裝配式結構的發展現狀及趨勢

摘要：傳統的住宅設計、施工技術缺點很多：建筑工人勞動強度大，生產效率低，施工速度慢，建設周期長，材料消耗多，這一系列問題已遠遠不能適應現代社會對住宅的需求

關鍵詞：裝配式結構;預制;環保;發展

裝配式結構（precast concrete，PC 結構），屬于住宅工業化、住宅產業化的范疇。即：住宅產業化，目前國內運用比較成熟的為遠大集團和萬科集團。這種裝配化制造房屋已經避免了傳統建房的缺點，施工速度非常快，可在短期內竣工。房屋制造對企業來說，工人勞動強度大幅度減少，交叉作業方便有序;房屋裝配中的每道工序都可以像設備安裝那樣檢查其精度，以確保房屋制造的質量;施工時的噪音降低，物料堆放場地減少，有利于環境的保護;由于工廠化的生產和現場的標準裝配，使房屋制造成本降低，并容易滿足室蚋設備安裝和裝飾裝修的要求。因此，裝配式制造房屋的許多優點是傳統房屋建造方法無法比擬的。

目前住宅設計和住房需求脫節，承重墻多，開間小，分隔死，房內空間無法靈活分割。而裝配式房屋，采用大開間靈活分割的方式，根據住戶的需要，可分割成大廳小居室蜮小廳大居室。同時裝配化建筑的自重要比傳統建房自重減輕一半。

裝配式建筑PC工程在當今世界建筑領域中，在海外得到較普遍運用，住宅工業化從本義來講就是要實現住宅生產、供應等的工業化。通過在工廠對樓房構件進行工業化加工，提高住宅生產的勞動生產率，提高住宅的整體質量，降低成本，降低物耗、能耗。可以預見未來10～20年，乃至更長的時期內，裝配式結構將成為市場主流。

1、裝配式結構的主要結構形式

結構體系的選擇是實施 PC 技術的關鍵。目前 PC 住宅常用的有預制剪力墻結構、疊合剪力墻結構、異型柱結構、框架結構（框架剪力墻結構）四種結構形式。剪力墻結構體系的優點是室內規整，無外露的梁柱，比較能適應目前中國內地的住房消費習慣。但剪力墻單塊自重大，節點處工程量較多，連接比較復雜;外墻為受力結構，與保溫材料預制一起難度較大;戶型內部無法后期調整，無法形成可變住宅，不符合可持續性發展要求。目前國內預制裝配式剪力墻結構在高層建筑中的應用技術還不成熟，預制率最高只能達 30%左右。異型柱結構解決了室內的凸出梁柱問題，同時避免了剪力墻結構的某些缺點，但框架剪力墻異型柱結構在 7 度區僅適用于 40m 以下的建筑，高度限制使其無法在更大范圍內得到廣泛應用。因此國內比較流行的裝配式結構為框架結構和框剪結構。

2、裝配式結構的主要特點

1）工廠生產

從材料進場到整個盒子組裝實行嚴格的質量管理，不僅地板、墻板和天花板，廚房、浴室等設備產品和內部裝修都是在工廠里組裝完成，然后用專用車輛搬運到施工現場。

2）現場組裝

工廠內高效率生產，現場標準化施工。不包括基礎施工在內，一天時間就能完成一棟連雨蓬都安裝好了的住宅。對鄰居影響小，現場廢棄物少，是一種環保的住宅建造方法。

3）綠色環保盒子式住宅采用的是框架結構，具有很高的抗震性能。另外，在工廠的生產線上已經把保溫材料組裝進去了，所以還具有很高的保溫性和隔音性。通過變化豐富的盒子組合可以實現即簡約又設計豐富和靈活的空間組合。可滿足不同的需求。

3、裝配式結構在國內外發展趨勢

歐洲以法國、德國、瑞典、丹麥等為代表。

法國預制混凝土結構的使用已經歷了130余年的發展歷程，構造體系以預應力混凝土裝配式框架結構體系為主（裝配率達到80%），鋼、木結構體系為輔。焊接、螺栓連接等干法作業流行，結構構件與設備、裝修工程分開，減少預埋，生產和施工質量高。

德國主要采用疊合板混凝土剪力墻結構體系，剪力墻板、梁、柱、樓板、內隔墻板、外掛板、陽臺板、空調板等構件采用預制與現澆混凝土相結合的建造方式，并注重保溫節能特性，目前已發展成系列化、標準化的高質量、節能的裝配式住宅生產體系。

瑞典在20世紀50年代開發了大型混凝土預制板的建筑體系，并逐步發展為以通用部件為基礎的通用體系。目前新建住宅中，采用通用部件的占到了80%以上，是世界上第一個將模數法制化的國家。

丹麥推行建筑工業化的途徑是開發以采用“產品目錄設計”為中心的通用體系，同時比較注意在通用化的基礎上實現多樣化。

北美以美國等為代表。

美國的裝配式住宅起源于20世紀30年代，1976年美國國會通過了國家工業化住宅建造及安全法案，同年開始出臺一系列嚴格的行業規范標準。除了注重質量，更注重提升美觀、舒適性及個性化。現在每16個人中就有1個人居住的是裝配式住宅，并成為非政府補貼的經濟適用房的主要形式。

眾所周知，日本是多震國家，日本1968年提出裝配式住宅的概念，1990年推出了采用部件化、工業化生產方式、高生產效率、住宅內部結構可變、適應居民多種不同需求的“中高層住宅生產體系”，經歷了從標準化、多樣化、工業化到集約化、信息化的不斷演變和完善過程。在此期間建造的預制混凝土結構經受了1998年阪神7.3級大地震的考驗。

新加坡的組屋一般為15-30層的單元式高層住宅，自上世紀90年代初開始嘗試采用預制裝配式建設，現已發展較為成熟，預制構件包括梁、柱、剪力墻、樓板（疊合板）、樓梯、內隔墻、外墻（含窗戶）、走廊、女兒墻、設備管井等，預制化率達到70%以上。

發達國家和地區裝配式住宅發展大致經歷了三個階段：第一階段是工業化形成的初期階段，重點建立工業化生產（建造）體系;第二階段是工業化的發展期，逐步提高產品（住宅）的質量和性價比;第三階段是工業化發展的成熟期，進一步降低住宅的物耗和環境負荷，發展資源循環型住宅。發達國家的實踐證明，利用工業化的生產手段是實現住宅建設低能耗、低污染，達到資源節約、提高品質和效率的根本途徑。

我們國家在上世紀 50 年代和 70 年代末，建筑業推行標準化、工業化、發展預制構件和預制裝配建筑，興起中國第一次 PC 建筑高潮，但由于初期技術不成熟，唐山地震中大量 PC 建筑遭到破壞，使人們對預制結構的應用更加保守，且當時外墻的防水防滲技術比較落后，造成其居住的質量和使用功能較差，業內也停止了對預制技術的研究，PC 技術逐漸退出建筑市場。國內停止發展 PC建筑的同時，PC技術在境外得到了迅速發展和廣泛應用，在地震頻發的日本和臺灣地區，PC建筑甚至表現出了較現澆結構更好的抗震性能。在 PC住宅的抗震問題得到解決的同時，防水、防滲等主要問題也得到了很好解決，而且工業化的生產方式使PC住宅在質量方面較現澆結構更具優勢。

參考文獻：

[1]JGJ1-2014 裝配式混凝土結構技術規程 【S】北京 中國建筑工業出版社，2014。

[2]宋菲菲，預制裝配式混凝土結構技術的研究與應用【J】.住宅產業，2010，04。