掌握墙体和幕墙的设计要求

房屋建筑学学习单元3安装幕墙学习单元1认识墙体的构造学习单元2装修墙面认识墙体的构造学习单元1(一)墙体的类型1.按构成墙体的材料和制品分类按构成墙体的材料和制品分类，较常见墙体的有砖墙、石墙、砌块墙、板材墙、混凝土墙、玻璃幕墙等。一、墙体的类型及设计要求2.按墙体所在位置分类按墙体在平面上所处位置不同，可分为外墙和内墙，纵墙和横墙。对于一片墙来说，窗与窗之间和窗与门之间的称为窗间墙，窗台下面的墙称为窗下墙，墙体各部分名称如图7-2所示。3.按墙体构造和施工方法分类按墙体的施工方式和构造，墙体可以分为叠砌式、版筑式和装配式三种。其中，叠砌式是一种传统的砌墙方式，如实砌砖墙、空斗墙、砌块墙等；版筑式的砌墙材料往往是散状或塑性材料，依靠事先在墙体部位设置模板，然后在模板内夯实与浇筑材料而形成墙体，如夯土墙、滑模或大模板钢筋混凝土墙；装配式墙是在构件生产厂家事先制作墙体构件，然后在施工现场进行拼装，如大板墙、各种幕墙。4.按墙体受力状况分类在混合结构建筑中，按墙体受力方式分为两种：承重墙和非承重墙。非承重墙又可分为两种：一是自承重墙，不承受外来荷载，仅承受自身质量并将其传至基础；二是隔墙，起分隔房间的作用，不承受外来荷载，并把自身质量传给梁或楼板。框架结构中的墙称框架填充墙。(二)墙体的设计要求1.结构及抗震要求结构及抗震方面要求墙体具有足够的强度和稳定性。2.功能方面的要求(1)保温。对有保温要求的墙体，须提高其构件的热阻，通常采取以下措施：1)增加墙体的厚度。2)选择导热系数小的墙体材料。3)采取隔蒸汽措施。(2)隔热措施。包括以下方面：1)外墙采用浅色而平滑的外饰面。2)在外墙内部设通风间层。3)在窗口外侧设置遮阳设施。4)在外墙外表面种植攀缘植物。(3)隔声要求。墙体主要隔离由空气直接传播的噪声，一般采取以下措施：1)加强墙体缝隙的填密处理。2)增加墙厚和墙体的密实性。3)采用有空气间层式多孔性材料的夹层墙。4)尽量利用垂直绿化降低噪声。（一）横墙承重凡以横墙承重的称横墙承重方案或横向结构系统，如图7-3(a)所示。其主要特点是横墙间距密，加上纵墙的拉结，使建筑物的整体性好、横向刚度大，对抵抗地震作用等水平荷载有利。但横墙承重方案的开间尺寸不够灵活。（二）纵墙承重凡以纵墙承重的称为纵墙承重方案或纵向结构系统，纵墙承重可使房间开间的划分灵活，多适用于需要较大房间的办公楼、商店、教学楼等公共建筑，如图7-3(b)所示。二、结构布置方式与墙体承重方案（三）纵横墙承重凡由纵向墙和横向墙共同承受楼板、屋顶荷载的结构布置称纵横墙(混合)承重方案，如图7-3(c)所示。该方案房间布置较灵活，建筑物的刚度亦较好。该承重方案多用于开间、进深尺寸较大且房间类型较多的建筑和平面结构复杂的建筑中，如教学楼、医院、托幼建筑等。（四）部分框架承重部分框架承重指房间面积大、外墙加内柱组合成半框架承重墙或底层为框架承重、上层承重墙承重、用梁和柱代替部分承重墙的结构形式。该承重方案抗震性能差，较少使用，如图7-3(d)所示。砖墙具有取材方便、制造简单的特点，而且能满足各种功能的要求(如保温、隔热、隔声、防火、防冻等)，具有一定的承载力，但是施工进度慢，占用面积大，且取土制砖破坏耕地，使土地沙化，故不宜使用。砖墙由砖和砂浆两种材料组成。（一）砖标准砖的规格为53mm×115mm×240mm，如图7-4(a)所示。在加入灰缝尺寸后，砖的长、宽、厚之比为4∶2∶1，如图7-4(b)所示，即一个砖长等于两个砖宽加灰缝［240mm＝2×(115mm)＋10mm］或等于四个砖厚加三个灰缝［240mm＝4×(53mm)＋3×9.5mm］。在工程实际应用中，砌体的组合模数为一个砖宽加一个灰缝，即115mm＋10mm＝125mm。所以，实心砖墙的尺寸应为砖宽加灰缝(115mm＋10mm＝125mm)的倍数。砖墙的厚度尺寸见表7-1。三、砖墙构造砖按组成材料，分为烧结普通砖、灰砂砖、页岩砖、水泥砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖等；按生产形状，分为实心砖、空心砖、多孔砖。