全預制裝配式混凝土結構在停車樓中的應用與發展

陳玉

摘要：我國預制混凝土結構自建國以來，經歷了發展、停滯、再發展的階段，可謂是一波三折。隨著國家機械化程度、道路交通等基礎設施建設的不斷完善，逐漸興起了建筑工業化、產業化浪潮。現階段我國預制混凝土結構的發展僅局限在住宅、辦公等小開間建筑中，在建筑領域的其它方面并未涉及。而國外歐美等發達國家，對預制混凝土結構的應用早已延伸至公共建筑領域。文章通過對大跨度預制停車樓的設計，著眼于我國建筑、城鎮化、交通設施的發展趨勢，總結了預制結構在公建領域的應用，特別是對預制停車樓的發展背景及前景應用進行了分析。

關鍵詞：全預制裝配式；混凝土結構；停車樓；應用；發展

引言

隨著國家機械化程度、道路交通等基礎設施建設的不斷完善，逐漸興起了建筑工業化、產業化浪潮，預制結構以其質量高、環境效益明顯、建設周期短等諸多優勢被再次提出發展應用。大跨度全預制結構體系特別適用于停車樓類建筑，預制停車樓類建筑將會逐漸進入到城市的建設中。

1 我國預制裝配式混凝土結構的發展與問題

1.1 我國預制裝配式混凝土結構歷經的3 個發展階段

1878年在巴黎博覽會英國展區，Lascell展示了世界上第一個采用預制混凝土建造的建筑[1]。第二次世界大戰后許多歐洲國家受創嚴重，對住宅的需求激增，推動了裝配式住宅的發展。20世紀初，預制裝配式混凝土技術也傳播到日本、美國、加拿大等國家。目前，日本裝配式住宅的構件通用化已非常完善；美國由于受二戰影響較小，裝配式住宅除滿足其基本需求外，更側重于個性化的定制，且生產、施工、銷售都非常成熟。

相比于歐美日等國家，中國的預制裝配式建筑起步較晚。20世紀50年代從蘇聯引入中國，50年代到80年代之間大量應用于工業廠房、住宅等的建造中，主要結構形式為裝配式大板結構、盒子結構、框架輕板結構和疊合式框架結構。20世紀80年代中期以后，我國預制混凝土建筑漸漸步入衰退期。大量裝配式大板廠相繼倒閉，1992年后幾乎消失殆盡。其衰退的原因主要有以下幾點：

1）預制混凝土技術發展緩慢。建筑技術水平落后，預制構件生產質量低，形式單一，對預制裝配式結構體系和節點構造研究不足。

2）特定歷史條件下對經濟效益的過度追求。為追求施工進度和經濟性，使得大量預制裝配式混凝土建筑的質量和功能低劣。預制混凝土建筑普遍存在隔音、隔熱、保溫、防水等性能差，接縫處建筑功能差，戶型簡單、開間小等問題；在結構方面，又有房屋結構整體性較差、連接節點脆弱、預制混凝土構件節點鋼筋易銹蝕等缺點。經濟、成本問題及構件運輸與城市交通的矛盾，使得預制混凝土建筑在以后的推廣應用中受到社會普遍的抵觸，在我國的應用比例不斷下降。

3）預制混凝土結構在地震中的不佳表現。唐山大地震中大量預制裝配式混凝土結構的破壞，對其在地震區的推廣造成了嚴重影響。

1995年以后，國家開始重視預制裝配式技術的研究，注重建筑質量和功能性，不斷吸收國外先進經驗，研發新的結構體系。同時政府推行一系列政策，使得我國預制裝配式建筑重新步入轉型期。北京、上海、深圳、沈陽等城市率先在保障房中應用預制裝配式建筑形式，許多施工單位、房地產企業也都在研發創新性的預制裝配式技術。

1.2 現行預制裝配式混凝土結構的關鍵問題

在20世紀90年代，我國對裝配式混凝土結構已有一套標準體系，涉及了當時在國內推廣應用的主要裝配式結構體系。但是，一方面這些標準與現行規范有一些不協調之處，例如抗震設計方面的要求；另一方面，國外在許多裝配式技術方面有新的發展，需要在國內進一步的整理和吸收。另外，隨著施工技術水平以及施工隊伍知識水平的不斷提高，使得國外一些先進的裝配式技術可以在國內實現。因此，編制一套與現有發展相適應的完整的標準體系，有利于推動裝配式結構的發展。

與GB50666—2011《混凝土結構工程施工規范》相比，JGJ1—2014《裝配式混凝土結構技術規程》更為詳細地介紹了關鍵技術、材料和國際先進經驗，比如預制構件制作過程中應用的模數化、夾心保溫墻板和外掛墻板的設計方法、預制構件專用預埋件的設計方法、水平縫豎縫的鋼筋連接技術、裝配構件的受力性能、裝配節點及整體抗震性能等，標志著我國預制裝配式建筑已逐步進入規范化設計施工階段，被譽為新型建筑工業化重新起步的里程碑。

