建筑构造（下册） 课件 第4章 建筑工业化

建筑构造（下册）

4.1基本概念

4.2

工业化建筑体系

4.3

专用体系

4.4

通用体系第四章工业化建筑《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》（2016年9月）“力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。”《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》（2020年8月）

到2025年，我国智能建造与建筑工业化协同发展的政策体系和产业体系基本建立，建筑产业互联网平台初步建立，推动形成一批智能建造龙头企业，打造“中国建造”升级版。到2035年，我国智能建造与建筑工业化协同发展取得显著进展，建筑工业化全面实现，迈入智能建造世界强国行列。4.1基本概念

4.1.1工业化建筑的定义建筑工业化是指用现代工业生产方式和管理手段代替传统的，分散的手工业生产方式来建造房屋，也就是和其他工业那样用机械化手段生产定型产品。4.1.2工业化建筑的特征基本特征（设计）标准化前提（施工）装配化核心（生产）工厂化手段（管理）信息化保证

工业化（联合国欧洲经济委员会定义）生产物的标准化生产的连续性生产各阶段的集成化生产过程高度组织化机械劳动代替手工劳动与生产活动一体化的研究、实验、开发4.1.3工业化建筑的起源与发展（1）国外工业化建筑的发展①19世纪中叶水晶宫②一战结束之后住宅矛盾尖锐，迫切要求大量兴建，工业化的预制受到重视③二战结束之后轻质薄壁幕墙预制混凝土外墙板（2）我国工业化建筑的发展①起源：大约在20世纪50年代末至60年代中期②第一次发展高潮：20世纪70年代末至80年代末③停滞期：20世纪90年代初④再次迅速发展时期4.1.4工业化建筑发展趋势（1）绿色化是工业化建筑最重要标志（2）工业化建筑体系将形成模数化、标准化、集成化（3）信息技术贯穿整个产业链4.2工业化建筑体系4.2.1工业化建筑体系的类型专用体系以定型建筑物为基础，进行构配件配套的一种体系通用体系以通用构配件为基础，进行多样化房屋组合的一种体系专用体系是以定型建筑物为基础，进行构配件配套的一种体系，它有一定的设计专用性和技术先进性，但缺乏体系之间的互换性和通用性是相对封闭式的体系。大板建筑通用体系是对建筑各构配件和连接技术进行标准化、通用化设计，形成以部件、部品为核心的商业化产品以此来进行多样化房屋组合建造的一种体系。

部件、部品有品牌型号，具有工业生产与商品流通的双重属性。

部件是建筑结构系统的结构构件及其它构件的统称；

部品是建筑围护系统、设备与管线系统、内装系统的单一或复合功能单元产品的统称。4.2.2实现建筑工业化的途径实现建筑工业化的途径：预制装配式建筑、全现浇和现浇与预制相结合建筑。4.2.3工业化建筑的类型（1）按照建筑结构类型分类发展不同类型材料的剪力墙结构、以混凝土材料为主的框架结构。（2）按照生产施工工艺分类按照混凝土工程划分，预制装配（全装配）、工具式模板机械化现浇（全现浇）或现浇与预制相结合。4.3专用体系4.3.1大板建筑1、大板建筑的优缺点和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。优点：(1)装配化程度高，建设速度快，提高劳动生产率。(2)施工现场湿作业少，不受天气和季节的影响。(3)板材的承载能力高，减少墙厚和结构自重，对抗震有利。缺点：一次性投资大；需要有大型的吊装运输设备；钢材和水泥用量比砖混结构大。2、大板建筑设计要点(1)体型：力求匀称，减少凹凸变化，避免结构上受力复杂和增加构件的品种和规格。(2)结构布置：为了提高大板建筑的空间刚度，宜采用小开间横墙承重或整间双向楼板的纵横墙承重，少用纵墙承重。(3)平面组合：在进行大板建筑空间组合时，应尽量使纵横墙对齐拉通，便于墙板间的整体连接，提高大板建筑的整体刚度。(4)规划：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，房屋排列应在起重机的起重范围内，要有足够的空地堆放大型板材。(5)构件设计：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。3、大板建筑的板材类型1)墙板类型(1)内墙板多层大板建筑内墙板厚一般为140mm，高层为160mm。构造形式多采用单一材料的实心板、空心板等形式。(a)实心墙板

