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1 0 74 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t ur e Te c h no l o v 第 41 卷 第 l 2期 2 01 0年 1 2月 Vo 1 41 No 1 2 De c 201 0 国内外装配式混凝土建筑发展综述 蒋勤俭 ( 北 京 榆 构有 强公 司 ， l 0 0 0 7 0 北 京 ) 摘 要： 通过高度概括装配式混凝土建筑的特点和国内外发展状况 ， 系统归纳总结了装配式混凝土通用结 构体系与专用结构体系的关系和设计要求 ， 提出我围发展装配式混凝土建筑的技术路线和思路。 关键词 ： 装配式建筑； 混凝土结构通用体系； 混凝土结构专用体系； 预制构件 中图分 类 号 ： T U 7 4 1 文献标 识 码 ： A 文章 编 号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 0 ) 1 2 1 0 7 4 0 4 S UM M ARY oN DEVELoPM ENT oF AS S EM BLED CONCRETE BUI LDI NG BoTH H oM E AND ABRo AD J I ANG Qi n - i i a n ( B e i j i n g Y u g o u C o ， L t d ， 1 0 0 0 7 0 ，B e i j i n g ，C h i n a ) Abs t r a c t ：T h r o u g h c o n c i s e i n t r o d u c t i o n o f c h a r a c t e r i s t i c s a n d d e v e l o p me n t o f a s s e mb l e d c o n c r e t e b u i l d i n g s b o t h h o me a n d a b r o a d，r e l a t i o n s b e t we e n g e n e r a l s t r u c t u r e s y s t e m a n d s p e c i a l s t ruc t u r e s y s t e m o f a s s e mb l e d c o n c r e t e a m d e s i g n r e q u i r e me n t s a r e s y s t e ma t i c a l l y s u mma r i z e d T e c h n l c a l d i r e c t i o n a n d t h o u g h t s a b o u t d o me s t i c d e v e l o p me n t o f a s s e mb l e d c o n c r e t e b u i l d i n g s i s f u r t h e r p r o p o s e d Ke y wo r d s ：a s s e mb l e d b u i l d i n g ； g e n e r a l s y s t e m o f c o n c r e t e s t r u c t u r e； s p e c i a l s y s t e m o f c o n c r e t e s t ruc - t ur e； pr e c a s t co m p o nen t 在 许多发达 国家 中 ，装配式 混凝土 建筑是建 筑工 业化最重要的方式 ， 它具有提高质量 、 缩短工期 、 节约 能源 、 减少消耗 、 清洁生产等许多优点。 目前， 随着我国 经济快速发 展 ，建 筑业和其他 行业 一样都在 进行 工业 化技术改造，预制装配式混凝土建筑又开始焕发出新 的生机。许多高质量要求的建筑已选用预制装配式结 构来建 造 ，建 筑体 系也 借鉴 国外经验采 用装配 整体式 或预制外墙挂板等方式 ， 都取得了非常好的效果 。 装 配式混 凝土建筑 是指以 工厂化生 产的混 凝土预 制构件 为主 。通 过现场 装配 的方 式设计建 造 的混凝土 结构类房屋建筑。构件的装配方法一般有现场后浇叠 合层混凝土、 钢筋锚固后浇混凝土连接等 ， 钢筋连接可 采用套筒灌浆连接 、 焊接 、 机械连接及预留孔洞搭接连 接 等做法 。 