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预制混凝土构件分会 2013年5月 上海 第三届 中国预制混凝土技术论坛会刊

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预制混凝土构件分会2013年5月 上海

第三届

中国预制混凝土技术论坛会刊

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关于我们

■ 北京市企业技术中心

■ 全国工人先锋号单位

■ 承担国家十二五科技支撑计划课题

■ 预制混凝土标准编制

■ 中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会秘书处

地址:北京市丰台区丰台镇富丰路2号

星火科技大厦9层

邮编:100070

电话:86-010-63772088  

63771125(技术支持)

传真:86-010-63771125

邮箱:[email protected]

网址:www.bjpci.net

专业 诚信 合作 共赢

专项设计

规划方案

技术咨询

科研开发

建材工业园区总体概念规划

鄂尔多斯体育场

一汽技术中心停车楼建设项目

亚泰集团办公楼

中建技术中心

鸟巢

拉萨体育场

沙特全装配住宅项目

万科假日风景B3&B4住宅楼

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会 1

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会2

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会 3

第三届中国预制混凝土技术论坛

中国混凝土与水泥制品协会

预制混凝土构件分会

2013年5月 上海

会 刊

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会4

主 办 单 位

会刊制作单位

总 策 划

总 编 辑

责 任 编 辑

美 术 编 辑

中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会

北京《混凝土世界》杂志社

蒋勤俭

王晓锋

王劭婷 赵中勇 张庆欢

刘靖中

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预制混凝土构件分会 5

中国建筑科学研究院

中建二局第三建筑工程有限公司

上海城建物资有限公司

北京市建筑工程研究院有限责任公司

吉林亚泰集团股份有限公司

北京建工集团有限责任公司

北京住总集团有限责任公司

沛丰建筑工程(上海)有限公司

同济大学建筑工程系

杨凌CBE隧道模具有限公司

北京中铁房山桥梁有限公司

江苏吴江市明港道桥工程有限公司

深圳市华阳国际工程设计有限公司

南京大地建设集团新型建筑材料有限公司

中铁丰桥桥梁有限公司

上海同凝节能科技有限公司

上海市建筑构件制品有限公司

副理事长

理事单位

北京市顺义后鲁水泥构件厂

青岛市城阳区新世纪预制构件有限公司

福建南方路面机械有限公司

北京建筑工程学院

昆明顺弘水泥制管有限公司

上海隧道构件股份有限公司

山东兴玉机械科技有限公司

老城堡管理咨询(北京)有限公司

东南大学

江苏天太特种混凝土制品有限公司

扬州牧羊刚结构工程有限公司

宁波锦泰紧固件有限公司

北京榆构有限公司

中国混凝土与水泥制品协会

预制混凝土构件分会会员单位名单

理事长

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预制混凝土构件分会6

哈尔滨市庆大混凝土制品有限公司

山东天元建材有限公司

九州技研(北京)环境技术咨询有限公司

辽宁大金重工股份有限公司

驻马店市金泰特种混凝土构件公司

河北新大地机电制造有限公司

广州新展有机硅有限公司

江苏元大建筑科技有限公司

菏泽天泰新型建筑材料有限公司

深圳海龙建筑制品有限公司

河南玛纳建筑模板有限公司

上海瑞安房地产发展有限公司

黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司

上海庄辰机械有限公司

大厂回族自治县益恒水泥制品有限责任公司

重庆市沙坪坝区宏达建筑材料公司

宁波浙东建材集团有限公司

山东省胶南市水泥制品厂

北京远通水泥制品有限公司

中美合资北京福安建材有限公司

北京建工混凝土构件有限公司

重庆亲禾预制品有限公司

沈阳建筑大学

深圳市现代营造科技有限公司

会员单位

广东中山市快而居房屋预制件有限公司

西伟德宝业混凝土预制件(合肥)有限公司

清华大学建筑设计研究院

北京中铁德成建筑设计工程有限公司

吉林鸿洋水泥制品有限公司

欧瑞五金(杭州)有限公司

吉林佳泓新型节能建材有限公司

北京诚丰建材制品有限公司

中铁二十四局集团贵溪桥梁厂有限公司

内蒙古第二建设股份有限公司预制厂

南京明麓建筑工程有限公司

北京华筑建筑构件有限公司

中国京冶工程有限公司

长沙远大住宅工业有限公司

盛势达(广州)化工有限公司

四川省富侨(集团)公司

四川华西绿舍预制构件有限公司

福建泉州市高时新型建材有限公司

北京市环通水泥制品厂

江苏南通康民全预制构件有限公司

邹平县新章水泥制品有限公司

济南德佳机器控股有限公司

重庆建工新型建材有限公司

长春市盛泰混凝土构件有限公司

中国二十二冶集团有限公司装配式住宅产业分公司

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会 7

目 录

政策与规划

国务院办公厅关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知 …………………………… 1

绿色建筑行动方案 ……………………………………………………………………………………………… 1

关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见 ………………………………………………………………… 8

关于印发《北京市绿色建筑适用技术推广目录(2012)》的通知 ………………………………………… 12

关于在保障性住房建设中推进住宅产业化工作任务的通知(北京市) ………………………………… 13

关于确认保障性住房实施住宅产业化增量成本的通知(北京市) ……………………………………… 15

浙江省人民政府办公厅关于推进新型建筑工业化的意见 ………………………………………………… 16

专题报告

2012年中国预制混凝土行业发展综述 …………………………………………………………… 蒋勤俭 20

上海建工预制构件新进展 ………………………………………………………………………… 吴 杰 28

预制饰面外墙板生产技术与新产品研发 ………………………………………………………… 朱永明 36

装配式混凝土建筑结构技术标准综述 ………………………………………………… 赵 勇 王晓锋 39

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会8

先张法预应力在美国的应用及对中国预制业的建议 …………………………………………… 宗德林 52

约束混凝土柱装配整体式框架结构技术发展与研究 …………………………………………… 于庆荣 59

约束混凝土柱装配整体式框架结构工程应用介绍 ……………………………………………… 潘树宾 67

预制装配式工法在建筑工程上之优势 …………………………………………………… 詹耀裕 黄绸辉 73

市政、水利及护岸工程中预制构件的应用 ……………………………………………………… 刘 强 85

新型预制装配混凝土结构规模推广应用的思考 ………………………………………………… 郭正兴 91

混凝土性能与整体振动式管片流水线工艺匹配性探索 ………………………………………… 李开建 99

既有砌体建筑外套装配式结构抗震加固施工关键技术与工程应用 ………… 李晨光 谢 婧 杨 洁 104

工业园区概念规划设计浅析 ……………………………………………………………………… 刘大胜 112

新建高效率PC工厂的若干建议 ……………………………………………………………… Kim Seeber 115

浅谈建筑工业化技术与经济性的关系 …………………………………………………………… 谷明旺 118

钢筋套筒灌浆连接技术研究与应用进展 ……………………………………… 韩 超 郑毅敏 赵 勇 128

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会 1

国务院办公厅关于转发发展改革委

住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知

国办发〔2013〕1号

各省、自治区、直辖市人民政府,国务院各部委、各直属机构:

发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》已经国务院同意,现转发给你们,请结合本地区、本

部门实际,认真贯彻落实。

国务院办公厅

2013年1月1日

(此件公开发布)

绿色建筑行动方案

发展改革委住房城乡建设部

为深入贯彻落实科学发展观,切实转变城乡建设模式和建筑业发展方式,提高资源利用效率,实现节

能减排约束性目标,积极应对全球气候变化,建设资源节约型、环境友好型社会,提高生态文明水平,改善人

民生活质量,制定本行动方案。

一、充分认识开展绿色建筑行动的重要意义

绿色建筑是在建筑的全寿命期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会2

和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。“十一五”以来,我国绿色建筑工作取得明显成效,既有建筑供

