第四章工业化建筑

第4章工业化建筑构造第四章工业化建筑构造建筑工业化概述建筑工业化——通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式，来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。用先进的技术，尽可能少的工时，最合理的价格，在保证质量的前提下，建造合乎各种使用要求的建筑。建筑工业化的特征（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

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。建筑工业化的主要内容

—目标为建成的建筑物—目标为通用的构、配件

专用体系的特征

通用体系的特征按结构类型与施工工艺的综合特征将工业化建筑划分为几种类型：砌块建筑、大板建筑、框架轻板建筑、大模板建筑、滑升模板建筑、升板建筑、盒子建筑等。1.1砌块建筑的优缺点和适用范围砌块建筑的施工方法和混合结构施工方法相同，具有设备简单、施工速度快、省人工、便于就地取材、能大量利用工业废料和造价低廉、有利于环境保护等优点。但是，砌块建筑还存在着强度低、容重大、湿作业多、墙体易裂缝等缺点。因此，砌块建筑一般适用于六层以下的住宅、学校和办公楼等建筑。1砌块建筑按材料分：普通混凝土砌块、轻骨料混凝土砌块、加气混凝土砌块以及利用各种工业废料制成的砌块（炉渣混凝土砌块、蒸养粉煤灰砌块等）；按构造形式分：实心砌块和空心砌块；按功能分：承重砌块和保温砌块等；按尺寸和重量分：大、中、小型砌块三种类型。

1.2

砌块的类型与规格承重多孔砖：其实际尺寸为240mm（长）×115mm（宽）×90mm（厚）及190mm（长）×190mm（宽）×90mm（厚）等；水泥砌块：

混凝土小型空心砌块的常见尺寸为190mm×190mm×390mm，辅助块尺寸为90mm×l90mm×190mm和190mm×l90mm×90mm等；煤灰硅酸盐中型砌块的常见尺寸为240mm×380mm×880mm和240mm×430mm×850mm等。蒸压加气混凝土砌块长度多为600mm，其中a系列宽度为75mm、100mm、125mm和150mm，厚度为200mm、250mm和300mm；b系列宽度为60mm、120mm、180mm等，厚度为240mm和300mm粉煤灰硅酸盐砌块混凝土空心砌块1.3砌块建筑设计注意事项1）建筑平面力求简洁规整，轴线尽量对齐，减少凹凸和转角。2）选择建筑参数时，要考虑砌块组砌的可能性。3）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。4）砌块的排列组砌，要满足构造要求。5）砌块建筑的外墙面宜做外饰面，以提高防水能力和改善墙体的热工性能。1.4砌块墙的构造要点砌块建筑为了保证具有良好的整体性，除了进行排列设计以外，还应采取如下一些构造措施：（1）砌块建筑每层楼均设圈梁，以加强墙体的整体性。因圈梁通常和窗过梁合并，可现浇也可预制成圈梁砌块，圈梁断面尺寸应与砌块尺寸相协调。（2）砌块建筑缝型可采用平缝、凹槽缝或高低缝。平缝制作简单，多用于水平缝，凹槽缝灌浆方便，多用于垂直缝。缝宽根据砌块尺寸而定，一般小型砌块为10～15mm，中型砌块为15～20mm。砂浆强度有计算确定，一般不低于M5。(3)当砌块出现通缝，或者错缝间距不足150mm时，应在水平通缝处加钢筋网片，使之拉结成整体。（4）当采用混凝土空心砌块时，在房屋四个大角、外墙转角、楼梯间四角设置构造柱（芯柱）。芯柱用C15细石混凝土填入砌块孔中，并在孔中插入通常钢筋。砌块需要在建筑平面图和立面图上进行砌块的排列，注明每一砌块的型号（如图）

