預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外發(fā)展綜述

張 申 張會(huì)峰 李佳躍 / 華北理工大學(xué)

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外發(fā)展綜述

張 申 張會(huì)峰 李佳躍 / 華北理工大學(xué)

首先介紹預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)況其次總結(jié)了預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵技術(shù)問題，并對(duì)我國的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的研究及應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)；預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展前景

一、預(yù)制裝配混凝土的特點(diǎn)

1. 現(xiàn)場進(jìn)行大量的裝配作業(yè)，而原始現(xiàn)澆作業(yè)大大減少。2.采用建筑、裝修一體化設(shè)計(jì)、施工，理想狀態(tài)下是裝修可隨主體施工同步進(jìn)行。3. 設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和管理的信息化，構(gòu)件越標(biāo)準(zhǔn)，隨著生產(chǎn)效率提高，相應(yīng)的構(gòu)件成本也會(huì)下降，配合工廠的數(shù)字化管理，整個(gè)預(yù)制裝配式建筑的性價(jià)比會(huì)越來越高。4. 符合綠色建筑的要求。

二、影響裝配式發(fā)展的因素

1.工藝落后、工業(yè)化程度低 構(gòu)配件產(chǎn)品形式單一，相比發(fā)達(dá)國家來說比較落后，機(jī)械化工業(yè)化水平低，生產(chǎn)的構(gòu)件遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)達(dá)國家，像美國、加拿大、日本等，對(duì)裝配式建筑的應(yīng)用很廣泛，高達(dá)百分之六十以上，相比之下，我國卻達(dá)不到10%，這就造成了裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)很難發(fā)揮。

2.前期一次性成本高在大規(guī)模工業(yè)化的基礎(chǔ)上，工業(yè)化生產(chǎn)能夠極大程度地提升勞動(dòng)效率，同時(shí)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。就目前我國工業(yè)化程度不高的現(xiàn)狀來看，裝配式建筑建造前期的一次性投入普遍較傳統(tǒng)建筑高。

三、國外預(yù)制裝配式混凝土建筑的發(fā)展?fàn)顩r

1.德國的住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

二戰(zhàn)之后，德國西德地區(qū)大部分房屋被破壞，這一期間最為突出的問題就是住房需求緊張，加上城市人口快速增多，促使住宅工業(yè)化的進(jìn)程加快。迄今為止，依照德國的設(shè)計(jì)要求，在工廠里面需要預(yù)制完成絕大部分的建筑部件和裝修材料。在工廠預(yù)制建筑部件時(shí)，諸如承重混凝土部件與內(nèi)隔墻、屋頂與天花、樓梯等構(gòu)件，都會(huì)被編上代碼并在項(xiàng)目資料中附有詳細(xì)說明。

2.美國住宅產(chǎn)業(yè)化研究。

美國已經(jīng)形成完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系，不僅在住宅部品方面而且在構(gòu)件生產(chǎn)方面都達(dá)到了很高的工業(yè)化生產(chǎn)水平。根據(jù)住宅開發(fā)商給的產(chǎn)品目錄，用戶不僅可以自由地選擇住宅形式，而且可以委托專業(yè)承包商來開發(fā)建設(shè).

3.日本的住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

上世紀(jì)60年代二戰(zhàn)期間日本在經(jīng)濟(jì)社會(huì)方面受到重創(chuàng)，在戰(zhàn)后重建的背景之后，住宅產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。到20世紀(jì)90年代為止，在日本，產(chǎn)業(yè)化住宅的總量已經(jīng)達(dá)到一定數(shù)量，接近竣工住宅總數(shù)的百分之三十.

4.我國預(yù)制裝配式混凝土建筑的發(fā)展?fàn)顩r。

我國對(duì)于預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)探索與發(fā)展開始于20世紀(jì)50年代，直到20世紀(jì)80年代，在工業(yè)和民用建筑中都有著很好的應(yīng)用。1990年以后，由于其他因素的影響，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在民用建筑中的應(yīng)用越來越少，迎來了一個(gè)萎縮的市場。但是隨著我過經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步、對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求越來越高、勞動(dòng)力成本的持續(xù)上漲，近十年來我國在對(duì)預(yù)制預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的研究開始增加，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系在設(shè)計(jì)、構(gòu)件配件生產(chǎn)制作、施工安裝、質(zhì)量檢測及驗(yàn)收等方面各有側(cè)重，從事預(yù)制預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的生產(chǎn)和施工企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)各有側(cè)重，預(yù)制裝配化的發(fā)展程度各不相同。

四、預(yù)制預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件連接

1. 預(yù)制預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系。

目前預(yù)制預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)主要的結(jié)構(gòu)體系有預(yù)制預(yù)制裝配式 框架結(jié)構(gòu)、預(yù)制預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)和預(yù)制預(yù)制裝配式框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。

預(yù)制預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)是指采用預(yù)制柱、預(yù)制梁或疊合梁、預(yù)制板或疊合板的結(jié)構(gòu)體系，豎向構(gòu)件多采用套筒灌漿連接方式，水平構(gòu)件的梁板多采用疊合現(xiàn)澆方式，梁接頭采用鋼筋錨固或 焊接、機(jī)械連接等后澆筑混凝土接頭。預(yù)制預(yù)制裝配式剪力墻采用預(yù) 制內(nèi)外墻板、疊合樓板裝配而成，墻板水平縫連接采用焊接或套 筒灌漿連接。

