第十二章 民用工业化建筑体系简介

第十二章民用工业化建筑体系简介建筑工业化的含义•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。（1）建筑设计标准化（前提）（2）构件生产工厂化（手段）（3）施工现场机械化（核心）（4）组织管理科学化（保证）建筑工业化的特征•工业化建筑体系：以现代化大工业生产为基础，采用先进的工业化技术和管理方式，从设计到建成，配套地解决全部过程的生产体系。可分为专用体系和通用体系。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。第一节砌块建筑砌块建筑是用混凝土或工业废料等为原料预制成块状材料来砌筑墙体的预制装配式建筑。砌块的原材料来源广、品种多，可就地取材、价格便宜。一般有水泥、砂石、天然浮石、凝灰溶岩、人工陶粒、以及工业废料（如粉煤灰、煤矸石、高炉矿渣）等。砌块的生产工艺简单易行，现场施工方便，因此，近年来砌块建筑发展迅速，应用广泛。但是工业化程度不高，强度较低，适合建造5层以下的建筑。一、砌块建筑的种类及规格（表12-1）二、砌块建筑的排列组合砌块的排列组合是指不同规格的砌块在墙体中的具体位置。由于砌块的尺寸较大，砌筑灵活性低，因此在设计时应作出砌块的排列组合图。砌块的排列组合应按墙面尺寸和门窗布置合理分块，正确选择砌块尺寸，尽量减少砌块的规格，优先使用大规格砌块作主要砌块，提高主要砌块使用率，减少局部填补砖的数量。砌块排列整齐规律，上下错缝搭接，避免通缝。三、砌块建筑构造（一）砌块墙的接缝处理砌块墙的接缝影响着砌体的坚固性和稳定性、保温、隔热、防水等性能。因此接缝处理时砌块建筑的一个重要环节。缝的形式：平缝、凹槽缝和高低缝。（表12-2）砌块用水泥砂浆砌筑，灰缝宽度根据砌块规格确定，砂浆应饱满。（二）砌块墙的拉结砌块砌体必须分皮错缝搭砌（图12-2）。中型砌块上下皮搭接长度不小于砌块高度1/3且不小于150mm；小型砌块上下皮搭接长度不小于90mm。当搭砌长度不满足要求或出现通缝时，应在水平灰缝内设置不小于2φ4的钢筋网片，网片每端均应超过该垂直缝，其长度不少于300mm（图12-3）。（三）圈梁为了保证砌块建筑的整体性，砌块建筑应在适当的位置设置圈梁。通常将圈梁与过梁合并一起。空旷的单层砌块建筑，当墙厚小于240mm时，其檐口标高为4~5m，应设置一道圈梁，檐口高度大于5m应适当增设。对于多层砌块房屋的外墙、内纵墙的屋盖处应设置圈梁，楼盖处应各层设置。横墙的屋盖处宜设置圈梁，其水平间距不宜大于15m。（四）构造柱混凝土空心砌块建筑，由于上下砌块之间的砂浆粘结面积较小，因此应设置加固措施，提高房屋的整体性。在外墙转角、楼梯间四角处，若采用中型砌块，则在砌块孔洞内设置1φ12的竖向钢筋，并用C20细石混凝土灌实，形成构造柱；若采用小型砌块，则在距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞浇筑混凝土，形成构造柱。（图12-4）另外，在砌块建筑室内外地坪以下部分的墙体，要做好防潮处理。第二节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全装配式建筑，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。（图12-5）大板建筑特点能充分发挥预制工厂和吊装机械的作用，装配化程度高，能提高劳动生产率，缩短工期，施工受气候限制少，改善工人的劳动条件，建筑整体性好，抗震力高，与砖混结构相比，可减轻自重15%～20%，增加使用面积5%～8%。但大板建筑的平面灵活性受到一定限制，施工需要大型机械设备，钢材及水泥消耗较大。一、大板建筑的承重结构体系（一）横向墙板承重（二）纵向墙板承重（三）纵横双向墙板承重（图12-6）二、大板建筑的板型材料1、内墙板内墙板是大板建筑的主要承重构件，又是分隔构件。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，但与横向内墙相连接，保证纵向刚度，因此也必须有一定的强度和刚度应具有足够的强度、刚度及隔声防火能力。内墙板可以是一个房间一块，或一间二至三块，高度与层高相适应(层高减去楼板厚度)。内墙板通常不需要保温，因此内墙板多采用单一材料墙板，主要有空心墙板和实心墙板，另外还有密肋板、框壁板。实心板多采用混凝土制作，一般不配筋，只有在边角、洞口等薄弱位置配构造钢筋，墙厚约120~140mm，若为高层大板建筑则因采用配筋实心板，墙厚加大。空心板多采用钢筋混凝土制作，为保证楼板的支承长度，墙板厚度一般为140~180mm，不小于140mm。2、外墙板外墙板按构造形式可分单一材料板和复合材料板。单一材料外墙板主要有实心板和空心板两种，有的带肋或带框。（图12-9）复合材料外墙板是根据功能要求由防水层、保温层、结构层等组合而成的多层外墙板（图12-10）。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。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。吊钩键槽浇筑孔3、楼板大板建筑的楼板有三种尺寸类型：一是与砖混结构相同的小块楼板；二是半间一块(或半间带阳台板)的大楼板；三是整间一块(整间带阳台板)的大楼板。一般多采用整间一块的大楼板，其装配效率高，板面平整，中间没有缝隙，且与其他板材重量相似，便于统一起吊设备。