房屋构造与识图讲义第二编第06章

1、第六章 单层厂房外墙构造单层厂房外墙，按使用要求、材料、构造和施工方式等条件不同可分为砖墙、块材墙、板材墙、波形板(瓦)墙以及开敞式外墙等。6.1砖、砌块外墙6.1.1砖墙构造1.承重砖墙我国小型单层厂房用砖砌承重墙者较多，承重墙需承受自重、屋顶吊车荷载及地震力作用。其形式可作成带壁柱的墙体，下设墙下条形基础，并在墙体适当部位设置圈粱。其特点是构造简单、施工方便、造价较低，但墙体自，承载能力较低，抗震性能较差。故承重砖墙仅适用于跨度小于15m、吊车吨位不超过5t、柱距不大于6m的小型厂房。2.骨架结构填充砖墙当吊车吨位大、厂房跨度较大时，再采用带壁柱的承重墙，结构断面就会增大，工程量也将增加，

2、而且砖结构对吊车等引起的振动抵抗能力也差，故这时一般均采用钢筋混凝土骨架承重或钢骨架承重，使承重与围护功能分开，外墙起到围护、承受自重和风荷载作用。通常围护墙体大都不做基础，而采用两端搭于杯形基础上(或小牛腿上)的基础梁支承墙体重量。以防产生不均匀沉降。当墙体较高时，上部墙体重量由连系梁承担，经小牛腿将重量传给柱子再传至基础，下部墙体重量则通过基础至基础(图6.1)。为增强墙体的稳定性和整体性则应设置圈梁(设置原则及连结构造参见砖墙抗震措施)。基础梁与基础连接基础梁与基础连接，一般有以下几种情况(图6.2)：当基础埋置较浅时，基础梁可通过混凝土垫块或直接搁置在基础顶面，当基础埋置较深时，则用牛

3、腿支托或采用高杯口基础。基础梁顶面标高通常比室内地面(土0.000)低50mm，以便在该顶面设置墙身防潮层(一般均采用防水砂浆)，勒脚抹500800m高水泥砂浆或干粘石、水刷石即可基础梁防冻胀与保温冬季，北方地区非采暖厂房回填土为冻胀土时，基础部宜用炉渣等松散材料填充以防土壤冻胀时对基础粱及墙身产生不利的反拱影响图63(a)，冻胀严重预留空隙图6.3(b)。这种措施对湿陷性土壤、冻胀性土壤也同样时还可在基础适用，可避免不均匀沉陷或不均匀膨胀冬季，室温对基础梁附近土壤温度影响较大，有时足以使其不冻结。地面温度虽愈靠近外墙愈低，但也不至影响工人身体健康。因此，采暖厂房修建地区冬季室外气温较高时，基

4、础梁底部可不用松散材料填充。反之，室外气温较低时(采暖计算温度低于-15)，非采暖厂房的基础梁底部应填以松散材料保温。图6.1 建自承重砖墙构造1.砖外墙 2.柱 3.联系梁 4.小牛腿 5.基础粱 6.垫块 7.杯形基础 8.散水 9.墙图6.2 基础梁的位置1.基础梁 2.内地面 3.散水 4.垫块 5.小牛髓 6.高杯口5.砖墙与骨架连接的细部构造砖墙与柱子(包括抗风柱)、屋架端部采用钢筋连接(图6.4)，由柱子、屋架沿高度每隔500600mm伸出26钢筋砌入砖墙水平缝内，以达到作用。图6.4 砖墙与柱的连接1.墙柱连接筋 2.圈梁兼过梁 3.女儿墙内加筋1，121=1000mm 4.板

5、缝加筋(1tlz)与墙内加筋连接 5.圈梁与柱连接筋 6.砖外墙单层厂房砖外墙一般均砌成双面清水墙，表面多以原浆或水泥浆勾缝，内表面喷涂白灰水等以加强采光效果近年来随着对外观效果要求的不断提高，单层厂房外饰面也有彩色涂料、水刷石或贴马赛克等做法6.1.2砖墙的抗撮、抗震措施1.砖墙振、震害分析引起单层厂房(包括外墙)振动的原因有吊连的起停、锻锤的冲击、风力或力、风力、等。对于厂房的承重骨架由于这些振源产生的振动影响，可分别以吊车制动荷载等外力作用在结构计算中加以考虑。对于砖外墙来说，由于生产操作和风力产生的振动影响，除按前述从柱子、屋架端部伸出钢筋砌入砖缝外，并应布置圈粱增加墙与骨架的整体性以

