淺談預制裝配式混凝土結構體系的現狀和發展展望

孫迪 任宏偉

摘要：改革開放以來，我國經濟迅速騰飛，建筑行業大踏步前進，傳統的施工方式已經由之前的粗放的、建筑材料損耗大的和垃圾產出大的方式變為預制混凝土結構施工。本文針對這一現象，探討了預制混凝土結構、現狀以及未來的發展趨勢。

Abstract：Since China's reform and opening up,China's economic takes offrapidly,building industry greatly strides up. The traditional way of construction have been changed from the extensive way，great loss of building materials and lots of garbage output into the precast concrete structure construction. Aiming at this phenomenon, the essay discusses the precast concrete structure, the present situation and the development trend of the future.

關鍵詞：預制混凝土結構；現狀；發展展望

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

1 預制裝配式混凝土結構體系

1.1 結構體系分類

我國20世紀七、八十年代采用的預制裝配式混凝土結構主要是裝配式大板住宅體系，以及預制圓孔板、大型屋面板、槽形板等預制構件的應用。由于在構件生產、安裝施工及結構受力模型、構件連接方式等方面存在的問題，這些結構在抗震安全性、建筑物理性能、建筑功能等方面不同程度地存在著一些問題，在20世紀90年代已經逐漸地被淘汰。目前所發展的預制裝配式混凝土結構，應該是完全滿足現行國家標準（包括抗震規范）的要求，甚至比現澆結構具有更好的安全性、適用性和耐久性的結構體系。從國內外的研究和應用經驗來看，可采用預制裝配式框架結構、預制裝配式剪力墻結構、預制裝配式框架-現澆剪力墻（核心筒）結構體系。結構中承重構件可以全部為預制構件或者預制與現澆構件相結合。其中，預制裝配式剪力墻結構可以分為全預制剪力墻結構、部分預制剪力墻結構和適當降低結構性能要求的多層剪力墻結構（以下簡稱為預制裝配式大板結構）。

預制裝配式框架結構及預制裝配式框架-現澆剪力墻（核心筒）結構中的框架，梁、柱全部采用預制構件，承重構件之間的節點、拼縫連接均按照等同現澆結構要求進行設計和施工。該結構體系具有和現澆結構等同的性能，結構的適用高度、抗震等級與設計方法與現澆結構基本相同。預制裝配式框架結構可以結合預制外掛墻板應用，實現主要結構接近100%的預制化率，盡量減少現場的濕作業。

全預制剪力墻結構指全部剪力墻采用預制構件拼裝裝配。預制墻體之間的拼縫基本等同于現澆結構或者略低于現澆結構，需要通過設計計算滿足拼縫的承載力、變形要求，并在整體結構分析中考慮拼縫的影響。該結構體系的預制化率高，但拼縫的連接構造比較復雜、施工難度較大，難以保證完全等同于現澆剪力墻結構，目前的研究和工程實踐還不充分，在震區的推廣應用還需要進一步的研究工作。

以上兩種結構體系中，可以采用整塊預制墻板，也可以采用預制疊合墻板；在抗震設防地區應優先采用預制疊合板。參照日本和我國上世紀的經驗，結合我國城鎮化及新農村建設的需求，可發展一種新型的多層預制裝配剪力墻結構體系即預制裝配式大板建筑體系。該結構體系主要用于6層以下的建筑，預制墻板之間的拼縫構造可不按照等同現澆要求，只連接部分鋼筋，施工簡單，速度快，適用于各地區大量的多層住宅建設。當然，這種結構體系尚需要進一步的研究、總結和完善。

1.2 結構布置要求

與現澆結構相比， 預制裝配式結構的平面布置宜更加規則、均勻，并應具有良好的整體性。平面長寬比不宜過大， 局部突出或凹入部分的尺度也不宜過大。結構豎向布置宜規則、均勻，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力豎向突變，承重構件宜上下對齊，結構側向剛度宜下大上小。結構相關預制構件（柱、梁、墻、板）的劃分，應遵循受力合理、連接簡單、施工方便、少規格、多組合，能組裝成形式多樣的結構系列原則。

