我国装配式混凝土结构发展历程及施工技术

1.我国装配式混凝土结构的发展历程

我国预制混凝土起源于20 世纪50 年代，早期受苏联预制混凝土建筑模式的影响，要应用在工业厂房，住宅，办公楼等建筑领域。20 世纪50 年代后期到80 年代中期，大部分单层工业厂房都采用预制混凝土建造。20 世纪80 年代中期以前，在多层住宅和办公建筑中也大量采用预制混凝土技术，主要结构形式有：装配式大板结构、盒子结构、框架轻板结构和叠合式框架结构。20 世纪70 年代以后我国政府提倡建筑要实现三化，即工厂化，装配化，标准化。在这一时期，预制混凝土在我国发展迅速，在建筑领域被普遍采用，为我国建造了几十亿平方米的工业和民用建筑。

到20 世纪70 年代末80 年代初，基本建立了以标准预制构件为基础的应用技术体系，包括以空心板等为基础的砖混住宅，大板住宅，装配式框架及单层工业厂房等技术体系。

从20 世纪80 年代中期以后，我国预制混凝土建筑因成本控制过低，整体性差，防水性能差，以及国家建设政策的改革和全国性劳动力密集型大规模基本建设的高潮迭起，最终使装配式结构的比例迅速降低，自此步入衰退期。据统计，我国装配式大板建筑的竣工面积从1983～1991 年逐年下降，20 世纪80 年代中期以后我国装配式大板厂相继倒闭，1992 年以后就很少采用了。

进入 21 世纪后，预制部品构件由于它固有的一些优点在我国又重新受到重视。预制部品构件生产效率高、产品质量好，尤其是它可改善工人劳动条件，环境影响小，有利于社会可持续发展，这些优点决定了预制混凝土是未来建筑发展的一个必然方向。

近年来我国有关预制混凝土的研究和应用有回暖的趋势，国内相继开展了一些预制混凝土节点和整体结构的研究工作。在工程应用方面采用新技术的预制混凝土建筑也逐渐增多，如南京金帝御坊工程采用了预应力预制混凝土装配整体框架结构体系，大连某43 层的大厦采用了预制混凝土叠合楼面。相信随着我国预制混凝土研究和应用工作的开展，不远的将来预制混凝土将会迎来一个快速的发展时期。北京榆构等单位完成了多项公共建筑外墙挂板，预制体育场看台工程。2005 年之后，万科集团、远大住工集团等单位在借鉴国外技术及工程经验的基础上，从应用住宅预制外墙板开始，成功开发了具有中国特色的装配式剪力墙住宅结构体系。

我国台湾和香港地区的装配式建筑启动以来未曾中断，一直处于稳定的发展成熟阶段。

我国台湾地区的装配式混凝土建筑体系和日本、韩国接近，装配式结构节点连接构造和抗震，隔震技术的研究和应用都很成熟。装配框架梁柱、预制外墙挂板等构件应用广泛。

我国香港地区在20 世纪70 年代末采用标准化设计，自1980 年以后采用了预制装配式体系。叠合楼板，预制楼梯，整体式PC 卫生间，大型PC 飘窗外墙被大量用于高层住宅公屋建筑中。厂房类建筑一般采用装配式框架结构或钢结构建造。

2.我国装配整体式混凝土结构的技术体系(https://www.xing528.com)

（1）我国装配整体式混凝土结构技术体系的研究。

装配整体式混凝土结构的主体结构，依靠节点和拼缝将结构连接成整体并同时满足使用阶段和施工阶段的承载力、稳固性、刚性、延性要求。连接构造采用钢筋的连接方式有灌浆套筒连接、搭接连接和焊接连接。配套构件如门窗、有水房间的整体性技术和安装装饰的一次性完成技术等也属于该类建筑的技术特点。

预制构件如何传力、协同工作是预制钢筋混凝土结构研究的核心问题，具体来说就是钢筋的连接与混凝土界面的处理。自2008 年以来，我国广大科技人员在前期研究的基础上做了大量试验和理论研究工作，如 Z 形试件结合面直剪和弯剪性能单调加载试验，装配整体式混凝土框架节点抗震性能试验、预制剪力墙抗震试验和预制外挂墙板受力性能试验等，对装配整体式混凝土结构结合面的抗剪性能，预制构件的连接技术及纵向钢筋的连接性能进行了深入研究。2014 年，为适应国家“十二五”规划及未来对住宅产业化发展的需求，国内学者对在装配式结构中占比重较大的钢筋混凝土叠合楼板展开研究，对钢筋套筒灌浆料密实性进行研究装配整体式混凝土结构的预制构件（柱，梁，墙、板）在设计方面，遵循受力合理、连接可靠、施工方便、少规格、多组合原则。在满足不同地域对不同户型的需求的同时，建筑结构设计尽量通用化、模块化、规范化，以便实现构件制作的通用化。结构的整体性和抗倒塌能力主要取决于预制构件之间的连接，在地震、偶然撞击等作用下，整体稳固性对装配式结构的安全性至关重要。结构设计中必须充分考虑结构的节点、拼缝等部位的连接构造的可靠性。同时装配整体式混凝土结构设计要求装饰设计与建筑设计同步完成，构件详图的设计应表达出装饰装修工程所需预埋件和室内水电的点位。只有这样才能在装饰阶段直接利用预制构件中所预留预埋的管线，不会因后期点位变更而破坏墙体。

从我国现阶段情况看，尚未达到全部构件的标准化，建筑的个性化与构件的标准化仍存在着冲突，装配整体式混凝土结构的预制构件以设计图纸为制作及生产依据，设计的合理性直接影响项目的成本。发达国家经验表明，固定的单元格式也可通过多样性组合拼装出丰富的外立面效果，单元拼装的特殊视觉效果也许会成为装配整体式混凝土结构设计的突破口，要通过若干年发展实践，逐步实现构件，部品设计的标准化与模数化。

目前国内装配整体式混凝土结构按照等同现浇结构进行设计。

（2）我国装配整体式混凝土结构的技术体系种类。

目前国内常用装配整体式建筑的结构体系有：装配整体式混凝土剪力墙结构体系、装配整体式混凝土框架结构体系，现浇混凝土框架外挂预制混凝土墙板体系（内浇外挂式框架体系），现浇混凝土剪力墙外挂预制混凝土墙板体系（内浇外挂式剪力墙体系），内部钢结构框架外挂混凝土墙板体系（内部钢结构外挂式框架体系）。

近些年国内建筑产业化企业在发展装配式PC 建筑时，所采取的技术结构体系均有所不同，大致有以下几种类型。

万科在南方侧重于预制框架或框架结构外挂板＋装配整体式剪力墙结构，采取设计一体化，土建与装修一体化，PC 窗预埋等技术；在北方侧重于装配整体式剪力墙结构。远大住工为装配式叠合楼盖现浇剪力墙结构体系，装配式框架体系，围护结构采用外挂墙板。在整体厨卫，成套门窗等技术方面实现标准化设计。南京大地建设采用装配式框架外挂板体系，预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系。中南集团为全预制装配整体式剪力墙（NPC）体系。宝业集团为叠合式剪力墙装配整体式混凝土结构体系。上海城建集团为预制框架剪力墙装配式住宅结构技术体系。黑龙江宇辉集团为预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系。山东万斯达为PK（拼装，快速）系列装配整体式剪力墙结构体系。