热计量和节能改造超额完成“十一五”目标任务,新建建筑节能标准执行率大幅度提高,可再生能源建筑应

用规模进一步扩大,国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系初步建立。但也面临一些比较突出的

问题,主要是:城乡建设模式粗放,能源资源消耗高、利用效率低,重规模轻效率、重外观轻品质、重建设轻

管理,建筑使用寿命远低于设计使用年限等。

开展绿色建筑行动,以绿色、循环、低碳理念指导城乡建设,严格执行建筑节能强制性标准,扎实推进

既有建筑节能改造,集约节约利用资源,提高建筑的安全性、舒适性和健康性,对转变城乡建设模式,破解

能源资源瓶颈约束,改善群众生产生活条件,培育节能环保、新能源等战略性新兴产业,具有十分重要的意

义和作用。要把开展绿色建筑行动作为贯彻落实科学发展观、大力推进生态文明建设的重要内容,把握我

国城镇化和新农村建设加快发展的历史机遇,切实推动城乡建设走上绿色、循环、低碳的科学发展轨道,促

进经济社会全面、协调、可持续发展。

二、指导思想、主要目标和基本原则

(一)指导思想。

以邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观为指导,把生态文明融入城乡建设的全过程,紧紧抓

住城镇化和新农村建设的重要战略机遇期,树立全寿命期理念,切实转变城乡建设模式,提高资源利用效

率,合理改善建筑舒适性,从政策法规、体制机制、规划设计、标准规范、技术推广、建设运营和产业支撑等

方面全面推进绿色建筑行动,加快推进建设资源节约型和环境友好型社会。

(二)主要目标。

1. 新建建筑。城镇新建建筑严格落实强制性节能标准,“十二五”期间,完成新建绿色建筑10亿平方米;

到2015年末,20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。

2. 既有建筑节能改造。“十二五”期间,完成北方采暖地区既有居住建筑供热计量和节能改造4亿平方

米以上,夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造5000万平方米,公共建筑和公共机构办公建筑节能改造1.2亿

平方米,实施农村危房改造节能示范40万套。到2020年末,基本完成北方采暖地区有改造价值的城镇居住

建筑节能改造。

(三)基本原则。

1. 全面推进,突出重点。全面推进城乡建筑绿色发展,重点推动政府投资建筑、保障性住房以及大型公

共建筑率先执行绿色建筑标准,推进北方采暖地区既有居住建筑节能改造。

2. 因地制宜,分类指导。结合各地区经济社会发展水平、资源禀赋、气候条件和建筑特点,建立健全绿

色建筑标准体系、发展规划和技术路线,有针对性地制定有关政策措施。

3. 政府引导,市场推动。以政策、规划、标准等手段规范市场主体行为,综合运用价格、财税、金融等

经济手段,发挥市场配置资源的基础性作用,营造有利于绿色建筑发展的市场环境,激发市场主体设计、建

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预制混凝土构件分会 3

造、使用绿色建筑的内生动力。

4. 立足当前,着眼长远。树立建筑全寿命期理念,综合考虑投入产出效益,选择合理的规划、建设方案

和技术措施,切实避免盲目的高投入和资源消耗。

三、重点任务

(一)切实抓好新建建筑节能工作。

1. 科学做好城乡建设规划。在城镇新区建设、旧城更新和棚户区改造中,以绿色、节能、环保为指导思

想,建立包括绿色建筑比例、生态环保、公共交通、可再生能源利用、土地集约利用、再生水利用、废弃物回

收利用等内容的指标体系,将其纳入总体规划、控制性详细规划、修建性详细规划和专项规划,并落实到具

体项目。做好城乡建设规划与区域能源规划的衔接,优化能源的系统集成利用。建设用地要优先利用城乡废

弃地,积极开发利用地下空间。积极引导建设绿色生态城区,推进绿色建筑规模化发展。

2. 大力促进城镇绿色建筑发展。政府投资的国家机关、学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等建筑,直

辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房,以及单体建筑面积超过2万平方米的机场、车站、宾馆、饭店、

