1、房屋建筑学 学习情境1：课程准备【情境要点】了解房屋建筑学的地位和作用；了解房屋建筑学课程的内容、学习方法；理解建筑、建筑物、构筑物的概念；掌握建筑的构成要素、建筑的分类和等级；掌握建筑模数协调标准的意义及划分原则。任务任务1.1理解房屋建筑学理解房屋建筑学适用是指恰当地确定建筑面积，合理的布局，必需的技术设备，良好的设施以及保温、隔热、隔声的环境。安全是指结构的安全度，建筑物耐火等级及防火设计、建筑物的耐久年限等。经济主要是指经济效益，它包括节约建筑造价、降低能源消耗、缩短建设周期、降低运行、维修和管理费用。既要注意建筑物本身的经济效益，又要注意建筑物的社会和环境综合效益。美观是在适用、安全
2、、经济的前提下，把建筑美和环境美列为设计的重要内容。搞好室内外环境设计，为人民创造良好的工作和生活条件。政策中提出了应区别不同的建筑，处理好适用、安全、经济和美观的关系。知识知识1.1.1我国的建筑方针我国的建筑方针知识知识1.1.2房屋建筑学课程情境要点房屋建筑学课程情境要点 “建筑”的含义，通常认为是建筑物和构筑物的总称。其中供人们直接在其中生产、生活或进行其它活动的房屋或场所都叫做“建筑物”，如住宅、学校、办公楼、影剧院、体育馆、工厂的车间等，人们习惯上也将建筑物称为建筑。而人们不在其中生产、生活的建筑，则称为“构筑物”，如水坝、水塔、蓄水池、烟囱等。建筑具有实用性，属于社会产品；建筑又
3、具有艺术性，反映特定的社会思想意识，因此建筑又是一种精神产品。构成建筑的主要因素有三个方面：建筑功能、建筑技术和建筑形象。1.建筑功能建筑功能是指建筑物在物质和精神方面必需满足的使用要求。2.建筑技术建筑技术是建造房屋的手段，包括建筑材料与制品技术、结构技术、施工技术、设备技术等，建筑不可能脱离技术而存在。其中材料是物质基础，结构是构成建筑空间的骨架，施工技术是实现建筑生产的过程和方法，设备是改善建筑环境的技术条件。3.建筑形象构成建筑形象的因素有建筑的体型、内外部空间的组合、立面构图、细部与重点装饰处理、材料的质感与色彩、光影变化等。任务任务1.2 理解建筑的构成要素、分类与分级理解建筑的构
4、成要素、分类与分级知识知识1.2.1建筑的构成要素建筑的构成要素知识知识1.2.2 建筑的分类建筑的分类 按建筑的使用性质分类 工业建筑 农业建筑 民用建筑公共建筑.按建筑规模和数量分类 大量性建筑这类建筑如一般居住建筑、中小学校、小型商店、诊所、食堂等。本课程以此类建筑为主要内容。大型性建筑大型性建筑是指多层和高层公共建筑和大厅型公共建筑。这类建筑一般是单独设计的。3.按结构类型分类结构类型是按承重构件所选用材料与制作方式、传力方法的不同而划分的，一般分为以下几种。砌体结构砌体结构的竖向承重构件是采用粘土砖多孔砖或承重钢筋混凝土小砌块砌筑的墙体，水平承重构件为钢筋混凝土楼板及屋顶板。砌体结构
5、一般用于多层建筑中。框架结构框架结构的承重部分是由钢筋混凝土或钢材制作的梁、板、柱形成骨架，墙体只起围护和分隔作用。这种结构可以用于多层和高层建筑中。钢筋混凝土板墙结构这种结构的竖向承重构件和水平承重构件均采用钢筋混凝土制作，施工时可以在现场浇注或在加工厂预制，现场吊装。可以用于多层和高层建筑中。特种结构特种结构又称为空间结构。它包括悬索、网架、拱、壳体等结构形式。特种结构多用于大跨度的公共建筑中。4.按建筑层数或总高度分类层数是房屋建筑的一项非常重要的控制指标，但必须结合建筑总高度综合考虑。(1)住宅建筑1-3层为低层；4-6层为多层；7-9层为中高层；10层及以上为高层。(2)公共建筑及综
6、合性建筑总高度超过24m为高层，不超过24m为多层。(3)建筑总高度超过l00m时，不论是住宅还是公共建筑均为超高层。(4)联合国经济事务部针对世界高层建筑的发展情况，把高层建筑划分为以下4种类型。低高层建筑：层数为9-16层，建筑总高度为50m以下。中高层建筑：层数为17-25层，建筑总高度为50-75m。高高层建筑：层数为26-v40层，建筑总高度可达l00m.超高层建筑：层数为40层以上，建筑总高度在l00m以上。5.按施工方法分类施工方法是指建造房屋所采用的方法，它分为以下几类。现浇、现砌式这种施工方法是指主要构件均在施工现场砌筑（如砖墙等）或浇注（如钢筋混凝土构件等）。预制、装配式这
