裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

摘要：傳統(tǒng)的住宅設(shè)計(jì)、施工技術(shù)缺點(diǎn)很多：建筑工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，施工速度慢，建設(shè)周期長(zhǎng)，材料消耗多，這一系列問(wèn)題已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)住宅的需求

關(guān)鍵詞：裝配式結(jié)構(gòu);預(yù)制;環(huán)保;發(fā)展

裝配式結(jié)構(gòu)（precast concrete，PC 結(jié)構(gòu)），屬于住宅工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化的范疇。即：住宅產(chǎn)業(yè)化，目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用比較成熟的為遠(yuǎn)大集團(tuán)和萬(wàn)科集團(tuán)。這種裝配化制造房屋已經(jīng)避免了傳統(tǒng)建房的缺點(diǎn)，施工速度非常快，可在短期內(nèi)竣工。房屋制造對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度減少，交叉作業(yè)方便有序;房屋裝配中的每道工序都可以像設(shè)備安裝那樣檢查其精度，以確保房屋制造的質(zhì)量;施工時(shí)的噪音降低，物料堆放場(chǎng)地減少，有利于環(huán)境的保護(hù);由于工廠化的生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)裝配，使房屋制造成本降低，并容易滿(mǎn)足室蚋設(shè)備安裝和裝飾裝修的要求。因此，裝配式制造房屋的許多優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)房屋建造方法無(wú)法比擬的。

目前住宅設(shè)計(jì)和住房需求脫節(jié)，承重墻多，開(kāi)間小，分隔死，房?jī)?nèi)空間無(wú)法靈活分割。而裝配式房屋，采用大開(kāi)間靈活分割的方式，根據(jù)住戶(hù)的需要，可分割成大廳小居室蜮小廳大居室。同時(shí)裝配化建筑的自重要比傳統(tǒng)建房自重減輕一半。

裝配式建筑PC工程在當(dāng)今世界建筑領(lǐng)域中，在海外得到較普遍運(yùn)用，住宅工業(yè)化從本義來(lái)講就是要實(shí)現(xiàn)住宅生產(chǎn)、供應(yīng)等的工業(yè)化。通過(guò)在工廠對(duì)樓房構(gòu)件進(jìn)行工業(yè)化加工，提高住宅生產(chǎn)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高住宅的整體質(zhì)量，降低成本，降低物耗、能耗?？梢灶A(yù)見(jiàn)未來(lái)10～20年，乃至更長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，裝配式結(jié)構(gòu)將成為市場(chǎng)主流。

1、裝配式結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式

結(jié)構(gòu)體系的選擇是實(shí)施 PC 技術(shù)的關(guān)鍵。目前 PC 住宅常用的有預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)、疊合剪力墻結(jié)構(gòu)、異型柱結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)（框架剪力墻結(jié)構(gòu)）四種結(jié)構(gòu)形式。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是室內(nèi)規(guī)整，無(wú)外露的梁柱，比較能適應(yīng)目前中國(guó)內(nèi)地的住房消費(fèi)習(xí)慣。但剪力墻單塊自重大，節(jié)點(diǎn)處工程量較多，連接比較復(fù)雜;外墻為受力結(jié)構(gòu)，與保溫材料預(yù)制一起難度較大;戶(hù)型內(nèi)部無(wú)法后期調(diào)整，無(wú)法形成可變住宅，不符合可持續(xù)性發(fā)展要求。目前國(guó)內(nèi)預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用技術(shù)還不成熟，預(yù)制率最高只能達(dá) 30%左右。異型柱結(jié)構(gòu)解決了室內(nèi)的凸出梁柱問(wèn)題，同時(shí)避免了剪力墻結(jié)構(gòu)的某些缺點(diǎn)，但框架剪力墻異型柱結(jié)構(gòu)在 7 度區(qū)僅適用于 40m 以下的建筑，高度限制使其無(wú)法在更大范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。因此國(guó)內(nèi)比較流行的裝配式結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)。

2、裝配式結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

1）工廠生產(chǎn)

從材料進(jìn)場(chǎng)到整個(gè)盒子組裝實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理，不僅地板、墻板和天花板，廚房、浴室等設(shè)備產(chǎn)品和內(nèi)部裝修都是在工廠里組裝完成，然后用專(zhuān)用車(chē)輛搬運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。

2）現(xiàn)場(chǎng)組裝

工廠內(nèi)高效率生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化施工。不包括基礎(chǔ)施工在內(nèi)，一天時(shí)間就能完成一棟連雨蓬都安裝好了的住宅。對(duì)鄰居影響小，現(xiàn)場(chǎng)廢棄物少，是一種環(huán)保的住宅建造方法。

3）綠色環(huán)保盒子式住宅采用的是框架結(jié)構(gòu)，具有很高的抗震性能。另外，在工廠的生產(chǎn)線上已經(jīng)把保溫材料組裝進(jìn)去了，所以還具有很高的保溫性和隔音性。通過(guò)變化豐富的盒子組合可以實(shí)現(xiàn)即簡(jiǎn)約又設(shè)計(jì)豐富和靈活的空間組合。可滿(mǎn)足不同的需求。

