18 工业化建筑体系

18章工业化建筑体系18.1概述18.2大板建筑18.3框架轻板建筑18.4其他几种工业化建筑简介18.1概述建筑工业化是指用现代化的制作、运输、安装和科学管理的大工业生产方式代替传统的、分散的手工业生产方式来建造房屋。它意味着要尽量利用先进的技术，在保证质量的前提下，用尽可能少的工时，在比较短的时间内用最合理的价格来建造适合各种使用要求的房屋。18.1.1建筑工业化的含义（1）建筑设计标准化（2）构件生产工厂化（3）施工现场机械化（4）组织管理科学化18.1.2建筑工业化的特征建筑工业化的目的是为了加快建设速度，降低劳动强度，减少人工消耗，提高施工质量，彻底改变建筑业的落后状态。特别是我国属于人口大国，要解决十几亿人口的居住问题，为人们提供工作、学习、生活、文化娱乐等场所，实现工业化建筑更具有迫切性和深远的意义。18.1.3建筑工业化的目的建筑工业化是实现体系的转化，即从手工业建筑体系向工业化建筑体系的转化。工业化建筑体系分专用体系和通用体系两种。专用体系：是指只能适用于某一种或几种定型化建筑使用的专用构配件和生产方式所建立的成套建筑体系，它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：是指预制构配件、配套制品和连接技术标准化、通用化，是使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。18.1.4建筑工业化的主要内容18.2大板建筑大板建筑是指使用大型墙板、大型楼板和大型屋面板等建成的建筑，其特点是除基础以外，地上的全部构件均为预制构件，通过装配整体式节点连接而建成。大板建筑的构件有内墙板、外墙板、楼板、楼梯、挑檐板和其他构件等（图18.1）。18.2.1大板建筑的含义下一页图18.1装配式大板建筑楼梯挑檐板其他构件（1）外墙板外墙板应有一定的强度，能够承担一部分地震力和风力。山墙板是外墙板中的特殊类型，它具有承重、保温、隔热和立面装饰作用。墙板可以是用同一种材料制作的单一板，也可以是由两种以上材料制作的复合墙板。外墙板的顶部应有吊环，下部应留有浇注孔，侧边应留键槽和环形筋。图18.2所示为一般外墙板外观，图18.3所示为阳台处外墙板的外观。18.2.2大板建筑的主要构件下一页外墙板、内墙板隔墙板、楼板阳台板、楼梯屋面板及挑檐板烟道、通风道图18.2一般外墙板图18.3阳台处外墙板（2）内墙板横向内墙板是建筑物主要承重构件，要求有足够的强度，以满足承重的要求。纵向内墙板是非承重构件，它不承担楼板荷载。与横向内墙相连接，保证纵向刚度，因此也必须有一定的强度和刚度。图18.4所示为内墙板外观。下一页图18.4内墙板（3）隔墙板隔墙板主要用于建筑物内部房间的分隔板，没有承重要求。为了减轻自重，提高隔音效果和防火防潮性能，有多种材料可供选择，如钢筋混凝土薄板、加气混凝土板、碳化石灰板、石膏板等（图18.5）。下一页图18.5隔墙板（4）楼板楼板可以采用钢筋混凝土空心板，也可以采用整块的钢筋混凝土实心板。连接钢筋的锚固长度应不小于30d。楼板在承重墙上的设计搁置长度不应小于60mm；地震区楼板的非承重边应伸入墙内不小于30mm。图18.6为实心楼板详图。下一页图18.6实心大楼板（5）阳台板一般阳台板为钢筋混凝土槽形板，两个肋边的挑出部分压入墙内，并与楼板预埋件焊接，然后浇注混凝土。阳台上的栏杆和栏板也可以做成预制块，在现场焊接。阳台板也可以由楼板挑出，成为楼板的延伸。图18.7为楼板延伸阳台板详图。下一页图18.7楼板延伸阳台板详图（6）楼梯楼梯分成楼梯段和休息平台板两大部分。休息平台板与墙板之间必须有可靠的连接，平台的横梁伸入墙体内的预留搁置长度不宜小于100mm。常用的做法可以在墙上预留洞槽或挑出牛腿，以支承楼梯平台（图18.8）。下一页图18.8楼梯构造（7）屋面板及挑檐板屋面板一般与楼板做法相同，仍然采用预制钢筋混凝土整间大楼板。