第13章民用建筑工業(yè)化

第13章民用建筑工業(yè)化【教學(xué)目標與要求】了解建筑工業(yè)化的含義和特征了解建筑工業(yè)化的發(fā)展及工業(yè)化建筑體系了解建筑工業(yè)化的類型、特點13.1概述13.1.1建筑工業(yè)化的含義和特征建筑工業(yè)化是指用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式來建造房屋，即將現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的成熟經(jīng)驗應(yīng)用于建筑業(yè)，像生產(chǎn)其他工業(yè)產(chǎn)品一樣，用機械化手段生產(chǎn)建筑定型產(chǎn)品。建筑工業(yè)化的基本特征是設(shè)計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工機械化、組織管理科學(xué)化。設(shè)計標準化是建筑工業(yè)化的前提，生產(chǎn)工廠化是建筑工業(yè)化的手段。施工機械化是建筑工業(yè)化的核心，組織管理科學(xué)化是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的保證。13.1.2我國建筑工業(yè)化的發(fā)展和工業(yè)化建筑體系工業(yè)化建筑體系一般分為專用體系和通用體系專用體系是指以定型房屋為基礎(chǔ)進行構(gòu)配件配套的一種體系，其產(chǎn)品是定型房屋。而通用體系則是以通用構(gòu)配件為基礎(chǔ)，進行多樣化組合的一種體系，其產(chǎn)品是定型構(gòu)配件。專用體系的優(yōu)點是以少量規(guī)格的構(gòu)配件就能將房屋建造起來，一次性投資不多，見效大，但其缺點是由于構(gòu)配件規(guī)格少，容易使建筑空間及立面產(chǎn)生單調(diào)感。通用體系則不然，它的構(gòu)配件規(guī)格比較多，可以互相調(diào)換使用，容易做到多樣化，適應(yīng)的面廣，可以進行專業(yè)化成批生產(chǎn)。13.1.3工業(yè)化建筑的類型工業(yè)化建筑的類型可按結(jié)構(gòu)類型和施工工藝進行劃分。結(jié)構(gòu)類型主要包括墻體承重結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)等。施工工藝主要按混凝土工程的施工工藝來劃分，如預(yù)制裝配（全裝配）、工具式模板機械化現(xiàn)澆（全現(xiàn)澆）或預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合等。通常按結(jié)構(gòu)類型與施工工藝的綜合特征將工業(yè)化建筑劃分為以下類型：砌塊建筑、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大板建筑的特點和適用范圍大板建筑是裝配式大型板材建筑的簡稱。除基礎(chǔ)以外，地上的全部構(gòu)件均為預(yù)制構(gòu)件，通過裝配整體式節(jié)點連接而建成的建筑。大板指大墻板、大樓板、大型屋面板。這些板材通常既可在工廠也可在現(xiàn)場預(yù)制，是一種全裝配式建筑，如圖13.1所示。13.2.1大板建筑的特點和適用范圍

圖13.1裝配式大板建筑13.2.1大板建筑的特點和適用范圍