7、种施工方法是指主要构件在加工厂预制，施工现场进行装配。部分现浇现砌、部分装配式这种施工方法是一部分构件在现场浇注或砌筑（大多为竖向构件），一部分构件为预制吊装（大多为水平构件）。知识知识1.2.3建筑的等级划分建筑的等级划分建筑物的等级包括耐久等级、耐火等级和工程等级3个方面。表1-1设计使用年限分类类别设计使用年限（年）示例15临时性建筑225易于替换结构构件的建筑350普通建筑和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑建筑物耐久等级的指标是设计使用年限。设计使用年限的长短是依据建筑物的性质决定的。影响建筑寿命长短的主要因素是结构构件的选材和结构体系。2.建筑物的耐火等级建筑物的耐火等级是根
8、据建筑物构件的燃烧性能和耐火极限确定的。共分为4级，各级建筑物所用构件的燃烧性能和耐火极限，不应低于规定的级别和限额 表1-2建筑物构件的燃烧性能和耐火极限构件名称不同耐火等级下的燃烧性能与耐火极限一级二级三级四级墙防火墙非燃烧体4.00非燃烧体4.00非燃烧体4.00非燃烧体4.00承重墙、楼梯间、电梯井的墙非燃烧体3.00非燃烧体2.50非燃烧体2.50难燃烧体0.50非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙非燃烧体100非燃烧体100非燃烧体0.50难燃烧体0.25房间隔墙非燃烧体0.75非燃烧体0.50难燃烧体0.50难燃烧体0.25柱支承多层的柱非燃烧体3.00非燃烧体2.50非燃烧体2.50
9、难燃烧体050支承单层的柱非燃烧体2.50非燃烧体2.00非燃烧体2.00燃烧体梁非燃烧体2.00非燃烧体1.50非燃烧体100难燃烧体0.50楼板非燃烧体1.50非燃烧体1.00非燃烧体0.50难燃烧体0.25屋顶承重构件非燃烧体1.50非燃烧体0.50燃烧体燃烧体疏散楼梯非燃烧体150非燃烧体100非燃烧体100燃烧体吊顶（含吊顶搁栅）非燃烧体0.25非燃烧体0.25难燃烧体0.15燃烧体3.建筑物的工程等级建筑物的工程等级是以其复杂程度为据，共分6级，其具体特征详见表1-3 工程等级工程主要特征工程范围举例特级1.列为国家重点项目或以国际性活动为主的特高级大型公共建筑2.有全国性历史意义
10、或技术要求特别复杂的中小型公共建筑3.30层以上建筑4.高大空间有声、光等特殊要求的建筑物国宾馆、国家大会堂、国际会议中心、国际体育中心、国际贸易中心、国际大型航空港、国际综合俱乐部、重要历史纪念建筑、国家级图书馆、博物馆、美术馆、剧院、音乐厅、三级以上人防等一级1.高级大型公共建筑2.有地区性历史意义或技术要求复杂的中、小型公共建筑3.16层以上,29层以下或超过50m高的公共建筑高级宾馆、旅游宾馆、高级招待所、别墅、省级展览馆、博物馆、图书馆、科学实验研究楼（包括高等院校）、高级会堂、高级俱乐部、大于300床位医院、疗养院、医疗技术楼、大型门诊楼、大中型体育馆、室内游泳馆、室内滑冰馆、大城
11、市火车站、航运站、候机楼、摄影棚、邮电通信楼、综合商业大楼、高级餐厅、四级人防、五级平战结合人防等二级1.中高级、大中型公共建筑2.技术要求较高的中小型建筑3.16层以上、29层以下住宅大专院校教学楼，档案楼，礼堂，电影院，部、省级机关办公楼,300床位以下（不含300床位）医院，疗养院，地、市级图书馆，文化馆，少年宫，俱乐部，排演厅，报告厅，风雨操场，大中城市汽车客运站，中等城市火车站，邮电局，多层综合商场，风味餐厅，高级小住宅等三级1.中级、中型公共建筑2.7层以上（含7层）、15层以下有电梯的住宅或框架结构的建筑重点中学、中等专业学校、教学楼、实验楼、电教楼、社会旅馆、饭馆、招待所、浴室
12、、邮电所、门诊所、百货楼、托儿所、幼儿园、综合服务楼,1-2层商场、多层食堂、小型车站等四级1.一般中小型公共建筑2.7层以下无电梯的住宅、宿舍及砌体建筑一般办公楼、中小学教学楼、单层食堂、单层汽车库、消防车库、消防站、蔬菜门市部、粮站、杂货店、阅览室、理发室、水冲式公共厕所等五级1-2层单功能、一般小跨度结构建筑1-2层单功能、一般小跨度结构建筑任务任务1.3了解建筑模数协调统一标准和几种尺寸的应用了解建筑模数协调统一标准和几种尺寸的应用知识知识1.3.1 建筑模数概念建筑模数概念建筑模数是选定的标准尺寸单位，作为建筑物、建筑构配件、建筑制品以及建筑设备尺寸间互相协调的基础。1.基本模数基本
13、模数是建筑模数协调统一标准中的基本模数数值，用M表示，1M=l00mm。建筑物的各部尺寸都应是基本模数的倍数。2.扩大模数扩大模数是导出模数的一种。其数值为基本模数的倍数。扩大模数按3M(300mm）、6M(600mm）、12M（1200mm)、15M(1500mm)、30M(3000mm)、60M(6000mm)取用。3.分模数分模数是导出模数的另一种。其数值为基本模数的分倍数。为了满足细小尺寸的需要，分模数按M/2（50mm)、M5（20mm)、M10（l0mm)取用。4.模数数列模数数列是以基本模数、扩大模数和分模数为基础，按照一定的数值展开方法扩展成的一系列尺寸。知识知识1.3.2建筑