商场、写字楼等大型公共建筑,自2014年起全面执行绿色建筑标准。积极引导商业房地产开发项目执行绿色

建筑标准,鼓励房地产开发企业建设绿色住宅小区。切实推进绿色工业建筑建设。发展改革、财政、住房城

乡建设等部门要修订工程预算和建设标准,各省级人民政府要制定绿色建筑工程定额和造价标准。严格落

实固定资产投资项目节能评估审查制度,强化对大型公共建筑项目执行绿色建筑标准情况的审查。强化绿

色建筑评价标识管理,加强对规划、设计、施工和运行的监管。

3. 积极推进绿色农房建设。各级住房城乡建设、农业等部门要加强农村村庄建设整体规划管理,制定

村镇绿色生态发展指导意见,编制农村住宅绿色建设和改造推广图集、村镇绿色建筑技术指南,免费提供

技术服务。大力推广太阳能热利用、围护结构保温隔热、省柴节煤灶、节能炕等农房节能技术;切实推进生

物质能利用,发展大中型沼气,加强运行管理和维护服务。科学引导农房执行建筑节能标准。

4. 严格落实建筑节能强制性标准。住房城乡建设部门要严把规划设计关口,加强建筑设计方案规划审查

和施工图审查,城镇建筑设计阶段要100%达到节能标准要求。加强施工阶段监管和稽查,确保工程质量和

安全,切实提高节能标准执行率。严格建筑节能专项验收,对达不到强制性标准要求的建筑,不得出具竣工

验收合格报告,不允许投入使用并强制进行整改。鼓励有条件的地区执行更高能效水平的建筑节能标准。

(二)大力推进既有建筑节能改造。

1. 加快实施“节能暖房”工程。以围护结构、供热计量、管网热平衡改造为重点,大力推进北方采暖地

区既有居住建筑供热计量及节能改造,“十二五”期间完成改造4亿平方米以上,鼓励有条件的地区超额完成

任务。

2. 积极推动公共建筑节能改造。开展大型公共建筑和公共机构办公建筑空调、采暖、通风、照明、热水

等用能系统的节能改造,提高用能效率和管理水平。鼓励采取合同能源管理模式进行改造,对项目按节能量

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会4

予以奖励。推进公共建筑节能改造重点城市示范,继续推行“节约型高等学校”建设。“十二五”期间,完成

公共建筑改造6000万平方米,公共机构办公建筑改造6000万平方米。

3. 开展夏热冬冷和夏热冬暖地区居住建筑节能改造试点。以建筑门窗、外遮阳、自然通风等为重点,在

夏热冬冷和夏热冬暖地区进行居住建筑节能改造试点,探索适宜的改造模式和技术路线。“十二五”期间,

完成改造5000万平方米以上。

4. 创新既有建筑节能改造工作机制。做好既有建筑节能改造的调查和统计工作,制定具体改造规划。

在旧城区综合改造、城市市容整治、既有建筑抗震加固中,有条件的地区要同步开展节能改造。制定改造方

案要充分听取有关各方面的意见,保障社会公众的知情权、参与权和监督权。在条件许可并征得业主同意的

前提下,研究采用加层改造、扩容改造等方式进行节能改造。坚持以人为本,切实减少扰民,积极推行工业

化和标准化施工。住房城乡建设部门要严格落实工程建设责任制,严把规划、设计、施工、材料等关口,确保

工程安全、质量和效益。节能改造工程完工后,应进行建筑能效测评,对达不到要求的不得通过竣工验收。

加强宣传,充分调动居民对节能改造的积极性。

(三)开展城镇供热系统改造。

实施北方采暖地区城镇供热系统节能改造,提高热源效率和管网保温性能,优化系统调节能力,改善管

网热平衡。撤并低能效、高污染的供热燃煤小锅炉,因地制宜地推广热电联产、高效锅炉、工业废热利用等

供热技术。推广“吸收式热泵”和“吸收式换热”技术,提高集中供热管网的输送能力。开展城市老旧供热管

网系统改造,减少管网热损失,降低循环水泵电耗。

(四)推进可再生能源建筑规模化应用。

积极推动太阳能、浅层地能、生物质能等可再生能源在建筑中的应用。太阳能资源适宜地区应在2015

年前出台太阳能光热建筑一体化的强制性推广政策及技术标准,普及太阳能热水利用,积极推进被动式太

阳能采暖。研究完善建筑光伏发电上网政策,加快微电网技术研发和工程示范,稳步推进太阳能光伏在建

筑上的应用。合理开发浅层地热能。财政部、住房城乡建设部研究确定可再生能源建筑规模化应用适宜推

广地区名单。开展可再生能源建筑应用地区示范,推动可再生能源建筑应用集中连片推广,到2015年末,新

增可再生能源建筑应用面积25亿平方米,示范地区建筑可再生能源消费量占建筑能耗总量的比例达到10%

以上。

(五)加强公共建筑节能管理。

加强公共建筑能耗统计、能源审计和能耗公示工作,推行能耗分项计量和实时监控,推进公共建筑节

能、节水监管平台建设。建立完善的公共机构能源审计、能效公示和能耗定额管理制度,加强能耗监测和节

能监管体系建设。加强监管平台建设统筹协调,实现监测数据共享,避免重复建设。对新建、改扩建的国家

机关办公建筑和大型公共建筑,要进行能源利用效率测评和标识。研究建立公共建筑能源利用状况报告制

度,组织开展商场、宾馆、学校、医院等行业的能效水平对标活动。实施大型公共建筑能耗(电耗)限额管

理,对超限额用能(用电)的,实行惩罚性价格。公共建筑业主和所有权人要切实加强用能管理,严格执行

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预制混凝土构件分会 5

公共建筑空调温度控制标准。研究开展公共建筑节能量交易试点。

(六)加快绿色建筑相关技术研发推广。

科技部门要研究设立绿色建筑科技发展专项,加快绿色建筑共性和关键技术研发,重点攻克既有建筑

节能改造、可再生能源建筑应用、节水与水资源综合利用、绿色建材、废弃物资源化、环境质量控制、提高

建筑物耐久性等方面的技术,加强绿色建筑技术标准规范研究,开展绿色建筑技术的集成示范。依托高等

院校、科研机构等,加快绿色建筑工程技术中心建设。发展改革、住房城乡建设部门要编制绿色建筑重点技

术推广目录,因地制宜推广自然采光、自然通风、遮阳、高效空调、热泵、雨水收集、规模化中水利用、隔音

等成熟技术,加快普及高效节能照明产品、风机、水泵、热水器、办公设备、家用电器及节水器具等。

(七)大力发展绿色建材。

因地制宜、就地取材,结合当地气候特点和资源禀赋,大力发展安全耐久、节能环保、施工便利的绿色

建材。加快发展防火隔热性能好的建筑保温体系和材料,积极发展烧结空心制品、加气混凝土制品、多功能

复合一体化墙体材料、一体化屋面、低辐射镀膜玻璃、断桥隔热门窗、遮阳系统等建材。引导高性能混凝土、

高强钢的发展利用,到2015年末,标准抗压强度60兆帕以上混凝土用量达到总用量的10%,屈服强度400兆

帕以上热轧带肋钢筋用量达到总用量的45%。大力发展预拌混凝土、预拌砂浆。深入推进墙体材料革新,城

市城区限制使用粘土制品,县城禁止使用实心粘土砖。发展改革、住房城乡建设、工业和信息化、质检部门要

研究建立绿色建材认证制度,编制绿色建材产品目录,引导规范市场消费。质检、住房城乡建设、工业和信息

化部门要加强建材生产、流通和使用环节的质量监管和稽查,杜绝性能不达标的建材进入市场。积极支持

绿色建材产业发展,组织开展绿色建材产业化示范。

(八)推动建筑工业化。

住房城乡建设等部门要加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系,推动结构

件、部品、部件的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混

凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设

计、生产、施工于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑示范试点。积极推行住宅全装修,鼓励新建住宅

