大板建筑|建筑构造-建筑构造

大板建筑

1.大板建筑概述大板建筑是一种全装配式建筑，由预制的大型内、外墙板和楼板、屋面板及其他辅助构件等组合装配而成，全称为装配式大型板材建筑，其结构组成如图12-35所示。如图12-36所示为多层和高层大板住宅的平面图，它们的共同特点是纵横墙基本上对齐，在非地震区，横墙可以有少量不对齐。

图12-35　大板建筑结构组成

大板建筑的板材在专门的大板厂制作，或者在现场预制，图12-37 为以大板建筑为主的城市住宅区。

（1）大板建筑的优缺点。

图12-36　大板住宅平面图

（a）多层大板住宅；（b）高层大板住宅（塔式）；（c）高层大板住宅（大单元式）

图12-37　以大板建筑为主的城市住宅区

（a）柏林居住区；（b）柏林亚历山大广场大板住宅；（c）德累斯顿大板住宅；（d）上海惠南镇某住宅楼

与传统做法的砖混建筑相比，大板建筑具有以下优点：工业化程度高，有利于提高劳动生产率，缩短工期，与传统施工方法相比可缩短工期40%～50%，节约劳动力30%～40%；施工现场湿作业少，施工较少受天气和季节的影响，大部分工作移入工厂进行，改善了工人的劳动条件；墙板厚度减薄，扩大了使用面积及减轻了结构自重；强度大、自重轻，且具有较好的抗变形能力，因此其抗震性能良好。大板建筑的缺点为：建筑设计灵活性和多样化受到一定限制；大板建筑一次性投资大，需要大型的运输和吊装设备，钢材和水泥用量大，造价较高，房屋造价比砖混结构高20%～30%；存在热工和防水等方面的技术问题。大板建筑多用于9层和9层以下的建筑，有时也用于20层以下的高层建筑，如住宅、办公楼等。

（2）大板建筑的结构体系。

大板建筑的结构体系主要有横向墙板承重体系、纵向墙板承重体系、双向墙板承重体系和部分梁柱承重体系等。

①横向墙板承重体系。横向墙板承重体系是将楼板搁置在横向墙板上，如图12-38（a）所示，这种结构体系的结构刚度大、整体性好，且楼板的跨度比较经济。由于外墙为围护构件，不承受上部荷载，故在满足保温隔热、防潮防水等要求的情况下，应尽量减薄板的厚度，采用轻质材料来降低外墙板的重量。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。

②纵向墙板承重体系。纵向墙板承重体系是将楼板搁置在纵向墙板上，如图12-38（b）所示，这种结构体系的结构刚度和整体性较横向墙板承重体系差，须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。由于纵向外墙既要满足承重要求，又要满足保温隔热、防潮防水、饰面等要求，因而板的构造较复杂。

③双向墙板承重体系。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，这种结构体系使承重墙板形成井字格，如图12-38（c）所示。其优点是楼板四面支承，与墙板锚固良好，建筑物的整体刚度大。从结构角度看，楼板双向受力，厚度较小，有利于减轻板重，节约材料。但房间布置不灵活，变化少。

④部分梁柱承重体系。部分梁柱承重体系是将楼板搁置在横梁上，可将内墙改为内柱，使柱和梁结合；也可以取消横梁，采用四点搁置的板垮内柱结合，形成内骨架结构形式。部分梁柱承重体系有利于较大尺寸房间的设计，隔断灵活，如图12-38（d）所示。但这种体系的结构刚度和整体性较差，需要设置横向剪力墙，增加横向刚度，提高整体性。

图12-38　大板建筑的结构体系

（a）横向墙板承重；（b）纵向墙板承重；（c）双向墙板承重；（d）部分梁柱承重

（3）大板建筑的设计要点。

①大板建筑体形力求匀称，平面布置应尽量减少凹凸变化，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。因为横墙承重和双向承重的空间刚度好，而纵墙承重的刚度较差，需要借助楼板和梯井来增加整个房屋的刚度，使整幢建筑的用钢量增多。

③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。图12-39 是大板住宅平面图，它们的共同特点是纵横墙基本上已对齐拉通。但对于非地震区，横墙可以允许少量不对齐。

图12-39　大板住宅平面图

（a）多层大板住宅；（b）高层大板住宅（塔式）；（c）高层大板住宅（大单元式）

④大板建筑的小区规划应考虑塔式起重机的行走路线，道路系统应畅通，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进行构件设计时，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。房屋的开间和进深参数不宜过多，一般情况下，开间宜控制在2～3 种，进深1～2 种，层高1 种。

