第八章预制装配式建筑

第八章预制装配式建筑优点：生产效率高、施工进度快、构件质量好、现场湿作业少、施工受季节影响小、有良好的经济效果。发展过程：第二次世界大战以后开始发展。我国在上世纪50年代开始砌块建筑和大板建筑，60年代升板建筑和滑模建筑，70年代大模板建筑和框架板材建筑。总体上发展很慢，这主要和我国的劳动力低廉且教育水平不高有关。预制装配式建筑的结构体系有：砌块建筑框架轻板建筑大板建筑盒子建筑升板建筑大模板建筑滑板建筑第一节砌块建筑一、特点砌块墙是指利用在预制厂生产的块材所砌筑的墙体。其最大优点是可以采用素砼或能充分利用工业废料和地方材料，制作方便，施工简单。既容易组织生产，又能减少对耕地的破坏和节约能源。二、砌块的材料及其类型砌块一般为天然石料或以水泥、硅酸岩、煤矸石、天然熟料、以及煤灰、石灰、石膏等胶结料，与砂石、煤渣、天然轻骨料等骨料，经原料处理加压或冲击、振动成型再以干或湿热养护而制成的砌墙块材。目前各地广泛采用的材料有砼、加气砼、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石、石碴、炉渣等。我国各地生产的砌块，其规格、类型极不统一，从使用情况来看主要以中、小型砌块和空心砌块居多。（1）硅酸盐砌块硅酸盐砌块是利用工业废料经过加工处理而制成，强度比实心砖低。砌块的规格：390mm×190mm×190mm290mm×190mm×190mm190mm×190mm×190mm90mm×190mm×190mm（2）陶粒砼空心砌块陶粒砼空心砌块是由水泥、陶粒加水制成。常见尺寸有：190mm×190mm×190mm，90mm×190mm×190mm，290mm×190mm×190mm。特点：砌块尺寸大、重量轻，砌筑速度快，保温性能良好。多用于非承重隔墙和框架结构的填充墙。（3）加气砼砌块加气砼砌块是含硅材料（如砂、粉煤灰、尾矿粉等）和钙质材料（如水泥、石灰等）加水并加适量的发气剂和其它外加剂，经混合搅拌，浇铸发泡、胚体静停与切割后，再经蒸压或常压蒸气养护制成。规格有两个系列。系列1：600mm×100mm×200mm600mm×150mm×200mm600mm×100mm×250mm600mm×150mm×250mm600mm×75mm×250mm600mm×200mm×200mm系列2：600mm×60mm×240mm600mm×120mm×240mm600mm×180mm×240mm600mm×240mm×240mm600mm×60mm×300mm600mm×120mm×300mm（4）砼空心砌块砼空心砌块由普通砼或轻骨料砼制。主要规格：390mm×190mm×190mm空心率在25%~50%的空心砌块。（一）砌块的组合砌块的组合是件复杂而重要的工作，必须根据建筑的初步设计，作砌块的试排。试排是按建筑物的平面尺寸、层高，对墙体进行合理的分块和搭接，以便正确选定砌块的规格、尺寸。在设计时，必须考虑使砌块整齐、划一，有规律性；要考虑到大面积墙面的错缝、搭接；避免通缝；同时还要考虑内、外墙的交接、咬砌，使其排列有致。此外，应尽量多使用主要砌块，并使其占砌块总数的70%以上。三、砌块的组合和墙体的构造二、墙体的构造1、砌块墙的拼缝由于砌块墙体积远比砖块大，故墙体接缝更显得重要。砌块墙的拼缝有平缝、槽口缝，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，也可用于水平缝。