1 装 配 式 混凝 土 建 筑 的分 类 和 特 点 I I 装配 式混凝土 建筑分 类 装配式 混凝土建 筑依据 装配化程 度高低 可分为 全 装 配和部分 装配两大 类 。全 装配建筑 一般限 制为低层 或抗 震设防 要求较低 的多层建 筑 ；部 分装配 混凝土建 筑主 要构件 一般采用预 制构件 ，在现 场通过现 浇混凝 收 稿 日期 ： 2 0 1 0 0 8 2 6 作者简介 ： 蒋勤俭( 1 9 6 7 一) ， 男 ， 江苏宿迁人 ， 教授级高级工程 师， 总 工程 师 e m a i l ： j q j b y p c e c o n 1 土连接 ， 形成装配整体式结构的建筑。 依据预制构件承 载特 点 ，又可 分为以承 重 的结 构构件 为主的装 配式混 凝土剪力墙结构，和以自承重预制外墙构件为主的内 浇外挂式 混凝土建 筑 。 对于采用少量混凝土预制构件建造的混凝土结构 或建筑 ， 一般不作为装配式混凝土建筑考虑。 1 2装 配式混 凝土建筑 的特点 ( 1 ) 主要 构件在 工厂 或现 场预 制 ， 采 用机械 化 吊 装 ， 可与现 场 各专 业施 工 同步进 行 ， 具有 施 工速度 快 、 工程建设周期短、 利于冬期施工的特点。 ( 2 )构件预制采用定型模板平面施工作业， 代替 现浇结构立体交叉作业 ，具有生产效率高 、产品质量 好 、 安全环保、 有效降低成本等特点。 ( 3 )在预制构件生产环节可采用反打一次成型 工艺或 立模 工艺将保温 、 装饰 、 门窗附件 等特殊要 求 的 功能高度集成 ， 减少了物料损耗和施工工序。 ( 4 )由于对从业人员的技术管理能力和工程实践 经验要求较高 ，装配式建筑的设计施工应做好前期策 划 ， 具体包括工期进度计划、 构件标准化深化设计及资 源 优化配 置方案 等 。 2 国外装配式混凝土建筑的发展状况 2 1北 美地 区装 配式混凝 土建筑 的发展 状况 北 美地区 主要以 美国和加 拿大为 主 ，由于预 制 预 2 0 1 0年 1 2月 蒋勤俭 ： 国内外装配式混凝土建筑发展综述 1 0 7 5 应力混凝土协会 ( P C I ) 长期研究与推广预制建筑 ， 预制 混凝 土 的相关标 准规 范也 很完 善 ，所 以其 装 配式 混凝 土建筑应用非常普遍 。北美的预制建筑主要包括建筑 预 制外墙 和结构 预 制构件 两大 系列 ，预 制构件 的共 同 特点 是大 型化和 预应 力相 结合 ，可 优化结 构 配筋 和连 接构造 ， 减少制作和安装工作量 ， 缩短施工工期 ， 充分 体现工业化 、 标准化和技术经济性特征。 在2 0 世纪 ，北美 的预制建筑主要用于低层非抗 震设防地区。由于加州地区的地震影响 ， 近年来非常 重 视 抗 震 和 中 高 层 预 制 结 构 的 工 程 应 用技 术 研 究 。 P C I 最近 出版 了 预制混凝土结构抗 震设计 一 书 ， 从 理 论和 实践 角度 系统 地 分 析 了 预 制 建 筑 的抗 震 设 计 问题 总 结 了许 多 预 制 结 构抗 震 设 计 的 最 新 科 研 成 果 对 指 导 预 制 结 构 设 计 和 工 程 应 用 推 广 具 有 很 强 的指 导 意 义 。 2 2 欧洲装 配式混 凝 土建筑 的发展 状 况 欧 洲 是预 制建 筑 的发 源 地 。 早 在 1 7 世纪 就 开 始 了 建筑工业化之路 。第二次世界大战后 ， 由于劳动力资 源 短 缺 ， 欧 洲更 进 一 步研 究探 索 建 筑 工业 化 模 式 。无 论是 经济 发 达 的北 欧 、 两欧 。 还 是经 济 欠发 达 的东 欧 ， 一 直都 在 积 极 推 行 预 制 装 配 混 凝 土 建 筑 的设 计 施 工 方 式 ， 积 累 了 许 多 预 制建 筑 的设 计 施 工经 验 ， 形 成 了 各 种专 用 预 制建 筑 体 系 和 标 准 化 的 通 用 预 制 产 品 系 列 ，并编制 了一系列预制混凝土工程标准和应用手 册 ， 对推动预制混凝 土在全世界 的应用起到了非常重 要 的作 用 。 2 3 日本 和韩 国装 配式 混凝 土建筑 的发 展 状况 日本和韩 国借鉴了欧美的成功经验 ，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。具有代表性成就的是 日本2 0 0 8 年采用预制装配框 架结构建成的两栋5 8 层的东京塔。 