2. 預(yù)制裝配混凝土結(jié)構(gòu)連接方式。

預(yù)制混凝土構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接是預(yù)制構(gòu)件不同于現(xiàn)澆構(gòu)件的根本區(qū)別。預(yù)制預(yù)制裝配式連接節(jié)點(diǎn)較多，節(jié)點(diǎn)連接處的承載力、剛度 和延性直接決定了裝配結(jié)構(gòu)的整體性能。各研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的連接方式也不盡相同，大致上根據(jù)是否有現(xiàn)場混凝土澆筑分為干連接和濕連接。

（1）牛腿連接：牛腿豎向承載力高，還可以根根建筑要求采用 明牛腿或者是暗牛腿，連接處可以做成剛性連接或者是鉸連接，可靈活布置，牛腿連接處要保證其抗剪承載力，接縫位置可后注漿處理，梁的剪力過大時(shí)，可以制作型鋼牛腿

（2）螺栓連接：采用螺栓的方式將梁柱等節(jié)點(diǎn)連接在一起，螺 栓連接方式可以傳遞彎矩和剪力，螺栓連接安裝速度快，螺栓孔 要求定位精準(zhǔn)，預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸過程中要保護(hù)好螺紋。

（3）現(xiàn)澆帶連接：預(yù)制混凝土剪力墻安裝就位后，將鋼筋采用 搭接等方式連接，然后現(xiàn)澆混凝土連接起兩片剪力墻，

五、我國裝配式建筑的發(fā)展方向

1.政府推廣裝配式項(xiàng)目。

（1）現(xiàn)在很多人都認(rèn)為裝配式的質(zhì)量沒有保障，因此政府應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的宣傳，讓人們接受裝配式的樓房。 （2）標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)裝配式住房有著至關(guān)重要的影響，用企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來要求市場顯然沒有公信力，所以政府要制定相關(guān)的規(guī)章制度。 （3）裝配式還處在新型階段，因此，政府跟有關(guān)部門應(yīng)該加大對(duì)其補(bǔ)貼力度，讓裝配式住宅能更好的進(jìn)行推廣。

2.預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)－施工生產(chǎn)。

（1）縮短工期裝配式建筑施工技術(shù)中在預(yù)制外墻板時(shí)就預(yù)留了墻面安裝外窗用時(shí)要用的木磚，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)封頂后便可以立即實(shí)現(xiàn)外圍封閉；在預(yù)制外墻和預(yù)制飄窗時(shí)候就同時(shí)預(yù)制完成了保溫層及裝飾層；且預(yù)留了很多后期使用的孔洞，減少了裝飾工程施工中的開洞、安裝埋件、墻體開槽等。 （2）降低工程造價(jià) 由于預(yù)制構(gòu)件都是由生產(chǎn)廠家集中預(yù)制，再運(yùn)到項(xiàng)目工程現(xiàn)場，所以不管是預(yù)制件的生產(chǎn)還是施工工地現(xiàn)場的安裝都是流水式可復(fù)制的勞動(dòng)過程，工人很容易施工，熟練程度高，從而大大的提高工作效率，降低了工程造價(jià)。

3.項(xiàng)目管理一體化－工程管理監(jiān)督。

裝配式建筑施工技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工來說，技術(shù)要求更高，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、到施工都有很高的要求，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目的監(jiān)管也提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求。讓監(jiān)管部門有個(gè)新的挑戰(zhàn)。 在整個(gè)生產(chǎn)過程中，要求監(jiān)管部門對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、構(gòu)件生產(chǎn)制造階段、營造施工階段、運(yùn)營維護(hù)階段都有完備的管理標(biāo)準(zhǔn)、各個(gè)環(huán)節(jié)之間都沒有漏洞，最終讓監(jiān)管體系日趨完善。

六、結(jié)束語

當(dāng)前我國正在以超高的速度進(jìn)行著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，建筑行業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演了支柱產(chǎn)業(yè)的角色，然而建筑行業(yè)存在多項(xiàng)弊端，包括過高的資源和能源消耗，高污染等，都是我們必須解決的問題，而發(fā)展裝配式建筑則是一個(gè)行之有效的解決辦法，也是對(duì)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的回應(yīng)，對(duì)于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展都有著至關(guān)重要的意義。然而任何事物在發(fā)展初期都有著各種困難，裝配式建筑在建設(shè)初期的投入需求較大，僅僅從短期投入來看，經(jīng)濟(jì)效益可能并不具備優(yōu)勢(shì)，但是從建筑的全壽命周期考慮，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)十分可觀，國家應(yīng)該大力的進(jìn)行推廣。

[1]同順，向華.住宅產(chǎn)業(yè)化建筑發(fā)展的必由之路[J〕.居業(yè)，2014 (09) :12-13.

[2]董良峰.推進(jìn)我國住宅產(chǎn)業(yè)化政策框架體系的構(gòu)建及措施研究[D].南京:南京林業(yè)大學(xué)，2006.

[3]馬坷，曹娓.集成裝配式建筑范式演變研究C.T].科技信息，2012 (32):409-410.