14、模数的应用建筑模数的应用1.水平基本模数的数列幅度水平基本模数为1M-20M，主要应用于门窗洞口和构配件断面尺寸。2.竖向基本模数的数列幅度竖向基本模数为1M-36M，主要应用于建筑物的层高、门窗洞口和构配件断面尺寸。3.水平扩大模数的数列幅度3M时为3M-75M；6M时为6M-96M；12M时为12M-120M；15M时为15M-120M;30M时为30M-360M；60M时为60M-360M，必要时幅度不限。水平扩大模数主要应用于建筑物的开间或柱距、进深或跨度、构配件尺寸和门窗洞口尺寸。4.竖向扩大模数的数列幅度用于竖向尺寸的扩大模数仅为3M,6M两个。5.分模数的数列幅度M/10时为M/
15、102M；M/5时为M/54M；M/2时为M/210M。分模数主要应用于缝隙、构造节点和构配件的断面尺寸。知识知识1.3.3 几种尺寸几种尺寸1.建筑轴线尺寸的确定定位轴线是用来确定房屋主要结构或构件的位置及其尺寸的基线。用于平面时称平面定位线（即定位轴线）。用于竖向时称竖向定位线。定位线之间的距离（如跨度、柱距、层高等）应符合模数数列的规定。2.建筑构件的尺寸为了保证设计、生产、施工各阶段建筑制品、构配件等有关尺寸间的统一与协调，必须明确标志尺寸、构造尺寸、实际尺寸的定义及其相互间的关系，如图1-4所示。图1-4建筑构件中3种尺寸的关系标志尺寸标志尺寸是符合模数数列的规定，用以标注建筑物定位
16、轴面、定位面或定位轴线、定位线之间的垂直距离如（开间、柱距、进深、跨度、层高等）以及建筑构配件、建筑组合件、建筑制品、有关设备界限之间的尺寸。构造尺寸构造尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等的设计尺寸，一般情况下，标志尺寸减去缝隙或加上支承长度为构造尺寸。实际尺寸实际尺寸是建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等生产后的实际尺寸，实际尺寸与构造尺寸之间的差数应符合建筑公差的规定。技术尺寸技术尺寸是建筑功能、工艺技术和结构条件在经济上处于最优状态下所允许采用的最小尺寸数值（通常是指建筑构配件的截面或厚度）。任务任务1.4 了解了解21世纪建筑发展的趋势世纪建筑发展的趋势2121世纪建筑发展应遵循以
17、下五项原则：世纪建筑发展应遵循以下五项原则：（）生态观：正视生态的困境，加强生态意识；（）生态观：正视生态的困境，加强生态意识；（）经济观：人居环境建设与经济发展良性互动；（）经济观：人居环境建设与经济发展良性互动；（）科技观；正视科学技术的发展，推动经济发展（）科技观；正视科学技术的发展，推动经济发展和社会繁荣；和社会繁荣；（）社会观：关怀最广大的人民群众，重视社会发（）社会观：关怀最广大的人民群众，重视社会发展的整体利益；展的整体利益；（）文化观：在上述前提下，进一步推动文化和艺（）文化观：在上述前提下，进一步推动文化和艺术的发展。术的发展。【复习思考】1.建筑物的类型按使用功能如何划分？
18、2.建筑物的类型按结构类型如何划分？3.建筑物按层数如何划分？4.建筑物按耐久年限是怎样划分等级的？共分几级？5.房屋的耐火等级是怎么确定的？分几级？什么是耐火极限？什么是燃烧性能？构件的燃烧性能分几类？6.什么是建筑模数？什么是基本模数、扩大模数、分模数？其数值与符号是什么？7.解释构件的几种尺寸及它们的关系。学习情境10：变形缝【情境要点】掌握伸缩缝、沉降缝和防震缝的作用、设置和构造做法。【情境描述】建筑物由于受到温度变化、地基不均匀沉降和地震等作用，在结构内部将产生附加应力和附加变形，造成建筑物的开裂和变形，甚至引起结构破坏，影响了建筑物的使用安全。为避免发生上述情况，可以采取以下措施：
19、一是加强房屋的整体性，使其具有足够的强度和刚度，以抵抗外部的作用；二是在房屋敏感的部位设缝断开，把建筑物分成若干个相对独立的部分，保证各部分能自由变形、互不干扰，减少破坏。这种在各个部分之间人为设置的缝隙称为变形缝。变形缝按其功能不同分为三种类型：伸缩缝、沉降缝和防震缝。任务任务10.110.1伸缩缝伸缩缝知识知识10.1.110.1.1伸缩缝的作用伸缩缝的作用建筑物因受到温度的变化而产生热胀冷缩现象，使结构构件内部产生附加应力而变形，造成构件开裂或破坏。当建筑物的体量过大时，这种情况更加明显。为避免这种温度变化引起的破坏，需沿建筑物长度方向每隔一定距离设置一道具有一定宽度的缝隙，即伸缩缝，也