多孔烧结普通砖和实心烧结普通砖通称为烧结普通砖，其强度等级根据它的抗压强度和抗折强度确定，共分为MU10、MU15、MU20、MU25、MU30五个等级，多孔烧结普通砖尺寸与实心烧结普通砖相同。（二）砂浆砂浆可以将砌体内的砖块连接成一整体。用砂浆抹平砖表面，可以使砌体在压力下应力分布较均匀。此外，砂浆填满砌体缝隙，减少了砌体的空气渗透，提高了砌体的保温、隔热和抗冻能力。砌墙用砂浆统称为砌筑砂浆，主要有水泥砂浆、混合砂浆和石灰砂浆三种。墙体一般采用混合砂浆砌筑，水泥砂浆主要用于砌筑地下部分的墙体和基础，由于石灰砂浆的防水性能差、强度低，一般用于砌筑非承重墙或荷载较小的墙体。砂浆的强度等级根据其抗压强度确定，共分M2.5、M5、M7.5、M10、M15五个等级。（三）砖墙组砌方式砖墙的组砌方式是指砖在墙体中的排列方式。组砌的关键是错缝搭接，使上下皮砖的垂直缝交错，保证砖墙的整体性。如果墙体表面或内部的垂直缝处于一条线上，便会形成通缝，在荷载作用下，使墙体的强度和稳定性显著降低。砖墙组砌方式有全顺式、一顺一丁式、多顺一丁式、两平一侧式、每皮丁顺相间式等，如图7-5所示。在砌筑砖墙时，应遵循“内外搭接、上下错缝”的组砌原则，砖在砌体中相互咬合，使砌体不出现连续的垂直通缝，以增加砌体的整体性，确保砌体的强度。砖与砖之间搭接和错缝的距离一般不小于60mm。砖墙组砌时，要求砂浆饱满、横平竖直。砌块墙的构造如图7-6所示。（一）砌块的规格砌块按单块质量和规格可分为小型砌块、中型砌块和大型砌块，规格各异。目前，采用中、小型砌块的居多。常见的规格有180mm×845mm×630mm、180mm×845mm×1280mm、240mm×380mm×280mm、240mm×380mm×580mm、240mm×380mm×880mm等。小型砌块的质量一般不超过20kg，主块外形尺寸为190mm×190mm×390mm，辅块尺寸为90mm×190mm×190mm和190mm×190mm×190mm，适合人工搬运和砌筑。中型砌块的质量一般为20～350kg。四、砌块墙的构造（二）砌块的排列和搭接(1)按建筑物的平面尺寸、层高对墙体进行分块和搭接，应选择合适的砌块规格和尺寸，设计时要考虑错缝，内、外墙应交接、咬砌，还要注意排列有序。(2)砌块常见的排列方式大都依起重能力而定。小型砌块、中型砌块起重能力在0.5t以下的，可采用多皮划分；在1.5t左右的，多采用四皮划分。(3)小型砌块拼接要求是对孔错缝，搭缝长度不得小于90mm；中型砌块的拼接要求是错缝搭接，搭缝长度不得小于150mm。当搭缝长度不足时，应在水平缝内增设置4钢筋网片。一般砌块采用M5级砂浆砌筑，灰缝厚一般为15～20mm，当垂直缝大于30mm时，用C20细石混凝土灌实。若在砌筑过程中出现局部不对齐，常以烧结普通砖填嵌。墙体的细部构造包括门窗过梁、窗台、勒脚、散水、明沟、变形缝、圈梁、构造柱和防火墙等。（一）墙脚构造底层室内地面以下、基础以上的这段墙体称为墙脚。内、外墙都有墙脚，墙脚的位置如图7-7所示。墙角包括勒脚、散水、明沟、防潮层等部分。五、墙体细部构造1.墙身防潮层墙身防潮层构造及类型如图7-8和图7-9所示。2.勒脚勒脚构造如图7-10所示。勒脚是外墙墙身接近室外地面的部分，为防止雨水上溅墙身和机械力等的影响，所以要求墙脚坚固耐久和防潮。3.散水房屋四周可设散水。散水的材料通常使用水泥砂浆、混凝土等，厚度为60～70mm，也可用石材。散水应设不小于3%的排水坡。散水宽度一般为600～1000mm，具体做法如图7-11所示。散水与外墙交接处应设分格缝，分格缝用弹性材料嵌缝，防止外墙下沉时将散水拉裂。散水整体面层纵向距离每隔6～12m做一道伸缩缝。（二）门窗洞口构造1.窗台窗台高度根据室内使用功能确定，一般高度为民用建筑900mm，工业厂房1000mm。窗台构造做法如图7-12所示。2.门窗过梁（1）钢筋混凝土过梁。