五、目前中國裝配式建筑發(fā)展技術(shù)路徑

（一）裝配式混凝土建筑的技術(shù)瓶頸

盡管在路易·康（1901—1974年）看來，“……鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是澆筑性的，而非裝配性的……”

而且現(xiàn)代混凝土澆筑工藝和技術(shù)要求也很明確的提出：混凝土澆筑最好連續(xù)作業(yè)一次澆筑完畢（兩次澆筑的混凝土中間存在施工縫，抗剪、抗彎性能差）。這樣使混凝土整體性良好，能保證混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如必須間歇，其間歇時(shí)間應(yīng)盡量縮短，并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)之前，將次層混凝土澆筑完畢。間歇的最長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)按所用水泥品種、氣溫及混凝土凝結(jié)條件確定，一般超過2h應(yīng)按施工縫處理。

混凝土運(yùn)輸、澆筑、及間歇時(shí)間不應(yīng)超過混凝土的初凝時(shí)間。同一施工段的混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，并應(yīng)在底層混凝土初凝之前將上層混凝土澆筑完畢。

發(fā)展裝配式混凝土建筑就必然會(huì)遇到無法連續(xù)澆筑混凝土的困難。

（二）裝配式混凝土技術(shù)路徑

經(jīng)過30多年的工程設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐，“現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻或純剪力墻結(jié)構(gòu)” 已經(jīng)做到了極致，成本已經(jīng)降到了無法再低的程度。

所以現(xiàn)階段不論是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，還是裝配式鋼結(jié)構(gòu)都是以“現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻或純剪力墻結(jié)構(gòu)”為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，模仿對(duì)象。

1、裝配式混凝土建筑體系

《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)規(guī)范》GB51231—2016規(guī)定的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系見表5.1.2：

表5.1.2裝配整體式結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度（m）

（1）裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)

經(jīng)過30多年的宣傳、引導(dǎo)，無梁、柱外露的框架剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)深受國人的認(rèn)可。近年來裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅（圖11）在國內(nèi)發(fā)展迅速，得到大量應(yīng)用。主要做法有以下三種：

圖11a裝配整體式混凝土剪力墻

圖11b裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)樣板樓

 ■部分或全部預(yù)制剪力墻承重體系

通過豎縫節(jié)點(diǎn)區(qū)后澆混凝土和水平縫區(qū)后澆混凝土帶或圈梁實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體連接；豎向受力鋼筋采用套筒灌漿、漿錨搭接等連接技術(shù)進(jìn)行連接（圖12）。

圖12a 吊裝預(yù)制套筒灌漿剪力墻

圖12b 力求對(duì)準(zhǔn)預(yù)制套筒灌漿剪力墻

圖12c 向預(yù)制套筒剪力墻灌漿

即便是機(jī)械行業(yè)，制造精度可以達(dá)到微米級(jí)，在環(huán)境受到控制的車間里作業(yè)，也要講究工藝的可操作性。像圖12這種套筒灌漿剪力墻安裝方式在機(jī)械行業(yè)是不可思議的一種作業(yè)方式。

更何況這種作業(yè)是在幾十米，甚至數(shù)百米的高空，稍有風(fēng)吹草動(dòng)，塔吊就無法正常作業(yè)。而且灌漿套筒的數(shù)量也不可能達(dá)到現(xiàn)澆鋼筋混凝土的鋼筋數(shù)量，如何等效現(xiàn)澆就成了很大問題？

■疊合式剪力墻體系

即將剪力墻從厚度方向劃分為三層，內(nèi)外層預(yù)制，通過桁架鋼筋連接，中間現(xiàn)澆混凝土；墻板豎向分布鋼筋和水平鋼筋通過附加鋼筋實(shí)現(xiàn)間接搭接。

■預(yù)制剪力墻外墻模板體系

即預(yù)制出帶有桁架鋼筋的混凝土外墻模板，在現(xiàn)場(chǎng)安裝內(nèi)墻模板，然后現(xiàn)澆成剪力墻。

（2）裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)