砌筑时一般采用M5（不应低于M5）砂浆砌筑。灰缝宽度小型砌块为10~15mm，中型砌块15~20mm，加气混凝土砌块10~15mm。当垂直灰缝宽度大于30mm时，须用C20细石砼灌实。砌块间错缝搭接，搭接长度应为砌块长度的1/4、高度的1/3~1/2，并不应小于150mm。当搭缝长度不足时，应在水平灰缝内增设2φ4的钢筋网片。2、过梁和圈梁过梁是砌块墙的重要构件之一，既起连系梁和承受门窗洞口上荷载的作用，同时又是一种可调砌块。砌块建筑每层应设圈梁，用以加强砌块墙的整体性。当圈梁与过梁位置接近时，往往圈梁与过梁合二为一。圈梁截面高度不应小于150mm，内配4Φ8纵筋，箍筋间距不大于300mm，混凝土强度等级不低于C15。圈梁有现浇和预制两种。现浇圈梁整体性强，对加固墙身较为有利，但施工支模较麻烦。不少地区用U形预制砌块，代替模板，然后在凹槽内配置钢筋，并现浇砼。3、芯柱和构造柱当采用砼空心砌块时，应在房屋四角、外墙转角、楼梯间四角设构造柱，截面不小于240×240。构造柱多利用空心砌块将其上下孔洞对齐，于孔中插入钢筋2Φ10~2Φ812，并用C15细石分层填实形成芯柱。构造柱与芯柱与圈梁、基础须有较好的连结，对抗震有利。第二节装配式大型板材建筑由预制构件厂预制生产的大型内、外墙板和楼板、屋面板等构件组合装配而成的建筑物，简称大板建筑。一、大板建筑的特点大板建筑的优点：1、不用粘土砖，不占用农田，保护环境；2、生产率提高，工期短；3、受气候影响小；4、现场湿作业少，手工操作为机械化施工替代，简化施工管理；5、由于墙厚减少，增加建筑使用面积；6、有利于减轻自重；7、有利于抗震。缺点：造价高，对施工机械要求高。大板建筑多用于九层和九层以下建筑。常见的结构体系有：横墙板承重、纵墙板承重、纵横双向墙板承重以及在建筑内增设梁柱部分的部分梁柱承重体系。二、大板建筑的结构体系板材建筑结构体系1、横墙板承重适用于开间小、面积小的建筑。布置方式刚度大整体性强，且楼板的跨度较经济。由于外墙为围护结构不承重荷载，墙厚可减少，或采用轻质墙。2、纵墙板承重由外纵墙或内处纵墙同时承重，横墙只起分隔作用，空间布置灵活，容易满足建筑使用要求。但整体刚度相对较差。3、双向墙板承重楼板四面支承，与楼板锚固较好，建筑物的整体刚度大。但房间的尺寸受限，布置不灵活。4、部分梁柱承重墙板与部分梁柱共同承重。又分为两种形式：一是利用纵墙搁置横梁，另一种是利用内纵墙局部改为内柱，使柱与横梁形成内骨架形式。部分梁柱承重有利于建筑平面的灵活布置，但在适当位置均须设置横向剪力墙以增加其横向刚度。大板建筑的主要构件：内墙板、外墙板、楼板（一）承重内墙板结构材料主要是普通砼或轻集料砼。板材形式：1、实腹平板采用单一材料制成，制作方便。机械化生产墙板可分为平模和立模两大类。立模适合生产单一材料的平板，也可生产空心或带框薄板。通常多为6~12块成组立模。三、大板建筑的板材类型墙板的机械化生产立模生产时在装模和脱模时可以移动。立模装有振捣器和养护设备。一般每组模板的生产周期为6~8h。立模生产机具占地小、生产周期短，但砼容易出现上下不匀现象。平模机械化生产有利于先张预应力钢筋，可用加罩或在床底设管进行养护。单一材料平板式墙板的厚度一般为120~140mm。2、空心墙板多为砼抽空式墙板，如下页图。