5工业化建筑及工业化体系

建筑构造（二）工业化建筑及工业化体系第三章：工业化建筑及工业化体系：第一节、工业化建筑及工业化体系概述：一、建筑工业化的含义和特征：建筑工业化是指从手工操作的小生产方式过渡到用现代化工业生产方式（社会化大生产的方式）来建造房屋，即：用机械化手段生产定型产品。建筑工业化的定型产品是指：房屋、房屋的构配件和建筑制品等。(如：定型的一栋栋房屋、墙体、楼板、楼梯、门窗等)建筑工业化的基本特征：建筑设计标准化(建筑工业化的前提)构件制作工厂化(建筑工业化的手段)生产施工机械化(建筑工业化的核心)组织管理科学化(建筑工业化的保证)为发展建筑业，各国的经验已经证明根本的出路在于实现建筑工业化，使整个建筑形成一个完整、配套的工业生产部门。二、工业化建筑的类型：（一）按结构类型分：1、不同类型的剪力墙结构：2、以混凝土为主要材料的框架结构：（二）按混凝土工程施工工艺分：1、预制装配式（全装配式）2、工具式模板机械化现浇式（全现浇）3、预制和现浇相结合（内浇外挂）（三）按结构类型与施工工艺综合特征分：1、砌块建筑：（预制块材做砌墙材料）2、大板建筑：（工厂预制大块板材组合）3、框架板材建筑：1）梁板柱框架建筑2）板柱框架建筑3）框架剪力墙建筑4、大模板建筑：（预制模板、现浇混凝土）全现浇、内浇外挂、内浇外砌5、滑模建筑：（滑升模板、现浇墙体）6、升板建筑：（将楼板地面制作，整体提升）7、盒子建筑：（盒子状预制构件全装配组合）三、建筑工业化的发展概况建筑工业化是在第二次世界大战后发展起来的。住房奇缺，劳动力紧张，传统建造方式不能适应大规模建房需求，必须走建筑工业化道路。战后40年代是建筑工业化发展的初期阶段。50-60年代是建筑工业化大规模发展时期。欧洲各国经济恢复较快，给大规模发展建筑工业化提供了物质技术条件。各种工业化建筑体系相继产生。互相竞争，更促进建筑工业化进一步发展。我国建筑工业化开始于50年代，经过几十年的努力，我国建筑工业化在标准化、机械化、工厂化方面做了不少工作取得一定成绩，各种工业化建筑体系逐步形成，并相继发展起来。但工业化发展速度仍然很慢，且发展程度很不平衡。北京是建筑工业化发展最快的城市之一。从国情出发因地制宜采用适宜技术，发展工业化建筑。第二节、砌块建筑：一、砌块建筑的优缺点及适用范围：砌块建筑是指用尺寸大于普通粘土砖的预制块材作为砌墙材料的一种建筑。砌块可用混凝土或工业废料作原料，它可以是实心的或空心的，每块尺寸比普通粘土砖大得多，因而砌筑速度比砖墙快，其他承重构件和砖混结构差不多。按目前砌块建筑规范规定砌块建筑最高为六层。砌块建筑构造砌块建筑优点：所需设备简单、施工速度快、节省人工、便于就地取材、能大量利用工业废料、造价低廉。砌块建筑缺点：工业化程度不算高，是工业化初级阶段必须的一种形式。常用砌块：KP1粘土空心砖、模数砖、混凝土空心砖、陶粒混凝土空心砖、加气混凝土实心砖。二、砌块建筑设计注意事项：1、建筑平面力求简洁规整，墙身的轴线尽量对齐，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。当确定砌块的规格尺寸时，应先研究常用参数和各种墙体的组砌方式。3、门窗大小和位置、楼梯的形式和楼梯间的设计，也要与砌块组砌问题同时考虑。4、砌块建筑应满足墙体承重、保温、隔热、隔声等结构和功能要求。5、为施工方便和减少吊装次数，应尽量用较大砌块。6、砌块的排列组砌，要满足构造的要求。三、砌块的类型与规格砌块按其构造形式通常分为：实心砌块和空心砌块，按其质量大小和尺寸大小分为三类：小型砌块（每块20kg以下）90X240X240、190X190X190等(手工砌筑)、中型砌块（每块350kg以下）190X380X580、180X845X1480等（采用小型吊装设备）、大型砌块（每块350kg以上）200X600X3000等（采用大型吊装设备)。四、砌块墙的排列与构造要点1、砌块墙应事先作排列设计；a、错缝搭接、排列整齐、减少通缝使砌块墙具有足够的整体性和稳定性；b、优先采用大规格砌块；c、当采用混凝土空心砌块时上下皮砌块应孔对孔、肋对肋、使上下皮砌块之间有足够接触面，以扩大受压面积。