挑檐板一般采用钢筋混凝土预制构件，其挑出尺寸应在500mm以内（图18.9）。下一页图18.9屋面板及挑檐板（8）烟道、通风道烟道、通风道一般为钢筋混凝土或水泥石棉制作的筒状构件，按一层一节设计，其交接处在楼板附近。交接处要坐浆严密，不能串烟漏气。出屋顶后应砌筑排烟口，并用预制钢筋混凝土块做压顶（图18.10）。下一页图18.10烟风道（a）烟道；（b）通风道大板建筑的节点要满足强度、刚度、延性以及抗腐蚀、防水、保温等构造要求。（1）焊接：焊接又称为“整体式连接”，是靠构件上预留的铁件，通过连接钢板或钢筋焊接而成（图18.11）。（2）混凝土整体连接：混凝土整体连接又叫“装配整体式连接”，是利用构件与附加钢筋互相连接在一起，然后浇注高强度混凝土，它是一种湿接头（图18.12）。（3）螺栓连接：螺栓连接是一种装配式接头，它是靠制作时预埋的铁件用螺栓连接而成。这种接头对于变形不太适应，常用于围护结构的墙板与承重墙板的连接。同时，对接头要求精度高，位置准确（图18.13）。18.2.3装配大板建筑的节点连接构造下一页图18.11装配式大板的焊接节点图18.12装配整体式接头图18.13螺栓连接板缝的防水是在墙板四周设置滴水或挡水台凹槽等，利用水的重力作用排除雨水，切断接缝的毛细管通路，达到防水的效果。这种方法的优点是经济、耐久，便于施工，但墙板外形较复杂，在运输、堆放、吊装时须注意防止墙边和墙角损坏。外墙壁板的接缝有平缝和立缝两个部位。接缝要求密闭，以防止雨水和冷风渗透。18.2.4装配式大板建筑的板缝处理防水保温18.2.4.1板缝的防水（1）水平缝水平缝的构造形式见图18.14。高低缝防水是指上下墙板互相咬口，构成高低缝，水平缝外部的填充料可采用水泥砂浆，但不能填得过深（图18.15）。企口缝防水是指上下墙板做成企口形状，形成企口缝，企口中间为空腔，前端用水泥砂浆勾抹，并留排水孔（图18.16）。下一页图18.14水平缝图18.15高低缝图18.16企口缝水平缝无论采用那种做法，都应注意以下几点：（1）墙板与楼板（屋面板、基础）之间的水平缝都应坐浆。（2）地震区各墙板的水平缝内至少设置一个键槽，其做法可将墙板、楼板预留缺口处的吊环或预埋钢筋相互焊接，并浇注混凝土或采取其他抗剪措施。图18.17（3）水平缝还应嵌入保温条，然后在外侧勾抹防水砂浆。下一页图18.17销键做法（2）垂直缝垂直缝的构造形式如图18.18所示。暗槽的做法是在槽内灌注混凝土，经过振捣，缝口再用砂浆勾严。空腔的具体做法是在空腔前壁两立槽间嵌入塑料挡水板。挡水板靠本身的弹性所产生的横向推力牢固地嵌在凹槽内，在缝外勾抹水泥砂浆（图18.19）。下一页图18.18垂直缝图18.19节点防水做法目前，推荐采用的垂直缝做法如下：（1）纵横墙板交接处竖向接缝应采用现浇混凝土灌缝，灌缝净面积不小于100cm2，截面最小边尺寸不小于80mm。横墙板一般宜伸入纵墙内，不小于20mm。（2）竖缝内应设置竖向钢筋。地震区，插筋直径不小于12mm，在房屋四角及楼梯间的内墙交接处宜用2φ12插筋。非地震区，插筋不小于1φ10，竖向插入上下楼层的长度不小于500mm。（3）外墙板缝保温条应在墙板预埋件与连接铁件焊接好后，顺竖缝空腔后壁插入。产生结露的主要原因是墙板的内表面温度低于室内露点，致使空气中的水分在墙板内表面凝结，构成传热热桥。防止结露必须注意两点：一是消灭热桥；二是阻止空气渗透。板缝和肋边处要采用高效能的保温材料，避免形成热桥。板缝外侧用砂浆勾抹效果较好。节点处的保温材料以聚苯乙烯泡沫塑料比较理想（图18.20）。18.2.4.2板缝保温下一页图18.20节点保温做法18.3框架轻板建筑框架轻板建筑是以柱、梁、板组成的框架承重结构，以轻型墙板为围护与分隔构件的新型建筑形式。其优点是承重结构与围护结构分工明确，可以充分发挥材料的不同特性，且空间分隔灵活，湿作业少，不受季节限制，施工进度快，整体性好，具有很强的抗震性能，特别适用于具有较大建筑空间的多层、高层建筑和大型公共建筑。