（4）大板建筑的适用范围。

①为降低板材工厂的造价，提高效益，每个地区每年建造的大板建筑数量应当是一定的。

②为减少开发地段每平方米造价，大板建筑宜成街成片建造。

③大板建筑板材间连接可靠，抗震性能高，地震与非地震地区均适用。

④大板建筑为剪力墙承重结构，房屋开间小，仅适于建造住宅、宿舍、旅馆等小开间类型建筑。

⑤大板建筑对施工和运输条件的要求较高，宜在平坦地段建造。

2.大板建筑板材类型

大板建筑的板材类型有内墙板、外墙板、楼板、阳台板，辅助构件有楼梯、隔墙、烟风道、檐口和勒脚等。

（1）内墙板。

内墙板是主要受力构件，应有一定的强度和刚度，同时又是分割空间构件，应满足防潮、防火、隔声要求。内墙板中纵横墙类型、规格、厚度应统一，多层厚度为140mm，高层厚度为160mm，构造形式多采用单一材料实心板（或空心板），材料多采用钢筋混凝土墙板、粉煤灰墙板、振动砖墙板。内墙板中还包括隔墙板，主要满足隔声、轻质和防潮防火要求，常用钢筋混凝土薄板，加气混凝土条板，碳化石灰（石膏）板。内墙板的划分也应与运输及吊装机械设备能力相适应，可分为一间一块、一间两块或两间三块，墙板高度为层高减去楼板厚度。

①承重内墙板。

大板建筑的竖向承重结构一般采用内墙板，外墙板不承重，仅与楼板组成空间结构体系。内墙板有圆孔空心墙板、肋形墙板和框壁板等，如图12-40所示。

图12-40　内墙板

（a）圆孔空心墙板；（b）肋形墙板；（c）框壁板

②非承重隔墙板。

非承重隔墙板主要用于内部空间的分隔，轻质且具有一定的刚度，有一定的隔声、防潮、防水等能力。在满足民用建筑规范中隔声标准的同时，应尽可能减少湿作业。用作隔墙板的材料有钢筋混凝土板、加气混凝土板、陶粒混凝土板、石膏板及钢丝网架苯板等。

（2）外墙板。

外墙板是围护构件，除满足内墙板各种要求外，还应满足防风抗雨、保温隔热和外装修的要求。为满足防雨要求，外墙板的接缝构造要比内墙板复杂。外墙板的选用应力求减少板型、外形简单，便于制作、运输及吊装。板的大小应与所采用的运输工具及吊装设备能力相适应，并尽量减少板缝数量和长度，以便于施工，同时也要考虑内外墙面的建筑美观。外墙板构造形式常用于复合板，复合板常采用钢筋混凝土做受力层，用轻质材料做保温层。除复合板外，外墙板还可采用轻质混凝土做单一材料外墙，如加气混凝土、陶粒混凝土、矿渣混凝土等。

复合材料外墙板的重量比单一材料墙板轻，但墙板的制作工艺比单一材料墙板复杂。通常选用两种以上不同材料组合在一起。外墙板根据功能要求划分为结构层、抗水层、保温层、饰面层。结构层是复合墙板的主要承重结构，承担所加荷载和板本身的自重及分担纵向水平力。结构层和抗水层多采用混凝土或水泥砂浆制成。一般承重的复合材料外墙板的结构层设在板的内侧，外表面设抗水层。保温层处在结构层与抗水层的中间夹层部位，一般采用高效保温材料，如矿棉、加气混凝土、聚苯板等，也可采用不通气的空气层，如图12-41所示。为了提高板的刚度，混凝土层常做成带肋的板，但这些肋在冬天容易形成冷桥，在寒冷地区须特别加以保温。对于不承重的复合材料外墙板，其结构层可设于墙板外侧，与防水层甚至表面的装饰性纹样处理合二为一，在其内表面设兼作防潮、保护作用的混凝土层。

图12-41　复合材料外墙板（单位：mm）(www.xing528.com)

（a）加气混凝土块钢筋混凝土复合板；（b）其他复合材料外墙板

外墙板的划分方式有如下几种。

①按层高每开间一块划分，如图12-42（a）所示，适用于小开间建筑，采用最多。

②按层高每开间两块划分，如图12-42（b）所示，适用于大开间建筑或山墙。

③按层高每两（三）开间一块划分，如图12-42（c）所示，适用于立面要求有横线条的建筑。

扩大的墙板减少了吊装件数，减少了墙板接缝和构造上的麻烦，较为经济，但需要较大的运输及吊装设备，因此应与当地的制作、运输与吊装能力相适应。同样也可以按横向一个开间，宽、纵向加高为两或三个层高一块划分。

图12-42　大板建筑外墙板划分

（a）按层高每开间一块；（b）按层高每开间两块；（c）按层高每两（三）开间一块

（3）楼板。

楼板重量应与墙板的重量相适应，其大小常采用一间一块或一间两块，大型楼板接缝少，小楼板应少用，如图12-43所示。根据楼板承重方式的不同，楼板分为单向承重和双向承重两种。