2、砌块建筑每层楼都应设圈梁3、砌块的缝型：平缝、凹槽缝或高低缝4、通缝处理及芯柱处理5、砌块墙外墙饰面处理砌块排列示意KP1粘土空心砖、模数砖、混凝土空心砌块砌块外墙剖面排块砌块阳角平面排块砌块窗间墙排块组合混凝土空心砌块内外墙连接的芯柱混凝土空心砌块的芯柱砌块建筑实例砌块建筑实例砌块建筑实例砌块建筑实例砌块建筑实例附小体育教室第三节、大板建筑：一、大板建筑的优缺点及适用范围大板建筑是指大墙板、大楼板、大屋面板的简称，有的称为壁板建筑。板材在专门的大板厂制作，或者在现场预制，用机械化方式施工装配而成，是一种全装配式建筑。大板建筑大板建筑优点：1、装配化程度高，建设速度快，可缩短工期，提高劳动生产率。2、施工现场湿作业非常少，施工不受天气和季节影响，大部分工作移入工厂进行，改善了工人的劳动条件。3、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，且扩大了使用面积。大板建筑缺点：1、一次性投资大，要先投入一部分资金修建大板厂；2、需要大型吊装运输设备，在坡地或窄路上运输比较困难；3、钢材和水泥用量比砖混结构大，房屋造价也比砖混结构高。（约高20%-30%）大板建筑的适用范围（本着扬长避短原则）1、在某地区范围内，每年建造的数量应均衡，在任务稳定情况下才能提高效率、降低造价。2、对某一施工现场而言最好能成街成片建造，以保证一定建造量，以免提高造价。3、大板建筑是剪力墙承重结构，房屋空间较小，建筑类型只能是住宅、宿舍等小开间的建筑。4、大板建筑板材之间有可靠的连接，具有较好的抗震性能，所以地震区和非地震区都适合。5、大板建筑要求的施工和运输条件都较高，宜在平坦的地段建造。二、大板建筑设计要点1、大板建筑体形力求匀称，平面布局减少凹凸变化，避免结构上受力复杂和增加构件规格。2、为提高大板建筑的空间刚度，宜采用小开间横墙承重或双向楼板纵横墙承重，少用纵墙承重。3、在进行大板建筑的空间组合时应尽量使纵横墙对齐，便于墙板间的整体连接，以提高建筑刚度。4、大板建筑的小区规划应考虑塔式起重机的行走路线，道路系统畅通，房屋排列在起重机的起重范围内，要有足够的空地堆放大型板材。5、进行构件设计时，应在满足设计多样化的同时，尽量减少构件规格，并方便制作、运输、堆放和安装。开间和进深参数不宜过多。大板建筑承重方案大板住宅平面三、大板建筑的板材类型（一）墙板类型：按其安装的位置分为内墙板和外墙板按其材料分为砖墙板、混凝土墙板、工业废渣墙板等按其构造形式分为单一材料墙板和复合墙板1、内墙板：是大板建筑的主要受力构件，也是分隔空间的构件2、外墙板：是大板建筑的围护结构（二）楼板和屋面板：采用一开间整块或两块预应力混凝土楼板和屋面板（三）其他构件挑阳台板、楼梯构件、挑檐板和女儿墙板各种内墙板各种外墙板钢筋混凝土楼板四、大板建筑的节点构造（一）板材连接（是大板建筑关键的构造措施）湿法连接构造干法连接构造（二）外墙板的接缝防水构造必须综合考虑使墙板接缝处具有防水能力：使接缝处尽量少接近雨水；不形成渗流通道；断绝和减轻水的渗透压力；将渗入接缝处的雨水迅速引导外流。防止接缝处漏水的构造措施：材料防水法：接缝处采用有弹性和附着性的嵌缝材料或衬垫材料封闭接缝以适应变形。构造防水法：利用墙板四周的特殊形状，形成滴水、挡水台阶、企口、空腔等防水构造，阻止雨水渗漏。利用水的重力作用排除雨水，或切断雨水通路。构造防水法、材料防水法相结合。材料防水法（塑性材料与弹性材料）构造防水法（水平缝）构造防水法（垂直缝）构造防水法（十字缝）大板建筑实例第四节、装配式框架板材建筑一、装配板材建筑的优缺点及适用范围框架板材是指由框架、墙板和楼板组成的建筑，基本特征是由柱、梁和板承重，墙板仅作为维护和分隔空间的构件（框架填充墙）。框架板材建筑框架板材建筑的优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料。