20、称为温度缝。知识知识10.1.210.1.2伸缩缝的设置伸缩缝的设置伸缩缝的设置间距与建筑物所用结构材料、结构类型、施工方式、建筑所处环境等因素有关。表10.1和表10.2对砌体结构和钢筋混凝土结构建筑的伸缩缝最大设置间距作出了规定。砌体房屋伸缩缝的最大间距(m)表10.1砌体类别屋顶或楼板层的类别间距各种砌体整体式或装配整体式钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋顶、楼板层50无保温层或隔热层的屋顶、楼板层40装配式无檩体系钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋顶50无保温层或隔热层的屋顶75装配式有檩体系钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋顶75无保温层或隔热层的屋顶60普通粘土、空心砖砌体 粘土瓦
21、或石棉水泥瓦屋顶100 石砌体木屋顶或楼板层80硅酸盐砖、硅酸盐砌块和混凝土砌块砌体砖石屋顶或楼板层 75注：1层高大于5m的混合结构单层房屋，其伸缩缝间距可以按表中数值乘烈1.3采用，但当墙体采用硅酸盐砖、硅酸盐砌块和混凝土砌块砌筑时，不得大于75m。2温差较大且变化频繁地区和严寒地区不采暖的房屋及构筑物墙体的伸缩缝最大间距，应按表中数值予以适当减少后使用。钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距(m)表10.2项次结 构 类 型室内或土中露 天1排架结构装配式100702框架结构装配式7550现浇式55353剪力墙结构装配式 6540现浇式 45304挡土墙及地下室墙壁等类结构装配式 4030现浇式
22、 3020注：1如有充分依据或可靠措施，表中数值可以增减。2当屋面板上部无保温或隔热措施时，框架、剪力墙结构的伸缩缝间距，可按表中露天栏的数值选用，排架结构可按适当低于室内栏的数值选用。3排架结构的柱顶面（从基础顶面算起）低于8m时，宜适当减少伸缩缝间距。4外墙装配、内墙现浇的剪力墙结构，其伸缩缝最大间距按现浇式一栏数值选用。滑模施工的剪力墙结构，宜适当减小伸缩缝间距。现浇墙体在施工中应采取措施减少混凝土收缩应力。知识知识10.1.3 10.1.3 伸缩缝的构造伸缩缝的构造伸缩缝要求将建筑物的墙体、楼层、屋顶等地面以上的构件全部断开，基础因埋在地下，受温度的影响较小，不必断开。1.墙体伸缩缝构
23、造根据墙体的厚度和所用材料不同，伸缩缝可做成平缝、错口缝和企口缝等形式，如图10.1所示。为减少外界环境对室内状况的影响以及考虑建筑立面处理的要求，需对伸缩缝进行嵌缝和盖缝处理，缝内一般填沥青麻丝、油膏、泡沫塑料等材料。当缝口较宽时，还应用镀锌铁皮、彩色钢板、铝皮等金属调节片覆盖，如图10.2所示。图10.1砖墙伸缩缝截面形式 （a）平缝；（b）错口缝；（c）企口缝图10.2墙体伸缩缝构造（a）、（b）、（c）外墙构造；（d）、（e）内墙构造2.楼地板层伸缩缝构造楼地板层伸缩缝的位置和缝宽应与墙体、屋顶变形缝一致。缝的处理应满足地面平整、光洁、防滑、防水和防尘等要求。可用油膏、沥青麻丝、橡胶、
24、金属等弹性材料封缝。上铺活动盖板或橡胶、塑料板等地面材料，顶棚盖缝条只固定一侧，以保证两侧构件能自由伸缩变形，如图10.3所示。图10.3楼地层伸缩缝构造（a）地面油膏嵌缝；（b）地面钢板盖峰；（c）楼板靠墙处变形缝；（d）楼板变形缝3.屋顶伸缩缝构造屋顶伸缩缝的处理应考虑屋面防水的种类和使用功能要求。一般不上人屋面可在伸缩缝两侧加砌矮墙，做好泛水处理，但在盖缝处应保证自由伸缩而不漏水。上人屋面多用油膏嵌缝并做泛水。常见卷材防水屋面和刚性防水屋面伸缩缝构造，如图10.4和图10.5所示。图10.4卷材防水屋面伸缩缝构造图10.5刚性防水屋面伸缩缝构造任务任务10.210.2沉降缝沉降缝知识知识
25、10.2.110.2.1沉降缝的作用沉降缝的作用如果建筑物中存在各部分地基承载力不同或荷载差异过大等现象，将引起建筑物的不均匀沉降，严重时会导致建筑物结构构件破坏。沉降缝的作用是利用垂直的缝自基础将建筑物分隔为相对独立的单元，使各单元之间没有约束、互不影响，可以沿竖向自由沉降，预防建筑物由于各部分不均匀沉降引起的破坏。知识知识10.2.210.2.2沉降缝的设置沉降缝的设置当建筑物有下列情况时，均应考虑设置沉降缝。1.同一建筑物相邻两部分高差在两层以上或超过 10m 时。2.建筑物建造在地基承载力相差较大的土壤上时。3.建筑物的基础承受的荷载相差较大时。4.原有建筑物和新建、扩建的建筑物间。5
