第四章工業(yè)化建筑

第4章工業(yè)化建筑構造第四章工業(yè)化建筑構造建筑工業(yè)化概述建筑工業(yè)化——通過現(xiàn)代化的制造、運輸、安裝和科學管理的大工業(yè)的生產(chǎn)方式，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式。用先進的技術，盡可能少的工時，最合理的價格，在保證質(zhì)量的前提下，建造合乎各種使用要求的建筑。建筑工業(yè)化的特征（1）建筑設計標準化------前提（2）構件生產(chǎn)工廠化------手段（3）施工現(xiàn)場機械化-------核心（4）組織管理科學化-------保證建筑工業(yè)化

建筑工業(yè)化是實現(xiàn)體系的轉化，即從手工業(yè)建筑體系向工業(yè)化建筑體系的轉化。工業(yè)化建筑體系分專用體系和通用體系兩種。

專用體系是指只能適用于某一種或幾種定型化建筑使用的專用構配件和生產(chǎn)方式所建立的成套建筑體系，它有一定的設計專用性和技術的先進性，但缺少與其他體系配合的通用性和互換性；

通用體系是指預制構配件、配套制品和連接技術標準化、通用化，是使各類建筑所需的構配件和節(jié)點構造可互換通用的商品化建筑體系。建筑工業(yè)化的主要內(nèi)容

—目標為建成的建筑物—目標為通用的構、配件

專用體系的特征

通用體系的特征按結構類型與施工工藝的綜合特征將工業(yè)化建筑劃分為幾種類型：砌塊建筑、大板建筑、框架輕板建筑、大模板建筑、滑升模板建筑、升板建筑、盒子建筑等。1.1砌塊建筑的優(yōu)缺點和適用范圍砌塊建筑的施工方法和混合結構施工方法相同，具有設備簡單、施工速度快、省人工、便于就地取材、能大量利用工業(yè)廢料和造價低廉、有利于環(huán)境保護等優(yōu)點。但是，砌塊建筑還存在著強度低、容重大、濕作業(yè)多、墻體易裂縫等缺點。因此，砌塊建筑一般適用于六層以下的住宅、學校和辦公樓等建筑。1砌塊建筑按材料分：普通混凝土砌塊、輕骨料混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊以及利用各種工業(yè)廢料制成的砌塊（爐渣混凝土砌塊、蒸養(yǎng)粉煤灰砌塊等）；按構造形式分：實心砌塊和空心砌塊；按功能分：承重砌塊和保溫砌塊等；按尺寸和重量分：大、中、小型砌塊三種類型。

1.2

砌塊的類型與規(guī)格承重多孔磚：其實際尺寸為240mm（長）×115mm（寬）×90mm（厚）及190mm（長）×190mm（寬）×90mm（厚）等；水泥砌塊：

混凝土小型空心砌塊的常見尺寸為190mm×190mm×390mm，輔助塊尺寸為90mm×l90mm×190mm和190mm×l90mm×90mm等；煤灰硅酸鹽中型砌塊的常見尺寸為240mm×380mm×880mm和240mm×430mm×850mm等。蒸壓加氣混凝土砌塊長度多為600mm，其中a系列寬度為75mm、100mm、125mm和150mm，厚度為200mm、250mm和300mm；b系列寬度為60mm、120mm、180mm等，厚度為240mm和300mm粉煤灰硅酸鹽砌塊混凝土空心砌塊1.3砌塊建筑設計注意事項1）建筑平面力求簡潔規(guī)整，軸線盡量對齊，減少凹凸和轉角。2）選擇建筑參數(shù)時，要考慮砌塊組砌的可能性。3）砌塊建筑墻厚應滿足墻體承重、保溫、隔熱、隔聲等結構和功能要求。4）砌塊的排列組砌，要滿足構造要求。5）砌塊建筑的外墻面宜做外飾面，以提高防水能力和改善墻體的熱工性能。1.4砌塊墻的構造要點砌塊建筑為了保證具有良好的整體性，除了進行排列設計以外，還應采取如下一些構造措施：（1）砌塊建筑每層樓均設圈梁，以加強墻體的整體性。因圈梁通常和窗過梁合并，可現(xiàn)澆也可預制成圈梁砌塊，圈梁斷面尺寸應與砌塊尺寸相協(xié)調(diào)。（2）砌塊建筑縫型可采用平縫、凹槽縫或高低縫。平縫制作簡單，多用于水平縫，凹槽縫灌漿方便，多用于垂直縫?？p寬根據(jù)砌塊尺寸而定，一般小型砌塊為10～15mm，中型砌塊為15～20mm。砂漿強度有計算確定，一般不低于M5。(3)當砌塊出現(xiàn)通縫，或者錯縫間距不足150mm時，應在水平通縫處加鋼筋網(wǎng)片，使之拉結成整體。（4）當采用混凝土空心砌塊時，在房屋四個大角、外墻轉角、樓梯間四角設置構造柱（芯柱）。芯柱用C15細石混凝土填入砌塊孔中，并在孔中插入通常鋼筋。砌塊需要在建筑平面圖和立面圖上進行砌塊的排列，注明每一砌塊的型號（如圖）

