装配整体式混凝土结构的发展_王东辉

收稿日期：2011-07-09
比现浇结构更能减少温室气体的排放。 （4）社会效益。现浇混凝土结构的建造特别是在施工时需
要大量劳动力，一旦工程完工后，这些人员的安置就成了一个 令人头疼的问题，由此带来的社会问题不少。如果能够广泛地采 用装配整体式混凝土结构，则此类问题的解决难度将降低。
1 发展概况
1.1 国外发展概况
2008 年 7 月 1 日开发的金域蓝湾工业化住宅楼—— —沈阳万Байду номын сангаас
科工业化住宅示范楼，结构形式为剪力墙结构-预制外墙与现浇 内墙结合式，首创了预制外墙和剪力墙结构体系融合的新模式。
南京大地集团公司从法国引进一种预制预应力钢筋混凝 土装配整体式框架结构体系-世构体系。它的节点由键槽、U 形 钢筋和现浇混凝土三部分组成，其中的 U 形钢筋主要起到连接 节点两端梁端的预应力钢筋在键槽即梁端塑性铰区实现搭接 连接，如图 4 所示。
1.2 国内发展概况
我国从 20 世纪 50 年代末开始研究混凝土叠合结构的受 力性能，到 70 年代在 TJ 10—74《钢筋混凝土结构设计规范》中
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列入了有关叠合构件的设计条款，特别是 70 年代后期有混凝土 结构设计规范标准管理单位中国建筑科学研究院组织成立的 “叠合结构科研专题组”，其成果充分体现了在 GBJ 10—89《混 凝土结构设计规范》之中。
2. China Northeast Architectural Design and Research Institute Co.，Ltd.，Shenyang 110006，China）
Ab s tra ct: Elaborates the practical significance of the application of assembled precast concrete structure in housing industrialization.It introduces the development and present situation of assembled precast concrete structure at home and abroad，also enumerates its application cases around the world.It indicates existing problems and provides improvement recommendations，which helps engineers understand assembled precast concrete structure deeply and design reasonably. Ke y w o rd s : housing industrialization；prefabricated concrete structure（PC）
0 引言
所谓装配整体式混凝土结构（PC）是预制混凝土构件通过 连接部位的后浇混凝土、浆锚或叠合方式，组装成具有可靠传 力和承载要求的结构[1]。
1999 年 8 月，国务院办公厅批准转发了由建设部等八个部委 局提出的《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》， 明确提出了今后中国住宅产业现代化的指导思想、主要目标和 需要建立的几个体系。所谓住宅产业化是指用工业化生产的方 式来建造住宅，是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升 级换代的必然要求，以提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅 的整体质量，降低成本，降低物耗、能耗。
摘 要： 阐述了装配整体式混凝土结构在住宅产业化应用的现实意义，介绍了在国外、国内发展的历史及现状，列举了其在国外、国内应用
实例，指出了存在的问题及其改进的建议，使结构设计人员对装配整体式混凝土结构有更深层次的了解，以助于合理的应用于工程设计。
关键词： 住宅产业化；装配式混凝土结构
中图分类号： TU528.01
法国住宅产业的构造体系。早在 20 世纪 50~70 年代，法国
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就已使用以全装配式大板和工具式模板为主的建筑施工技术， 到了 70 年代又向以通用构配件和设备的生产和使用的“第二代 建筑工业化”过渡。1978 年住房部提出以推广“构造体系”。进入 90 年代，法国建筑的工业化已朝着住宅产业现代化的方向发展。 法国 PPB 国际公司创建了一种装配整体式混凝土结构体系，称 为结构体系（SCOPE），连续四年来采用建筑部件建筑了由 55幢 楼组成的住宅群。
在日本，预制混凝土结构的应用也很多，更重要的是在几 次大地震中这些混凝土结构体现出很好的抗震性能[3]。