排列设计的原则：正确选择砌块的规格尺寸，减少砌块的规格类型；优先选用大规格的砌块做主砌块，以加快施工速度；上下皮应错缝搭接，内外墙和转角处砌块应彼此搭接，以加强整体性；空心砌块上下皮应孔对孔、肋对肋，错缝搭接。1.4砌块墙的组砌与构造要点砌块的组砌砌筑砌块时，上下皮应错缝，搭接长度为砌块长度的1/4，高度的1/3～1/2，并不应小于90mm。当无法满足搭接长度要求时，在灰缝内应设φ4的钢筋网片拉接(如图)。纵横墙交接和外墙转角处均应咬接(如图)。砌块墙与后砌墙交接处，应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置2φ4、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片。

(a)砌块墙转角轴测砌块墙体砌块搭接处钢筋网片的设置方法(b)砌块墙内外墙相交处轴测(e)墙体交叉处网片放置位置(d)转角处网片放置位置(c)从立面看网片放置位置过梁、圈梁与构造柱

过梁是砌块墙的重要构件。砌块墙的圈梁常和过梁统一考虑，有现浇和预制两种。不少地区采用U形预制构件，在槽内配置钢筋，现浇混凝土形成圈梁(图(a))。构造柱系将砌块上下孔对齐，于孔中配2φ10～2φ12的钢筋，然后用细石混凝土分层灌实(图（b）)。构造柱须与圈梁连接。用空心砌块做配筋砌体(b)在异形砌块围合成的孔洞及皮间布筋(a)在空心砌块孔洞及皮间布筋门窗樘与砌块墙的连接

为了简化砌块生产和减少砌块的规格类型，砌块中不宜设木砖和铁件，此外有些砌块强度低，直接用圆钉固定门窗容易松动。在实践中门窗樘与砌块墙的连接方式，可利用砌块凹槽固定，或在砌块灰缝内窝木榫或铁件固定，或利用膨胀木块固定及膨胀螺栓固定等(图)。防湿构造砌块多为多孔材料，吸水性强，容易受潮，特别是在檐口、窗台、勒脚及落水管附近墙面等部位。在湿度较大的房间中，砌块墙也须有相应的防湿措施(图)。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。

2.1大板建筑的优缺点和适用范围：优点：机械化程度高；生产效率高；工期短；劳动条件好；与砖混建筑相比房屋自重轻；寒冷地区可增加使用面积。缺点：一次性投资大、需要大型吊装设备、在坡地或狭窄的路面上运输困难。适用：多用于平原地区九层和九层以下和二十层以内的高层住宅、宿舍和旅馆等小开间的建筑。承重方式——以横墙承重为主，也可以用纵墙承重或者纵、横墙混合承重

。板材装配式建筑的结构支承方式板材装配式建筑中所用的一些预制墙板板材装配式建筑某预制装配建筑构件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）。

装配式大板建筑

（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。2.2大板建筑的主要构件一般外墙板

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；又是分隔构件，应具有足够的刚度及隔音防火能力。纵向内墙板是非承重构件，它不承担楼板荷载，还与横向内墙相连接，保证纵向刚度，因此也必须有一定的强度和刚度。内墙板

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)。（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。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。目前北京地区以采用整间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。实心大楼板

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(图)。一般多采用整间一块的大楼板，其装配效率高，板面平整，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)。（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。图为楼板延伸阳台板详图。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。楼梯构造

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(图)。楼梯段一般支承在带肋的平台板上，平台板支承在焊于侧墙板的钢牛腿上(图)。（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。

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。（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。（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。2.3装配大板建筑的节点连接构造装配式大板的焊接节点

①内墙板的连接

在内墙板十字接头部位，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。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(图(a))。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(图(b))。装配整体式接头

③内外墙板连接（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。

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。2.4装配式大板建筑的板缝处理2.4.1板缝的防水（1）水平缝水平缝的构造形式见图。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。（2）垂直缝

垂直缝的构造形式如图所示。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）。

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好。节点处的保温材料以聚苯乙烯泡沫塑料比较理想。2.4.2板缝保温节点保温做法