排列設計的原則：正確選擇砌塊的規(guī)格尺寸，減少砌塊的規(guī)格類型；優(yōu)先選用大規(guī)格的砌塊做主砌塊，以加快施工速度；上下皮應錯縫搭接，內(nèi)外墻和轉角處砌塊應彼此搭接，以加強整體性；空心砌塊上下皮應孔對孔、肋對肋，錯縫搭接。1.4砌塊墻的組砌與構造要點砌塊的組砌砌筑砌塊時，上下皮應錯縫，搭接長度為砌塊長度的1/4，高度的1/3～1/2，并不應小于90mm。當無法滿足搭接長度要求時，在灰縫內(nèi)應設φ4的鋼筋網(wǎng)片拉接(如圖)?？v橫墻交接和外墻轉角處均應咬接(如圖)。砌塊墻與后砌墻交接處，應沿墻高每400mm在水平灰縫內(nèi)設置2φ4、橫筋間距不大于200mm的焊接鋼筋網(wǎng)片。

(a)砌塊墻轉角軸測砌塊墻體砌塊搭接處鋼筋網(wǎng)片的設置方法(b)砌塊墻內(nèi)外墻相交處軸測(e)墻體交叉處網(wǎng)片放置位置(d)轉角處網(wǎng)片放置位置(c)從立面看網(wǎng)片放置位置過梁、圈梁與構造柱

過梁是砌塊墻的重要構件。砌塊墻的圈梁常和過梁統(tǒng)一考慮，有現(xiàn)澆和預制兩種。不少地區(qū)采用U形預制構件，在槽內(nèi)配置鋼筋，現(xiàn)澆混凝土形成圈梁(圖(a))。構造柱系將砌塊上下孔對齊，于孔中配2φ10～2φ12的鋼筋，然后用細石混凝土分層灌實(圖（b）)。構造柱須與圈梁連接。用空心砌塊做配筋砌體(b)在異形砌塊圍合成的孔洞及皮間布筋(a)在空心砌塊孔洞及皮間布筋門窗樘與砌塊墻的連接

為了簡化砌塊生產(chǎn)和減少砌塊的規(guī)格類型，砌塊中不宜設木磚和鐵件，此外有些砌塊強度低，直接用圓釘固定門窗容易松動。在實踐中門窗樘與砌塊墻的連接方式，可利用砌塊凹槽固定，或在砌塊灰縫內(nèi)窩木榫或鐵件固定，或利用膨脹木塊固定及膨脹螺栓固定等(圖)。防濕構造砌塊多為多孔材料，吸水性強，容易受潮，特別是在檐口、窗臺、勒腳及落水管附近墻面等部位。在濕度較大的房間中，砌塊墻也須有相應的防濕措施(圖)。2大板建筑大板建筑是指使用大型墻板、大型樓板和大型屋面板等建成的建筑，其特點是除基礎以外，地上的全部構件均為預制構件，通過裝配整體式節(jié)點連接而建成。

2.1大板建筑的優(yōu)缺點和適用范圍：優(yōu)點：機械化程度高；生產(chǎn)效率高；工期短；勞動條件好；與磚混建筑相比房屋自重輕；寒冷地區(qū)可增加使用面積。缺點：一次性投資大、需要大型吊裝設備、在坡地或狹窄的路面上運輸困難。適用：多用于平原地區(qū)九層和九層以下和二十層以內(nèi)的高層住宅、宿舍和旅館等小開間的建筑。承重方式——以橫墻承重為主，也可以用縱墻承重或者縱、橫墻混合承重

。板材裝配式建筑的結構支承方式板材裝配式建筑中所用的一些預制墻板板材裝配式建筑某預制裝配建筑構件大板建筑的構件有內(nèi)墻板、外墻板、樓板、樓梯、挑檐板和其他構件（圖）。