主要预制构件包括：外墙板，楼面板，预制卫生间，预制柱。 （1）外墙板大多设计成夹心墙板，保温层的取舍和厚度依 不同地区的气候条件而定。夹心墙板中有内外两层混凝土，外 层混凝土厚度为 50~80 mm；内层混凝土厚度为 80~200 mm，在 内外混凝土层中间设计有不同种类的保温材科。内墙板一般为 混凝土承重墙板，墙板的厚度为 160~200 mm。 （2）楼面板有 3 种做法，预应力空心板仍是主要的结构构 件，其他两种是：预应力平板组合楼板和预应力小梁加空心砌 块组合楼板。预应力平板组合楼板是由工厂生产的预应力平板 并有钢筋骨架裸露向上，安装就位后在平板上面铺放空心砖或 混凝土空心砌块，和现浇混凝土面层形成整体式组合楼板。预应 力小梁加空心砌块组合楼板结构形式中的预应力小梁长度一 般为 3~7 m，小梁的间距为 500~700 mm，混凝土小梁有外露钢 筋向上，在两个混凝土小梁之间铺放钢筋网片以及铺设水电管 线之后浇灌混凝土。 （3）住宅建筑中的卫生间是由工厂预制的盒子结构。可以 用四块预制平板组合成盒子再浇灌混凝土后构成盒子，卫生间 内部的水电线路和建筑细部构造均由工厂一次完成。卫生间盒 子是作为一个构件安装到建筑物上的。 （4）预制柱之间采用注锚式连接，具体做法如下：柱子的钢 筋绑扎以及混凝土浇筑在工厂中完成，在柱子的下部钢筋安装 套筒，套筒侧面预留两个孔洞，同时在柱子外表面的对应套筒 孔洞的位置预留孔，使其与套筒预留洞连通，作为后期注浆口； 柱子上部钢筋预留一段长度，目的是使其与柱子下部的内置套 筒内的钢筋连接，连接通过注入套筒内的高强砂浆的黏结实现。 在预制柱定位时，确保上下柱之间留有 20~30 mm 缝隙，通过上 部预制柱外表面的预制口注射浆体（注浆体采用高强聚合物砂 浆），浆体进入套筒，并从套筒流出，散落在柱子的结合面，实现 柱子上下钢筋和柱子之间的交接面的的连接，从而实现预制柱 的整体连接。 此类预制柱之间的安全、便捷的连接方式充分体现出了整 体装配式预制框架结构的优势。
近年来，合肥工业大学对装配式预应力混凝土框架结构做 了许多卓有成效的工作包括节点受力分析、整体性分析、极限 承载力分析以及低周反复荷载作用下的抗震性能试验等。东南 大学与大地普瑞预制房屋有限责任公司合作针对结构体系在 国内的应用也开展了一些研究工作。
2 装配整体式的应用实例
2.1 国外应用实例
在日本，由住友商事株式会社一级建筑事务所设计、前田 建设施工的地下 2 层、地上 58 层，高达 193.5 m 的开发项目，采 用装配整体式预制混凝土结构，梁、柱、板和内外墙都是工厂预 制再到现场安装，现浇梁柱节点及叠合板。从 2005 年 1 月开始 施工，到 2007 年 2 月已经完成主体施工。
文献标志码： A
文章编号： 1002-3550（2012）01-0113-03
De ve lo p m e n t o f a s s e m b le d p re ca s t co n cre te s tru ctu re
WANG Dong-hui 1，LIU Xu-dong 1，CHEN Yong 2 （1. China Construction Engineering Design Group Corporation Limited，Liaoning Branch Company，Shenyang 110015，China;
前苏联非常重视预制装配式混凝土结构的发展。早在 20 世 纪 70 年代就已有预制构件厂家 4 500 多家。东欧国家也已利用 预制装配式技术建造了大最的工业厂房和民用建筑。其中，前 南斯拉夫的“IMC”体系经受了 1969 和 1981 年前南斯拉夫班 亚·卢卡地区强烈地震的考验，表现了良好的抗震性能，如今已 在匈牙利、古巴、埃及和安哥拉等国家得到广泛的应用。
U 形钢筋在世构体系中起着重要的连接作用，其施工工艺 的好坏直接影响世构体系的节点性能。目前 U 形钢筋的施工工 艺还过于复杂也成了世构体系进一步推广的障碍之一。
1956 年，国务院在关于加强和发展建筑工业化的决定中指 出：为了从根本上改善我国的建筑工业，必须积极地有步骤地 实现机械化、工业化施工，必须完成对建筑工业的技术改造，逐 步地完成向建筑工业化的过渡。1977 年北京采用装配式混凝土 建造的房屋占混凝土结构房屋总数的 30%，上海占 50%。70 年代， 预制混凝土空心楼板得到了普遍应用。70 年代末，我国引进了 南斯拉夫预制预应力混凝土板柱结构体系。
2012 年 第 1 期（ 总 第 267 期 ） Number 1 in 2012（Total No.267）
doi：10.3969/j.issn.1002-3550.2012.01.036
混
凝
土
Concrete
混凝土制品 CONCRETE PRODUCTS
装配整体式混凝土结构的发展
王东辉 1，柳旭东 1，陈 勇 2 （1. 中国中建设计集团有限公司 辽宁分公司，辽宁 沈阳 110015；2. 中国建筑东北设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006）
在 20 世纪 60 年代初期，装配式建筑已成为前苏联、东欧 一些国家及法国，而后逐步推广到美国、加拿大及日本等国。
目前，发达国家装配整体式混凝土结构在土木工程中的应 用密度为：美国 35%，俄罗斯 50%，欧洲 35%~40%；美国和加拿 大等国家的预制预应力混凝土结构在预应力混凝土用量中占 80%以上。1976 年，联合国经济社会事务部在对欧洲各国建筑工 业化状况进行调查研究后指出，建筑工业化是 20 世纪不可逆转 的潮流。1989 年国际建筑研究与文献委员会（CIB）第十一届大 会将建筑产业化视为建筑技术发展趋势之一[2]。