26、.相邻基础的宽度和埋深相差悬殊时。6.建筑物体型比较复杂，连接部位又比较薄弱时。沉降缝的宽度与地基的性质和建筑物的高度有关。一般地基土越软弱、建筑高度越大，沉降缝宽度越大；反之，宽度则较小。沉降缝一般与伸缩缝合并设置，兼起伸缩缝的作用，但伸缩缝不可代替沉降缝。知识知识10.2.310.2.3沉降缝的构造沉降缝的构造 1.墙体沉降缝的构造墙体沉降缝构造与伸缩缝构造基本相同，只是调节片或盖缝板在构造上需要保证两侧结构在竖向相对变位不受约束，如图10.6所示。图10.6墙体沉降缝构造（a）平直墙体；（b）转角墙体2.基础沉降缝的构造沉降缝需要沿基础断开，基础沉降缝应另行处理，常见的有悬挑式基础和双墙
27、式基础两种类型。悬挑式基础。为使沉降缝两侧结构单元能上下自由沉降又互不影响，可在缝的一侧做成挑梁基础。若在沉降缝的两侧需设双墙，则在挑梁端部增设横梁，在横梁上砌墙。挑梁基础方案可用于沉降缝两侧基础埋深较大以及新建筑与原有建筑相邻等情况。双墙式基础。在沉降缝两侧均设承重墙，墙下有各自的基础，能保证每个结构单元都有封闭连续的基础和纵横墙，这种结构整体性好、刚度大，但基础偏心受力，并在沉降时相互影响，如图10.7(b）所示。若采用双墙交叉式基础方案，基础偏心受力将会改善，如图10.7（c）所示。图10.7基础沉降缝处理示意屋顶沉降缝处泛水金属铁皮或其他构件应满足沉降变形的要求，并有维修余地，如图10
28、.8所示、图10.8屋顶沉降缝构造任务任务10.310.3防震缝防震缝 知识知识10.3.110.3.1防震缝的作用防震缝的作用防震缝的作用是将建筑物分成若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元，防止建筑物的各部分在地震时相互拉伸、挤压或扭转，造成变形和破坏。防震缝应沿建筑的全高设置，缝的两侧应布置墙或柱，形成双墙、双柱或一墙一柱，使各部分封闭，增加刚度，如图10.9所示。一般情况下基础不设防震缝，若与沉降缝合并设置时，基础也应设缝断开。图10.9防震缝两侧结构布置知识知识10.3.210.3.2防震缝的设置防震缝的设置对多层砌体建筑，遇到下列情况时，应结合抗震设计规范要求，考虑设置防震缝。(l）
29、建筑平面形体复杂，有较长的突出部分，如 L 形、U 形、T 形、山形等，应设缝将它们分开，使各部分平面形成简单规整的独立单元。(2）建筑物立面高差在6m 以上。(3）建筑有错层且错层楼板高差较大。(4）建筑物相邻部分的结构刚度和质量相差悬殊时。防震缝的宽度一般根据所在地区的地震烈度和建筑物的高度来确定。一般多层砌体结构建筑的缝宽为 50 100mm；多层钢筋混凝土框架结构中，建筑物高度在 15m 及 15m 以下时，缝宽为 70mm，当建筑物高度超过 15m 时，按地震烈度在缝宽 70mm 的基础上增大的缝宽为：l）地震烈度 7 度，建筑物每增高 4m，缝宽增加 20mm。2）地震烈度 8 度
30、，建筑物每增高 3m，缝宽增加 20mm。3）地震烈度 9 度，建筑物每增高 2m，缝宽增加 20mm。知识知识10.3.310.3.3防震缝的构造防震缝的构造防震缝的宽度较大，应充分考虑盖缝条的牢固性和适应变形的能力，做好防水、防风，如图10.10所示。图10.10墙身防震缝构造【复习思考】1变形缝的作用是什么？它有哪几种类型？2什么情况下设置伸缩缝？其宽度一般为多少？3什么情况下设置沉降缝？怎样确定沉降缝的宽度？4什么情况下设置防震缝？确定其宽度的依据是什么？5基础沉降缝的构造方法有哪几种？6伸缩缝、沉降缝和防震缝各有什么特点？试比较其构造上的异同？学习情境学习情境11：民用建筑工业化建筑
31、体系：民用建筑工业化建筑体系【情境要点】了解建筑工业化概述理解民用建筑工业化的意义和发展趋势掌握常见工业化建筑的构造发展建筑工业化，不能够单单看成是建造技术方面的问题，而应当将其作为一项涉及到多学科、多部门、跨行业的综合性的系统工程来看待。其过程需要建筑师、工程师和生产厂商的密切合作，建立起从规划设计质量、工程施工质量、建筑相关配套的产品质量到物业管理质量等一整套的建筑质量管理体系。这样，建筑业才能由粗放型向集约型转化，不断加大科技含量和调整产业结构，以此全面提高建筑的工业化和标准化的整体水平，促进建筑产业现代化的快速发展。要实现建筑工业化，必须形成工业化的生产体系。也就是说，针对大量性建造的