6、保证砖墙的稳定。圈梁布置的原则是，振动较大的长房，如锻工车间、压缩机房等，沿墙高每隔4m左右设一道，其他厂房在柱顶吊车梁附近设置，特别高大的厂房则应适当增设。圈梁与柱子应砖墙的抗震措施较复杂，据震害稳妥(图6.4)。，砖外墙受破坏最普遍的现象是：女儿墙、侧墙、山墙开裂、外闪、倒塌：变形缝两侧的墙、梁等碰坏；高跨高墙倒塌砸坏低跨屋面等。随裂度不同，受害程度也不同，例如7度区少数砖墙外闪开裂，局部倒塌，8度9度区则有的连同圈梁一起大面积倒塌，钢筋被拨出，10度、11度区则更严重。观测已知，发生时，震源的能量将迅速地以波的形式向周围冲击，使基础所在地面产生水平和竖向加速度，后者多在9度以上震中区附近

7、才显著。水平加速度则影响及破坏性均较广，根据测得的经统计分析，这种地面水平最大加速度(a地面)与裂度大致成正比关系(表6.1)。由于地面产生加速度运动，遂迫使厂房骨架与外墙产生反应加速度反应)并受激而振动，同时还受到与构件质量m成正比的惯性力F的冲击(Fma反应)，构件越重、位置越高，这种惯性力就越大。表6.1裂虚与地面水平最大加速观察震害并根据振动学分析可知，由于砖外墙与厂房骨架的自振周期、振动相位，同一时刻的位移等往往都不相同，故在振动时，它们之间将产生相高或相向运动，当为相寓运动时，它们之间的连接构件由于惯性力的冲击将受拉，惯性力过大则使钢筋拨出甚至拉断，墙体就会倾裂或倒塌。同理，变形缝

8、两侧则在相向运动时易产生撞击破坏 (特别是厂房上部)，而山墙与侧墙相交等墙角部位则常易产生相互推撞开裂或倒塌现象。竖向加速度显著时，则易使悬臂等构件震坏。只有当墙与骨架间达到理想的整体性时，它们才能作为一个整体参与振动并消除相对运动。工程实际中只能根据安全、经济的原则，根据厂房的重要性与裂度的高低使这个整体性满足一定的要求，如大中城市的供水、供电等重要厂房与一般厂房及临时性厂房就应区别对待剪力越大惯性力对墙身还会产生剪切破坏，越高大，各截面(特别是底层)所受2.砖墙的抗震措施减轻墙体重量，降低其重心，加强墙与骨架的整体性，保证墙身的抗剪强度等是砖墙抗震的主要措施，如：用轻质板材代替砖墙，特别是

9、高低跨相交处的高跨封墙以及山墙山尖部位应尽量采用轻质板材，山墙少开门窗，侧墙第一柱距不宜设门窗。尽量不做女儿墙：必须做时，无锚固女儿墙高度不应超过500mm(自屋面覆盖屋顶面算起)，9度区不应做无锚固女儿墙。加强砖墙与屋架、柱子(包括抗风柱)的连接，并适当增设圈梁。当屋架端头高度较大时，应在端头上部与柱顶处各设现浇闭合圈梁一道(变形缝处仍断开)：山墙应设除与槽口圈梁交圈连接外并应与屋面板用钢筋连接牢固。设计裂度为8度、9度时，应沿墙高按上密下稀的原则每隔35m增设圈梁一道。圈粱截面高度不小于180mm，配筋不少于42，圈梁应与柱、屋架或屋面板牢固6.5、6.6为示例。，厂房顶部钢筋不少于钟12

10、，图4)单跨钢筋混凝土厂房，砖墙可嵌砌在柱子之间，由柱两侧出筋砌入砖缝(图6.7)，可增强柱墙整体性及厂房纵向刚度井承受纵向荷载，比外包墙提高了抗震能力，如唐山水泥机械厂组合车间采用的即嵌砌墙，1976年7月后仍基本完好。如唐山水泥机械厂组合车间采用的即嵌砌墙，1976年7月后仍基本完好。多跨时嵌砌墙则使各纵列柱刚度不匀，时厂房易产生不利变形，而且嵌砌墙较外包墙施工复杂，保温性能也较差(有热桥作用)，故非区采用较少。图6.5 砖墙与屋架的连接1.檐口圈梁 2.柱顶圈梁 3.砖墙 4.预埋铁件图6.6、山墙卧粱与墙身连接1.砖墙 2.圈梁 3.高洞 4.山墙5.钢筋棍凝土压顶5)设置防震缝。一般

