第13章民用建筑工业化

第13章民用建筑工业化【教学目标与要求】了解建筑工业化的含义和特征了解建筑工业化的发展及工业化建筑体系了解建筑工业化的类型、特点13.1概述13.1.1建筑工业化的含义和特征建筑工业化是指用现代工业生产方式来建造房屋，即将现代工业生产的成熟经验应用于建筑业，像生产其他工业产品一样，用机械化手段生产建筑定型产品。建筑工业化的基本特征是设计标准化、生产工厂化、施工机械化、组织管理科学化。设计标准化是建筑工业化的前提，生产工厂化是建筑工业化的手段。施工机械化是建筑工业化的核心，组织管理科学化是实现建筑工业化的保证。13.1.2我国建筑工业化的发展和工业化建筑体系工业化建筑体系一般分为专用体系和通用体系专用体系是指以定型房屋为基础进行构配件配套的一种体系，其产品是定型房屋。而通用体系则是以通用构配件为基础，进行多样化组合的一种体系，其产品是定型构配件。专用体系的优点是以少量规格的构配件就能将房屋建造起来，一次性投资不多，见效大，但其缺点是由于构配件规格少，容易使建筑空间及立面产生单调感。通用体系则不然，它的构配件规格比较多，可以互相调换使用，容易做到多样化，适应的面广，可以进行专业化成批生产。13.1.3工业化建筑的类型工业化建筑的类型可按结构类型和施工工艺进行划分。结构类型主要包括墙体承重结构、框架结构、框架一剪力墙结构和剪力墙结构等。施工工艺主要按混凝土工程的施工工艺来划分，如预制装配（全装配）、工具式模板机械化现浇（全现浇）或预制与现浇相结合等。通常按结构类型与施工工艺的综合特征将工业化建筑划分为以下类型：砌块建筑、大板建筑、框架板材建筑、大模板建筑、滑模建筑、升板建筑、盒子建筑和密肋壁板建筑等。13.2大板建筑13.2.1大板建筑的特点和适用范围大板建筑是装配式大型板材建筑的简称。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的建筑。大板指大墙板、大楼板、大型屋面板。这些板材通常既可在工厂也可在现场预制，是一种全装配式建筑，如图13.1所示。13.2.1大板建筑的特点和适用范围

图13.1装配式大板建筑13.2.1大板建筑的特点和适用范围

1.优点A.装配化程度高，建设速度快，可缩短工期，提高劳动生产率。B.施工现场湿作业少，施工受天气和季节的影响较少，大部分工作可在工厂进行，改善了工人的劳动条件；C.板材的承载能力比砖混结构高，可减少墙厚和结构自重，对抗震有利，并扩大了使用面积（约5％～10％）。2.缺点A.一次性投资较大；B.需要有大型的吊装运输设备，而且运输比较困难；C.钢材和水泥用量比砖混结构大，房屋造价比混和结构高（约高20％～30％）。13.2.1大板建筑的特点和适用范围3.适用范围A.大板建筑建设数量较稳定才能提高效益，降低造价；B.施工现场宜成街成坊建造，否则，每平方米摊销的机械台班费就会提高，因而会增加建筑造价；C.建筑的类型以住宅、宿舍、旅馆等小开间建筑为主；D.板材之间有可靠的连接，具有较好抗震性能，所以在地震区和非地震区都适合；E.由于大板建筑要求的施工设备和运输条件较高，所以宜在平坦的地段建造。13.2.2大板建筑的板材类型大板建筑的板材类型包括内外墙板、楼板、屋面板1.墙板类型墙板按其安装的位置分为内墙板和外墙板；按其材料组成分为振动砖墙板、混凝土墙板、工业废渣墙板；按构造形式分为单一材料墙板和复合墙板。A.内墙板内墙板通常既是承重构件又是分隔构件，因此，应具有足够强度和刚度，还须有隔声、防火能力。多层建筑内墙板厚为140—160mm，高层为180—240mm。