1.優(yōu)點A.裝配化程度高，建設(shè)速度快，可縮短工期，提高勞動生產(chǎn)率。B.施工現(xiàn)場濕作業(yè)少，施工受天氣和季節(jié)的影響較少，大部分工作可在工廠進行，改善了工人的勞動條件；C.板材的承載能力比磚混結(jié)構(gòu)高，可減少墻厚和結(jié)構(gòu)自重，對抗震有利，并擴大了使用面積（約5％～10％）。2.缺點A.一次性投資較大；B.需要有大型的吊裝運輸設(shè)備，而且運輸比較困難；C.鋼材和水泥用量比磚混結(jié)構(gòu)大，房屋造價比混和結(jié)構(gòu)高（約高20％～30％）。13.2.1大板建筑的特點和適用范圍3.適用范圍A.大板建筑建設(shè)數(shù)量較穩(wěn)定才能提高效益，降低造價；B.施工現(xiàn)場宜成街成坊建造，否則，每平方米攤銷的機械臺班費就會提高，因而會增加建筑造價；C.建筑的類型以住宅、宿舍、旅館等小開間建筑為主；D.板材之間有可靠的連接，具有較好抗震性能，所以在地震區(qū)和非地震區(qū)都適合；E.由于大板建筑要求的施工設(shè)備和運輸條件較高，所以宜在平坦的地段建造。13.2.2大板建筑的板材類型大板建筑的板材類型包括內(nèi)外墻板、樓板、屋面板1.墻板類型墻板按其安裝的位置分為內(nèi)墻板和外墻板；按其材料組成分為振動磚墻板、混凝土墻板、工業(yè)廢渣墻板；按構(gòu)造形式分為單一材料墻板和復(fù)合墻板。A.內(nèi)墻板內(nèi)墻板通常既是承重構(gòu)件又是分隔構(gòu)件，因此，應(yīng)具有足夠強度和剛度，還須有隔聲、防火能力。多層建筑內(nèi)墻板厚為140—160mm，高層為180—240mm。由于內(nèi)墻板不需要考慮保溫與隔熱，多采用單一材料制作，常見的構(gòu)造形式有實心墻板、空心墻板和振動磚墻板等。13.2.2大板建筑的板材類型B.外墻板外墻板主要應(yīng)滿足圍護結(jié)構(gòu)方面的要求，如防風(fēng)遮雨、保溫隔熱及便于外裝修等。因熱工要求較高，外墻板常采用兩種以上材料的復(fù)合板。復(fù)合板一般用鋼筋混凝土作結(jié)構(gòu)層，以輕質(zhì)材料作保溫隔熱層。層數(shù)較少的大板建筑，也可采用輕質(zhì)混凝土做成成單一材料的外墻板，如礦渣混凝土墻板、陶粒混凝土墻板、加氣混凝土墻板等。2.樓板和屋面板為了加強房屋的整體剛度，宜盡量采用整間式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大樓板和屋面板。當?shù)跹b運輸能力不允許時，每間也可由兩塊板拼接起來。鋼筋混凝土樓板形式可用空心板、實心板、肋形板。為了便于板材間的連接，樓板、屋面板的四邊應(yīng)預(yù)留缺口，并甩出連接用的鋼筋。如圖所示13.2.2大板建筑的板材類型3.其他構(gòu)件大板建筑的其他構(gòu)件包括陽臺構(gòu)件、樓梯構(gòu)件、挑檐板、女兒墻板等。A.陽臺板陽臺板可以與樓板合為一塊整板，也可以單獨預(yù)制，前一種方法樓板尺寸過大而不便運輸，且受力狀況不好，所以一般都傾向于后一種作法。圖13.5陽臺板的錨固連接13.2.2大板建筑的板材類型B.樓梯構(gòu)件樓梯可按梯段板、平臺板分開預(yù)制，也可將梯段與平臺連成一體預(yù)制，分開預(yù)制比較方便，故采用較多。圖13.6樓梯平臺板的連接構(gòu)造（a）梯段、平臺分開預(yù)制（b）平臺板與梯段側(cè)墻板的連接13.2.2大板建筑的板材類型C.挑檐板和女兒墻板