與傳統現澆混凝土結構相比，預制裝配式混凝土結構在結構體系、構件的設計生產、節點處理、現場施工等方面應用的技術均有不同。

2 汽車經濟帶來的問題與機遇

汽車的快速發展，給我們的生活和工作帶來了許多方便，另一方面由于道路基礎設施配套建設、交通規劃、城市規劃發展滯后等實際情況，造成了上下班堵車、節假日堵車等交通擁堵現象。其實，在這日益嚴重的“行車難”“停車難”問題之下也蘊藏著巨大市場和商機，興建停車場既可以為車輛提供車位、緩解社會矛盾，又能獲得較好的收益。

由于城市建設速度的加快，城市土地也越來越昂貴，很多城市都已是“寸土寸金”。這個問題也成了城市建設中無法投入更多的土地去興建停車場的借口。現階段汽車產業的發展已為停車樓的出現提供了條件。按目前規范要求的停車位配比指標已經不能滿足發展的需求。僅靠地下停車場已經不能滿足停車位數量的要求，占道停車成為普遍現象，交通擁堵問題成為城市頑疾。而停車樓建筑的逐步出現，將會給城市規劃與交通帶來質的變化。

據我國電動汽車產業研究分析報告，電動汽車將成為我國新能源汽車發展的主要方向。在不久的未來，汽車市場需求大量的擁有配套服務功能的停車場所。我國是全球汽車最大的生產國和消費國，車聯網市場巨大，車輛已經成為城市的重要組成部分。發展車聯網市場涉及到多條服務產業鏈，涵蓋各個行業領域，單就與土木行業的交集便包括道橋、停車樓等多個方面。通過仿真分析技術能力，針對配套設施建設、交通流量特征及停車需求的分析，可得出一套切實可行的解決諸如城市規劃、停車場所建設等問題的辦法，進而從根本上解決城市交通堵塞、事故多發等多方面問題。

3 大跨度全預制裝配式停車樓的應用

2012年一汽技術中心乘用車所建設項目為契機，在停車樓子項設計中應用了預制裝配式結構體系，建設地點位于吉林省長春市汽車產業開發區（見圖1）。

停車樓結構為全預制裝配式結構體系，地上7層，建筑高度：23.70m。總停車數量：無障礙車位8個，大巴車位10個，自行車位90個，標準車位（小型車、微型車）2400個。停車樓項目預制構件包括預制豎向構件墻、柱，預制水平構件梁與雙T板。節點構造包括豎向構件間連接以及豎向和水平構件間的連接，所有連接節點幾乎全為焊接或栓接節點，這一點與當前國內現場現澆節點的做法有很大不同。

預制項目施工圖設計完成后，還應進行構件及節點的深化設計工作，以用來指導工廠生產。雙T板作為水平構件，其設計承載力超過了國內圖集范疇。通過試驗，驗證了雙T板滿足工程使用的要求。構件生產完成后，運至現場堆放，采用汽車吊進行預制構件的吊裝和安裝工作，施工便捷，現場人工少，對周圍環境影響小。

預制停車樓在國外應用普遍，由于預制預應力雙T板充分運用了材料和預應力筋的受力特性，在跨度較大的建筑中應用比同類采用普通梁板樓蓋可減少造價在40%以上，另一方面預制結構施工在現場施工占地、環保等方面優勢較為突出，國外的城市規劃建設中，特別是在鬧市區幾乎隨處可見。

4 結束語

當前，我國已經興起了建筑工業化、產業化浪潮，預制結構技術再次興起。預制住宅作為產業化的先行者，代表著預制技術節能、環保、快速施工、質量高等諸多優勢，開始在國內許多城市應用。隨著城市的快速發展，汽車時代已經來臨，新能源汽車的加入或會造成汽車數量的繼續膨脹，滯后的城市規劃已經不堪重負，不能保障人們日常的正常工作和出行。隨著車聯網項目在國內掀起研究和應用熱潮，勢必會使城市規劃在本質上進行改變，隨之而起的，就會如同發達國家一樣，預制結構停車樓建筑勢必會在國內紛紛出現。這不僅是建筑行業技術發展的契機，更是一種市場商機的體現，在未來的城鎮建設中，或許在五年內，這種大跨預制功能性建筑將如當前的預制住宅一樣，越來越多的應用在城鎮建設和規劃中。

參考文獻

[1]劉瓊，李向民，許清風.預制裝配式混凝土結構研究與應用現狀[J].施工技術，2014，22：9-14+36.

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