(b)空心墙板

(c)振动砖墙板图4-11

内墙板（单位：mm）(2)外墙板外墙板是大板建筑的围护结构复合材料外墙板单一材料外墙板图4-12

复合外墙板2)楼板和屋面板钢筋混凝土楼板板的四边预留缺口和甩出连接钢筋，以便与墙板连接。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)实心平板

(b)空心楼板

(c)肋型楼板图4-13钢筋混凝土楼板的形式实心平板4、大板建筑的节点构造1)板材连接(1)干法连接借助于预埋在板材边缘的铁件通过焊接或螺栓将板材连成一体。优点：施工简便，接头处不需要养护就能马上受力，对施工速度无影响。缺点：耗钢量大，连接铁件的质量要求较高。(2)湿法连接湿法连接是在板材边缘预留钢筋，安装时将这些甩筋相互绑扎或焊接，在板缝中浇灌混凝土，使所有楼板的四周形成现浇的圈梁，所有墙板竖缝中形成现浇的构造柱，并且在板材四周还预留若干个键槽，浇混凝土后，键槽处便形成与圈梁和小柱连在一起的销键。优点：房屋结构整体性好，刚度大。缺点：必须有一定的养护时间。（a）湿法连接

（b）干法连接图4-14

板材连接构造（单位：mm）2)外墙板的接缝防水构造(1)构造防水在墙板侧面设置滴水或挡水台、凹槽切断毛细水通路，利用水的重力作用排除雨水,达到防水效果。

(2)材料防水利用密封材料嵌入板缝，防止雨水侵入，达到防水效果。3)板缝保温处理处理方法：在接缝处加一定厚度的高效轻质保温材料。4.3.2装配式框架板材建筑1、框架板材建筑的优缺点和适用范围框架板材建筑是指由框架、墙板和楼板组成的建筑。基本特征是由柱、梁和楼板承重，墙板仅作为维护和分隔空间的构件。图4-17钢筋混凝土装配式框架板材建筑4.3.2装配式框架板材建筑1、框架板材建筑的优缺点和适用范围框架板材建筑是指由框架、墙板和楼板组成的建筑。基本特征是由柱、梁和楼板承重，墙板仅作为维护和分隔空间的构件。优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料。缺点：钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多、接头工作量大、工序多。适用范围：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。2、框架结构类型按构件的组成情况板柱框架梁板柱框架框剪结构用于10～25层的建筑框架结构类型(a)板柱框架系统

(b)梁板柱框架系统

(c)剪力墙框架系统3、装配式钢筋混凝土框架的构件连接1)梁与柱的连接叠合梁现浇连接浆锚叠压连接

(a)叠合梁现浇连接

(b)浆锚叠压连接图4-19梁与柱的连接梁与柱的连接叠合梁现浇连接2)楼板与梁的连接楼板与叠合梁现浇连接图4-20楼板与梁的连接3)楼板与柱的连接现浇连接浆锚叠压连接后张预应力连接现浇连接浆锚叠压连接后张预应力连接Next21（日本）4、外墙板类型、布置方式及连接构造1)墙板的类型单一材料的混凝土墙板复合材料墙板玻璃幕墙金属幕墙2)外墙板的布置方式外墙板可以布置在框架外侧，或在框架之间(a)安装在框架外侧

(b)安装在框架之间

(c)安装在附加墙架上图4-22外墙板的布置方式4.3.3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。优点：施工速度快，装配化程度高，自重较轻(a)平板型

(b)钟罩型

(c)杯型

(d)框板型

(e)隧道型

(f)复合型

(g)卧杯型

(h)框板型图4-24

盒子的形式1)盒子建筑的类型有骨架的盒子构件无骨架的盒子构件2)盒子建筑的组装方式与构造上下盒子重叠组装盒子构件相互交错叠置盒子构件与预制板材进行组装盒子构件与框架结构进行组装盒子构件与筒体结构进行组装(a)重叠组装

