装配式混凝土结构发展与应用

詹小萍 叶志龙

（1重庆市设计院， 重庆 400015；2北京城建设计发展集团股份有限公司， 重庆 401147）

0 引言

装配式混凝土建筑与传统现浇式建筑相比，有着节能减排、绿色环保、施工高效等突出优势。随着国家提出了建筑市场的许多相关政策，鼓励装配式可持续建筑的发展，装配式结构正成为建筑行业发展的新热点。

1 装配式混凝土结构发展

1.1 国外装配式混凝土结构的发展

欧洲是预制建筑的发源地，早在17世纪就开始了建筑工业化之路。1891年，法国在建筑中使用装配式混凝土梁，是世界上第一个预制混凝土构件。

二战后，欧洲各国在住宅建设领域大力发展和推广装配式混凝土建筑，积累了许多相关的工程经验，形成了各种专用预制建筑体系和标准化的预制产品系列，并编制了一系列预制混凝土工程方面的标准和应用手册，对推动预制混凝土在全世界的广泛应用起到了非常重要的作用。

美国预制预应力混凝土学会在研究与推广预制建筑做了很多相关工作，包括中高层预制结构抗震的工程应用方面的技术研究，预制混凝土相关标准规范的完善，对预制结构设计和工程应用推广提供了技术支持。

日、韩紧随欧美步伐，在探索预制建筑的标准化设计施工基础上，结合自身要求，在预制结构体系整体性抗震和隔震设计方面取得了突破性进展。具有代表性成就的采用预制装配框架结构建成的东京塔。同时，日本的预制混凝土建筑体系构造设计合理，部品的集成化程度很高，施工管理严格，体现了很高的综合技术水平。

总的来说，上述国家和地区装配式混凝土住宅的发展，大致经历了三个阶段：第一阶段是装配式混凝土建筑形成的初步阶段，重点建立装配式混凝土建筑生产-建造体系；第二个阶段是装配式混凝土建筑的发展期，逐步提高住宅的质量和性价比；第三阶段是装配式混凝土土建发展的成熟期，降低能源消耗和环境负荷，发展资源循环型住宅。

1.2 我国装配式混凝土结构的发展

我国从 20 世纪五十年代从借鉴前苏联及东欧经验开始，研究装配式混凝土建筑的设计、施工技术，推行标准化、工厂化、装配式施工的房屋建造方式，形成了一系列装配式混凝土建筑体系，较为典型的建筑体系有装配式单层工业厂房建、装配式多层框架、装配式大板等。20世纪60～ 80年代初，装配式混凝土建筑体系得到了快速的发展，当时建筑抗震要求不高且建设量不大，建筑形式单一，容易采用标准化的建造方式，装配式混凝土建筑和采用预制空心楼板的砌体建筑成为当时两种最主要的建筑体系。20世纪80年代末，由于装配式建筑结构整体性差、抗震性能差，且建筑规模急剧增长和建筑形式多样化，装配式混凝土建筑发展基本停滞。到20世纪90年代中期，装配式混凝土建筑逐渐被现浇混凝土建筑体系取代。进入21世纪，由于劳动力成本的日益上升，同时国家对节能环保和可持续发展的要求，装配式建筑进入发展的新阶段。期间我国在大型砌块装配式住宅、装配式大板、装配整体式框架结构、工业厂房等装配建筑方面取得了可贵的经验，初步形成了符合我国情况的装配式建筑形式。

2 装配式混凝土结构技术应用现状

2.1 装配整体式混凝土结构体系

装配整体式混凝土结构可采用部分现浇和部分预制相结合，也可采用全部为装配构件的结构形式，主要包括装配整体式混凝土框架、装配整体式混凝土框架—剪力墙、装配整体式混凝土剪力墙、预制预应力混凝土装配整体式框架等。

（1）外墙和内墙系统

预制装配式建筑的外墙板普遍采用夹芯保温墙板，也可采用预制混凝土外墙板。夹芯保温墙板自重轻，保温性能好，施工简单快捷，但造价较高，在北方寒冷地区得到普遍应用；预制混凝土外墙板质量易于控制，采用外挂方式，建筑保温隔热效果好，安装方便快捷，节省工期，造价较夹芯保温墙板低，但自重较重，在南方地区普遍应用。