一次装修到位或菜单式装修,促进个性化装修和产业化装修相统一。

(九)严格建筑拆除管理程序。

加强城市规划管理,维护规划的严肃性和稳定性。城市人民政府以及建筑的所有者和使用者要加强建

筑维护管理,对符合城市规划和工程建设标准、在正常使用寿命内的建筑,除基本的公共利益需要外,不得

随意拆除。拆除大型公共建筑的,要按有关程序提前向社会公示征求意见,接受社会监督。住房城乡建设部

门要研究完善建筑拆除的相关管理制度,探索实行建筑报废拆除审核制度。对违规拆除行为,要依法依规

追究有关单位和人员的责任。

(十)推进建筑废弃物资源化利用。

落实建筑废弃物处理责任制,按照“谁产生、谁负责”的原则进行建筑废弃物的收集、运输和处理。住

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预制混凝土构件分会6

房城乡建设、发展改革、财政、工业和信息化部门要制定实施方案,推行建筑废弃物集中处理和分级利用,

加快建筑废弃物资源化利用技术、装备研发推广,编制建筑废弃物综合利用技术标准,开展建筑废弃物资

源化利用示范,研究建立建筑废弃物再生产品标识制度。地方各级人民政府对本行政区域内的废弃物资源

化利用负总责,地级以上城市要因地制宜设立专门的建筑废弃物集中处理基地。

四、保障措施

(一)强化目标责任。

要将绿色建筑行动的目标任务科学分解到省级人民政府,将绿色建筑行动目标完成情况和措施落实情

况纳入省级人民政府节能目标责任评价考核体系。要把贯彻落实本行动方案情况纳入绩效考核体系,考核

结果作为领导干部综合考核评价的重要内容,实行责任制和问责制,对作出突出贡献的单位和人员予以通

报表扬。

(二)加大政策激励。

研究完善财政支持政策,继续支持绿色建筑及绿色生态城区建设、既有建筑节能改造、供热系统节能

改造、可再生能源建筑应用等,研究制定支持绿色建材发展、建筑垃圾资源化利用、建筑工业化、基础能力

建设等工作的政策措施。对达到国家绿色建筑评价标准二星级及以上的建筑给予财政资金奖励。财政部、

税务总局要研究制定税收方面的优惠政策,鼓励房地产开发商建设绿色建筑,引导消费者购买绿色住宅。改

进和完善对绿色建筑的金融服务,金融机构可对购买绿色住宅的消费者在购房贷款利率上给予适当优惠。

国土资源部门要研究制定促进绿色建筑发展在土地转让方面的政策,住房城乡建设部门要研究制定容积率

奖励方面的政策,在土地招拍挂出让规划条件中,要明确绿色建筑的建设用地比例。

(三)完善标准体系。

住房城乡建设等部门要完善建筑节能标准,科学合理地提高标准要求。健全绿色建筑评价标准体系,

加快制(修)订适合不同气候区、不同类型建筑的节能建筑和绿色建筑评价标准,2013年完成《绿色建筑评

价标准》的修订工作,完善住宅、办公楼、商场、宾馆的评价标准,出台学校、医院、机场、车站等公共建筑的

评价标准。尽快制(修)订绿色建筑相关工程建设、运营管理、能源管理体系等标准,编制绿色建筑区域规

划技术导则和标准体系。住房城乡建设、发展改革部门要研究制定基于实际用能状况,覆盖不同气候区、不

同类型建筑的建筑能耗限额,要会同工业和信息化、质检等部门完善绿色建材标准体系,研究制定建筑装修

材料有害物限量标准,编制建筑废弃物综合利用的相关标准规范。

(四)深化城镇供热体制改革。

住房城乡建设、发展改革、财政、质检等部门要大力推行按热量计量收费,督导各地区出台完善供热计

量价格和收费办法。严格执行两部制热价。新建建筑、完成供热计量改造的既有建筑全部实行按热量计量

收费,推行采暖补贴“暗补”变“明补”。对实行分户计量有难度的,研究采用按小区或楼宇供热量计量收

费。实施热价与煤价、气价联动制度,对低收入居民家庭提供供热补贴。加快供热企业改革,推进供热企业

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会 7

市场化经营,培育和规范供热市场,理顺热源、管网、用户的利益关系。

(五)严格建设全过程监督管理。

在城镇新区建设、旧城更新、棚户区改造等规划中,地方各级人民政府要建立并严格落实绿色建设指

标体系要求,住房城乡建设部门要加强规划审查,国土资源部门要加强土地出让监管。对应执行绿色建筑标

准的项目,住房城乡建设部门要在设计方案审查、施工图设计审查中增加绿色建筑相关内容,未通过审查的

不得颁发建设工程规划许可证、施工许可证;施工时要加强监管,确保按图施工。对自愿执行绿色建筑标准

的项目,在项目立项时要标明绿色星级标准,建设单位应在房屋施工、销售现场明示建筑节能、节水等性能

指标。

(六)强化能力建设。

住房城乡建设部要会同有关部门建立健全建筑能耗统计体系,提高统计的准确性和及时性。加强绿色

建筑评价标识体系建设,推行第三方评价,强化绿色建筑评价监管机构能力建设,严格评价监管。要加强建

筑规划、设计、施工、评价、运行等人员的培训,将绿色建筑知识作为相关专业工程师继续教育培训、执业资

格考试的重要内容。鼓励高等院校开设绿色建筑相关课程,加强相关学科建设。组织规划设计单位、人员

开展绿色建筑规划与设计竞赛活动。广泛开展国际交流与合作,借鉴国际先进经验。

(七)加强监督检查。

将绿色建筑行动执行情况纳入国务院节能减排检查和建设领域检查内容,开展绿色建筑行动专项督

查,严肃查处违规建设高耗能建筑、违反工程建设标准、建筑材料不达标、不按规定公示性能指标、违反供

热计量价格和收费办法等行为。

(八)开展宣传教育。

采用多种形式积极宣传绿色建筑法律法规、政策措施、典型案例、先进经验,加强舆论监督,营造开展

绿色建筑行动的良好氛围。将绿色建筑行动作为全国节能宣传周、科技活动周、城市节水宣传周、全国低碳

日、世界环境日、世界水日等活动的重要宣传内容,提高公众对绿色建筑的认知度,倡导绿色消费理念,普及

节约知识,引导公众合理使用用能产品。

各地区、各部门要按照绿色建筑行动方案的部署和要求,抓好各项任务落实。发展改革委、住房城乡建

设部要加强综合协调,指导各地区和有关部门开展工作。各地区、各有关部门要尽快制定相应的绿色建筑行

动实施方案,加强指导,明确责任,狠抓落实,推动城乡建设模式和建筑业发展方式加快转变,促进资源节

约型、环境友好型社会建设。

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预制混凝土构件分会8

关于加快推动我国绿色建筑发展的

实施意见

财建[2012]167号

各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅(局)、住房城乡建设厅(委、局),新

疆建设兵团财务局、建设局:

按照《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2011]26号)统一部署,为进

一步深入推进建筑节能,加快发展绿色建筑,促进城乡建设模式转型升级,特制定以下实施意见:

一、充分认识绿色建筑发展的重要意义  

绿色建筑是指满足《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006),在全寿命周期内最大限度地节能、