3、裝配式結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

歐洲以法國(guó)、德國(guó)、瑞典、丹麥等為代表。

法國(guó)預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的使用已經(jīng)歷了130余年的發(fā)展歷程，構(gòu)造體系以預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系為主（裝配率達(dá)到80%），鋼、木結(jié)構(gòu)體系為輔。焊接、螺栓連接等干法作業(yè)流行，結(jié)構(gòu)構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開(kāi)，減少預(yù)埋，生產(chǎn)和施工質(zhì)量高。

德國(guó)主要采用疊合板混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，剪力墻板、梁、柱、樓板、內(nèi)隔墻板、外掛板、陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板等構(gòu)件采用預(yù)制與現(xiàn)澆混凝土相結(jié)合的建造方式，并注重保溫節(jié)能特性，目前已發(fā)展成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的高質(zhì)量、節(jié)能的裝配式住宅生產(chǎn)體系。

瑞典在20世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)了大型混凝土預(yù)制板的建筑體系，并逐步發(fā)展為以通用部件為基礎(chǔ)的通用體系。目前新建住宅中，采用通用部件的占到了80%以上，是世界上第一個(gè)將模數(shù)法制化的國(guó)家。

丹麥推行建筑工業(yè)化的途徑是開(kāi)發(fā)以采用“產(chǎn)品目錄設(shè)計(jì)”為中心的通用體系，同時(shí)比較注意在通用化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多樣化。

北美以美國(guó)等為代表。

美國(guó)的裝配式住宅起源于20世紀(jì)30年代，1976年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了國(guó)家工業(yè)化住宅建造及安全法案，同年開(kāi)始出臺(tái)一系列嚴(yán)格的行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。除了注重質(zhì)量，更注重提升美觀、舒適性及個(gè)性化?，F(xiàn)在每16個(gè)人中就有1個(gè)人居住的是裝配式住宅，并成為非政府補(bǔ)貼的經(jīng)濟(jì)適用房的主要形式。

眾所周知，日本是多震國(guó)家，日本1968年提出裝配式住宅的概念，1990年推出了采用部件化、工業(yè)化生產(chǎn)方式、高生產(chǎn)效率、住宅內(nèi)部結(jié)構(gòu)可變、適應(yīng)居民多種不同需求的“中高層住宅生產(chǎn)體系”，經(jīng)歷了從標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、工業(yè)化到集約化、信息化的不斷演變和完善過(guò)程。在此期間建造的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)受了1998年阪神7.3級(jí)大地震的考驗(yàn)。

新加坡的組屋一般為15-30層的單元式高層住宅，自上世紀(jì)90年代初開(kāi)始嘗試采用預(yù)制裝配式建設(shè)，現(xiàn)已發(fā)展較為成熟，預(yù)制構(gòu)件包括梁、柱、剪力墻、樓板（疊合板）、樓梯、內(nèi)隔墻、外墻（含窗戶(hù)）、走廊、女兒墻、設(shè)備管井等，預(yù)制化率達(dá)到70%以上。

發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)裝配式住宅發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是工業(yè)化形成的初期階段，重點(diǎn)建立工業(yè)化生產(chǎn)（建造）體系;第二階段是工業(yè)化的發(fā)展期，逐步提高產(chǎn)品（住宅）的質(zhì)量和性?xún)r(jià)比;第三階段是工業(yè)化發(fā)展的成熟期，進(jìn)一步降低住宅的物耗和環(huán)境負(fù)荷，發(fā)展資源循環(huán)型住宅。發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐證明，利用工業(yè)化的生產(chǎn)手段是實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)低能耗、低污染，達(dá)到資源節(jié)約、提高品質(zhì)和效率的根本途徑。

我們國(guó)家在上世紀(jì) 50 年代和 70 年代末，建筑業(yè)推行標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化、發(fā)展預(yù)制構(gòu)件和預(yù)制裝配建筑，興起中國(guó)第一次 PC 建筑高潮，但由于初期技術(shù)不成熟，唐山地震中大量 PC 建筑遭到破壞，使人們對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加保守，且當(dāng)時(shí)外墻的防水防滲技術(shù)比較落后，造成其居住的質(zhì)量和使用功能較差，業(yè)內(nèi)也停止了對(duì)預(yù)制技術(shù)的研究，PC 技術(shù)逐漸退出建筑市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)停止發(fā)展 PC建筑的同時(shí)，PC技術(shù)在境外得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在地震頻發(fā)的日本和臺(tái)灣地區(qū)，PC建筑甚至表現(xiàn)出了較現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)更好的抗震性能。在 PC住宅的抗震問(wèn)題得到解決的同時(shí)，防水、防滲等主要問(wèn)題也得到了很好解決，而且工業(yè)化的生產(chǎn)方式使PC住宅在質(zhì)量方面較現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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