圖13.7挑檐板和女兒墻板（a）屋面板出挑檐口；（b）另加挑檐板檐口；（c）女兒墻板檐口13.2.2大板建筑的板材類型13.2.3大板建筑的節(jié)點構(gòu)造1.板材連接板材連接是大板建筑至為關(guān)鍵的構(gòu)造措施，板材只有通過相互間牢固的連接，才能把墻板、樓板連成一體，使房屋的強度、剛度得以保證。板材連接有干法與濕法兩種。A.干法連接干法連接是借助于預(yù)埋鐵件，通過焊接或螺栓將板材連成一體。其優(yōu)點是施工簡便，速度快，缺點是耗鋼量較大，連接件易銹蝕，致使其使用受到限制。B.濕法連接濕法連接是在板材邊緣預(yù)留鋼筋（也稱甩筋），安裝時將這些甩筋相互綁扎或焊接，然后在板縫中澆灌混凝土，從而形成類似的圈梁和構(gòu)造柱，使大板建筑的整體剛度增強。濕法連接的優(yōu)點是房屋結(jié)構(gòu)整體性好、剛度大，連接鋼筋被混凝土包住，不易銹蝕。但濕法連接必須有一定養(yǎng)護時間，使接頭混凝上達到足夠強度后才能繼續(xù)上層板安裝。圖13.8板材連接構(gòu)造（a）板材連接軸側(cè)圖（b）現(xiàn)澆圈梁及立縫中的小柱13.2.2大板建筑的板材類型2.外墻板接縫處的防水構(gòu)造圖13.10裝配式外墻板構(gòu)造防水圖13.9裝配式外墻板材料防水13.3框架板材建筑框架板材建筑是指由框架和樓板、墻板組成的建筑。其結(jié)構(gòu)特征是由框架承重，墻體僅作圍護和分隔。這種建筑的主要優(yōu)點是空間劃分靈活，自重輕，有利于抗震，節(jié)省材料；其缺點是鋼材和水泥用量大，構(gòu)件數(shù)量多?？蚣馨宀慕ㄖm用于要求有較大空間的多層、高層民用建筑、地基較軟弱的建筑和地震區(qū)的建筑。圖13.11框架板材建筑13.3.2框架結(jié)構(gòu)類型圖13.12框架結(jié)構(gòu)的類型（a）板柱框架系統(tǒng)；（b）梁板柱框架系統(tǒng)；（c）剪力墻框架系統(tǒng)13.4大模板建筑所謂大模板建筑是指用工具式大型模板現(xiàn)澆混凝土樓板和墻體的建筑。優(yōu)點：由于采用現(xiàn)澆混凝土施工工藝，可不必預(yù)制，故一次性投資比大板建筑少；現(xiàn)澆施工構(gòu)件與構(gòu)件之間的連接方法大為簡化，且結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大，使結(jié)構(gòu)的抗震能力與抗風(fēng)能力大大提高；現(xiàn)澆施工還可以減少建筑材料的轉(zhuǎn)運。缺點：如現(xiàn)場工作量大，在寒冷地區(qū)冬期施工需要采用冬期施工措施，增加了能耗，水泥用量較多。但大樓板建筑所需要的技術(shù)設(shè)備條件比大板建筑的低，在我國大部分地區(qū)適應(yīng)性強，所以在多層和高層建筑中均有采用。13.4大模板建筑大模板建筑常見的類型有以下幾種：1.全現(xiàn)澆做法內(nèi)外墻全部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板。一般多用于建造高層住宅。2.現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合內(nèi)墻用大模板現(xiàn)澆混凝土墻體，外墻采用預(yù)制外墻板。這種做法稱作外板內(nèi)模，俗稱“內(nèi)澆外掛”。目前在我國高層大模板建筑中應(yīng)用最為普遍。3.現(xiàn)澆與磚砌相結(jié)合內(nèi)墻采用大樓板現(xiàn)澆，外墻用砌塊來砌筑。這種做法稱作外磚內(nèi)模，俗稱“內(nèi)澆外砌”。在多層大模板建筑中運用得較多。13.4大模板建筑圖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來現(xiàn)澆墻體的建筑。滑模施工的工作原理是利用專設(shè)于墻內(nèi)的堅向鋼筋做交承桿，將模板系統(tǒng)支承其上，用液壓千斤頂系統(tǒng)帶動模板系統(tǒng)沿支承桿慢慢向上滑移，同時澆筑混凝土墻體，直至頂層才將模板系統(tǒng)卸下。圖13.23滑模示意滑模建筑優(yōu)點：結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震能力強，機械化程度高，施工速度快，勞動強度降低，模板的數(shù)量少，且利用率高，施工時所需的場地小。