11、在跨交接处、纵向高低跨交接处以及与厂房毗连贴建生活间、变电所、炉子间等附属房屋均应用防震缝分开，缝两侧应设墙或柱。平行于排架设缝时，缝宽不小于50一90mm(车间高时取宽值)，交接处以及垂直于排架方向设缝时，缝宽不小于100150mm。伸缩缝或沉降缝应与抗震缝考虑设置，只设温度缝或沉降缝时，缝宽3090mm即可。图6.8为砖外墙抗震缝构造示例。(6)必须严图6.7 嵌砌砖墙与柱于连接示例图6.8 砖外墙抗震缝构造示例1.防腐木砖 2.油毡 3.镀锌铁皮 4.沥青麻丝砌块墙构造砖墙存在的缺点，块材墙在国内外均得到一定发展，与民用建筑一样，厂6.1.3为房多利用轻质材料制成块材或用普通混凝土制成空

12、心块材砌墙。块材墙的砌筑与砖墙基本相同，即块材之间应横平竖直、灰浆饱满、错缝搭接，块材与柱子之间由柱子伸出钢筋砌入水平缝内实现。块材墙的整体性与防震性比砖墙要好。6.2钢筋混凝土板材墙1.一般介绍发展大型板材墙是墙体促进建筑工业化的重要措施之一，这不仅加快厂房建筑工业化、减轻大量繁重体力劳动，而且可充分利用工业废料，减轻自重，节省大量粘土砖不损害农田。此外，经震害证明，板材墙的抗震性能也远比砖墙优越，故区宜优先采用大型板材墙。目前存在的主要问题是钢材水泥用量比砖墙多，但随着环境保护及环境效益受到重视，粘土砖墙必将逐步减少用量。这些问题将不再会是缺点。2.墙板规格及分类 (1)墙板规格。我国现行

13、工业建筑墙板规格中，长和高采用300 为扩大模数，板长有4500 、 6000 、7500 (用于山墙)和12000 四种，可适用于6m或12m柱距以及3m整倍数的跨距。板高有900mm、1200、1500 和1800 四种。板厚以20mm为模数进级，常用厚度为160240mm。 (2)墙板分类。墙板分类根据不同需要有不同划分，如按保温要求分为保温墙板和不保温墙板，按墙板所在女儿墙板等。位置分为檐下板、窗上板、窗框板、窗下板、一般板、山尖板、勒脚板、下面按墙板的构造和组成材料分类如下：1)单一材料的墙板。钢筋混凝土槽形板、空心板(图6.9)。这类板的优点是耐久性好、制造简单，可施加预应力。槽形

14、板或称肋形板，其钢材、水泥用量较省，但保温隔热性能差，且易积灰，故只适用于某些热车间和保温隔热要求不高的车间、仓库等。空心板的钢材、水泥用量较多，但双面平整、不易积灰是一大优点，并有一定的保温隔热能力，虽比24砖墙热工性能稍差，但仍得到较广泛的应用。钢筋轻混凝土墙板(图 6.10)，这类墙板很多，如粉煤灰硅酸盐混凝土墙板、各种加气混凝土墙板等，它们的共同优点是比普通混凝土和砖墙都轻，保温隔热性能好，配筋后可、吊装，并在一定叠高范围内能承受自重缺点是吸湿性较大，故一般须加水泥沙浆等防水面层，有的还有龟裂或锈蚀配筋的缺点。对保温或隔热要求较高以及既要保温又要隔热但湿度不很大的车间适用。图6.9 钢

15、筋混疑土槽形板、空心板图6.10 配筋轻混凝土墙板示例2)组合墙板(复合墙板)。将高效保温材料如容重很轻的炉渣、蛭石、膨胀珍珠岩、陶粒、矿棉、等与承重材料组合而成大型墙板，最常见的是用钢筋混凝土制成外壳，内填轻质高效保温材料(图6.11)：另类是用如石棉水泥板、板、料板或钢板等固定在骨架两面制成轻外壳，再在空腔内填充高效保温隔热材组合墙板。还有的在槽形板凹侧贴附保温隔热材料单面承重组合墙板，其钢筋、水泥用量较省，但保温材料一侧吸湿性大、防水差，主要原因是由于保温材料内细孔相互连通产生毛细管作用所致。图6.11 组合墙板平剖面示意图组合墙板的特点是，使材料各尽，即充分发挥芯层材料的高效热工性能；