由于内墙板不需要考虑保温与隔热，多采用单一材料制作，常见的构造形式有实心墙板、空心墙板和振动砖墙板等。13.2.2大板建筑的板材类型B.外墙板外墙板主要应满足围护结构方面的要求，如防风遮雨、保温隔热及便于外装修等。因热工要求较高，外墙板常采用两种以上材料的复合板。复合板一般用钢筋混凝土作结构层，以轻质材料作保温隔热层。层数较少的大板建筑，也可采用轻质混凝土做成成单一材料的外墙板，如矿渣混凝土墙板、陶粒混凝土墙板、加气混凝土墙板等。2.楼板和屋面板为了加强房屋的整体刚度，宜尽量采用整间式预应力钢筋混凝土大楼板和屋面板。当吊装运输能力不允许时，每间也可由两块板拼接起来。钢筋混凝土楼板形式可用空心板、实心板、肋形板。为了便于板材间的连接，楼板、屋面板的四边应预留缺口，并甩出连接用的钢筋。如图所示13.2.2大板建筑的板材类型3.其他构件大板建筑的其他构件包括阳台构件、楼梯构件、挑檐板、女儿墙板等。A.阳台板阳台板可以与楼板合为一块整板，也可以单独预制，前一种方法楼板尺寸过大而不便运输，且受力状况不好，所以一般都倾向于后一种作法。图13.5阳台板的锚固连接13.2.2大板建筑的板材类型B.楼梯构件楼梯可按梯段板、平台板分开预制，也可将梯段与平台连成一体预制，分开预制比较方便，故采用较多。图13.6楼梯平台板的连接构造（a）梯段、平台分开预制（b）平台板与梯段侧墙板的连接13.2.2大板建筑的板材类型C.挑檐板和女儿墙板

图13.7挑檐板和女儿墙板（a）屋面板出挑檐口；（b）另加挑檐板檐口；（c）女儿墙板檐口13.2.2大板建筑的板材类型13.2.3大板建筑的节点构造1.板材连接板材连接是大板建筑至为关键的构造措施，板材只有通过相互间牢固的连接，才能把墙板、楼板连成一体，使房屋的强度、刚度得以保证。板材连接有干法与湿法两种。A.干法连接干法连接是借助于预埋铁件，通过焊接或螺栓将板材连成一体。其优点是施工简便，速度快，缺点是耗钢量较大，连接件易锈蚀，致使其使用受到限制。B.湿法连接湿法连接是在板材边缘预留钢筋（也称甩筋），安装时将这些甩筋相互绑扎或焊接，然后在板缝中浇灌混凝土，从而形成类似的圈梁和构造柱，使大板建筑的整体刚度增强。湿法连接的优点是房屋结构整体性好、刚度大，连接钢筋被混凝土包住，不易锈蚀。但湿法连接必须有一定养护时间，使接头混凝上达到足够强度后才能继续上层板安装。图13.8板材连接构造（a）板材连接轴侧图（b）现浇圈梁及立缝中的小柱13.2.2大板建筑的板材类型2.外墙板接缝处的防水构造图13.10装配式外墙板构造防水图13.9装配式外墙板材料防水13.3框架板材建筑框架板材建筑是指由框架和楼板、墙板组成的建筑。其结构特征是由框架承重，墙体仅作围护和分隔。这种建筑的主要优点是空间划分灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；其缺点是钢材和水泥用量大，构件数量多。框架板材建筑适用于要求有较大空间的多层、高层民用建筑、地基较软弱的建筑和地震区的建筑。图13.11框架板材建筑13.3.2框架结构类型图13.12框架结构的类型（a）板柱框架系统；（b）梁板柱框架系统；（c）剪力墙框架系统13.4大模板建筑所谓大模板建筑是指用工具式大型模板现浇混凝土楼板和墙体的建筑。优点：由于采用现浇混凝土施工工艺，可不必预制，故一次性投资比大板建筑少；现浇施工构件与构件之间的连接方法大为简化，且结构整体性好，刚度大，使结构的抗震能力与抗风能力大大提高；现浇施工还可以减少建筑材料的转运。缺点：如现场工作量大，在寒冷地区冬期施工需要采用冬期施工措施，增加了能耗，水泥用量较多。