梁宽一般同墙厚，梁两端支承在墙上的长度不少于240mm，以保证足够的承压面积。过梁断面形式有矩形和L形。为简化构造、节约材料，可将过梁与圈梁、悬挑雨篷、窗楣板或遮阳板等结合起来设计，图7-13所示为钢筋混凝土过梁。（2）钢筋砖过梁。钢筋砖过梁用砖不低于MU7.5，砌筑砂浆不低于M2.5。一般在洞口上方先支木模，砖平砌，下设3～4根6钢筋，要求伸入两端墙内不少于240mm，梁高砌5～7皮砖或≥L/4，钢筋砖过梁净跨宜为1.5～2m，如图7-14所示。（3）砖拱过梁。砖拱过梁分为平拱和弧拱。由竖砌的砖作拱圈，一般将砂浆灰缝做成上宽下窄，上宽不大于20mm，下宽不小于5mm。砖不低于MU7.5，砂浆不能低于M2.5，砖砌平拱过梁净跨宜小于1.2m，不应超过1.8m，中部起拱高约为1/50L，如图7-15所示为砖平拱过梁。（4）圈梁兼过梁。若标高统一，则圈梁可兼作过梁，如图7-16所示。（三）墙身加固措施1.壁柱和门垛壁柱和门垛构造如图7-17所示。（1）当墙体的窗间墙上出现集中荷载，而墙厚又不足以承担其荷载；或当墙体的长度和高度超过一定限度并影响到墙体稳定性时，常在墙身局部适当位置增设凸出墙面的壁柱以提高墙体刚度。（2）当在较薄的墙体上开设门洞时，为便于门框的安置和保证墙体的稳定，须在门靠墙转角处或丁字接头墙体的一边设置门垛，门垛凸出墙面不少于120mm，宽度同墙厚。2.圈梁圈梁是沿外墙四周及部分内墙设置在楼板处的连续闭合的梁，一般置于与楼板、屋面板同一标高处，如图7-18所示。圈梁可提高建筑物的空间刚度及整体性，增加墙体的稳定性，减少由于地基不均匀沉降而引起的墙身开裂，对于抗震设防地区，利用圈梁加固墙身更加必要。（1）圈梁的构造。圈梁有钢筋砖圈梁和钢筋混凝土圈梁两种。钢筋砖圈梁就是将前述的钢筋砖过梁沿外墙和部分内墙一周连通砌筑而成。钢筋混凝土圈梁的高度不小于120mm，宽度与墙厚相同。圈梁的构造要点如图7-19所示。（2）圈梁的做法。圈梁多采用钢筋混凝土材料，钢筋砖圈梁已很少采用，如图7-20所示。钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚大于240mm时，允许其宽度减小，但不宜小于墙厚的2/3；圈梁高度应大于120mm，并在其中设置纵向钢筋和箍筋，如为8度抗震设防时，纵筋为410，箍筋为6＠200。钢筋砖圈梁应采用不低于M5的砂浆砌筑，高度为4～6皮砖。纵向钢筋不宜少于66，水平间距不宜大于120mm，分上下两层设在圈梁顶部和底部的灰缝内。(3)构造柱。构造柱是从构造角度考虑设置的，一般设在建筑物的四角、内外墙交接处、楼梯间、电梯间的四角以及某些较长墙体的中部。其作用是从竖向加强层间墙体的连接，与圈梁一起构成空间骨架，加强建筑物的整体刚度，提高墙体抗变形的能力，约束墙体裂缝的开展。为了提高墙体的抗震能力和稳定性，砖混结构建筑应在墙体内设置构造柱。构造柱的截面不宜小于240mm×180mm，常用240mm×240mm。纵向钢筋宜采用412，箍筋不少于6＠250，并在柱的上下端适当加密。构造柱应先砌墙后浇筑，墙与柱的连接处宜留出五进五出的马牙槎，进出60mm，并沿墙高每隔500mm设26的拉结钢筋，每边伸入墙内不宜少于1000mm，施工时应当先砌墙体，并留出马牙槎。随着墙体的上升，逐段现浇钢筋混凝土构造柱。构造柱下端可伸入室外地面下500mm或锚入浅于500mm的地圈梁内。如图7-21～图7-23所示，为构造柱设置部位及做法。隔墙是分隔建筑物内部空间的非承重构件，本身质量由楼板或梁来承担。设计要求隔墙自重轻、厚度薄，有隔声和防火性能，便于拆卸，浴室、厕所的隔墙能防潮、防水。（一）块材隔墙块材隔墙是用烧结普通砖、空心砖、加气混凝土等块材砌筑而成，常采用普通砖隔墙和砌块隔墙两种。1.半砖隔墙普通砖隔墙一般采用1/2砖(120mm)隔墙。1/2砖墙用烧结普通砖采用全顺式砌筑而成，砌筑砂浆强度等级不低于M5。砌筑较大面积墙体时，长度超过6m应设砖壁柱，高度超过5m时应