度为宜。条板式外墙功能分工清楚，制作简单，运输、吊装也较方便。（2）一间一块在小开间住宅中，将预制外墙板的宽度定为两个横墙轴线的中距，高度与层高一致。（3）大块墙板这类大尺度的外墙板，高为二三层高或宽为二三开间宽者。在运输和吊装条件许可的情况下，这类大尺度墙板可以减少板缝，立面造型也能够取得一定的变化。条板式外墙板形式窗肚板构造连接方式2．外墙板的类型承重外墙板的构造形式一般可以分为单一材料和复合材料两种类型。（1）单一材料承重外墙板这种外墙板的构造形式又实心、空心和带框或带肋等三种。除了具有良好的力学、耐候和抗风与性能外，还应具有围护结构良好的保温、隔热性能。目前国内生产的单一材料外墙板志有加气混凝土和轻型的轻集料混凝土可作为保温墙板，一般仅适用于自承重外墙板。（2）复合材料外墙板用两种或两种以上的材料结合为一体的外墙板称为复合材料墙板，其构造层次是按功能要求进行组合的，如饰面层、防水层、保温层、结构层等。通常结构层和防水层多用混凝土或防水砂浆制成，形成内外两层混凝土层夹一层保温材料。当外墙承重时，结构层应设在内层，这样可以减少水蒸气对墙板的渗透，从而减少墙板内部的凝结水。若外墙不承重时，往往将结构层和防水层结合在一起，设在外层，里面做保温层后再做内饰面层。3．外墙板的饰面对外墙板的外饰面进行不同的处理是建筑造型艺术的一个重要组成部分。外墙板的饰面构造有很大的灵活性，而且加工简单方便。墙板的外饰面一般在工厂生产时加工完成，可分为如下两种方式：（1）浇筑成型浇筑成型是指模板内浇筑混凝土前，在模板内利用各种图案的衬膜进行反打形成外饰面，或着用玻璃马赛克、外墙饰面砖等覆面材料做饰面铺在模板底利用混凝土反打工艺形成饰面的衬膜材料有树脂和人造树脂、玻璃钢、木材、橡胶和聚氨酯泡沫塑料等。这些不同设计图案的衬膜可以形成非常美观和艺术性很强的外饰面效果。（2）后加工处理成型这种成型方式是指在模板内浇筑混凝土之后采用机械或化学方法对外墙板外表面进行饰面加工。在下列情况下外饰面可采用正打工艺：1）表面用扫处或刷子处理时2）表面用钢板或钢管进行滚压时3）表面用坚硬的东西处理时上述处理方法都市经济的，如需要的话还可在表面喷刷外墙涂料。由于正打工艺外墙板的内表面朝下，它是绝对光滑的，在施工安装就位后甚至可以立即裱糊墙纸或喷刷内强涂料。因此这种外饰面对于应用光滑的板材装配式多层住宅来讲应当优先考虑采用的。对外墙板用化学方法处理有：1）酸浸处理2）色调处理3）氟化处理此外，彩色混凝土的应用也能使外墙板表面的处理更富有艺术效果。4．外墙板的接缝处理外墙板的接缝构造处理可分为耐气候细部构造处理，一般部位接缝处理和其他部位接缝处理三种类型。（1）外墙板耐气候细部构造处理在讨论预制混凝土外墙板饰面构造形式的同时，如何使外墙板表面常年保持干净，从而增进混凝土的耐候性能，同样应引起我们的重视。影响混凝土耐候性能的主要因素：1）空中的尘土2）由临近表面或材料冲到预制构件上的淤积沉淀物3）污染空气的化学作用；4）材料本身淤积覆盖于混凝土表面5）材料表面变化6）混凝土面上积聚的杂质异物在一些未作细部排水处理，如没有分隔缝分开的大面积光滑平直的外墙板表面最容易受到污染，特别当这种表面带有很深的线条和使用浅色饰面更是如此。一般而言，在深色粗糙的墙板外表面上所形成的污染不太引人注意。因此，在外墙板设计时，特别应考虑某些细部构造，如滴水、女儿墙、屋檐、光滑平直的