裝配式大板建筑

（1）外墻板

外墻板應有一定的強度，能夠承擔一部分地震力和風力。山墻板是外墻板中的特殊類型，它具有承重、保溫、隔熱和立面裝飾作用。墻板可以是用同一種材料制作的單一板，也可以是由兩種以上材料制作的復合墻板。外墻板的頂部應有吊環(huán)，下部應留有澆注孔，側邊應留鍵槽和環(huán)形筋。2.2大板建筑的主要構件一般外墻板

陽臺處外墻板

（2）內(nèi)墻板

橫向內(nèi)墻板是建筑物主要承重構件，要求有足夠的強度，以滿足承重的要求；又是分隔構件，應具有足夠的剛度及隔音防火能力。縱向內(nèi)墻板是非承重構件，它不承擔樓板荷載，還與橫向內(nèi)墻相連接，保證縱向剛度，因此也必須有一定的強度和剛度。內(nèi)墻板

內(nèi)墻板可以是一個房間一塊，或一間二至三塊，高度與層高相適應(層高減去樓板厚度)。（3）隔墻板

隔墻板主要用于建筑物內(nèi)部房間的分隔板，沒有承重要求。為了減輕自重，提高隔音效果和防火防潮性能，有多種材料可供選擇，如鋼筋混凝土薄板、加氣混凝土板、碳化石灰板、石膏板等。隔墻板

（4）樓板

樓板可以采用鋼筋混凝土空心板，也可以采用整塊的鋼筋混凝土實心板。目前北京地區(qū)以采用整間鋼筋混凝土實心板連接鋼筋的錨固長度應不小于30d。樓板在承重墻上的設計擱置長度不應小于60mm；地震區(qū)樓板的非承重邊應伸入墻內(nèi)不小于30mm。實心大樓板

大板建筑的樓板有三種尺寸類型：一是與磚混結構相同的小塊樓板；二是半間一塊(或半間帶陽臺板)的大樓板；三是整間一塊(整間帶陽臺板)的大樓板(圖)。一般多采用整間一塊的大樓板，其裝配效率高，板面平整，且與其他板材重量相似，便于統(tǒng)一起吊設備。整間一塊的大樓板有實心板、空心板和肋形板三種類型(圖)。（5）陽臺板

一般陽臺板為鋼筋混凝土槽形板，兩個肋邊的挑出部分壓入墻內(nèi)，并與樓板預埋件焊接，然后澆注混凝土。陽臺上的欄桿和欄板也可以做成預制塊，在現(xiàn)場焊接。陽臺板也可以由樓板挑出，成為樓板的延伸。圖為樓板延伸陽臺板詳圖。樓板延伸陽臺板詳圖

（6）樓梯

樓梯分成樓梯段和休息平臺板兩大部分。休息平臺板與墻板之間必須有可靠的連接，平臺的橫梁預留擱置長度不宜小于100mm。常用的做法可以在墻上預留洞槽或挑出牛腿，以支承樓梯平臺。樓梯構造

為了減輕構件的重量，梯段可預制成空心樓梯段。當有較強的起重能力時，也可將梯段和平臺預制成整體構件(圖)。樓梯段一般支承在帶肋的平臺板上，平臺板支承在焊于側墻板的鋼牛腿上(圖)。（7）屋面板及挑檐板

屋面板一般與樓板做法相同，仍然采用預制鋼筋混凝土整間大樓板。挑檐板一般采用鋼筋混凝土預制構件，其挑出尺寸應在500mm以內(nèi)。

屋面板及挑檐板

（8）煙道、通風道

煙道、通風道一般為鋼筋混凝土或水泥石棉制作的筒狀構件，按一層一節(jié)設計，其交接處在樓板附近。交接處要坐漿嚴密，不能串煙漏氣。出屋頂后應砌筑排煙口，并用預制鋼筋混凝土塊做壓頂。（a）煙道；（b）通風道

大板建筑的節(jié)點要滿足強度、剛度、延性以及抗腐蝕、防水、保溫等構造要求。（1）焊接焊接又稱為“整體式連接”，是靠構件上預留的鐵件，通過連接鋼板或鋼筋焊接而成。（2）混凝土整體連接混凝土整體連接又叫“裝配整體式連接”，是利用構件與附加鋼筋互相連接在一起，然后澆注高強度混凝土，它是一種濕接頭。2.3裝配大板建筑的節(jié)點連接構造裝配式大板的焊接節(jié)點