节地、节水、节材,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建

筑。

我国正处于工业化、城镇化和新农村建设快速发展的历史时期,深入推进建筑节能,加快发展绿色

建筑面临难得的历史机遇。目前,我国城乡建设增长方式仍然粗放,发展质量和效益不高,建筑建造和使

用过程能源资源消耗高、利用效率低的问题比较突出。大力发展绿色建筑,以绿色、生态、低碳理念指导

城乡建设,能够最大效率地利用资源和最低限度地影响环境,有效转变城乡建设发展模式,缓解城镇化

进程中资源环境约束;能够充分体现以人为本理念,为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空

间,显著改善群众生产生活条件,提高人民满意度,并在广大群众中树立节约资源与保护环境的观念;能

够全面集成建筑节能、节地、节水、节材及环境保护等多种技术,极大带动建筑技术革新,直接推动建筑

生产方式的重大变革,促进建筑产业优化升级,拉动节能环保建材、新能源应用、节能服务、咨询等相关

产业发展。

各级财政、住房城乡建设部门要充分认识到推动发展绿色建筑,是保障改善民生的重要举措,是建设

资源节约、环境友好型社会的基本内容,对加快转变经济发展方式,深入贯彻落实科学发展观都具有重要

的现实意义。要进一步增强紧迫感和责任感,紧紧抓住难得的历史机遇,尽快制定有力的政策措施,建立健

全体制机制,加快推动我国绿色建筑健康发展。

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预制混凝土构件分会 9

二、推动绿色建筑发展的主要目标与基本原则

(一)主要目标。切实提高绿色建筑在新建建筑中的比重,到2020年,绿色建筑占新建建筑比重超过

30%,建筑建造和使用过程的能源资源消耗水平接近或达到现阶段发达国家水平。“十二五”期间,加强相

关政策激励、标准规范、技术进步、产业支撑、认证评估等方面能力建设,建立有利于绿色建筑发展的体制

机制,以新建单体建筑评价标识推广、城市新区集中推广为手段,实现绿色建筑的快速发展,到2014年政府

投资的公益性建筑和直辖市、计划单列市及省会城市的保障性住房全面执行绿色建筑标准,力争到2015年,

新增绿色建筑面积10亿平方米以上。

(二)基本原则。加快推动我国绿色建筑发展必须遵循以下原则:因地制宜、经济适用,充分考虑各地

经济社会发展水平、资源禀赋、气候条件、建筑特点,合理制定地区绿色建筑发展规划和技术路线,建立健

全地区绿色建筑标准体系,实施有针对性的政策措施。整体推进、突出重点,积极完善政策体系,从整体上

推动绿色建筑发展,并注重集中资金和政策,支持重点城市及政府投资公益性建筑在加快绿色建筑发展方

面率先突破。合理分级、分类指导,按照绿色建筑星级的不同,实施有区别的财政支持政策,以单体建筑奖

励为主,支持二星级以上的高星级绿色建筑发展,提高绿色建筑质量水平;以支持绿色生态城区发展为主要

抓手,引导低星级绿色建筑规模化发展。激励引导、规范约束,在发展初期,以政策激励为主,调动各方加快

绿色建筑发展的积极性,加快标准标识等制度建设,完善约束机制,切实提高绿色建筑标准执行率。  

三、建立健全绿色建筑标准规范及评价标识体系,引导绿色建筑健康发展

(一)健全绿色建筑标准体系。尽快完善绿色建筑标准体系,制(修)订绿色建筑规划、设计、施工、验

收、运行管理及相关产品标准、规程。加快制定适合不同气候区、不同建筑类型的绿色建筑评价标准。研究

制定绿色建筑工程定额及造价标准。鼓励地方结合地区实际,制定绿色建筑强制性标准。编制绿色生态城

区指标体系、技术导则和标准体系。

(二)完善绿色建筑评价制度。各地住房城乡建设、财政部门要加大绿色建筑评价标识制度的推进力

度,建立自愿性标识与强制性标识相结合的推进机制,对按绿色建筑标准设计建造的一般住宅和公共建

筑,实行自愿性评价标识,对按绿色建筑标准设计建造的政府投资的保障性住房、学校、医院等公益性建筑

及大型公共建筑,率先实行评价标识,并逐步过渡到对所有新建绿色建筑均进行评价标识。

(三)加强绿色建筑评价能力建设。培育专门的绿色建筑评价机构,负责相关设计咨询、产品部品检

测、单体建筑第三方评价、区域规划等。建立绿色建筑评价职业资格制度,加快培养绿色建筑设计、施工、

评估、能源服务等方面的人才。

四、建立高星级绿色建筑财政政策激励机制,引导更高水平绿色建筑建设

(一)建立高星级绿色建筑奖励审核、备案及公示制度。各级地方财政、住房城乡建设部门将设计评价

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预制混凝土构件分会10

标识达到二星级及以上的绿色建筑项目汇总上报至财政部、住房城乡建设部(以下简称“两部”),两部组

织专家委员会对申请项目的规划设计方案、绿色建筑评价标识报告、工程建设审批文件、性能效果分析报

告等进行程序性审核,对审核通过的绿色建筑项目予以备案,项目竣工验收后,其中大型公共建筑投入使用

一年后,两部组织能效测评机构对项目的实施量、工程量、实际性能效果进行评价,并将符合申请预期目标

的绿色建筑名单向社会公示,接受社会监督。

(二)对高星级绿色建筑给予财政奖励。对经过上述审核、备案及公示程序,且满足相关标准要求的二

星级及以上的绿色建筑给予奖励。2012年奖励标准为:二星级绿色建筑45元/平方米(建筑面积,下同),三

星级绿色建筑80元/平方米。奖励标准将根据技术进步、成本变化等情况进行调整。

(三)规范财政奖励资金的使用管理。中央财政将奖励资金拨至相关省市财政部门,由各地财政部门兑

付至项目单位,对公益性建筑、商业性公共建筑、保障性住房等,奖励资金兑付给建设单位或投资方,对商业

性住宅项目,各地应研究采取措施主要使购房者得益。

五、推进绿色生态城区建设,规模化发展绿色建筑

(一)积极发展绿色生态城区。鼓励城市新区按照绿色、生态、低碳理念进行规划设计,充分体现资源

节约环境保护的要求,集中连片发展绿色建筑。中央财政支持绿色生态城区建设,申请绿色生态城区示范

应具备以下条件:新区已按绿色、生态、低碳理念编制完成总体规划、控制性详细规划以及建筑、市政、能

源等专项规划,并建立相应的指标体系;新建建筑全面执行《绿色建筑评价标准》中的一星级及以上的评价

标准,其中二星级及以上绿色建筑达到30%以上,2年内绿色建筑开工建设规模不少于200万平方米。

(二)支持绿色建筑规模化发展。中央财政对经审核满足上述条件的绿色生态城区给予资金定额补

助。资金补助基准为5000万元,具体根据绿色生态城区规划建设水平、绿色建筑建设规模、评价等级、能力

建设情况等因素综合核定。对规划建设水平高、建设规模大、能力建设突出的绿色生态城区,将相应调增补

助额度。补助资金主要用于补贴绿色建筑建设增量成本及城区绿色生态规划、指标体系制定、绿色建筑评

价标识及能效测评等相关支出。

六、引导保障性住房及公益性行业优先发展绿色建筑,使绿色建筑更多地惠及民生

(一)鼓励保障性住房按照绿色建筑标准规划建设。各地要切实提高公租房、廉租房及经济适用房等

保障性住房建设水平,强调绿色节能环保要求,在制定保障性住房建设规划及年度计划时,具备条件的地区

应安排一定比例的保障性住房按照绿色建筑标准进行设计建造。

(二)在公益性行业加快发展绿色建筑。鼓励各地在政府办公建筑、学校、医院、博物馆等政府投资的

公益性建筑建设中,率先执行绿色建筑标准。结合地区经济社会发展水平,在公益性建筑中开展强制执行绿

色建筑标准试点,从2014年起,政府投资公益性建筑全部执行绿色建筑标准。

(三)切实加大保障性住房及公益性行业的财政支持力度。绿色建筑奖励及补助资金、可再生能源建筑

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预制混凝土构件分会 11

应用资金向保障性住房及公益性行业倾斜,达到高星级奖励标准的优先奖励,保障性住房发展一星级绿色

建筑达到一定规模的也将优先给予定额补助。

七、大力推进绿色建筑科技进步及产业发展,切实加强绿色建筑综合能力建设

(一)积极推动绿色建筑科技进步。各级财政、住房城乡建设部门要鼓励支持建筑节能与绿色建筑工程

技术中心建设,积极支持绿色建筑重大共性关键技术研究。加大高强钢、高性能混凝土、防火与保温性能优

良的建筑保温材料等绿色建材的推广力度。要根据绿色建筑发展需要,及时制定发布相关技术、产品推广

公告、目录,促进行业技术进步。

(二)大力推进建筑垃圾资源化利用。积极推进地级以上城市全面开展建筑垃圾资源化利用,各级财

政、住房城乡建设部门要系统推行垃圾收集、运输、处理、再利用等各项工作,加快建筑垃圾资源化利用技

术、装备研发推广,实行建筑垃圾集中处理和分级利用,建立专门的建筑垃圾集中处理基地。

(三)积极推动住宅产业化。积极推广适合住宅产业化的新型建筑体系,支持集设计、生产、施工于一

体的工业化基地建设;加快建立建筑设计、施工、部品生产等环节的标准体系,实现住宅部品通用化,大力

推广住宅全装修,推行新建住宅一次装修到位或菜单式装修,促进个性化装修和产业化装修相统一。

各级财政、住房城乡建设部门要按照本意见的部署和要求,统一思想,提高认识,认真抓好各项政策措

施的落实,要与发改、科技、规划、机关事务等有关部门加强协调配合,落实工作责任,及时研究解决绿色建

筑发展中的重大问题,科学组织实施,推动我国绿色建筑快速健康发展。

财政部住房和城乡建设部

二○一二年四月二十七日

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预制混凝土构件分会12

关于印发《北京市绿色建筑适用技术

推广目录(2012)》的通知

京建发〔2012〕152号

公开日期:2012-04-20

各区、县住房城乡(市)建设委,各有关单位:

为大力推进我市绿色建筑发展,推广和普及适用于我市民用建筑中具有显著节能、节地、节水、节材和

环保性能的绿色建筑技术与产品,根据《关于组织开展北京市绿色建筑适用技术申报工作的通知》(京建

发〔2011〕322号)的要求,经公开征集、现场答辩、专家评审、征求意见和网上公示,市住房城乡建设委制定

了《北京市绿色建筑适用技术推广目录(2012)》(以下简称《目录》),现将《目录》予以印发,请结合实际情

况,做好技术推广应用工作。

《目录》涵盖绿色建筑节地类、节能类、节水类、节材类、室内环境类、运营管理类6个领域24个方面的

84项通用技术和44项具体应用技术,列入《目录》的技术将通过我市绿色低碳示范园区建设、政府投资绿色

建筑试点工程、政府采购、纳入有关标准规范等形式加强推广。

特此通知。

附件:《北京市绿色建筑适用技术推广目录(2012)》

二○一二年四月十日

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预制混凝土构件分会 13

关于在保障性住房建设中推进

住宅产业化工作任务的通知

京建发〔2012〕359号

公开日期:2012-08-20

各区县政府、各有关单位:

为进一步推动我市住宅产业化的发展,根据《关于推进本市住宅产业化的指导意见》(京建发〔2010〕

125号),落实《北京市“十二五”时期民用建筑节能规划》要求,为确保保障性住房实施住宅产业化的各项

任务目标落实,经市政府同意,现将有关事项通知如下:

一、工作目标

“十二五”期间,我市将以保障性住房为重点,全面推进住宅产业化,到2015年产业化建造方式的住宅

达到当年开工建筑面积30%以上,累计示范面积超过1500万平方米。

二、实施标准

(一)实施住宅产业化的保障性住房应至少满足《北京市产业化住宅项目最低技术要求》(附件)的要求。

(二)推广应用住宅产业化成套技术。成套技术包括节能及新能源利用技术、整体厨卫技术、生态环境

保障技术、管网技术与智能化技术等。

三、实施范围

以下保障性住房项目应实施产业化:

(一)申请利用自有土地建设的保障性住房项目;