但用這種方式建造房，操作精度要求高，墻體垂直度的偏差不能超出允許范圍。滑模建筑適宜用于外形簡單規(guī)整、上下壁厚相同的建筑物和構(gòu)筑物，如多層和高層建筑、水塔、煙囪、筒倉等。我國深圳國際貿(mào)易中心大廈高53層的主樓部分，便是采用滑模施工的。類型：1、內(nèi)外墻全部滑模現(xiàn)澆；2、內(nèi)墻滑?，F(xiàn)澆，外墻預(yù)制裝配、有利于外墻的保溫和裝修。3、滑模澆筑如樓梯間、電梯間等簡體結(jié)構(gòu)，其余部分用框架或大板結(jié)構(gòu)，這種滑模施工多見于高層建筑。滑模建筑圖13.24滑模的類型升板升層建筑升板升層建筑是指先立柱子，然后在地坪上澆筑樓板、屋面板，通過特制的設(shè)備提升就位的一種建筑，只提升樓板的叫“升板”。在提升樓板的同時，連墻體一起提升的叫“升層”。優(yōu)點：由于是在建筑物的地坪上疊層預(yù)制樓板，不需要底模，可以大大節(jié)約模板；把許多高空作業(yè)轉(zhuǎn)移到地面進行，可以提高效率，加快進度；預(yù)制樓板是在建筑物本身平面范圍內(nèi)進行的，不需要占用太多的施工場地。根據(jù)這些優(yōu)點，升板升層建筑主要適用于隔墻少、樓面荷級大的多層建筑，如商場、書庫、車庫和其他倉儲建筑，特別是當施工場地狹小時更為有利。圖13.25升板建筑施工順序示意圖（a）做基礎(chǔ)（b）立柱子（c）打地坪（d）疊層預(yù)制樓板（e）逐層提升（f）逐層就位（g）全部就位盒子建筑盒子建筑是指由盒子狀的預(yù)制構(gòu)件組合而成的全裝配式建筑。這種建筑始建于20世紀50年代，目前世界上許多國來修建了盒子建筑。它適用于旅館、療養(yǎng)院、學(xué)校等，不但用于多層房屋，還用于高層建筑。我國從20世紀60年代初期開始試點，建起了盒子住宅樓，盒子旅館等。盒子建筑的主要優(yōu)點：第一是施工速度快，同大板建筑相比，可縮短施工周期50％~70％，國外有的20多層的旅館，采用盒子構(gòu)件組裝，一個月左右就能建成。第二是裝配化程度高，修建的大部分工作，包括水、暖、電、衛(wèi)等設(shè)備安裝和房屋裝修都移到工廠完成，施工現(xiàn)場只作構(gòu)件吊裝、節(jié)點處理，接通管線就能使用?，F(xiàn)場用工量僅占總用工量的20％左右。第三，混凝土盒子構(gòu)件是一種空間薄壁結(jié)構(gòu)，自重輕，與磚混建筑相比，可減輕結(jié)構(gòu)自重一半以上。目前影響盒子建筑推廣的主要原因是建造盒子構(gòu)件的預(yù)制廠投資過大。密肋壁板建筑密肋壁板結(jié)構(gòu)體系是適應(yīng)我國墻體改革及住宅產(chǎn)業(yè)化要求的產(chǎn)物，由預(yù)制密肋復(fù)合墻板、現(xiàn)澆隱形框架和樓板組成。作為結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件——密肋復(fù)合墻板既可作為承重構(gòu)件又可作為非承重構(gòu)件；既可用于地震區(qū)，又可用于非地震區(qū)；集保溫節(jié)能與結(jié)構(gòu)承重為一體，構(gòu)造簡單，施工方便本章小結(jié)1.建筑工業(yè)化是指用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式來建造房屋，即將現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的成熟經(jīng)驗應(yīng)用于建筑業(yè)，像生產(chǎn)其他工業(yè)產(chǎn)品一樣，用機械化手段