同时 ， 日本的预制混 凝土建筑体系设计 、 制作和施工的标准规范也很完善 ， 目前使用的预制规范有 预制混凝土工程 ( J A S S 1 0 ) 混凝土幕墙 ( J A S S 1 4 ) 。 3 我 国装配式混凝土建筑 的发展状况 3 1大 陆地 区装配式 混凝 土建 筑 的发展 状况 我 国从2 0 世纪 五六 十年 代开始 研 究装 配式 混凝 土 建筑的设计施工技术 ，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 建筑体系、 装配式多层框架建筑体系 、 装配式大板建筑 体 系等 。到2 0 世纪 8 0 年 代装 配式混 凝 土建 筑 的应 用达 到全盛时期 ， 全 国许多地方都形成了设计、 制作和施工 安装 一体化 的装 配式 混凝 土工业 化建 筑模 式 ，装配 式 混凝 土建 筑和采 用预 制空心 楼板 的砌体 建 筑成 为两 种 最 主要 的建 筑体 系 ， 应用普及 率达 7 0 以 上 。 由于装 配式建 筑 的功能 和物 理性 能存在 许 多局 限 和 不足 ，我 国 的装配 式混凝 土建 筑设 计和施 工技 术研 发 水 平还 跟 不 上社 会 需求 及 建 筑技 术发 展 的变化 到 2 0 世纪9 0 年代中期，装配式混凝土建筑已逐渐被全现 浇混凝土建筑体系取代，目前除装配式单层工业厂房 建筑体系应用较广泛外，其他预制装配式建筑体 系的 工程应 用极 少 。预 制 结构抗 震 的整体性 和设 计施 工管 理 的专业化研究不够 ， 造成其技术经济性较差 ， 是导致 预制结构长期处于停滞状态的根本原因。 3 2香港 地 区装配 式混 凝土 建筑 的发展状 况 由于施工场地限制 、环境保护要求严格 ，我国香 港地 区的装配式建筑应用非常普 遍。由香 港屋 宇署 负 责 制订 的预 制 建 筑 设 计和 施 工规 范 很 完 善 ，高层 住 宅多采用叠合楼板 、预制楼梯 和预 制外墙等方式 建 造 厂房类建筑一般采用装配式框架结 构或钢结 构建造。 3 3 台湾 地 区装配 式混 凝土 建筑 的发展 状况 我国台湾地区的装配式混凝土建筑应用也较为普 遍 ， 建 筑体 系和 日本 、 韩 国接近 ， 装 配式 结 构 的节 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较广泛 ， 预制建筑 专业化施工管理水平较高 ， 装配式建筑质量好 、 工期短 的优势得到了充分体现 。 4 装配式混凝土建筑结构体 系研究 装 配 式 混 凝 土建 筑结 构 体 系可 归 纳 为通 用结 构 体 系和专用结构体系两大类 ，其 中专用结构体 系一 般在通用结构体系的基础上结合具体建 筑功 能和性 能要求发展完善而来。 目前的装 配式建 筑已向现浇 和预 制相结合的装配整体式混凝 土建 筑结构体 系方 向发 展 。 4 1通 用结构 体 系 装 配式 混凝土 结构 和现 浇结构 一样 可概 括 为框架 结构体系、 剪力墙结构体系及框架一 剪力墙结构体系三 大类 ， 各种结构体系的选择可根据具体工程的高度 、 平 面 、 体型、 抗震等级 、 设防烈度及功能特点来确定 ， 其装 配 特点及 适 用范 围如 表1 所示 。 我 国现行 规范 对混 凝土框 架结 构 的抗震 等级 及高 度限制要求较严格 ，主要是基于我国 目前的装配技术 研究成果缺乏 以及材料 、 设计 、 施工水平与西方发达 国家相比差距较大而设定的限制 ； 另外 ， 我国的混凝土 1 0 7 6 建筑技术 第 4 1 卷 第 1 2期 表l装配式混凝 土结构体 系的装 配特点及 适用 范围 装配式混凝土结构体系 项 目 框架结构 剪 力墙结构 框架一 剪力墙结构 世构体 系( 法国) L 板体 系( 英国) 日本HP C 体系 结构 抗震框 架体系 大板体系( 中国) 美国停车楼体 系 ( 日本 、 韩国) 半预制体 系( 德 国) 香港预制体系 体系 预制墙板体 系( 日本) 外 墙 挂 板 体 系 传 统 框 架 体 系 北京万科预制外墙体 系 ( 中国) ( 附属 ) 澳大利亚体 系 预制 叠 合 梁 、叠 合 叠合板 ， 预制外墙 替合 板 、 叠合梁 ， 板 ，预 制柱 、 楼 预 制柱 、外墙挂 内容 板 、楼梯 、 阳 台 等 梯、 阳 台等 板 、 楼梯、 阳台等 通过 届 浇混凝 通过 现浇 混凝 土 内 通 过现 浇剪 力墙 土连接 梁 、 板 、 墙和 叠合 楼板将 预 和 