32、房屋及其产品实现建筑部件系列化开发，集约化生产和商品化供应，使之成为定型的工业产品或生产方式，以提高建筑的速度和质量。工业化建筑体系，一般分为专用体系和通用体系两种。专用体系适用于某一种或几种定型化建筑使用的专用构配件和生产方式所建造的成套建筑体系。具有一定的设计专用性和技术先进型，但缺少与其他体系配合的通用性和互换性。通用体系开发目标是建筑的各种预制构配件、配套制品和构造连接技术，做到产品和连接技术标准化、通用化，使得各类建筑所需的构配件和节点构造可互换通用，以适应不同类型建筑体系使用的需要。任务任务11.211.2民用建筑工业化的意义和发展趋势民用建筑工业化的意义和发展趋势长期以来，人们都
33、以手工业方式建造房屋，不仅人工耗费量大、施工周期长、占用大量施工现场，而且施工质量也不稳定。随着生产力的发展和生产技术的不断提高，以机械化生产代替简单的手工操作已成为建筑业发展的必然趋势。建筑工业化是指用现代工业的生产方式和管理手段来建造房屋，可以将分散落后的手工业生产方式改变为集中、先进的现代化工业生产方式，能有效地降低人工消耗量，缩短施工周期，节约施工场地，提高建筑质量。它从根本上改变了建筑业的生产方式。建筑工业化的特征是设计标准化、产品定型化、生产工厂化、施工机械化、管理科学化。整个建筑业从构件的生产、运输到安装都以工业生产方式和管理手段运作，充分体现了现代工业的生产和管理特征。设计标准
34、化、产品定型化是建筑工业化的基础；生产工厂化、施工机械化是建筑工业化的关键；管理科学化是建筑工业化的保证。建筑工业化主要有两个发展途径，一个是发展预制装配式建筑体系。它是用工业化的方法加工、生产建造房屋所需的构配件制品，然后在施工现场进行装配。这类建筑具有生产效率高、施工速度快、受季节性影响小、质量稳定等优点。建筑工业化发展的另一个途径是现场作业工业化的施工方法，它包括全现浇及现浇与预制相结合的工业化施工方法。这种施工方法有结构整体性好、节约运输费用、可以采用大面积流水施工作业等优点。任务任务11.3预制装配式的建筑预制装配式的建筑预制装配式的建筑是用流水线生产产品的工业化方式来组装建造房屋用
35、的预制构配件产品。其建筑主体结构形式分板材装配式、框架装配式、盒子装配式等几种。知识知识11.3.1砌块建筑砌块建筑砌块建筑是用工业废料或混凝土预制成块料来砌筑墙体的一种建筑。砌块建筑较普通粘土砖建筑有施工方便、工艺简单、适应性强等优点，能有效的减少制砖对耕地的破坏。砌块尺寸比普通砖尺寸大，可采用简单的机械吊装和砌筑，但工业化程度不高。1.砌块的种类与规格砌块的种类较多，按品种分有实体砌块、空心砌块；按材料分有混凝土砌块、加气混凝土砌块、粉煤灰硅酸盐砌块、炉渣混凝土砌块、陶粒混凝土砌块等；按规格分有小型砌块、中型砌块和大型砌块。通常把高度在350mm以下(质量一般在20kg以内)的砌块称为小型
36、砌块；高度在350900mm(质量一般在350 kg以内)的砌块称为中型砌块。大型砌块是一种向板材过渡的形式，应用较少。常用砌块规格详见表11.1。表11.1部分地区砌块常用规格2.砌块排列原则由于砌块的尺寸较大，在砌筑时不如普通砖铺设灵活，砌筑前应设计其排列顺序，并绘制砌块排列组合图。砌块排列要遵循以下原则：砌块排列要整齐划一，有规律性。正确选择砌块的规格尺寸，减少砌块的规格类型，尽可能采用大规格砌块作主要砌块，提高主要砌块的使用率，使主要砌块占砌块总数的70以上。纵横牢固搭砌，避免通缝；还要考虑内、外墙的交接、咬砌，保证砌块墙的整体性和稳定性。可采用普通砖作镶砖，用以调整砌块的排列顺序。但
37、要尽可能减少镶砖数量，镶砖应分散、对称布置，保证砌块墙体受力均匀。3.砌块墙的接缝处理砌块墙体的接缝不仅对砌体的保温、防渗和隔声有影响，更重要的是保证砌体的整体性和稳定性。砌块的接缝形式如图2-1。砌块灰缝应做到灰缝平直、砂浆饱满。小型砌块缝宽为1015 mm；中型砌块缝宽为1520mm；加气混凝土块缝宽为1015mm。砌筑砂浆强度由计算确定，一般采用M5以上标号。考虑到砌块制造误差等因素，必要时可调整灰缝宽度。垂直灰缝宽度若大于40mm，须用C20细石混凝土灌缝。4.砌块墙的拉结砌块砌体必须错缝搭接，如图11-2。上、下皮搭缝长度要求如下：中型砌块不小于150mm、，小型砌块不小于90mm。