但大楼板建筑所需要的技术设备条件比大板建筑的低，在我国大部分地区适应性强，所以在多层和高层建筑中均有采用。13.4大模板建筑大模板建筑常见的类型有以下几种：1.全现浇做法内外墙全部为现浇钢筋混凝土墙板。一般多用于建造高层住宅。2.现浇与预制相结合内墙用大模板现浇混凝土墙体，外墙采用预制外墙板。这种做法称作外板内模，俗称“内浇外挂”。目前在我国高层大模板建筑中应用最为普遍。3.现浇与砖砌相结合内墙采用大楼板现浇，外墙用砌块来砌筑。这种做法称作外砖内模，俗称“内浇外砌”。在多层大模板建筑中运用得较多。13.4大模板建筑图13.19大模板建筑滑升模板建筑滑升模板建筑是指用滑升式模板来现浇墙体的建筑。滑模施工的工作原理是利用专设于墙内的坚向钢筋做交承杆，将模板系统支承其上，用液压千斤顶系统带动模板系统沿支承杆慢慢向上滑移，同时浇筑混凝土墙体，直至顶层才将模板系统卸下。图13.23滑模示意滑模建筑优点：结构的整体性好，抗震能力强，机械化程度高，施工速度快，劳动强度降低，模板的数量少，且利用率高，施工时所需的场地小。但用这种方式建造房，操作精度要求高，墙体垂直度的偏差不能超出允许范围。滑模建筑适宜用于外形简单规整、上下壁厚相同的建筑物和构筑物，如多层和高层建筑、水塔、烟囱、筒仓等。我国深圳国际贸易中心大厦高53层的主楼部分，便是采用滑模施工的。类型：1、内外墙全部滑模现浇；2、内墙滑模现浇，外墙预制装配、有利于外墙的保温和装修。3、滑模浇筑如楼梯间、电梯间等简体结构，其余部分用框架或大板结构，这种滑模施工多见于高层建筑。滑模建筑图13.24滑模的类型升板升层建筑升板升层建筑是指先立柱子，然后在地坪上浇筑楼板、屋面板，通过特制的设备提升就位的一种建筑，只提升楼板的叫“升板”。在提升楼板的同时，连墙体一起提升的叫“升层”。优点：由于是在建筑物的地坪上叠层预制楼板，不需要底模，可以大大节约模板；把许多高空作业转移到地面进行，可以提高效率，加快进度；预制楼板是在建筑物本身平面范围内进行的，不需要占用太多的施工场地。根据这些优点，升板升层建筑主要适用于隔墙少、楼面荷级大的多层建筑，如商场、书库、车库和其他仓储建筑，特别是当施工场地狭小时更为有利。图13.25升板建筑施工顺序示意图（a）做基础（b）立柱子（c）打地坪（d）叠层预制楼板（e）逐层提升（f）逐层就位（g）全部就位盒子建筑盒子建筑是指由盒子状的预制构件组合而成的全装配式建筑。这种建筑始建于20世纪50年代，目前世界上许多国来修建了盒子建筑。它适用于旅馆、疗养院、学校等，不但用于多层房屋，还用于高层建筑。我国从20世纪60年代初期开始试点，建起了盒子住宅楼，盒子旅馆等。盒子建筑的主要优点：第一是施工速度快，同大板建筑相比，可缩短施工周期50％~70％，国外有的20多层的旅馆，采用盒子构件组装，一个月左右就能建成。第二是装配化程度高，修建的大部分工作，包括水、暖、电、卫等设备安装和房屋装修都移到工厂完成，施工现场只作构件吊装、节点处理，接通管线就能使用。现场用工量仅占总用工量的20％左右。第三，混凝土盒子构件是一种空间薄壁结构，自重轻，与砖混建筑相比，可减轻结构自重一半以上。目前影响盒子建筑推广的主要原因是建造盒子构件的预制厂投资过大。密肋壁板建筑密肋壁板结构体系是适应我国墙体改革及住宅产业化要求的产物，由预制密肋复合墙板、现浇隐形框架和楼板组成。作为结构的主要受力构件——密肋复合墙板既可作为承重构件又可作为非承重构件；既可用于地震区，又可用于非地震区；集保温节能与结构承重为一体，构造简单，施工方便本章小结1.建筑工业化是指用现代工业生产方式来建造房屋，即将现代工业生产的成熟经验应用于建筑业，像生产其他工业产品一样，用机械化手段