(二)北京市保障性住房建设投资中心投资的公共租赁住房、中心城人口疏解定向安置房项目。

鼓励其它类型的保障性住房采用产业化方式建造。

四、工作要求

(一)市住房城乡建设委会同相关委办局明确保障性住房各年度住宅产业化项目任务,并依据每年度的

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预制混凝土构件分会14

住房保障工作责任书,将当年的住宅产业化任务与具体项目做好对接。各区县政府提交保障性住房建设计

划,在项目明细中明确产业化项目,列入当年保障性住房建设计划。其中,2012年在保障性住房中落实240万

平方米的产业化住宅。

(二)区县政府、市国土局、市住房城乡建设委在确定建设项目实施主体时,将《北京市产业化住宅项目

最低技术要求》作为授权委托书或招拍挂文件的附件,明确项目实施产业化。

(三)市发展改革委将项目实施产业化的规模纳入年度投资计划。

(四)市规划委对授权委托书或招拍挂文件中明确的产业化项目在规划方案复函或技术审查意见中明

确要求施工图设计文件应符合《北京市产业化住宅项目最低技术要求》的要求;施工图审查机构根据专家评

审意见和现行标准、规范对产业化内容进行符合性审查。

(五)建设项目实施主体在项目初步设计完成后,向市住房城乡建设委提交依据初步设计文件编制的项

目产业化实施方案。

(六)市住房城乡建设委委托市住宅产业化专家委员会在7个工作日内对项目产业化实施方案进行评审,

出具专家评审意见;对建设过程中的产业化实施情况进行监督检查。

(七)市住房城乡建设委会同相关委办局加强对建设项目实施主体的相关技术服务指导工作。

(八)涉及产业化内容的变更,应按上述(四)至(六)条的规定重新进行专家评审和施工图设计文件审查。

五、监督检查

加强对住宅产业化项目的监督管理。国土、规划、发展改革、住房城乡建设主管部门应严格按照职责和

有关法规规定做好各环节的审核、核验和监管工作。

项目实施主体在项目进展过程中,应每季度向区县政府和市住房城乡建设委提交产业化实施进度报

告。在项目进展过程中,市住房城乡建设委会同相关委办局组织专家对住宅产业化实施项目进行定期抽查和

检查,并将检查结果通报区县政府。

对于达不到产业化相关标准要求的项目按有关规定予以处理。

特此通知。

附件:北京市产业化住宅项目最低技术要求

北京市住房和城乡建设委员会

北京市规划委员会

北京市国土资源局

北京市发展和改革委员会

北京市财政局

二○一二年八月十三日

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预制混凝土构件分会 15

关于确认保障性住房实施住宅产业化

增量成本的通知

京建发〔2013〕138号

各区县住房城乡建设委,东城、西城区住房城市建设委,经济技术开发区建设局,各

区县发展改革委,各保障性住房项目建设实施主体及各有关单位:

为加快推进我市住宅产业化的发展,“十二五”期间,我市将以保障性住房为重点,全面推进住宅产业

化。对于实施住宅产业化的保障性住房,项目产业化增量成本计入建安成本。增量成本确认程序、标准及相

关要求如下:

一、市、区县住房保障部门与项目建设实施主体签订保障性住房建设管理协议后,北京市住房和城乡建

设科技促进中心依据市住宅产业化专家委员会评审意见出具项目实施住宅产业化的意见函,明确项目实施

住宅产业化的增量成本参考值。市发展改革委依据意见函确认项目相关投资估算增量。

二、增量成本

1. 产业化增量成本参考值:建筑高度60米以下409.00元/m2(包括预制外墙);建筑高度60米以上

436.00元/m2(包括预制外墙);建筑高度60米以上115.00元/m2(不包括预制外墙)。

上述参考值以全现浇剪力墙结构作为成本比较基础。

2. 产业化增量成本参考值适用于《关于在保障性住房建设中推进住宅产业化工作任务的通知》(京建

发〔2012〕359号)附件北京市产业化住宅项目最低技术要求中建筑高度60米以下的装配整体式剪力墙结构

体系、建筑高度60米及以上的现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系和装配整体式剪力墙结构体系。

3. 增量成本的测算依据造价管理的相关规定,并根据市场价格变化按年度进行调整。

三、各保障性住房项目建设实施主体应按照《关于在保障性住房建设中推进住宅产业化工作任务的通

知》(京建发〔2012〕359号)中的要求进行方案设计,项目的住宅产业化实施方案经市住宅产业化专家委员

会评审通过后实施。

北京市住房和城乡建设委员会北京市发展和改革委员会

2013年3月13日

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预制混凝土构件分会16

浙江省人民政府办公厅关于推

进新型建筑工业化的意见

浙政办发〔2012〕152号

各市、县(市、区)人民政府,省政府直属各单位:

新型建筑工业化是以构件预制化生产、装配式施工为生产模式,以设计标准化、构件部品化、施工机械

化为特征,能够整合设计、生产、施工等整个产业链,实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可

持续发展的新型建筑生产方式。推进新型建筑工业化是实现建筑业转型发展的根本途径,对于促进建筑业

和建材业融合,提高建筑业科技含量和生产效率,保障建筑工程质量和安全,降低资源消耗和环境污染具

有十分重要的意义。为贯彻落实《浙江省人民政府关于加快建筑业转型升级进一步推进建筑强省建设的意

见》(浙政发〔2011〕90号)精神,促进我省建筑业尽快走上新型工业化发展道路,经省政府同意,现提出如

下意见:

一、总体要求

(一)指导思想。深入贯彻落实科学发展观,紧紧围绕加快转变经济发展方式,走建筑业新型工业化道

路,着力提高建筑业集成创新能力,整体提升建筑业现代化水平,形成以技术为主导,产业结构合理,专业

化、机械化施工水平高,具有自主知识产权和核心竞争优势的高效、节能、环保型产业集群,促进经济社会与

资源环境协调发展。

(二)基本原则。

—坚持政府引导与市场机制相结合。在强化政府规划、协调、引导职能的同时,坚持以市场为导向,

以企业为主体,充分发挥市场配置资源的基础性作用。

—坚持建筑工业化与建筑业转型升级相结合。建立适应建筑工业化要求的管理制度和管理方式,提

高建筑业管理水平和工程建设效率,推动建筑业转型升级。

—坚持绿色施工与技术进步相结合。贯彻《绿色施工导则》,通过科学管理和技术进步,最大限度地

节约资源与减少对环境负面影响。

—坚持示范带动与计划推进相结合。选择一批住宅项目作为示范工程,同时制订阶段目标任务和实

施计划,引导建筑工业化有序发展。

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预制混凝土构件分会 17

(三)工作目标。到2015年,我省新型建筑工业化实现以下目标:

1. 建筑工业化建造体系初步形成。大力发展以预制装配式结构体系为主导的工业化体系,提高建筑构配

件的模数化、标准化、系列化、定型化程度,加大建筑部品部件产业化生产比重以及在建筑结构体系中应用

率,形成与现代建造方式相匹配的建设管理、设计、施工、安装体系。建筑业劳动生产率达到30万元/人。

2. 建筑工业化技术保障体系不断健全。建立建筑工业化发展程度评价体系和相应的政府统计标准,建

立预制构件和建筑部品设计生产的标准图集和制品目录,完成预制装配式结构及节点结构设计规范,改革完

善适应建筑工业化发展的工程建设管理制度。

3. 建筑工业化基地建设进一步加强。形成一批以优势企业为核心、产业链完善的产业集群,新创建2—3

个国家级建筑工业化基地或国家级住宅产业化基地。

4. 建筑工业化项目建设有序推进。积极推广应用预制化生产、装配式施工技术,选择有条件的住房建

设项目进行试点,全省预制装配式建筑(PC建筑)开工面积达到1000万平方米以上,保障性住房单体建筑预

制装配化率(PC率)达到30%。

二、主要任务和政策措施

(一)推进生产模式转变。

1. 按照大工业生产方式改造建筑业。采用先进适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑

构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业

化、社会化道路,形成现代建筑产业。

2. 积极推动建筑业产业结构改革。坚持以现场装配和合理组织为中心,以建筑体系集成化和部件生产

标准化、工厂化为重点,形成结构优化、专业分工合理的建筑产业。

以提高建筑业竞争力为目标,以价值链为主线,充分发挥市场驱动、政策引导和法律保障的作用,推行

工程总承包,推进设计施工一体化。

3. 大力发展绿色建筑。围绕节地、节能、节水、节材和环境保护,推进新技术的集成应用,以精益建造、

清洁生产方式改进工艺、保证质量、降低能耗、节约资源、减少污染、提高效益。

(二)完善标准技术体系。

1. 完善建筑工业化标准体系。加快制订预制装配式结构体系标准和规范,特别是预制装配式结构及节点

结构设计规范,积极研发相配套的计算软件。

2. 推广建筑工业化集成技术。大力发展集保温、装饰、围护与防水一体的预制外墙等新型墙体围护结构

和技术,以及适合预制装配式住宅的外遮阳和可再生能源利用技术。推行土建、装修设计施工一体化和厨

卫安装一体化,提倡采用内装与主体结构分离体系,实现工业化集成建设。

3. 建立建筑工业化管理信息系统。围绕预制构件和建筑部品的生产、运输、安装、验收、维修和维护等

环节,建立工业化建筑全过程管理信息系统。积极利用现代化管理手段和技术,完成建筑产品全过程的追

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预制混凝土构件分会18

踪、定位和维护。

(三)培育市场实施主体。

1. 积极培育建筑工业化生产企业。支持企业加快技术改造,研发新的工法工艺,提高生产设施和企业

管理水平。对于实施建筑工业化项目并编制省级以上建筑工业化技术标准规程企业,鼓励其申报高新技术

企业并享受相关科技创新扶持政策。

2. 加快提升建筑业企业整体实力。推动形成具有建筑工业化设计、制造、施工能力的产业集团,并鼓励

其采用BT、BOT形式参与保障性住房等政府投资项目的建设。全面提高建筑业企业的技术装备水平,对引进

大型专用先进设备,可享受与工业企业相同的贷款贴息等优惠政策。

3. 加强建筑工业化技术研究。鼓励企业与高校、科研院所合作,积极利用高校和科研院所的人才资源、

研发成果,加强对预制装配式建筑的技术标准、过程管理、节能环保等方面的研究。省科技行政主管部门要

加大对建筑工业化科研项目研究经费的支持力度。

4. 大力推进建筑工业化基地建设。积极推动住宅产业化基地和钢结构、构配件及部品等一批工业化基

地建设。各地要根据发展需要,将建筑工业化基地建设纳入相关规划,并合理安排用地。

(四)推动示范工程建设。

1. 明确建设重点。根据我省建筑工业化发展的现状,以住宅产业现代化为切入点,选择保障性住房作为

推动建筑工业化的重点示范项目。具备条件的保障性住房等政府投资项目,要积极采用建筑工业化方式建

设。按照技术先进、经济适用、示范性强的原则,制订建筑工业化示范项目选择程序及标准、技术导则和动

态管理措施。

2. 制订扶持政策。鼓励企业积极申请采用建筑工业化方式开发建设的项目。各地要研究出台预制外墙

部分不计入建筑面积、保障性住房增加成本计入项目建设成本、建筑面积奖励等相关扶持政策,同时要利

用建筑节能专项资金支持建筑工业化示范工程建设。对在建筑工程中使用预制的墙体部分,经相关部门认

定,视同新型墙体材料,可优先返还预缴的新型墙体材料专项基金和散装水泥专项基金。

3. 加强用地保障。各地要根据建筑工业化住房建设目标任务和土地利用总体规划、城市总体规划及县

市域总体规划,合理规划安排建筑工业化发展用地。在保障性住房等政府投资项目建设用地中,要确定一定

的比例用于建筑工业化示范项目建设。

(五)创新监管服务机制。

1. 改革完善工程建设管理制度。加快适应建筑工业化发展要求,在设计收费方面,要提高预制装配式

建筑项目设计的收费标准;在招投标方面,要制订针对预制装配式结构设计和施工的定额和工程量清单计

价规范;在工程质量管理方面,要制订预制装配式施工的工程质量安装和验收标准。

2. 开展建筑工业化评价工作。逐步建立建筑工业化结构体系评价、现场装配与施工评价、部品与整体建

筑体系评价制度,制订具体的评价标准、评价程序和方法。

3. 加强部品生产目录管理。大力推广应用国内外先进的建筑工业化新技术、新工艺、新材料、新装备,

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预制混凝土构件分会 19

定期发布推广应用、限期使用和强制淘汰的技术、工艺、材料和设备目录。

三、强化组织保障

(一)加强组织领导。成立以省建设厅、省发改委、省经信委、省科技厅、省财政厅、省国土资源厅、省质

监局等为成员单位的省推进新型建筑工业化领导小组,负责组织协调全省建筑工业化推进工作,领导小组办

公室设在省建设厅。各地要高度重视,建立健全相应的协调机构,确保工作顺利开展。省推进新型建筑工业

化领导小组将对各地建筑工业化推进情况实行年度考核。

(二)强化技术指导。省建设行政主管部门牵头会同有关部门组建全省建筑工业化专家委员会,指导各

地建筑工业化的技术管理工作。各市成立相应的建筑工业化专家委员会,负责对建筑工业化项目建设方案进

行技术论证。

(三)注重队伍建设。围绕推进建筑工业化,大力开展建筑业企业和管理部门相关人员的分类培训,积

极培育适应现代化生产的产业队伍,为我省建筑工业化发展提供人力资源保障。

(四)创造良好环境。各地要加快建成一批建筑工业化示范项目,积极开展现场技术交流,对推进建筑

工业化的优秀企业和个人给予表彰。充分发挥媒体和行业协会作用,加强对企业和消费者的宣传,提高建筑

工业化在社会中的认同度,引导全社会形成节约资源、保护环境的生产生活方式和消费模式,为推动建筑工

业化营造良好的氛围。

浙江省人民政府办公厅

2012年12月10日

(此件公开发布)