框架结构按框架所使用的材料分为钢框架和钢筋混凝土框架两种。钢框架自重轻、施工速度快，适用于高层或超高层建筑。钢筋混凝土框架的梁、板、柱均用钢筋混凝土制作，具有坚固耐久、刚度大、防火性能好等优点，因此应用很广。钢筋混凝土框架按施工方法不同分为整体式、全装配式和装配整体式三种。18.3.1框架结构的类型框架按主要构件组成可分为以下三种类型：（1）框架由梁、楼板和柱组成，简称梁板柱框架系统（图18.21（a））。（2）框架由楼板、柱组成，简称板柱框架系统（图18.21(b））。（3）在以上两种框架中，增设剪力墙，成为剪力墙框架系统（图18.21（c））。下一页图18.21框架结构类型（a）梁板柱框架系统；（b）板柱框架系统；（c）剪力墙框架系框架由若干个基本构件组合而成。通常有下列三种划分方式：（1）单梁单柱式即按建筑的开间、进深和层高划分单个构件（图18.22（a））。（2）框架式把整个框架划分成若干个小框架，小框架的形状有H形、十字形等（图18.22（b））。（3）混合式同时采用单梁单柱和框架两种形式，可根据具体情况采用（图18.22（c））。18.3.2装配式钢筋混凝土框架构件的划分下一页图18.22装配式钢筋混凝土框架构件划分（a）单梁单柱式；（b）框架式；（c）混合式框架轻板建筑的内墙板一般采用空心石膏板、加气混凝土板或纸面石膏板等。要求有足够的强度和刚度，还应满足保温、隔热、密闭、美观等要求。外墙板根据材料不同，可分为混凝土类外墙轻板和幕墙两种。混凝土类外墙轻板常用的有加气混凝土板和陶粒混凝土板。幕墙根据外饰面材料的不同分为金属幕墙、玻璃幕墙和水泥薄板类幕墙等。18.3.3框架轻板建筑的墙板18.4其他几种工业化建筑简介大模板建筑的内墙是采用工具式大型模板现场浇注的钢筋混凝土墙板，外墙可以采用预制钢筋混凝土墙板、现砌砖墙或现场浇注钢筋混凝土墙板，它属于墙板承重体系。大模板建筑在结构方面属于剪力墙体系。工具式模板与操作台常结合在一起，由大模板板面、支架和操作台三部分组成（图18.23）。18.4.1大模板建筑18.4.1.1大模板建筑的定义下一页图18.23大模板建筑施工示意图（1）现浇与预制相结合。一般内墙为现场浇筑的钢筋混凝土墙板，外墙采用预制外墙板，俗称“内浇外挂”，主要用来建造高层建筑。（2）现浇与砖砌相结合。内墙为现场浇筑的钢筋混凝土板墙，外墙采用黏土砖砌筑砖墙，俗称“内浇外砌”，主要用来建造多层建筑。（3）全现浇做法。内外墙板均采用现场浇筑的钢筋混凝土墙板，主要用来建造高层住宅。18.4.1.2大模板建筑的分类整体性好，刚度大，抗震、抗风能力强；工艺简单，劳动强度小，施工速度快；减少了室内外抹灰工程；不需要大型预制厂，施工设备投资少。但是现场浇筑工程量大，施工组织较复杂，不利于冬季施工。18.4.1.3大模板建筑的特点滑模建筑即滑升模板建筑。它是预先将工具式模板组合好，利用墙体特制的钢筋作导杆，以油压千斤顶作提升动力，有间隔有节奏地边浇筑混凝土边提升模板，是一种连续施工的房屋建造方法（图18.24）。滑模建筑的特点是：结构整体性好，机械化程度高；施工速度快，占用场地少；模板的数量少且利用率高；但墙体的垂直度不易掌握。18.4.2滑模建筑下一页图18.24滑升模板（a）内外墙滑升；（b）外墙及部分内墙滑升；（c）核心结构滑升升板升层建筑是在房屋做完基础或底层地坪后，在底层地坪上重叠浇筑各层楼板和屋面板，插立柱子，并以柱子作导杆，用提升设备逐层提升。只提升楼板的叫升板，连同墙体一起提升的叫升层（图18.25）。升板升层建筑的特点是：可将大量的高空作业变为地面操作，工序简化，工效高，模板用量小，所需施工场地小；施工设备简单，机械化程度高；楼面面积大，空间可以自由分隔，且四周外围结构可做到最大限度的开放和通透。18.4.3升板升层建筑下一页图18.25升板升层建筑（a）升层建筑；（b）升板建筑盒子建筑是以在工厂预制成整间的盒子状结构为基础，运至施工现场吊装组合而成的建筑。盒子建筑的特点是可以大大缩短现场工期，