建筑构造：探索大模板建筑的创新

1.大模板建筑概述

大模板为大尺寸的工具式模板，一般是一块墙面用一块大模板（图12-55）。大模板由面板、加劲肋、支承桁架、稳定机构等组成。面板多为钢板或胶合板，也可用小钢模组拼；加劲肋多用槽钢或角钢；支承桁架用槽钢和角钢组成。大模板建筑的模板多采用钢材制作，有平模、筒模等类型。

图12-55　大模板

大模板建筑

（1）大模板建筑的优缺点。

大模板建筑的优点如下。

①由于墙体在现场现浇，预制构件比大板建筑用量少，可以节省一部分预制厂的投资，即使采用部分预制构件，一次性投资费用也比大板建筑少。

②大型构件少，现浇墙的工艺较简单，技术要求不高，故其适应性强。

③施工速度较快，劳动强度低，墙面平整，可减少装修工作量，可减薄墙体。

④构件与构件之间连接方法大为简化，结构整体性好，刚度大，结构的抗震与抗风能力强。

⑤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。

大模板建筑的缺点如下。

现浇混凝土工作量较大，水泥消耗量多，工地施工组织较为复杂；在寒冷地区，冬期施工需要采用电热模板升温，能耗量增加。

（2）大模板建筑的适用范围。

由于大模板建筑技术条件要求不高，在我国气候较温暖的大部分地区均适用，所以在我国各地发展迅速，无论地震区和非地震区的多层和高层建筑均可采用。

（3）大模板建筑设计应该注意的问题。

①最好采用横墙承重，其体形力求简单，避免结构网刚度突变，以利于抗震、抗风。

②进行房屋空间组合时，横墙应尽量对齐，内纵墙应拉通，以简化节点构造，并提高房屋的空间刚度。

③工具式大模板用钢制作，要尽量提高周转次数才能充分发挥经济效益，设计时应尽量统一开间和进深等参数，以减少大模板的规格，使模板的周转次数增多。

④加强各墙之间以及楼板与墙体之间的连接，提高结构的整体性。

⑤墙体厚度上下一致，以简化构造和施工，现浇内墙厚度一般为140～160mm。

2.大模板建筑类型

大模板建筑分为全现浇、现浇与预制装配结合两种类型。全现浇式大模板建筑的墙体和楼板均采用现浇方式，技术装备条件较高，生产周期较长，但整体性好，在地震区采用这种类型特别有利。将大模板建筑与大板建筑两种不同的建造方式综合运用，便创造出了现浇与预制装配结合的大模板建筑形式。例如楼板采用预制整间大楼板、墙体采用大模板现浇，或者只是内墙现浇，外墙仍用预制大墙板。现浇与预制相结合的方式对我国的生产现状更适合，运用起来也灵活，所以各地应用也较全现浇更多。

墙体的工具式大模板一般有平模、大角模、小角模、筒子模等类型，如图12-56所示。其中大角模适用于内外墙同时现浇的墙体；小角模为平模的补充角模；平模和筒子模既可用于内外墙同时现浇的墙体，又可用于内墙现浇、外墙预制装配的墙体。

图12-56　工具式大模板类型及组装形式

（a）工具式大模板类型；（b）大模板组装形式

现浇承重内墙的建筑大致可分为三类：楼板现浇、外墙预制；外墙现浇、楼板预制；外墙预制、楼板预制。

（1）楼板现浇、外墙预制。

楼板现浇、外墙预制的建筑一般为横墙承重方式。为了拆除浇筑楼板的模板和使模板移位方便，横墙和楼板组成蜂窝状空格形式，外墙做成装配形式。现浇楼板的模板目前有台模和隧道模两种。

①台模。

台模是用于灌筑现浇混凝土楼板的大面积模板。做法是先用大模板支墙板模并浇筑混凝土，达到一定强度后，拆去墙模，吊放楼板模。由于楼板模支立在下层楼板上下调节的腿状支架上，故称台模。台模支好后放置钢筋网，然后浇筑楼板。这种施工方法也被称作飞模法，如图12-57（a）所示。

