国内外装配式混凝土建筑发展综述1

ＪＩＡＮＧ Ｑｉｎ－ｊｉａｎ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｙｕｇｏｕ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．．１０００７０，Ｂｅｉｊｉｎｇ。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｎｃｉｓｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｂｏｔｈ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ
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７０％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 ２０世纪９０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翁的发展状况
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。
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第ｖ４。１１．卷第４１ Ｎ０１２．１２期２Ｄ０１眈０乏尉
国内外装配式混凝土建筑发展综述
蒋勤俭
（北京榆构有限公司，１０００７０，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，提出我国发展装配式混凝土建筑的技术路线和思路。
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
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
万方数据
２０１０年１２月
蒋勤俭：国内外装配式混凝土建筑发展综述
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应力混凝土协会（ＰＣＩ）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，缩短旖工工期，充分 体现工业化、标准化和技术经济性特征。
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：ＴＵ７４１
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００—４７２６（２０１０）１２—１０７４—０４
ＳＵＭＭＡＲｙ ０Ｎ ＤＥＶＥＬｏＰＭＥＮＴ ＯＦ ＡＳＳＥＭＢＬＥＤ ＣＯＮＣＲＥＴＥ ＢＵＩＬＤＩＮＧ ＢｏＴＨ ＨＯＭＥ ＡＮＤ ＡＢＲＯＡＤ
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。
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
万方数据
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建筑技术
第４１卷第１２期
表１ 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
ｔｕｒｅ；ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
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。
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。
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２００８年采用预制装配框 架结构建成的两栋５８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｝（ＪＡＳＳｌ０）和 《混凝土幕墙）（ＪＡＳＳｌ４）。
日本ＨＰＣ体系 美国停车楼体系 香港预制体系 外墙挂板体系 （附属）
叠合板、叠合梁， 预制柱、外墙挂 板、楼梯、阳台等
装配 特点
通过后浇混凝 土连接梁、板、 柱以形成整 体，柱下口通 过套筒灌浆连 接
通过现浇混凝土内 墙和叠合楼板将预 Ｎ５＇ｔ－墙板、楼梯、阳 台等连接为整体。外 墙板下口可采用套 筒灌浆或焊接等方 法连接
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２０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２０世纪８０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
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
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） 抗震丰【ｉ架体系 结构 （日本、韩国） 体系 传统框架体系 （中国）
Ｌ板体系（英国） 大板体系（中国） 半预制体系（德国） 预制墙板体系（日本） 北京万科预制外墙体系 澳大利亚体系
预制 内容
叠合粱、叠合 板，预制柱、楼 梯、阳台等
叠合板，预制外墙 板、楼梯、阳台等
在２０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。 ＰＣＩ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
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：２０１０－０８—２６ 作者简介：蒋勤俭（１９６７一）。男，江苏宿迁人。教授级高级工程师，总』＝程
师．ｅ—ｍａｉｈｊｑｊ＠ｂｙｐｃｅ．ｃｏｒｎ．
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。
通过现浇剪力墙 和叠合楼板连接 预制构件．柱或楼 板也可采用现浇， 外墙可采用柔性 连接的外墙板
ห้องสมุดไป่ตู้
适用 范围
一级抗震 设防烈度：８度 结构高度：４５ｍ
一级抗震 设防烈度：８度 结构高度：１００ｍ
一级抗震 设防烈度：８度 结构高度：１００ｍ
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。
图ｌ 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
ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｌｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｏｕｇｈｔｓ ａｂｏｕｔ
ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｇｅｎｅｒａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｐｅｃｉａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃ—
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
Ｌ１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
欧７卅ｆ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。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、西欧，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