柱豎向受力鋼筋采用套筒灌漿技術(shù)進(jìn)行連接，主要做法分為二種：

■節(jié)點(diǎn)區(qū)域預(yù)制

即梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域和周邊部分構(gòu)件一并預(yù)制。這種做法將框架結(jié)構(gòu)施工中最為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)部分再工廠進(jìn)行預(yù)制，避免了節(jié)點(diǎn)區(qū)各個(gè)方向鋼筋交叉避讓的問題，但要求預(yù)制精度較高，并且預(yù)制構(gòu)件比較大，運(yùn)輸困難。

日本由于地震設(shè)防烈度高，剪力墻難以計(jì)算分析，所以裝配式建筑一般以PC框架為主，PC框架結(jié)構(gòu)施工安裝難度很大、技術(shù)質(zhì)量要求很高，因此對(duì)對(duì)構(gòu)件的精度要求非常高，需要很高的工人素質(zhì)和專業(yè)化程度才能做好。

圖13為日本裝配式整體式框架結(jié)構(gòu)施工圖。

圖13a 吊裝梁柱節(jié)點(diǎn)一體化預(yù)制構(gòu)件

圖13b組裝預(yù)制梁與柱構(gòu)件（水平全灌漿套筒）

圖13c安裝預(yù)制柱

圖13d 柱底調(diào)平找正

■梁、柱各自預(yù)制為線性構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)區(qū)域現(xiàn)澆

   圖14為法國世構(gòu)體系——預(yù)制預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)施工圖。這有的類似于中國的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，也是以三層高為一個(gè)安裝界面。

圖14a吊裝預(yù)制三層高的"串燒柱"

圖14b 先安裝柱、后安裝梁

圖14c梁柱組裝后，安裝疊合樓板

圖14d 梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造大樣（準(zhǔn)備現(xiàn)澆）

這種做法預(yù)制構(gòu)件非常規(guī)整，但節(jié)點(diǎn)區(qū)域鋼筋相互交叉現(xiàn)象比較嚴(yán)重，施工難度大，質(zhì)量控制困難。

（3）裝配整體式混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

鑒于對(duì)裝配式框架-剪力墻結(jié)構(gòu)所做的試驗(yàn)研究工作還很少，《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014僅限于使用框架預(yù)制，剪力墻現(xiàn)澆的做法。

注意：以上三種主要的結(jié)構(gòu)體系都是基于基本等同現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)概念，其設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)基本相同。這可能就是這三種裝配式混凝土結(jié)構(gòu)最致命缺陷，因?yàn)槟芊瘛暗韧贝_實(shí)是一個(gè)必須有待研究和解決的現(xiàn)實(shí)問題。

2、裝配式混凝土建筑體系外墻圍護(hù)體系

《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)規(guī)范》GB51231—2016規(guī)定如下：

8.1.10外墻圍護(hù)系統(tǒng)尹根據(jù)不同的建筑類型及結(jié)構(gòu)形式選擇適宜的系統(tǒng)類型，外墻圍護(hù)系統(tǒng)中外墻板部品可采用內(nèi)嵌式、外掛式、嵌掛結(jié)合三種形式，并宜分層懸掛或承托。外墻圍護(hù)系統(tǒng)可選用下列類型：

  1、預(yù)制墻板類：

        1）整間板體系，包括：預(yù)制混凝土外掛墻板、拼裝大板等；

        2）條板體系，包括：預(yù)制混凝土外墻板、蒸汽加壓混凝土板，復(fù)合夾芯條板等。

     2、現(xiàn)場(chǎng)組裝骨架類：

        1）鋼龍骨組合外墻體系；

         2）木龍骨組合外墻體系。

       3、建筑幕墻類。

現(xiàn)有已經(jīng)建成的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅的外墻只有以下二種：

■預(yù)制混凝土外掛墻板；

■蒸汽加壓混凝土條板。

目前其他類型的外墻圍護(hù)體系在中國住宅建筑，尤其是混凝土住宅建筑市場(chǎng)很少見到。

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