16、外壳材料的承重、耐气候等性能。这类墙板的主要缺点是制造工艺较复杂，用作保温时易产生“热桥”的不利影响，见图6.12。“热桥”感热面积。与其厚度d之比(ad)愈小，则“热桥”作用也愈小，国外有用不锈钢片如形钢片等做内外壳连系构件，以消除“热桥”影响，这是一种改进办法。另一办法是做成无肋骨的叠合板材，一种石棉水泥叠合板，即用油膏将石棉水泥板夹粘而成。此外还有玻璃钢透光墙板、玻璃砖透光墙板、表面可复合各种彩色压型钢板等等。墙板类型繁多的主要原因是，使用上对功能要求的多样性与目前材料效能的单一性所造成，因此发展轻质、高强、多效能的材料是墙体并在更高水平上促进建筑工业化的根本性措施之一。图6.12 塘板

17、热桥位置3.墙板布置(1)布置方式和排版。墙板在上的布置方式，最广泛采用的是横向布置，其次是混合布置(图6.13)。横向布置时板型少，以柱距为板长，板柱相连，可省去窗过梁和连系梁，板缝处理也较易，(a)图为有带窗板的横向布置，带窗板预先装好窗扇再吊装，故现场安装简便，但带窗板制作较复杂。(b)图为用通长带形窗的横向布置，采光好，无带窗板，但窗用钢材以及现场安装量均较多。(c)图是混合布置，板型较多，优点是立面处理较灵活。山墙墙身部位布置墙板方式与侧墙相同，山尖部位则随屋顶外形可布置成台阶 形、人字形、折线形等(图6.14)。台阶形山尖异形墙板少，但连接用钢较多，人字形则相反，折线形介于两者之间

18、。墙板沿柱高到檐口的排列，常难于排成所选板高的整倍数，主要原因一是目前屋架端部高度多不符合300mm的扩大模数要求，二是即使应排板的总高度符合300mm扩大模数，也不一定符合所选单块板高的整倍数。为了减少板型，根本性措施应从标准设计(包括结构设计)着手，确定好厂房工业化建筑体系。目前，在排板设计中较常用的措施有：调整柱顶标高，使排板总高度符合单块板高的整倍数；适当调整窗台或女儿墙的高度；加补充构件(如嵌梁或异形板等)，炎热地区，结合通风要求在挑檐下墙身部位空一段距离，既作为通风口，又作为排版的调整高度。排板时，最下的板材(勒脚板)底面一般比室内地面低150300mm，支承在基础顶面或垫块上。图

19、6.13 横向布置图6.14 山墙山尖板布置(2)墙板连接。1)板柱连接。板柱连接应安全可靠，便于制作、安装和修建，一般分柔性连接和刚性连接两类。图6.15(a，b)为柔性连接示例。柔性连接特点是，墙板在垂直方向一般由钢支托支承，钢支托每34块板一个，水平方向由挂钩等拉连。因此，墙板与厂房骨架以及板与板之间在一定范围内可相对独立位移，能较好地适应振动(包括)等引起的变形。加上墙板每块板自身整体性好、轻(振动惯性力就小)，这就形成了比砖墙抗震优越的条件。故设计裂度高于7度的地区宜用此法连接墙板。螺栓挂钩柔性连接的螺栓直径对于6m长的墙板不小于12mm，12m长板不小于14mm，由结构计算或有关手

20、册选取。螺栓挂钩柔性连接安装时一般无焊接作业，维修换件也较容易，其缺点是用钢量较多，的零件较多，腐蚀性环境，必须防护。角钢挂钩柔性连接用钢量较螺栓连接的少，的金属面较少，全装的上下板间有少许焊接作业，但必须严格保证预埋件的位置及板材安装位置，否则就不能实现挂的准、挂的快的优点。角钢挂钩的板材与厂房骨架间相对位移的独立性不及螺栓挂钩好，上下板间也失去了独立位移条件。角钢挂钩连接一般可省去钢支托。刚性连接图615(c)就是将每块板材与柱子用型钢焊接在一起，无需另设钢支托，其突出的优点是连接件钢材少，但由于刚性连接失去了能相对位移的条件和传递振动或不均匀沉降引起的荷载，使墙板易产生裂缝等破坏，故刚性

21、连接对不均匀沉降或振动大的地方较敏感。刚性连接件一般规格是：对于6m长的板所用角钢不小于50mm5mm12m长的板所用角钢不小于75mmX6mm；焊缝长不小于60mm，厚不小于6mm。图6.16为墙板与柔性连接示例，图6.17和图6.18为檐口、山墙、勒脚和外墙阳角等处墙板连接示例。图6.15 墙板与柱连接示意1.柱 2.墙板 3.柱侧预焊角钢 4.角钢 5.钢支托 6.上下板连接筋(焊接)图6.16 墙板与柔性连接无论柔性连接或刚性连接，均应注意设置墙板的预埋铁件以减少制作和吊装的墙板的类型，如柱宽为400mm，预埋铁件离板端300mm处对称设置，则可使尽端和伸缩缝处的墙板与一般墙身处通用。