①內(nèi)墻板的連接

在內(nèi)墻板十字接頭部位，墻板頂面預埋鋼板用鋼筋焊接起來，中間和下部設置錨環(huán)和豎向插筋，與墻板伸出的鋼筋綁扎或焊接在一起，然后在陰角支模板，現(xiàn)澆C20混凝土，使墻板豎縫中形成現(xiàn)澆的構造柱，將墻板連成整體。②樓板連接

由于大板建筑一般采用內(nèi)墻支承樓板，外墻要比內(nèi)墻高出一個樓板厚度。通常把外墻板頂部做成高低口，上口與樓板板面相平，下口與樓板底平齊，并將樓板伸入外墻板下口(圖(a))。左右樓板之間的連接是將樓板伸出的錨環(huán)與墻板的吊環(huán)穿套在一起，縫間用混凝土澆灌，使所有樓板的四周形成現(xiàn)澆的圈梁(圖(b))。裝配整體式接頭

③內(nèi)外墻板連接（3）螺栓連接

螺栓連接是一種裝配式接頭，它是靠制作時預埋的鐵件用螺栓連接而成。這種接頭對于變形不太適應，常用于圍護結構的墻板與承重墻板的連接。同時，對接頭要求精度高，位置準確。

螺栓連接

板縫的防水是在墻板四周設置滴水或擋水臺凹槽等，利用水的重力作用排除雨水，切斷接縫的毛細管通路，達到防水的效果。這種方法的優(yōu)點是經(jīng)濟、耐久，便于施工，但墻板外形較復雜，在運輸、堆放、吊裝時須注意防止墻邊和墻角損壞。外墻壁板的接縫有平縫和立縫兩個部位。接縫要求密閉，以防止雨水和冷風滲透。2.4裝配式大板建筑的板縫處理2.4.1板縫的防水（1）水平縫水平縫的構造形式見圖。高低縫防水是指上下墻板互相咬口，構成高低縫，水平縫外部的填充料可采用水泥砂漿，但不能填得過深。企口縫防水是指上下墻板做成企口形狀，形成企口縫，企口中間為空腔，前端用水泥砂漿勾抹，并留排水孔。（2）垂直縫

垂直縫的構造形式如圖所示。暗槽的做法是在槽內(nèi)灌注混凝土，經(jīng)過振搗，縫口再用砂漿勾嚴?？涨坏木唧w做法是在空腔前壁兩立槽間嵌入塑料擋水板。擋水板靠本身的彈性所產(chǎn)生的橫向推力牢固地嵌在凹槽內(nèi)，在縫外勾抹水泥砂漿（圖）。

垂直縫

節(jié)點防水做法

產(chǎn)生結露的主要原因是墻板的內(nèi)表面溫度低于室內(nèi)露點，致使空氣中的水分在墻板內(nèi)表面凝結，構成傳熱熱橋。

防止結露必須注意兩點：一是消滅熱橋；二是阻止空氣滲透。板縫和肋邊處要采用高效能的保溫材料，避免形成熱橋。板縫外側用砂漿勾抹效果較好。節(jié)點處的保溫材料以聚苯乙烯泡沫塑料比較理想。2.4.2板縫保溫節(jié)點保溫做法

3裝配式框架板材建筑3.1框架板材建筑的優(yōu)缺點和適用范圍以柱、梁、板組成的框架為承重結構，以輕型墻板為圍護與分隔構件的新型建筑形式。特點承重結構與圍護結構分工明確，可以充分發(fā)揮材料的不同特性，且空間分隔靈活，濕作業(yè)少，不受季節(jié)限制，施工進度快，整體性好，具有很強的抗震性能等。但存在著鋼材水泥用量大、構件總量多、吊裝次數(shù)多、接頭工作量大和工序多等缺點。它可適用于各種要求的工業(yè)和民用建筑。鋼筋混凝土骨架裝配式建筑框架按主要構件組成可分為以下三種類型：框架由梁、樓板和柱組成，簡稱梁板柱框架系統(tǒng)。(圖(a))框架由樓板、柱組成，簡稱板柱框架系統(tǒng)。

(圖(b))

在以上兩種框架中，增設剪力墻，成為剪力墻框架系統(tǒng)。(圖(c))