②隧道模。

隧道模是内墙和楼板同时浇筑的模板，两者的模板连在一起，一般下层楼板上设有临时轨道，整个模板可以像抽屉一样，在拆模时利用临时轨道抽出运至下一个流水段组装，如图12-57（b）所示。由于模板的形状像隧道，所以称为隧道模。隧道模笨重，用钢量大，一次投资大，不易推广，采用分段支模或半间支模时，拆模较方便。

图12-57　台模和隧道模流水作业示意图

（a）墙体用大模板，楼板用台模；（b）隧道模

使用台模和隧道模的建筑，墙板与楼板都是采用现浇的方式，建筑的整体性强。因此均适用于防震及高层建筑，一般可达30层。

（2）外墙现浇、楼板预制。

采用大模板同时现浇内外墙，具有较好的整体性和较强的防震能力。和预制外墙板的建筑相比，现浇外墙的门窗布置较为灵活，而且避免了预制外墙板接缝构造的复杂性。但外墙的支模比较复杂，外墙的装修工作量也比较大，影响了房屋的竣工时间，所以多用于多层建筑。

①预制楼板与浇筑墙的连接。

预制楼板的搁置，使现浇上下墙的连续性遭到一定程度的破坏，也使上下墙体内的钢筋不能连贯，可以采用下列三种解决方法。

a.将墙体加厚，楼板搁置宽度减小，楼板端头伸出受力钢筋，与墙体钢筋相结合，一起浇筑混凝土，使预制楼板与现浇墙体结合成整体，这种方法适用于墙体布置单层钢筋的建筑，如图12-58（a）所示。(www.xing528.com)

b.预制楼板端头做成犬齿交错的卡口形式，使现浇墙体的双层钢筋也可以从卡口缝中穿过，如图12-58（b）所示。

c.楼板搁置后，使楼板板缝之间的墙体变薄，这时可以采用过渡钢筋将上下墙体连在一起，如图12-58（c）所示。

图12-58　预制楼板在现浇墙体搁置处的节点构造

（a）预制楼板与现浇墙体上下层单排钢筋连接；（b）卡口楼板双排钢筋连接；（c）上下墙采用过渡钢筋连接

②现浇外墙的保温。

现浇的外墙板如果采用与内墙同样的材料，施工浇筑时较为方便。但是，内墙以承重为主，采用高强度混凝土，而外墙以外围护为主，如采用同样的混凝土，无法满足对北方的保温和南方的隔热要求来说，都不能满足。为了满足不同热工要求，一般有三种解决办法。

a.保温要求不高的地区，可采用轻质砂浆在内部抹面，如膨胀珍珠岩砂浆或聚氨酯等保温材料，如图12-59（a）所示。

b.保温要求较高时，一般可采用轻质骨料混凝土来浇筑外墙，如陶粒混凝土、无砂陶粒混凝土、浮石混凝土以及大颗粒膨胀珍珠岩混凝土等，厚度根据热工计算。内外墙采用两种材料，必须分开浇筑，为了使内外墙较好连接，交接处每隔300～500mm要设置一道拉接钢筋网片，如图12-59（b）所示，门窗洞口的上部要增设过梁或圈梁配筋。另外，还可以采用加气混凝土之类的轻质混凝土块或条板，作为现浇外墙外模板的内衬，这样在施工中内外墙就可以同时现浇，而且可以采用同样强度的混凝土。这种做法使轻质混凝土块与现浇混凝土可以牢固地黏接在一起，轻质混凝土保温层在墙体的外面，可以较好地防止蒸汽凝结，但是在外表面须做外抹灰和饰面层，施工较为复杂，如图12-59（c）所示。

c.为了施工方便，也可在现浇外墙内贴3mm厚的珍珠岩保温板，表面再做粉刷，如图12-59（d）所示；此外还有外加保温层的做法，保温层外侧再做通风层和饰面保护层，如图12-60所示。