22、2)板缝处理。对板缝的处理首先要求是防水，并应考虑制作及安装方便，对保温墙板注意满足保温要求。水平缝：主要是防止沿下淌水渗入内侧。水与墙体间的毛细压力以及迎风面风压力是使水向内渗透的主要作用力。由于热胀冷缩以及内外表面温差弯曲变形等原因，靠填缝材料的密闭性很难持久地防止这种渗透。而如果用憎水性防水材料 (油膏、聚氯乙烯胶泥等)填缝，将混凝土等亲水材料表面刷以防水涂料，并将外侧缝口敞开使不能形成毛细管，就能有效地消除毛细管渗透。为风压灌水或积水并考虑脱模方便，故可制成图6.19(a)所示外侧开敞式高低缝，考虑制作与安装误差，缝隙最窄处不宜小于1.5mm。防水要求不严或雨水很少的地方也采用最简单的

23、平缝或有滴水的平缝，见图6.19(b，c)。图6.17 檐口,山墙板材连接示例1.厘架 2.糖口墙板 3.山平墙板 4.顶埋铁件 5.连接收件 6.小钢柱 7.压顶板图6.18 勒脚、外墙阳角板材连接示例l.双面刷热沥青防潮 2.沥青 砂浆填缝 3.架墙柱 4.标准板 5.加长板 6.砖砌工具箱底图6.19 墙板水平缝构造1.油膏 2.保温材料3.水泥砂浆图6.20 墙板垂直缝构造示例1.截水沟 2.水泥砂浆 3.油膏 4.保温材料 5.垂直空腔6.挡雨板垂直缝：主要是防止风从侧面吹入和水易于趋向沟缝现象流入的水，由于垂直缝的温差胀缩变形为水平缝的48倍，故更难用单纯填缝的办法防止渗透，因此通

24、配合其他构造措施，图620即为几示例。(a)图适用雨水较多又要保温的地方，(b)图是有空腔的垂直缝，适用条件同(a)图，由于空腔与水平缝开敞槽相通，有风时空腔平衡，因而消除了气压差的吸水作用，故称这种空腔为压力平衡腔：(c)图例适用于不保温处。图6.21 墙板变形缝位置及构造必须，采用外侧开敞式高低缝，压力平衡空腔缝等构造防水措施，其缺点是构造、施工均较复杂，故发展弹性好、粘结力强，憎水、耐久的填缝材料可简化板缝的构造和施工，并有利于减少板材的类型(图6.21、6.22、6.23)。图6.22 高低跨处墙板构造示例图6.23波形板(瓦)墙跨交接处墙板构造示例6.3这类墙可应用于一些不要求保温、

25、隔热的热加工车间、防爆车间和仓库等建筑的(铝)板、外墙，按材料分有石棉水泥波形瓦、压型、玻璃钢波形瓦等，它们的连接构造基本相同。现以石棉水泥波形瓦墙和压型钢板墙为例简要分述如下：6.3.1石棉水泥墙石棉水泥有大波、中波、小波之分。工业建筑中多采用大。为加强力学与抗裂性能多用网状配筋，需要时可与轻混凝土等粘保温隔热墙板。石棉水泥与厂房骨架的连接通常是通过连接件悬挂在连系梁上(图6.24)。连系梁垂直方向的间距应与瓦长相适应，瓦缝上下搭接不小于100，左右搭接为一个瓦垅，搭缝应与多雨季节主导风向相顺，勿使倒灌。为避免碰撞损坏，勒脚处或阳角处可用砖砌或钢筋混泥土板材：图6.24 石棉水泥墙板连接构造

26、很多国家在石棉水泥板(瓦)生产过程中加入颜料，或在制品表面加深色漆可制成各种彩色或釉面的石棉水泥板(瓦)，以满足功能和建筑艺术处理的需要。6.3.2压型钢板外墙从力学原理可知，薄金属板经压制成波形断面后可大大改善力学性能，例如厚0.8mm的130的W形屋面板憾距可达到5m。压型钢板一般均由施工板压成在建房现场将成卷的板通过成型冷轧机压制而成，并可切成任一所需长度，从而大大减少了接缝处理与雨水渗透途径。压型钢板墙可根据设计要求采用不同的彩色涂层压型钢板，既可增强防腐蚀性能，又有利于建筑艺术处理和总图以颜色为标志的区段划分(图6.25)。图6.25 压型钢板外墙例单层波形瓦墙适用于热车间以及无保温隔热要求的车间