装配式结构的发展现状及趋势

装配式结构的发展现状及趋势

程显文

蚌埠天湖置业有限公司安徽蚌埠233000

摘要：传统的住宅设计、施工技术缺点很多：建筑工人劳动强度大，生产效率低，施工速度慢，建设周期长，材料消耗多，这一系列问题已远远不能适应现代社会对住宅的需求

关键词：装配式结构；预制；环保；发展

装配式结构（precastconcrete，PC结构），属于住宅工业化、住宅产业化的范畴。即：住宅产业化，目前国内运用比较成熟的为远大集团和万科集团。这种装配化制造房屋已经避免了传统建房的缺点，施工速度非常快，可在短期内竣工。房屋制造对企业来说，工人劳动强度大幅度减少，交叉作业方便有序；房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度，以确保房屋制造的质量；施工时的噪音降低，物料堆放场地减少，有利于环境的保护；由于工厂化的生产和现场的标准装配，使房屋制造成本降低，并容易满足室蚋设备安装和装饰装修的要求。因此，装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。

目前住宅设计和住房需求脱节，承重墙多，开间小，分隔死，房内空间无法灵活分割。而装配式房屋，采用大开间灵活分割的方式，根据住户的需要，可分割成大厅小居室蜮小厅大居室。同时装配化建筑的自重要比传统建房自重减轻一半。

装配式建筑PC工程在当今世界建筑领域中，在海外得到较普遍运用，住宅工业化从本义来讲就是要实现住宅生产、供应等的工业化。通过在工厂对楼房构件进行工业化加工，提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，降低成本，降低物耗、能耗。可以预见未来10～20年，乃至更长的时期内，装配式结构将成为市场主流。

1、装配式结构的主要结构形式

结构体系的选择是实施PC技术的关键。目前PC住宅常用的有预制剪力墙结构、叠合剪力墙结构、异型柱结构、框架结构（框架剪力墙结构）四种结构形式。剪力墙结构体系的优点是室内规整，无外露的梁柱，比较能适应目前中国内地的住房消费习惯。但剪力墙单块自重大，节点处工程量较多，连接比较复杂；外墙为受力结构，与保温材料预制一起难度较大；户型内部无法后期调整，无法形成可变住宅，不符合可持续性发展要求。目前国内预制装配式剪力墙结构在高层建筑中的应用技术还不成熟，预制率最高只能达30%左右。异型柱结构解决了室内的凸出梁柱问题，同时避免了剪力墙结构的某些缺点，但框架剪力墙异型柱结构在7度区仅适用于40m以下的建筑，高度限制使其无法在更大范围内得到广泛应用。因此国内比较流行的装配式结构为框架结构和框剪结构。

2、装配式结构的主要特点

1）工厂生产

从材料进场到整个盒子组装实行严格的质量管理，不仅地板、墙板和天花板，厨房、浴室等设备产品和内部装修都是在工厂里组装完成，然后用专用车辆搬运到施工现场。

2）现场组装

工厂内高效率生产，现场标准化施工。不包括基础施工在内，一天时间就能完成一栋连雨蓬都安装好了的住宅。对邻居影响小，现场废弃物少，是一种环保的住宅建造方法。

3）绿色环保盒子式住宅采用的是框架结构，具有很高的抗震性能。另外，在工厂的生产线上已经把保温材料组装进去了，所以还具有很高的保温性和隔音性。通过变化丰富的盒子组合可以实现即简约又设计丰富和灵活的空间组合。可满足不同的需求。

3、装配式结构在国内外发展趋势

欧洲以法国、德国、瑞典、丹麦等为代表。

法国预制混凝土结构的使用已经历了130余年的发展历程，构造体系以预应力混凝土装配式框架结构体系为主（装配率达到80%），钢、木结构体系为辅。焊接、螺栓连接等干法作业流行，结构构件与设备、装修工程分开，减少预埋，生产和施工质量高。

德国主要采用叠合板混凝土剪力墙结构体系，剪力墙板、梁、柱、楼板、内隔墙板、外挂板、阳台板、空调板等构件采用预制与现浇混凝土相结合的建造方式，并注重保温节能特性，目前已发展成系列化、标准化的高质量、节能的装配式住宅生产体系。

瑞典在20世纪50年代开发了大型混凝土预制板的建筑体系，并逐步发展为以通用部件为基础的通用体系。目前新建住宅中，采用通用部件的占到了80%以上，是世界上第一个将模数法制化的国家。  

丹麦推行建筑工业化的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系，同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。

北美以美国等为代表。

美国的装配式住宅起源于20世纪30年代，1976年美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案，同年开始出台一系列严格的行业规范标准。除了注重质量，更注重提升美观、舒适性及个性化。现在每16个人中就有1个人居住的是装配式住宅，并成为非政府补贴的经济适用房的主要形式。  

众所周知，日本是多震国家，日本1968年提出装配式住宅的概念，1990年推出了采用部件化、工业化生产方式、高生产效率、住宅内部结构可变、适应居民多种不同需求的“中高层住宅生产体系”，经历了从标准化、多样化、工业化到集约化、信息化的不断演变和完善过程。在此期间建造的预制混凝土结构经受了1998年阪神7.3级大地震的考验。

新加坡的组屋一般为15-30层的单元式高层住宅，自上世纪90年代初开始尝试采用预制装配式建设，现已发展较为成熟，预制构件包括梁、柱、剪力墙、楼板（叠合板）、楼梯、内隔墙、外墙（含窗户）、走廊、女儿墙、设备管井等，预制化率达到70%以上。

发达国家和地区装配式住宅发展大致经历了三个阶段：第一阶段是工业化形成的初期阶段，重点建立工业化生产（建造）体系；第二阶段是工业化的发展期，逐步提高产品（住宅）的质量和性价比；第三阶段是工业化发展的成熟期，进一步降低住宅的物耗和环境负荷，发展资源循环型住宅。发达国家的实践证明，利用工业化的生产手段是实现住宅建设低能耗、低污染，达到资源节约、提高品质和效率的根本途径。

我们国家在上世纪50年代和70年代末，建筑业推行标准化、工业化、发展预制构件和预制装配建筑，兴起中国第一次PC建筑高潮，但由于初期技术不成熟，唐山地震中大量PC建筑遭到破坏，使人们对预制结构的应用更加保守，且当时外墙的防水防渗技术比较落后，造成其居住的质量和使用功能较差，业内也停止了对预制技术的研究，PC技术逐渐退出建筑市场。国内停止发展PC建筑的同时，PC技术在境外得到了迅速发展和广泛应用，在地震频发的日本和台湾地区，PC建筑甚至表现出了较现浇结构更好的抗震性能。在PC住宅的抗震问题得到解决的同时，防水、防渗等主要问题也得到了很好解决，而且工业化的生产方式使PC住宅在质量方面较现浇结构更具优势。

参考文献：

[1]JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程【S】北京中国建筑工业出版社，2014。

[2]宋菲菲，预制装配式混凝土结构技术的研究与应用【J】.住宅产业，2010，04。