空心板厚一般为140~180mm，其中孔径为90~130mm。为了给预制板一定的搁置面，板材上部的孔端最好封闭。3、其它形式的墙板(1)、方格密肋板(2)、框壁板(3)、夹层墙板（二）外墙板外墙板在满足结构要求的前提下，还应满足保温隔热、防潮防水、抗冻耐久。1外墙板的划分（1）一间一块高度同层高，宽度为一开间一块。（2）大块墙块两开间、三开间一块，高度同层高；也可在宽度上为一开间，高度上为两层高、三层高。（3）条板式外墙为较窄的条形，与门窗分开，可以是横向窗台墙板或竖向窗间墙板。如图2、外墙板的类型（1）单一材料外墙板有实心、空心和带框、肋板。（2）复合材料外墙板两种或两种以上结合在一起的墙板，根据功能要求来组合各个层次。如饰面层、防水层、保温层、结构层。复合外墙板的连接（三）楼板1、实心平板2、空心楼板3、肋形楼板（四）其它构件：楼梯、隔墙、阳台、檐口等1、板材的连接(1)焊接由构件上的预埋件焊接而成。施工简单，速度快，但容易局部应力集中。(2)砼整体连接利用构件甩筋与附加钢筋连接在一起，然后浇砼。(3)螺栓连接由构件上的预留铁件用螺栓连接的接头。四、大板建筑的节点构造2、外墙板缝节点构造(1)垂直缝(2)水平缝(3)十字缝第三节框架轻板建筑框架轻板建筑是由框架和轻型板材组成的建筑。柱梁、楼板为其承重构件，墙板仅起围护与分隔作用。因此外墙板可以是自承重的也可以是悬挂的，如玻璃幕墙等。1、梁板柱框架由梁柱组成的横向或纵向框架，再由楼板或联系梁将框架连接而成。框架中的纵向梁和横向梁均为承重梁，又分为横梁板柱框架体系和纵梁板柱框架体系。2、板柱框架体系由楼板和柱组成的框架。板柱框架中不设梁，柱直接支承楼板的四个角，成为四角支承。楼板可以是梁板合一的大型肋型楼板，也可以是实心大楼板。板柱框架建筑平面布置灵活，适用于楼层内大空间布置。一、框架结构的类型3、框-剪体系由框架和剪力墙共同组成承担水平力的结构，即框-剪体系。剪力墙承担大部分水平荷载，框架主要承受垂直荷载，它综合了框架体系布置灵活和剪力墙体系刚度大的优点。4、框筒体系框架为板柱结构，利用现浇井筒加强结构整体性，该体系整体刚性好，筒体承担全部水平荷载，框架只承担垂直荷载。在框架轻板建筑中，柱网的布置、外墙的划分和连接直接影响到建筑立面的处理、使用的坚固安全以及施工的方便等。外墙板除与柱子的预埋钢板互相焊接外，还必须与楼板或梁的预埋件焊接。以保证其稳定。墙板可直接固定在承重结构上或固定在附加的墙架上。二、框架结构的围护与框架的连接外墙板是悬挂或支承在承重框架上的非承重外墙。根据其材料不同可分为砼类轻墙板、金属幕墙、玻璃幕墙。三、框架结构的外墙板1、砼类墙板分为单一材料和复合材料两种2、金属幕墙墙板的外表面由金属薄板制成。包括：外表层、保温层和内表层。3、玻璃幕墙由金属框格、玻璃、连接固定件、装修件、密封材料组成。(光污染的主要来源，住宅密集区限制采用)滑模建筑指利用墙体内钢筋作导杆，由液压千斤顶或高压油泵逐渐提升模板，随升随浇，竖向连续浇筑砼墙体的施工方法。施工中无需拆模。如图。优点：结构整体性好、施工占地少、速度快；缺点：操作复杂、墙体垂直度不易保证。适用于上下墙厚相同的建筑物或构筑物。第四节滑模建筑和升板建筑一、滑模建筑升板建筑指利用房屋自身的柱子作导杆，将预制楼板和屋面板提升就位的一种建筑。升板的施工顺序如图：优点：节约模板、施工占地少、速度快。适用于隔墙少、楼面荷载大的多层建筑。二、升板建筑