叠合 楼板 连接 装配 柱 以 形 成 整 制外墙板 、楼梯 、 阳 预制构件 ， 柱或楼 特点 体 柱下 口通 台等连接为整体 ， 外 板也可 采用现浇 过套 筒灌 浆连 墙 板 F口可 采用 套 外墙 可采 用柔 性 筒灌浆 或焊 接等 方 连接的外墙板 接 法连接 适用 一级抗震 一级抗震 一级抗 震 设防烈度 ： 8 6 设防烈度 ： 8 度 设防烈度 ： 8 6 范围 结构高度： 4 5 i n 结构高度 ： 1 0 0m 结构高度 ： 1 0 0m 结构设计思想主要侧重于提高抗震设防能力 ，在采用 隔震、 减震技术方面较欠缺， 故未来高层装配式混凝土 结构须采用与隔震或减震技术相结合的方法代替 目前 的抗 震方 法。 目前我国装配式剪力墙结构体系主要适用于抗震 设防等级 及抗 震 烈度要 求较 低 地区 的 多层居 住建 筑 ， 要严格控制全装配剪力墙结构体系的应用 ，主要原因 是 由于预制墙板 水平连 接构造较 难处理 。很难达 到 与 现浇混凝土结构完全等同的效果。 在现阶段 ， 我国剪力 墙体系结构设计仍应贯彻以现浇为主导 ，预制为辅助 的指 导思想 ， 外墙板 、 叠合板 、 楼梯 、 阳 台等 构件可 设计 为预制 ， 内墙及山墙等主要传力构件宜采用现浇 ， 这样 可将其设计为装配整体式混凝土剪力墙结构 ( 图1 ) ， 其 性 能可等 同于现 浇结 构 。 装配式混凝土框架一 剪力墙结构体系应明确剪力 墙以现浇为 主 ， 框架部 分的梁 、 板 、 柱可采用预 制( 图2 ) ， 采用叠 合楼板或现 浇楼板 加强预 制构件 与现 浇结构 的 连接 ， 实现 基于可等 同现 浇结构 的设计原则 。 4 2 专用结构体 系 装配式 混凝土 结构可结 合各地 区不 同的抗 震设 防 烈度、 建筑节能要求、 自然条件和结构特点 ， 来研究开 发专用结构体系，这样不但可提高预制装配结构模数 定型 的标 准化要 求 ， 还可提 高建 筑的预 制率 ， 从而提 高 图1 装配整体式剪力墙结构连接构造 图2 装配整体式框架节点连接构造 施工效率，对缩短工期和降低成本具有非常重要的意 义 。 国外许多工业化程度高的发达国家都曾开发出各 种装配式建筑专用体系( 表1 ) ， 例如英国的L 板体系、 法 国的预 应力装配框 架体 系 、德 国的预制空 心模板 墙体 系、 美国的预制装配停车楼体系、 日本的多层装配式集 合 住宅体 系等 。我国 的装 配式混凝 土单层 工业厂房 及 住宅用大板建筑等也都属于专用结构体系范畴。实践 证 明 ，装配 式混凝 土建筑 专用体 系具有非常 好 的适 用 性和技术经济性 。 5我国装配式 混凝土建筑 的技术路线和发 展 思 路 5 1技术路 线 5 1 1 管理的 简约化和标 准化 预制建筑体系的发展应适应我国各地建筑功能和 性能要求， 遵循标准化设计 、 模数协调 、 构件工厂化加 工制作 、 专业化 施工安 装 的指 导原则 ， 确 立预 制混凝 土 工程的专业施工资质管理地位 ，纠正我国目前预制工 程设计 、 制作、 施工环节的交叉重叠管理和重复取费等 做法。 5 1 2提 高质量和控 制成本 通过稳定原材料质量和供应、采用高性能外加剂 2 0 1 0年 1 2月 蒋 勤俭 ： 围内 外装 配 式 混凝 土 建 筑发 展 综述 和掺合料 、 优化混凝土配合比及降低水泥用量等综合 措施 ， 提 高混 凝 土预 制件 的质量 。采 用 高效 预 应 力钢 材和高强度钢筋取代目前的低强度钢筋 ， 提高钢材利 用效 率 ， 减 少浪费 、 降低 成本 。 5 1 3提 高 生产 效 率 丰 富产 品 内容 应制订认证管理办法 ， 采用机 械化水平较高 、 具 有一 定 规 模 的专 业预 制 工厂 取 代 目前 无质 量 保 证 且 分散 的小厂 ，鼓励预 制工厂采 用先进 的生产工艺和 流水线 ， 提高生产效率和产品质量 ， 完善运输安装过 程服务 ： 实现节能减排和清洁生产 ； 鼓励发展大跨度 预应力混凝土梁板 类构件 、高质量多功能要求的外 墙挂 板 、 叠 合 粱 板 类 构 件 、 清 水 混 凝 土 构 件 、 装 饰 混 凝 土 构件 等 产 品 。 5 2发展 思路 5 2 1 专业 一体 化管理 应认识 到我 国的建筑工业化是一个漫长的发展 过程 ， 必 须贯 彻从 易 到难 、 从 低 到 高 、 从 点 到 面 的实 施 原则 重点研究构件 、 构造 、 连接 节点 、 结构整体性等 关 键技 术 ， 以及 设 计 施 工 专 业 一体 化 等要 求 ， 确 立 从 试验研究到试点工程设计 、 制作 、 施 工安装专业一体 化 的管理 思想 。 