38、当搭缝长度不足时，应在水平灰缝内增设24的钢筋网片，如图11-3、11-4。图11-2砌块砌筑缝构造 图11-3砌块搭接 图11-4搭砌配筋5.圈梁和构造柱在砌块建筑适当的位置设置圈梁，可提高砌块建筑的整体性。当圈梁与过梁位置接近时，可将圈梁与过梁合并在一起，用圈梁兼做过梁。对外墙及内纵墙应在屋顶处设置圈梁，楼层的楼板处可隔层设置；内横墙的圈梁设置与外墙、内纵墙相同，其水平间距不宜大于10 m。承重墙厚小于等于200mm的砌块建筑，宜每层设置圈梁一道。设置砌块建筑的圈梁时，也可将设计抗震烈度提高一度后，按普通砖建筑的圈梁设置要求考虑。为提高砌块建筑的整体性，应在外墙转角处和部分内、外墙交接处设
39、置构造柱。混凝土空心砌块墙体可利用上下砌块贯通的孔洞，在孔洞内设置竖向钢筋，用C20细石混凝土灌实形成构造柱，如图11-5。构造柱与圈梁、基础须有较好的连接。图11-5砌块墙体的构造柱知识知识11.3.211.3.2板材装配式建筑板材装配式建筑板材装配式建筑是由预制墙板、楼板和屋面板等构件装配而成的。根据预制板材规格的大小，板材装配式建筑可分为中型板材建筑和大型板材建筑，如图11-6。中型板材尺寸小，制作、运输、安装较方便，但接缝多，一般需另抹灰，工作量较大。大型板材机械化施工程度高，有利于提高生产率、缩短工期、改善劳动条件。与同类砖混结构建筑相比，板材装配建筑可增加使用面积58，减轻自重15
40、20。但板材装配式建筑有用钢量较大、造价较高的缺点。图11-6板材装配式建筑示意图一般中型板材适用于25层建筑，大型板材适用中、高层建筑，最高可达20余层。这里主要介绍大型板材装配式建筑，也称为大板建筑。大板建筑的结构体系主要有横向墙板承重，纵向墙板承重，纵、横向墙板承重和部分梁柱承重等几种形式，如图11-7。图11-7大板建筑的结构类型横向墙板承重体系是将楼板搁置在横向墙板上，如图2-7a。这种结构体系的结构横向刚度大、整体性好，但承重墙较密，对建筑平面限制大。横向墙板承重体系主要适用于住宅、宿舍等小开间建筑。必要时可采用大跨度楼板，形成如图2-7b的大开间横向墙板承重体系，内部用轻质隔墙分
41、隔。纵向墙板承重体系是将楼板搁置在纵向墙板上，如图2-7c、d。这种结构体系的结构横向刚度和整体性较横向墙板承重体系差，需间隔一定距离设横向剪力墙拉结。纵向墙板承重体系对建筑平面限制较小，内部分隔灵活。双向墙板承重体系是将楼板的四边搁置在纵、横两个方向的墙板上，如图2-7e。这种结构体系使承重墙板形成井字格，房间的平面尺寸受到限制，房间布置不灵活。部分粱柱承重体系是将楼板搁置在横梁上，如图2-7f。可将内墙改为内柱，使柱和梁结合；也可以取消横梁，采用四点搁置的板与内柱结合，形成内骨架结构形式，如图2-7g、h。部分梁柱承重体系有利于较大尺寸房间的设计，隔断灵活。但这种体系的结构刚度和整体性较差
42、，需设置横向剪力墙以增加横向刚度，提高整体性。知识知识11.3.311.3.3框架轻板建筑框架轻板建筑框架轻板建筑是由柱子、梁、楼板等构成房屋垂直承重体系，以轻型墙板为围护与分隔构件。这种结构的承重部分与围护部分分开，围护构件重点考虑保温、防水、美观等问题，充分利用各种主要建筑材料的特性。框架轻板建筑适用于高层、多层住宅和公共建筑。1.框架结构的类型按框架所采用的材料分类，有钢筋混凝土结构框架和钢框架。按施工方法分类，有装配式框架和现浇式框架。按主要构件的组成形式分类，有梁板柱框架体系、板柱框架体系和剪力墙框架体系。梁板柱框架体系是常用的结构形式，它由梁、柱组成横向或纵向框架，再由楼板或连系梁
43、连接。板柱框架体系中不设框架梁，楼板直接搁置在框架柱上，形成四角支承体系。板柱框架体系中的楼板有肋型板、实心板等（如图11-8）。图11-8框架结构类型2.框架轻板建筑的外墙框架轻板建筑的外墙一般只承受自重和风荷载，可设计成轻型墙板。常用的轻型墙板有混凝土类外墙轻板和幕墙类外墙轻板，幕墙类外墙轻板有金属幕墙、玻璃幕墙、水泥薄板等。知识知识11.3.411.3.4盒子建筑盒子建筑盒子建筑是以工厂化生产的一个房间或几个房间组成的空间盒子构件，在施工现场吊装组合而成的建筑。完善的盒子构件不仅有结构部分和围护部分，而且内部装饰、设备、管线、家具和外部装修等均可在工厂生产完成。盒子建筑工厂化生产程度高，
44、现场工作量小。一般盒子建筑工厂内的工程量大约可占到80，现场工程量仅20左右。盒子建筑有较好的刚度，自重较小，但由于盒子构件尺寸大，对生产设备、运输设备、现场吊装设备以及生产施工技术要求较高。比较而言，盒子建筑生产投资大、造价较高。盒子构件可以采用拼装式或整体现浇式的结构形式。拼装式盒子构件是以板材形式预制再拼合连接而成的（如图11-9）。图11-9盒子建筑盒子构件组装成盒子建筑的形式有多种，如上下盒子的重叠组装；上下盒子的交错组装；与大型板材联合组装；盒子支承或悬挂在框架上的盒子框架组装；盒子悬挑在建筑物的核心体外壁上形成悬壁式盒子建筑等。知识知识11.3.511.3.5轻钢装配式建筑轻钢装