(b)交错组装

(c)盒子板材组装

(d)盒子框架组装

(e)盒子简体组装图4-25盒子建筑组装方式4.3.4工具式模板现浇建筑工具式模板现浇建筑是采用组装式模板或滑升式模板，作为墙体或楼板的成型工具在建筑现场用机械化方式，浇筑混凝土施工的建筑。（1）大模板现浇建筑大模板建筑是指用工具式大模板来现浇混凝土楼板和墙体的一种建筑。优点：一次性投资比大板建筑少；现浇施工使构件与构件之间连接方法大为简化，结构的整体性好，刚度增大，抗震能力与抗风能力大大提高；现场施工可以减少建筑材料的多次转运，从而可使建筑造价比大板建筑低。缺点：现场工作量大，在寒冷地区，冬期施工需要采用电热模板升温。1）全钢大模板用型钢或方钢作为骨架，钢板作为面板。2）胶合板大模板胶合板大模板是用型钢或方钢通过螺栓连接组装成装配式骨架，改变了过去用电焊连接的方法，可灵活变换大模板的规格。（2）滑升模板建筑滑模建筑是指用滑升式模板来现浇墙体的建筑。图4-26滑模建筑优点：结构整体性好，提高了结构的抗震能力，机械化程度高，施工速度快，模板的数量少且利用率高，施工时所需的场地小。缺点：操作精度要求高，墙体垂直度不能有偏差。适用范围：外形简单整齐、上下壁厚相同的建筑物和构筑物。类型内外墙全用滑模现浇混凝土内墙用滑模现浇混凝土，外墙用预制墙板滑模浇筑楼电梯间等组成的核心筒体结构，其余部分用框架或大板结构滑模布置方式(a)内外墙滑模

(b)内墙滑模

(c)外框架核心筒体滑模（3）升板生层建筑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。步骤：做基础在基础上立柱子打地坪叠层预制楼板和屋面板逐层提升逐层就位(a)作基础(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)全部就位图4-27升板建筑施工顺序示意4.4通用体系对建筑各构配件和连接技术进行标准化、通用化设计，形成以部件、部品为核心的商业化产品，以此来进行房屋多样化组合建造的一种体系。两个重点：品牌型号——工业生产与商品流通的双重属性

开放式体系——通用性、互换性

工业化建筑从专用体系走向通用体系的关键是建筑产品的部件、部品化以及部件、部品的通用化。部件：建筑结构系统的结构构件及其它构件。如柱、梁、楼板、屋面板等部品：建筑围护系统、设备与管线系统、内装系统的单一或复合功能单元产品。如非承重的内外墙板、架空墙面、吊顶、架空地板、集成厨卫、模块式地暖、集分水器等。结构部件围隔部品内装部品设备部品四大类：4.4.1装配式混凝土结构（1）装配式混凝土框架结构图4-28装配式混凝土框架结构BIM模型（2）装配式混凝土剪力墙结构图4-29装配式混凝土剪力墙BIM模型装配式混凝土剪力墙结构包括现浇剪力墙预制外墙板（内浇外挂）、装配整体式剪力墙结构、叠合式剪力墙结构。目前应用最多的是装配整体式剪力墙结构装配整体式剪力墙结构预制墙板一混凝土剪力墙板一外墙板4.4.2装配式钢结构钢结构建筑是由钢构件通过焊接、螺栓连接、铆钉连接组成的，具有装配式的自然特征。然而，并不是所有的钢结构建筑都是装配式建筑。（1）装配式钢结构的优点1）轻质高强，特别适用于高层、超高层、大跨度建筑。2）延性和冲击韧性良好。3）良好的加工性能，具有与生俱来的装配式和工业化的优势。4）循环利用，绿色建筑。5）高度的集成化简化了施工，现场几乎没有湿作业，围护和内装系统可尾随结构系统施工，施工工期短。（2）装配式钢结构的缺点1）耐火性能差。2）耐腐蚀性差。3）成本高。4）舒适度问题。（3）装配式钢结构的结构体系1）钢框架结构。