图12-59　现浇外墙的保温构造

（a）保温砂浆抹平；（b）外墙现浇轻质骨料混凝土；（c）外贴加气混凝土块再做饰面层；（d）内贴树脂珍珠岩保温层

图12-60　现浇外墙外加保温层和通风层构造

③现浇外墙的饰面。

工业化施工的饰面方法有以下几种。

a.涂抹饰面：用涂料喷涂表面，使墙面有层带色的薄膜保护层。喷刷涂料采用吊篮即可进行操作，无须搭设脚手架。缺点是光面墙板用涂料饰面后的墙面比较光滑，容易形成单调的感觉。

b.衬模饰面：在外模板内表面衬马赛克、瓷砖、缸面砖、玻璃片以及塑料片之类的片状物。在外墙混凝土浇捣拆模后，这些片状物就成为外墙的外饰面层，必要时可进行嵌缝和修正。

c.模纹饰面：在外模板内表面另加衬模，形成各种饰面纹理；还可用涂料喷涂表面，以协调建筑物各层颜色，同时也满足保护或造型选色的需要。

d.外加预制板饰面：用带有饰面的预制板代替外模板来浇筑外墙，必要时还可附加保温层，这种外饰面板一般用钢筋与现浇墙体连接，如图12-61所示。

（3）外墙预制、楼板预制。

承重内墙采用大模板现浇，外墙、楼板和隔墙采用预制装配的做法，简称为“一模三板”或“内浇外挂”，如图12-62所示。其优点是外墙的装修可与构件形成一体，同时外墙板在工厂可预制成复合板，外墙的保温和外装修问题更容易解决。所以这种类型兼有大模板与大板两种建筑体系的优点，目前在我国高层大模板建筑中应用最为普遍。

在大模板现浇承重内墙的建筑中，还出现有预制楼板、砖砌外墙的所谓“内浇外砌”的施工方式。采用砖砌外墙的原因是砖墙比混凝土墙的保温性能好，而且造价较低，故在多层大模板建筑中运用得较多。但是砖墙自重大，且现场砌筑工作量大，延长了施工周期，所以在高层大模板建筑中很少采用这种类型。

图12-61　预制外墙保温饰面板作现浇外墙的外模板

图12-62　一模三板

3.大模板建筑构件连接节点构造

墙体与墙体的连接主要反映在现浇内墙与外挂墙板、现浇内墙的纵横墙、现浇内墙与外砌砖墙的连接上。外挂板的板缝防水构造与大板建筑完全相同。

（1）现浇内墙与外挂墙板的连接。

在“内浇外挂”的大模板建筑中，外墙板在现浇内墙前先安装就位，并将预制外墙板的甩出钢筋与内墙钢筋绑扎在一起，在外墙板中插入竖向钢筋，如图12-63（a）所示。上下墙板的甩出钢筋也相互搭接焊牢，如图12-63（b）所示，当浇筑内墙混凝土时这些接头连接钢筋便将内外墙锚固成整体。

图12-63　现浇内墙与外挂墙板连接（单位：mm）

（a）内外墙连接（平面）；（b）出墙板楼板连接（剖面）

（2）现浇内墙纵横墙的连接。

现浇内墙可以纵横墙同时浇筑，也可以先浇筑其中一个方向，在十字接头处预留孔洞，待浇筑另一面墙时穿过钢筋，把纵模拉成整体，如图12-64所示，这样可以使房屋开间或进深不受模板长度限制，有利于减少模板的类型。

（3）现浇内墙与外砌砖墙的连接。

在“内浇外砌”的大模板建筑中，砖砌外墙必须与现浇内墙相互拉结才能保证结构的整体性。施工时，先砌外砖墙，在与内墙交接处砖墙砌成凹槽，如图12-65（a）所示，并在砖墙中边砌砖边放入锚拉钢筋（胡子筋），立内墙钢筋时将这些拉筋绑扎在一起，待浇筑内墙混凝土时，砖墙的预留凹槽便形成一根混凝土的构造柱，将内外墙牢固地连接在一起。山墙转角处由于受力较复杂，虽然与现浇内墙无连接关系，仍应在转角处砌体内现浇钢筋混凝土构造柱，如图12-65（b）所示。

图12-64　纵横内墙分开现浇示意

图12-65　现浇内墙与外砌砖墙的连接（单位：mm）

（a）丁字墙处；（b）转角处