3装配式框架板材建筑3.1框架板材建筑的优缺点和适用范围以柱、梁、板组成的框架为承重结构，以轻型墙板为围护与分隔构件的新型建筑形式。特点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等。但存在着钢材水泥用量大、构件总量多、吊装次数多、接头工作量大和工序多等缺点。它可适用于各种要求的工业和民用建筑。钢筋混凝土骨架装配式建筑框架按主要构件组成可分为以下三种类型：框架由梁、楼板和柱组成，简称梁板柱框架系统。(图(a))框架由楼板、柱组成，简称板柱框架系统。

(图(b))

在以上两种框架中，增设剪力墙，成为剪力墙框架系统。(图(c))

3.2框架结构类型横向承重的装配式框架纵向承重的装配式框架(a)长柱暗牛腿单跨梁纵向框架(b)牛腿支承窗台板纵向框架3.3框架结构构件的连接

框架结构构件的连接主要有梁与柱、梁与板、板与柱的连接。3.3.1梁与柱的连接梁与柱通常在柱顶进行连接，最常用的是叠合梁现浇连接，其次是浆锚叠压连接。装配式框架的梁、柱连接节点板柱体系的板、柱连接节点3.3.2楼板与柱的连接在板柱框架中，楼板直接支承在柱上，常用现浇连接、浆锚叠压连接和后张预应力连接。板柱体系的装配方式整体透视部分骨架结构组合形式3.3.3楼板与梁的连接为了使梁与楼板整体连接，常采用楼板与叠合梁现浇连接。叠合梁有预制和现浇两部分组成，在预制梁上部预留出箍筋，预制板放在梁侧，沿梁纵向放入钢筋后浇注混凝土，将梁与楼板连接成整体。这种连接方式的优点是整体性强，在层高不变时，增大室内空间。3.4外墙板的类型、布置方式和连接构造3.4.1外墙板的类型

框架轻板建筑的内墙板一般采用空心石膏板、加气混凝土板和纸面石膏板。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可分为金属幕墙、玻璃幕墙和水泥薄板类幕墙等。3.4.2外墙板的布置方式外墙板布置在框架外侧，或在框架之间。外墙板支承于框架柱、梁或楼板上，上挂下承，可采用焊接法，螺栓连接法等方法将外墙板固定在框架上。1.主要预制构件——厚度为1.5～5mm的薄壁冷弯或冷轧型钢；小断面的普通型钢以及用小断面的型钢制成的小型构件如轻钢组合桁架等2.承重方式——柱梁式、隔扇式、混合式、盒子式

3.5

轻钢装配式建筑接插式轻钢装配式住宅接插式轻钢装配工艺柱梁式轻钢结构建筑骨架构成轻钢装配式住宅轻钢骨架轻质混凝土砌块压型钢板的现浇整体式楼板轻质屋面板隔扇式轻钢结构建筑骨架构成混合式轻钢结构建筑骨架构成盒子式轻钢结构建筑骨架构成现浇式轻钢楼板(d)防水纤维板衬模现浇钢筋混凝土楼面(a)压型钢板叠合混凝土楼面(c)瓦楞纤维板衬模现浇钢筋混凝土楼面(b)厚质纤维板衬模现浇钢筋混凝土楼面4大模板建筑4.1大模板建筑的优缺点和使用范围大模板建筑是用工具式大型模板来现浇混凝土楼板和墙体的一种建筑。大模板建筑具有房屋整体性好、刚度大、抗震能力高、现浇工艺简单、适应性强、造价比大板建筑低等优点，但也存在着现场湿作业量大、冬季施工需采取保温措施等缺点。因此，大模板建筑可用于地震区和非地震区的多层和高层建筑。●现浇和现浇与预制相结合的建筑——在现场采用工具模板、泵送混凝土进行机械化施工的方式，将建筑结构的主体部分整体浇筑或者是浇筑其中的核心筒等部分，其它部分用装配式的方法完成。主体结构形式内浇外挂-----内墙现浇外墙挂板

内浇外砌----内墙现浇外墙砌砖全现浇----内外墙全现浇，楼板采用预制大楼板4.2大模板建筑类型滑升模板建筑：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(图)。5滑升模板建筑简介滑模建筑的特点：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。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。升板建筑利用房屋自身网状排列的柱子为导杆，在每根柱子上安装一台