3.2框架結構類型橫向承重的裝配式框架縱向承重的裝配式框架(a)長柱暗牛腿單跨梁縱向框架(b)牛腿支承窗臺板縱向框架3.3框架結構構件的連接

框架結構構件的連接主要有梁與柱、梁與板、板與柱的連接。3.3.1梁與柱的連接梁與柱通常在柱頂進行連接，最常用的是疊合梁現(xiàn)澆連接，其次是漿錨疊壓連接。裝配式框架的梁、柱連接節(jié)點板柱體系的板、柱連接節(jié)點3.3.2樓板與柱的連接在板柱框架中，樓板直接支承在柱上，常用現(xiàn)澆連接、漿錨疊壓連接和后張預應力連接。板柱體系的裝配方式整體透視部分骨架結構組合形式3.3.3樓板與梁的連接為了使梁與樓板整體連接，常采用樓板與疊合梁現(xiàn)澆連接。疊合梁有預制和現(xiàn)澆兩部分組成，在預制梁上部預留出箍筋，預制板放在梁側，沿梁縱向放入鋼筋后澆注混凝土，將梁與樓板連接成整體。這種連接方式的優(yōu)點是整體性強，在層高不變時，增大室內(nèi)空間。3.4外墻板的類型、布置方式和連接構造3.4.1外墻板的類型

框架輕板建筑的內(nèi)墻板一般采用空心石膏板、加氣混凝土板和紙面石膏板。外墻板根據(jù)材料不同，可分為混凝土類外墻輕板和幕墻兩種?；炷令愅鈮p板常用的有加氣混凝土板和陶粒混凝土板。幕墻根據(jù)外飾面材料的不同可分為金屬幕墻、玻璃幕墻和水泥薄板類幕墻等。3.4.2外墻板的布置方式外墻板布置在框架外側，或在框架之間。外墻板支承于框架柱、梁或樓板上，上掛下承，可采用焊接法，螺栓連接法等方法將外墻板固定在框架上。1.主要預制構件——厚度為1.5～5mm的薄壁冷彎或冷軋型鋼；小斷面的普通型鋼以及用小斷面的型鋼制成的小型構件如輕鋼組合桁架等2.承重方式——柱梁式、隔扇式、混合式、盒子式

3.5

輕鋼裝配式建筑接插式輕鋼裝配式住宅接插式輕鋼裝配工藝柱梁式輕鋼結構建筑骨架構成輕鋼裝配式住宅輕鋼骨架輕質(zhì)混凝土砌塊壓型鋼板的現(xiàn)澆整體式樓板輕質(zhì)屋面板隔扇式輕鋼結構建筑骨架構成混合式輕鋼結構建筑骨架構成盒子式輕鋼結構建筑骨架構成現(xiàn)澆式輕鋼樓板(d)防水纖維板襯模現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面(a)壓型鋼板疊合混凝土樓面(c)瓦楞纖維板襯?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面(b)厚質(zhì)纖維板襯?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面4大模板建筑4.1大模板建筑的優(yōu)缺點和使用范圍大模板建筑是用工具式大型模板來現(xiàn)澆混凝土樓板和墻體的一種建筑。大模板建筑具有房屋整體性好、剛度大、抗震能力高、現(xiàn)澆工藝簡單、適應性強、造價比大板建筑低等優(yōu)點，但也存在著現(xiàn)場濕作業(yè)量大、冬季施工需采取保溫措施等缺點。因此，大模板建筑可用于地震區(qū)和非地震區(qū)的多層和高層建筑?！瘳F(xiàn)澆和現(xiàn)澆與預制相結合的建筑——在現(xiàn)場采用工具模板、泵送混凝土進行機械化施工的方式，將建筑結構的主體部分整體澆筑或者是澆筑其中的核心筒等部分，其它部分用裝配式的方法完成。主體結構形式內(nèi)澆外掛-----內(nèi)墻現(xiàn)澆外墻掛板

內(nèi)澆外砌----內(nèi)墻現(xiàn)澆外墻砌磚全現(xiàn)澆----內(nèi)外墻全現(xiàn)澆，樓板采用預制大樓板4.2大模板建筑類型滑升模板建筑：簡稱滑模建筑。它是在混凝土工業(yè)化生產(chǎn)的基礎上，預先將工具式模板組合好，利用墻體內(nèi)特制的鋼筋作導桿，以油壓千斤頂作提升動力，有間隔節(jié)奏地邊澆筑混凝土，邊提升模板，是一種連續(xù)施工的房屋建造方法(圖)。5滑升模板建筑簡介滑模建筑的特點：結構整體性好，機械化程度高，施工速度快，占用場地少，模板的數(shù)量少且利用率高；但墻體的垂直度不易掌握。適用于建筑外形簡單整齊，上下壁厚相同，墻面沒有突出橫線條的高層建筑。升板建筑利用房屋自身網(wǎng)狀排列的柱子為導桿，在每根柱子上安裝一臺