框架板材建筑的缺点：钢材和水泥用量较大，装配式构件的总数量多，吊装次数多、接头工作量大、工序多。适合于要求具有较大空间的多高层民用建筑，多层工业建筑、地基较软弱的建筑和地震区的建筑。二、框架结构类型按其材料分为钢框架和钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架按施工方法不同分为全现浇、全装配和装配整体式。框架按构件组成分为：1、板柱框架：楼板可以是梁板合一的肋形板，也可以是实心大板；柱子可以是有柱帽的，也可以是无柱帽的2、梁板柱组成的框架3、框架剪力墙：加设剪力墙后刚度比原框架增大若干倍，剪力墙主要承担水平荷载，故大大简化了框架的节点构造，所以在高层建筑中采用较普遍。框架按构件组成分类板柱框架梁板柱框架框架剪力墙三、装配式钢筋混凝土框架的构件连接梁与柱的连接：迭合梁现浇连接浆锚迭压连接楼板与梁的连接楼板与柱的连接现浇连接浆锚迭压连接预应力张拉连接四、外墙板类型、布置方式及连接构造（一）墙板类型：按所使用的材料可分为：单一材料的混凝土墙板（如加气混凝土板、轻骨料混凝土空心板）复合材料墙板（由内外壁和夹层组成）玻璃幕墙金属幕墙外墙板布置方式：安装在框架外侧安装在框架之间外墙板与框架的连接构造采用上挂或下承两种方式支承于框架柱、梁或楼板上构造要点：1、外墙板与框架连接应安全可靠；2、避免“热桥”现象，防止产生结露；3、构造简单、施工方便。外墙板与框架的连接外墙板建筑实例外墙板实例框架外挂墙板实例外挂墙板建筑实例全现浇梁板柱框架第五节、大模板建筑一、大模板建筑的优缺点及适用范围大模板建筑用工具式大模板来现浇混凝土楼板和墙体的一种建筑。大模板建筑大模板建筑优点：1、由于采用现浇施工，不必建造预制混凝土板材的大板厂一次性投资比大板建筑少，当采用部分预制构件式，需要量也比大板建筑少的多；2、现浇施工使构件与构件之间的连接方法大为简化；3、结构整体性好，刚度增大，使结构的抗震能力与抗风能力大大提高；4、现场施工可减少建筑材料的多次转运，所以造价比大板建筑低大模板建筑缺点：1、现场工作量大2、在寒冷地区冬季施工需要采用电热模板升温，增加能耗3、水泥用量偏高但大模板建筑所需要的技术设备条件比大模板建筑低，劳动力技术要求不高，在我国大部分地区气候较温暖的情况下适应性强，所以发展迅速。同时商品混凝土的发展也加速了大模板建筑的发展。从74年使用以来已成为工业化建筑的主要形式之一。二、大模板建筑设计要点：1、建筑最好采用横墙承重，其体形应力求简单，避免结构刚度突变，以利于抗震和抗风。2、进行房屋空间组合时，纵横墙应对齐拉通，以简化节点构造，并有利于增强空间刚度。3、工具式大模板一般用钢制作，需要提高周转次数才能充分发挥经济效益，所以房屋的开间、进深等参数不宜过多，以便减少模板规格，提高模板周转次数。4、应注意加强内外墙之间、纵横墙之间、楼板与墙体之间的连接，保证结构的整体性。5、墙体厚度从下之上采用统一厚度，以简化构造和施工，现浇内墙厚度一般为140-160mm。三、大模板建筑类型大模板建筑分为全现浇、现浇与预制装配相结合两种类型。全现浇式大模板建筑的墙体和楼板均采用现浇方式，一般采用台模和隧道模进行施工，技术装备条件较高，生产周期较长，但其整体性好，在地震区采用特别有利。若墙体和楼板采用不同的建造方式，便出现现浇与预制装配相结合的建筑形式。现浇与预制装配相结合建筑的分类（一）内外墙全现浇、预制大楼板：内外墙之间整体连接，使房屋空间刚度增强，但外墙支模比较复杂，外墙装修工作量比较大，会影响施工期。（二）内墙现浇外墙挂板（内浇外挂）外墙用预制大墙板悬挂在现浇楼板上，外墙装修可以在大板厂完成，缩短现场施工期，外墙板可以在工厂预制成复合板，解决外墙保温和装修问题。但造价较高，且要处理好墙缝防水问题。（三）内墙现浇外墙砌砖（内浇外砌）外墙用砖砌筑，砌砖比混凝土墙保温性能好，而且又便宜，在多层大模板建筑中曾经运用较多。大模板实例大模板建筑施工实例大模板建筑施工实例第六节、其它类型的工业化建筑一、滑模建筑（滑升模板、现浇墙体）工作原理：利