2預制和裝配式建筑結構體系現狀

目前各地實施的預制和裝配式建筑結構體系主要為預制裝配式混凝土結構體系、鋼結構體系。由于鋼結構體系本身的構件工廠化生產和現場組裝施工特點，一開始就滿足建筑工業化的“四化”要求，在產業鏈組織、技術資格、經濟核算等方面都形成了與建筑工業化要求相匹配的管理體系， 所以預制和裝配式建筑結構體系發展的難點在混凝土結構體系。研究確定預制裝配式混凝土結構體系就是實現建筑工業化的首要任務， 總結各地實施的預制裝配式混凝土結構體系可以為進一步開發研究提供參考。

上海市首先對住宅采用了裝配整體式混凝土體系，結構體系包括裝配整體式混凝土框架結構、預制疊合混凝土剪力墻結構兩種。預制疊合混凝土剪力墻結構為內墻現澆、外墻采用預制疊合墻、連

接節點部分現澆的剪力墻結構。

江蘇省采用的是預制裝配整體式剪力墻結構體系，結構體系由墻板、疊合樓板、樓梯及陽臺等混凝土預制構件組成，在施工現場拼裝后，采用墻板間豎向連接縫現澆、上下墻板間主要豎向受力鋼筋漿錨連接以及樓面梁板疊合現澆形成整體的一種結構形式，屬于專用的一種預制裝配式結構體系。

北京市準備采用的是裝配式剪力墻結構體系，結構體系有裝配式鋼筋混凝土剪力墻結構、圓孔板剪力墻結構、裝配式型鋼剪力墻結構三種。這些裝配式剪力墻結構體系也屬于專用的一種預制裝配式結構體系，結構的預制裝配率很高，但結構的最大適用高度限制嚴格，并把適用范圍擴大到8 度抗震設計。

南京大地集團從法國引進了預制預應力混凝土裝配整體式框架結構體系，結構體系有預制預應力混凝土裝配整體式框架結構、預制預應力混凝土裝配整體式框架-剪力墻結構兩種?？蚣芙Y構的預制裝配率很高，而框架-剪力墻結構比較低。

安徽西偉德混凝土預制件（合肥）有限責任公司從德國西偉德企業集團引進了疊合板式混凝土剪力墻結構體系，結構體系由疊合式樓板和疊合式墻板，輔以必要的現澆混凝土剪力墻、邊緣構件、梁、板，共同形成剪力墻結構，專門用于住宅建筑，預制裝配率很高。

3預制裝配式混凝土結構的發展

我國多層房屋建筑采用裝配式混凝土結構是比較合適的，但多層房屋在大中城市建造的越來越少，主要分布在小城市或鄉村， 會面臨距離預制構件生產工廠遠、配套企業不易解決等問題。面對大中城市建造的越來越高的房屋建筑， 采用預制裝配式混凝土結構時需要更多滿足高層建筑高度、層數、使用功能、抗震設防烈度等要求的結構體系。整合設計、研究、施工、開發商、構件生產、預制成套設備供應商、專項產品供應商等各類涉及預制裝配建筑的核心單位開發預制裝配式混凝土結構體系是一項首要工作。

同時，我們要充分發揮疊合構件部分現澆處理的優勢，增強了結構的整體性，又解決了建筑部件、暖通空調、給排水系統、電氣系統等建筑和設備專業的要求，在不降低結構安全性的前提下， 優化了建筑性能和功能。將保溫隔熱等建筑熱工要求與結構體系結合，可以從建筑整體上降低材料、能源消耗，這為預制裝配式結構體系開發提供了更加廣闊的途徑。

4結束語

建筑工業化是未來發展的趨勢，通過預制和裝配技術整合各項材料、構件和結構技術，提高結構性能的同時，提升建筑工業化技術水平，使得我國從建筑業大國向建筑業強國轉變具有重要意義。

參考文獻：

[1]Candace Say，Antony Wood，Sustainable rating systems around theworld[J]，CTBUH Journal，2008 Issue II，19-29.

[2]The Institution of Structural Engineers，The Value of Structural Engineering to Sustainable Construction[M]，Final Report，6 March 2012，www.arup.com.

[3] 文成，預制混凝土結構的效益評價及其在我國的發展[J]，建筑技術，第38 卷第1 期，2007 年1 月，9-11.

[4] 葉耀先，中國建筑業技術進步分析[J]，中國人口資源與環境，第17 卷第1 期，2007 年，44-49.

[5]CECS 52-2010，整體預應力裝配式板柱結構技術規程[S].

[6]JGJ 1-20××，裝配式混凝土結構技術規程（征求意見稿）[S].