5 2 2技 术 和标 准服务 的跟 进 当务之急是要通过 国家行业主管部门组织 国内 骨干企 业 开展 基 础研 究和 标 准规 范 编 制 工作 ， 落 实 预 制建筑通用结构体 系的基本设计施工要求和控制要 点 。建 立和培 育一批 专业 公 司开展 预制 混凝 土工程 的 设计施工管理 ， 积极开发预制建筑施工 的配套材料和 施工机具 ， 以促进各种专用预制结构体系发展。 5 2 3产 品 的 多样 化 和 标 准 化 考 虑到装 配式混凝土 建筑可高度 集成 的特 点 ， 预制构件应充分体现建筑设计 的功能 、性能等各项 要 求 ，预 制建 筑可 将 外墙 的保 温 、装 饰 等 要 求 集 成 为保温装饰一体化 的墙板 ，保持预 制建筑的多样化 和 标 准 化 协 调统 一 。 高标准 、 严要求 、 专业化等是装配式建筑实施 的 关键 ， 要对预制构件的制作和施工提 出较严格 的技术 要 求和 质量标 准 。未 来 的装配 式混凝 土建 筑 也必须 避 免走 过去技 术 经济性 较差 、 式样 单 一的老 路 。 参 考 文 献 1 A C I 3 1 8 R 一 0 5 ， AC I 3 1 8 - 0 5 ， B u i l d i n g C o d e R e q u i r e me n t s f o r S t r u c - t u r a l C o n c r e t e a n d C o m me n t a r y S 2 P C I D e s i g n Ha n d b o o k M 6 t h E d i t i o n P r e c a s t P r e s t r e s s e d C o n c r e t e I n s t i t u t e 3 S e i s m i c D e s i gn o f P r e c a s t P r e s t r e s s e d C o n c r e t e S t r u c t u r e s M P r e c a s t P r e s t r e s s e d Co nc r e t e I n s t i t u t e， 2 0 0 7 1 4 J A r c h i t e c t u r a 1? r e c a s t C o n c r e t e 【 M J 3 r d E d i t i o n P r e c a s t P r e s t r e s s e d Co n c r e t e I n s t i t u t e 5 J A S S 5 ， 钢筋混凝土工程标准 S 6 J A S S 1 0 ， 预制混凝土工程标准 S 7 J A S S 1 4 ， 幕墙工程标准 S 8 C o d e of P r a c t i c e for P r e c a s t C o n c r e t e C o n s t r u c t i o n S 9 土木4 0 1 1 9 9 6 ， 混凝土工程设计规范与解说 I s 1 0 0 3 G 3 2 9 一 l ， 建筑物抗震构造详图 S 1 1 0 8 S J 1 1 O 一 2 ， 0 8 S G 3 3 3 ， 预制混凝土外墙挂板 s 1 2 J G J 厂 r i - 1 9 9 1 ， 装配 式大板居住建筑设计与施工规程 S 1 3 D B 3 4 T 8 1 0 2 0 0 8 ， 叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程 S 1 4 , J G T 0 0 6 2 0 0 5 ， 预 制预 应力装配整体式框 架( 世构体 系 ) 技术 规程 S 1 5 S J G 1 8 2 0 0 9， 预 制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范 S 1 6 A S 3 6 0 0 2 0 0 1 ， C o n c r e t e S t ruc t u r e s S 1 7 G B5 0 0 1 0 2 0 0 2 ， 混凝土结构设计规范 S 1 8 G B5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范 S 。