45、配式建筑这类装配式建筑是以轻型钢结构为骨架、轻型墙体为外围护结构所建成的房屋。其轻型钢结构的支承构件通常由厚度为1.5-5mm的薄钢板经冷弯或冷轧成型，或者用小断面的型钢以及用小断面的型钢制成的小型构件如轻钢组合析架等(图11-10)。图11-10薄壁型钢截面形式和轻钢组合构件(a)薄壁型钢截面形式；(b)轻钢组合析架；(c)压型薄钢板轻钢建筑施工方便，适用于低层及多层的建筑物。盒子式则系在工厂先将轻钢型材组装成盒形框架构件，再在现场组装。如图11-11。11-11柱梁式轻钢结构建筑骨架构成任务任务11.411.4现浇或现浇与预制相结合的建筑现浇或现浇与预制相结合的建筑现浇和现浇与预制相结合的
46、建筑指在现场采用工具模板、泵送混凝土进行机械化施工的方式，将建筑结构的主体部分整体浇筑或者是浇筑其中的核心筒等部分，其他部分用装配式的方法完成。这类建筑包括内浇外挂(指内墙和楼板用工具模板现浇，外墙采用非承重预制复合外墙板)、内浇外砌(指内墙和楼板用工具模板现浇，外墙为砌体砌筑的自承重墙)以及全现浇(指内、外墙板及楼板全现浇)等几种。现浇的钢筋混凝土墙板的厚度一般多层建筑可做到160-180mm，高层建筑可做到200-250mm。由于结构整体性好，特别是其中的内浇外挂和全现浇两种方式，更适合于高层建筑使用。其施工速度快，模具可以重复使用，当前使用较为普遍。其中工业化程度较高的有：(1)墙板用大
47、模板立模、楼板用台模流水作业的方式（图11-12）；(2)墙板和楼板用一体化的整体隧道模或者隧道模与台模组合施工的方式(图11-13)；11-12墙体用大模板、楼板用台模流水作业现浇主体结构图11-13台模和隧道模流水作业现浇主体结构(a)隧道模流水作业示意图；(b)分体隧道模；(c)整体隧道模(3)用滑模连续浇筑墙体或建筑的核心筒等部分，再用降台模的方式自上而下浇筑楼板或装配预制楼板的方式(图11-14)，等等。图11-14滑模现浇主体结构或者核心筒(a)滑模现浇主体结构；(b)装配骨架+滑模现浇结构核心筒任务任务11.511.5配套设备的工业化配套设备的工业化建筑中的普通配套设备有电气设备
48、、采暖设备、厨房、卫生设备和空调设备等，还有大量的管道会与建筑主体结构交叉。它们与建筑的主体结构的关系有以下几种：(1)与主体结构交叉的设备、管线，在主体结构施工时预留设备套管、孔洞或设备井，在现浇混凝土楼板中预埋电线的穿线管、在结构梁上预留设备孔洞等，等主体结构完成后，再进行设备及管线的安装；(2)与主体结构不交叉的设备、管线，在主体结构完成后结合面装修等另行布置，结合吊顶及墙、柱的装修设置空调、供暖等设备和管道；(3)将设备管道、通风管道、烟道以及卫生间、厨房的整个设备系统或部分设备，做成特殊的预制构件，表面留有接插口，在现场组装后管线很容易连通。这种方法的工业化程度显然比前二者高。经过工
49、厂预制，有的甚至完成了部分或全部的面装修，因此现场工作量小，施工速度快。而且这样的设备预制构件在用材及加工方面容易达到较高的质量标准，例如其隔声、保温、防渗漏等方面的效果，一般都比现场现做的要来得好。不过这样的做法需要具有系统性，而且应该满足相关规范关于某些不同种类的管道之间必须分设井道的要求。学习情境学习情境12：常用结构体系所适用的建筑类型：常用结构体系所适用的建筑类型【情境要点】理解砌体墙承重体系的特点及其所适用的建筑类型；了解预制装配式钢筋混凝土墙承重体系的特点及其所适用的建筑类型；理解现浇钢筋混凝土墙承重体系的特点及其所适用的建筑类型；掌握框架体系的特点及其所适用的建筑类型；了解框架
50、体系的特点及其所适用的建筑类型；了解空间结构体系所适用的建筑类型；【情境描述】我们已经学习过建筑物的结构支承系统的主要作用是传递荷载以及保证建筑物在受力、变形等方面的安全可靠性和稳定性。但是不同类型的结构体系，由于其所用材料、构件构成关系以及力学特征等方面的差异，其所适用的建筑类型是不尽相同的。在设计时，除了合理性以及经济方面的考虑外，还应通过比较和优化，尽量使结构方案能够与建筑设计相互协调、相互融合，以便更好地满足建筑物在空间功能以及美学、风格等各方面的要求。本篇将就不同的结构体系所适用的建筑类型及其原理作一个基本的介绍。在实际的工作中，如能注意不断收集和积累经验，对不同的个案作具体深人的分