图12-43　楼板类型

（a）一间一块；（b）一间两块；（c）小楼板

楼板平面布置方式如下。

①一间一块的平面布置，如图12-44（a）所示。楼板每块自重为3～4t，没有接缝、找平及抹面层等施工湿作业。但楼板尺寸较大，运输、堆放均需要一定条件。

②一间两块的平面布置，如图12-44（b）所示。楼板每块自重为2t，运输、堆放较方便，但房间中楼板与楼板的交接处有接缝，不易平整。

图12-44　楼板平面布置方式（单位：mm）

（a）一间一块楼板；（b）一间两块楼板

楼板可以采用钢筋混凝土空心板，也可以采用整块的钢筋混凝土实心板。在地震地区，楼板与楼板之间、楼板与墙板之间的接缝，应利用楼板四角的连接钢筋与吊环互相焊接，并与竖向插筋锚接。此外，楼板的四边应预留缺口及连接钢筋，并与墙板的预埋钢筋互相连接后浇筑混凝土。连接钢筋的锚固长度应不小于30d（d 为钢筋直径）。坐浆标号应不低于M10，灌注用的混凝土强度不应低于C15，也不应低于墙板混凝土的标号。楼板与内外墙板的连接如图12-45、图12-46所示。

楼板在承重墙上的设计搁置长度不应小于60mm；地震地区楼板的非承重边应伸入墙内不小于30mm。

（4）阳台板。

阳台板为钢筋混凝土槽形板，两个肋边的挑出部分压入墙内，并与楼板预埋件焊接，然后浇筑混凝土。阳台上的栏杆和栏板也可以做成预制块在现场焊接。

阳台板也可以由楼板挑出，成为楼板的延伸。

图12-45　楼板与内墙板的连接

图12-46　楼板与外墙板的连接

（a）楼板不搭入墙板；（b）楼板伸入墙板一部分；（c）楼板伸出墙外

（5）楼梯。

楼梯分成楼梯段和休息板（平台）两大部分。

休息板与墙板之间必须有可靠的连接，横梁预留搁置长度不宜小于100mm。常用的做法可以在墙上预留洞槽或挑出牛腿以支承楼梯平台。

（6）屋面板及挑檐板。

屋面板一般与楼板做法相同，仍然采用预制钢筋混凝土楼板。

挑檐板一般采用钢筋混凝土预制构件，其挑出尺寸应在500mm以内。

（7）烟风道。

烟风道一般为钢筋混凝土或水泥石棉制作的筒状构件。一般按一层一节设计，其交接处为楼板附近。交接处要坐浆严密，不致串烟漏气。出屋顶后应砌筑排烟口并用预制钢筋混凝土块作压顶。

3.大板建筑节点构造

大板建筑节点构造的重点是板材连接和外墙板的接缝防水构造。

（1）板材连接：板材连接是大板建筑非常关键的构造措施，板材只有相互间牢固地连接，才能把墙板、楼板连成一体，使房屋的强度和刚度得以保证。板材连接有干法连接和湿法连接两种，图12-47是板材连接构造图。

干法连接是借助预埋在板材边缘的铁件通过焊接或螺栓将板材连成一体。其优点是施工简单，接头处不需要养护就能马上受力，所以对施工速度无影响。干法连接耗钢量大，对连接铁件的质量要求较高，目前我国这种连接方法用得不多，图12-47 中⑤、⑥节点为干法连接构造。

图12-47　板材连接构造图

（a）现浇圈梁及立缝中的小柱；（b）板材连接轴测图

湿法连接是在板材边缘预留钢筋（称为甩筋），安装时将这些甩筋相互绑扎或焊接，然后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（构造柱内事先插入竖向钢筋），并且在板材四周还预留若干个键槽，浇筑混凝土后，键槽处便形成与圈梁和小柱连在一起的销键。这种销键像销子一样将板材相互卡住，使大板建筑的整体刚度加强，如图12-47（a）、（b）所示。图12-47 中①、②、③、④节点分别表示出圈梁与现浇小柱的细部构造。湿法连接的优点是房屋结构整体性好，刚度大，连接钢筋被混凝土包住，不易锈蚀。但湿法连接必须有一定的养护时间，使接头混凝土达到一定强度后才能受力。

（2）外墙板的接缝防水构造。

外墙板的接缝防水处理方法从原理上讲有构造防水（图12-48）和材料防水（图12-49）两种。

构造防水是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。这种方法较经济、耐久，但模板较复杂。在制作和施工中须防止墙板边角缺损，凡损坏部分必须妥善修补。当制作和施工条件不具备时，不宜采用。构造防水可分为水平缝防水做法、垂直缝防水做法和十字缝防水做法。

材料防水是利用密封材料嵌入板缝，防止雨水侵入，达到防水效果。密封材料必须具有黏结力强、耐久、不流淌及可塑性大的性能。这种方法模板制作简单，但造价较高，施工操作要求严格，发生渗漏不易检查。常用的密封材料有聚氯乙烯胶泥、改性沥青胶膏及氯丁橡胶、聚硫橡胶密封条等。材料防水可分为塑性材料嵌缝防水和弹性材料嵌缝防水。

图12-48　构造防水（单位：mm）

（a）水平缝防水做法；（b）垂直缝防水做法；（c）十字缝防水做法