整间一块的大楼板有实心板、空心板和肋形板三种类型（图12-13）。4、楼梯大板建筑的楼梯通常是梯段和平台板分开预制，以方便施工。为了减轻构件的重量，梯段可预制成空心楼梯段。当有较强的起重能力时，也可将梯段和平台预制成整体构件。楼梯段一般支承在带肋的平台板上，平台的横梁预留搁置长度不宜小于100mm，平台板支承在焊于侧墙板的钢牛腿上。（图12-14）5一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12-15）6、屋面板及挑檐板屋面板一般与楼板做法相同，仍然采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。可以单独预制，也可以与楼板连成一体。（图12-16）图18.9屋面板及挑檐板7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。（a）烟道；（b）通风道三、大板建筑的连接构造大板建筑的节点连接是设计的关键之一，要满足强度、刚度、延性以及抗腐蚀、防水、保温等构造要求。（一）节点连接方式1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。装配式大板的焊接节点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。装配整体式接头3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。螺栓连接1、墙板的连接（图12-17、图12-18）在墙板十字接头部位，墙板顶面预埋钢板用钢筋焊接起来，中间和下部设置锚环和竖向插筋，与墙板伸出的钢筋绑扎或焊接在一起，然后在阴角支模板，现浇C20混凝土，使墙板竖缝中形成现浇的构造柱，将墙板连成整体。（二）板材连接2、楼板连接由于大板建筑一般采用内墙支承楼板，外墙要比内墙高出一个楼板厚度。通常把外墙板顶部做成高低口，上口与楼板板面相平，下口与楼板底平齐，并将楼板伸入外墙板下口。左右楼板之间的连接是将楼板伸出的锚环与墙板的吊环穿套在一起，缝间用混凝土浇灌，使所有楼板的四周形成现浇的圈梁。3、板缝的防水构造板缝的防水构造有材料防水和结构防水两类。1、材料防水（图12-20）2、构造防水（图12-21、图12-22）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、吊装时须外墙壁板的接缝有水平缝和垂直缝两个部位。接缝要求密闭，以防止雨水和冷风渗透。（1）水平缝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。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。水平缝高低缝企口缝（2）垂直缝垂直缝的构造形式。暗槽的做法是在槽内灌注混凝土，经过振捣，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。垂直缝节点防水做法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节点处的保温材料以聚苯乙烯泡沫塑料比较理4、板缝保温节点保温做法第三节其他类型的工业化建筑一、大模板建筑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。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”（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”（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。1、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。2、大模板建筑的特点二、滑模建筑•滑升模板建筑：简称滑模建筑。它是在混凝土工业化生产的基础上，预先将工具式模板组合好，利用墙体内特制的钢筋作导杆，以油压千斤顶作提升动力，有间隔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。滑模建筑的特点：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，操作难度大。适用于建筑外形简单整齐，上下壁厚相同，墙面没有突出横线条的高层建筑。滑升模板（a）内外墙滑升；（b）外墙及部分内墙滑升；（c）核心结构滑升三、升板建筑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。升板升层建筑（a）升层建筑；（b）升板建筑升板建筑的优点：将大量的高空作业变为地面操作，施工设备简单，机械化程度高，工序简化，工效高，模板用量少，所需施工场地小，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地开放和通透。四、盒子建筑盒子建筑：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，降低劳动强度，减少现场湿作业量，提高装配化程度。但是，盒子建筑要求有较完善的生产设备、运输设备和吊装设备，否则将会限制它的使用。单个盒子的结构组成有整浇式、骨架条板组装式和预制板组