预制装配式建筑的内隔墙普遍采用板材隔墙，主要产品有灰渣混凝土空心板、石膏空心条板、珍珠岩轻质复合隔墙板、混凝土夹芯隔墙板等。目前应用较为普遍的是灰渣混凝土空心板，具有轻质、防火、防潮、抗压、抗震、隔音、单点吊挂力高，环保、节能、低碳等优点。石膏空心条板适用于一般框架住宅内非承重隔断墙体，具有重量轻，强度较高，隔热隔音等性能，但由于石膏空心条板单点吊挂力较低，应用存在一定限制。珍珠岩轻质隔墙复合板具有轻质、高强度、墙壁薄、防水防火、保温隔热、施工方便、耐久性好、工程造价低等优点，但其隔音性能一般、单点吊挂力较低。

（2）楼盖系统

楼盖系统主要采用装配整体式楼盖，主要类型有叠合平板、钢筋桁架叠合板、预应力叠合板。目前应用较为普遍的是钢筋桁架叠合板和预应力叠合板，钢筋桁架叠合楼板具有更高的整体性能，减少现场钢筋绑扎工作，现场拼缝质量好，厚度一般为50～60mm，跨度不宜大于3m。预应力叠合板整体刚度和抗震性能好，节省模板支撑体系，材料利用充分，减少了楼板的截面尺寸，厚度一般为50～60mm，跨度可大于6m。

（3）预制梁柱系统

预制梁柱是预制装配式工业与民用建筑的重要构件之一，其特点是构件细长，重量较大，稳定性较差，校正和连接构造较复杂，质量要求较严。

（4）其他预制构件

其他预制构件是指除预制梁、板、墙和柱外的其他预制混凝土构件，包括预制钢筋混凝土楼梯、阳台和空调板等。其中预制钢筋混凝土楼梯标准化程度高，施工速度快，成型质量好，是建筑产业现代化发展初期重点推广的预制构件。

4 装配式混凝土结构应用发展思路

4.1 装配式混凝土结构存在的问题

4.1.1 装配式混凝土结构应用技术体系不完善

我国目前装配式混凝土结构应用较多的主要为装配式混凝土剪力墙住宅，而装配式混凝土框架结构及其他结构类型的装配式建筑发展迟缓，其类型单一，无法支撑整个预制构件行业稳定持续的发展。

4.1.2 装配式混凝土结构标准规范支撑不够

我国受现浇设计习惯的影响，严重限制了装配式混凝土建筑的发展，使得相关标准规范还停留在建筑预制装配化发展的初期，且由于建筑预制装配化技术标准缺乏基础性研究和足够的工程实践，使得很多技术标准仍处于空白，亟需补充和完善。

4.2 装配式混凝土结构发展思路

4.2.1 统筹规划，分步实施

坚持因地制宜，合理确定发展目标，完善产业布局。根据技术难易程度、建筑结构类型、建设成本因素，由易到难、由少到多，分阶段、分步骤推进。

4.2.2 政策引导、市场主导

充分发挥市场配置资源的基础性作用，坚持企业在推进建筑产业现代化及建筑行业转型升级中的市场主体地位，以市场需求为导向，完善市场机制。同时，注重政府政策引导，加大资金扶持力度，营造良好，促进产业快速健康发展。

4.2.3 示范引领、科技拉动

以政府投资的保障性住房及适合装配式混凝土结构和钢结构体系的一批市政基础设施、公共项目为突破口，开展工程示范，逐步推广装配式混凝土结构、钢结构的应用及产业创新发展。增加科技投入，优先支持建筑产业现代化相关科技成果的生产转化和应用，形成科研、生产、施工、管理的技术应用体系。

4.2.3 龙头带动，集群发展

支持现有材料、设计、施工企业做优做强，培育具有设计、采购、施工、融资、运营管理能力为一体的工程总承包龙头企业。

5 结语

装配式建筑是我国建筑行业的一次深刻革命，是建筑行业发展的必然趋势之一。在技术体系不断完善、建设住宅产业化不断推进的情况下，作为设计人员应提升创新性和研发能力，适应建筑产业化革命的发展需求。

[1]赵中宇,郑娇,装配式建筑设计要点解析[J].住宅产业杂志 ,2015

[2]蒋勤俭,国内外装配式混凝土建筑发展综述[J].建筑技术,2010

[3]于龙飞,张家春,装配式建筑发展研究[J].低温建筑技术,2015