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预制混凝土构件分会20

2012年,我国社会经济发展进入调整期,受国内外

宏观经济整体下行态势的影响,基础设施和房地产投

资开始呈现萎缩态势,产业链中的企业发展面临挑战。

预制混凝土构件企业处于产业链下游,生产形势普遍

低迷,普遍缺乏新产品开发能力,传统产品产能过剩问

题比较突出。

一、我国预制构件市场及生产情况调查

本年度预制构件的调查数据主要是预制构件分会

的成员提供,适当兼顾调查了部分准备入会还未入会

的典型企业,总体来说涵盖了我国大中型预制构件企业

的生产经营情况,从反映的问题来看也具有许多相似

的地方。

预制混凝土构件类型非常多,一般情况按其应用

的领域可分为建筑构件、市政构件、公路构件、铁路构

件、水利构件等;目前市场上主要产品包括:盾构管片、

排水管、输水管、桥梁构件、轨枕、轨道板、楼板、墙板、

梁柱类构件等;小型构件主要以市政、公路、铁路等工

程附属构件为主,具体包括圆孔板、排水沟、地砖、栏

杆、盖板等。

(一)北京及周边区域的预制构件发展情况调查

北京及周边地区主要包括北京、天津、河北、内

蒙古、山西等地区,2012年总体市场和产量略有下降,

建筑构件主要以北京为主,包括住宅构件、工业厂房构

楼梯

2012年中国预制混凝土行业发展综述

蒋勤俭

叠合板

排水管

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预制混凝土构件分会 21

阳台 管片

轨枕

轨道板

桥梁 外墙板

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预制混凝土构件分会22

件、看台及挂板等公共建筑构件,总量约占预制构件市

场的20%左右,市政构件主要以管片、桥梁为主,总量约

占市场总量的50%份额。其他地区均以市政公路类构件

为主,建筑类构件基本属于空白。

从北京区域的调查结果显示,预制构件、尤其是用

于“基于预制装配技术的建筑产业化项目”的预制构件

开始得到重视和推广。发展势头基本良好,但仍然处于

复苏阶段。目前北京市预制构件生产企业整体低迷,大

型构件公司不过10家左右。预制梁市场萎缩,混凝土排

水管受周边影响销售缩减,产业化构件刚刚兴起,市场

还不成熟,无论业务量还是资金情况都不容乐观,2012

年普遍经营状况惨淡。虽有大型的总承包单位偿试采

用预制装配技术施工,但预制率严重不足。

(二)上海及周边地区预制构件发展状况调查

上海及周边地区主要包括上海、江苏、浙江、安徽

等地区,2012年预制构件的发展有喜有忧,政府比较

重视预制构件的发展,纷纷制订了一些激励政策,虽

然目前该地区的预制构件生产厂家较多,总体实力也

较强,但项目的实施效果并不让人满意,主要表现在

整体策划协调能力较差,很难满足经济性要求。比较

突出的企业有:上海建工构件公司、上海城建构件公

司、上海隧道管片公司、南京大地新材公司、合肥希伟

德预制公司等。

上海市城乡建设和交通委员会、上海市住房保障

和房屋管理局、上海市规划和国土资源管理局、上海

市发展和改革委员会、上海市经济信息化委、上海市科

委、上海市财政局于2011年6月14日发布的《关于加快推

进本市住宅产业化的若干意见》和上海市城乡建设和

交通委员会、上海市住房保障和房屋管理局、上海市规

划和国土资源管理局、上海市发展和改革委员会、上海

市财政局于2011年6月19日发布的《关于本市鼓励装配

整体式住宅项目建设的暂行办法》是上海市为发展预

制构件制定的相关政策。

由同济大学负责子课题研究的“十二五”国家科技

支撑项目“新型预制装配式建筑集成技术研究与示范”

和上海建工集团股份有限公司、上海城建(集团)公

司、同济大学分别负责相关子课题研究的上海市科委

课题“上海市住宅产业化关键技术研究与示范应用”进

展顺利。

由上海城建置业发展有限公司开发的浦江大型居

住社区,位于上海闵行区浦江镇,总建筑面积220万平

方米。PC一期工程为浦江大型居住社区05-02地块,框

架剪力墙结构,总建筑面积5.15万平方米,其中4栋18

层住宅,主梁、次梁、外墙及女儿墙全部预制,预制率

50%;1栋14层住宅,增加了预制柱,预制率70%。2013

年5月实现竣工,届时将有632户市民搬进国内最高PC

化率的新居。

上海市场的混凝土构件总量随着基建规模的下降

有所减少,前几年较大规模的基建投入造成目前产能

过剩。政府虽鼓励推动住宅项目使用装配式,但推进力

度不够,市场发展不快。预制叠合板、楼梯、墙板包括非

承重墙板等预制构件及装配施工技术引用在上海城建

集团及中南集团房地产项目进行推进,逐步走向市场,

但由于市场过度竞争、价格体系不合理、资金拖欠等原

因造成企业营利困难。

(三)华南地区预制构件企业现状调查

目前华南地区的预制构件企业多数集中在广东的

珠三角地区,主要有市政路桥构件、建筑构件、小型制

品三大类型。市政路桥企业多数以流动性生产为主,固

定厂家较少,产品销售渠道一般为广东本地和港澳,较

大型的预制厂有广东省建工预制厂、中港四航一公司东

江口预制厂,产品面向路桥、港口、码头。

广东的建筑构件厂多数为港资企业,这些企业的

市场主要在香港,一方面因为香港的构件价格高,另一

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预制混凝土构件分会 23

方面国内市场资金难以回收。近两年来,一些港资企业

开始关注国内市场,其中个别企业已经与国内企业合资

开设了分厂,有意在国内发展业务;随着近年来国内建

筑工业化的发展,一些原来生产管桩、地铁管片的企业

也开始涉足房屋预制件的制造,这些转型工厂目前的客

户对象主要是万科集团。

以往湖南的建筑构件厂多数规模较小,以生产空

心楼板、叠合楼板、空心内隔墙板为主,长沙远大住工

为了满足自身发展需要,两年来在长株潭地区投资了5个

工厂,全部采用预制构件流水线生产,总计年产能达到

200万吨左右,其产品主要用于自身开发建设,并正在向

沈阳、合肥、西安、山东、江苏、新疆拓展。

目前,华南地区预制构件企业相互之间的交流较

少,特别是对新型的建筑构件不熟悉,多数企业没有技

术研发和产品开发的能力,技术储备不足,一些企业开

始进行横向的联合,主要有以下趋势:一是设计企业之

间的联合,一般是业主提供资源促成居多。多数设计

院对预制构件不熟悉,需要与相关的顾问公司或预制

厂技术团队合作,进行构件详图设计,如在万科的主导

下,香港黄郑顾问公司与深圳筑博设计公司、佛山南海

设计公司形成联盟,开展联合设计。二是上下游之间的

联合,一般是企业之间寻求互补而形成。港资企业与内

地建筑施工企业联合投资预制厂,互相培训技术人员,

使港资企业迅速了解国内规范情况,同时使内地建筑施

工企业也快速提高对预制构件的认识。三是产业转型的

关注度提高。一些原来生产小型制品、单一部品的企业

开始计划转型,如管桩、板业等领域的企业开始关注国

内建筑工业化发展,纷纷考虑对原有工厂进行改造和

转型。四是新兴建筑构件装备业得到迅速发展。中山市

快而居住宅工业有限公司、深圳市华森重工已经开发了

适合国内建筑构件特点的房屋预制构件流水线,并在沈

阳、唐山投入使用,与国外预制构件流水线形成竞争,

这些企业依托珠三角机械设备人才和产业集中的有利

条件,快速形成产能,在流水线价格、技术服务方面具

有一定的优势。

华南区域预制混凝土的发展受香港地区的影响较

大,珠三角混凝土预制件企业主要由香港建筑企业投

资,目前香港建筑业比较兴旺,预制件企业普遍发展较

好。武汉地区仅有瑞安房地产有限公司尝试使用装配

式工艺开发房地产,目前多数企业都在观望。深圳市应

国务院推行保障性住房的号召要求,正大力建设保障

性住房建设,在深圳集合住宅逐步增多;超高层住宅开

始出现;目前深圳市已具有数家大型预制构件厂、经验

丰富的施工单位和设计单位,为深圳市建筑工业化的发

展奠定良好的环境。

(四)东北地区预制构件发展状况调查

东北地区预制构件发展的桥头堡主要是沈阳市,

2012年政府强力推动现代建筑产业发展,以保障性公

租房建设为契机,大力推进装配式建筑工程项目建设,

鼓励企业先后建成4座现代化预制工厂和发展专用建筑

体系,广泛开展试点和示范工程建设的探索,取得了较

为显著效果。

2012年沈阳开工的1万套保障性公租房全部采用装

配式建筑方式建设,2011年在沈阳市投资建厂的亚泰

集团、长沙远大等具有各自技术体系的构件生产企业产

能不断提高,2012年新建投产的宇辉集团、中南建设集

团等构件企业陆续形成产能,至2012年年底,沈阳市预

制构件产能达到300万平方米。

为进一步推进现代建筑产业化发展,沈阳市出台并

实施了《关于加快推进现代建筑产业化发展指导意见》

等激励扶持政策,按照引导和激励相结合的原则,在奖

励面积、开辟绿色通道、优先返还墙改、散装水泥基金

等方面给予支持。在现代建筑产业化工程管理方面,沈

阳市正在研究出台《沈阳市装配式建筑工程规划建设管

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预制混凝土构件分会24

理办法》,拟在2013年以政府令形式颁布实施,该办法

将在工程规划、构件生产、设计、施工、监理及工程验

收等方面创新管理模式,加强装配式建筑工程监管。

沈阳市还组织编制了《预制混凝土构件制作与验

收规程》等九部省、市级地方技术标准发布实施,并在

深入研究已引进的预制混凝土(PC)技术体系的基础

上,组织编制了省级技术标准《装配整体式剪力墙结构

技术规程》,使沈阳市有关装配式混凝土结构技术规

程基本完备;开展装配式建筑关键技术的研究工作,对

关键部品连接技术、预制夹心保温外墙板关键技术等

开展科研攻关,这项工作已进入相关实验阶段;推行建

筑部品标准化、系列化和模数化,组织开展针对90平方

米以下住宅户型的厨卫标准化设计研究工作等。下一步

还将进一步完善装配式建筑技术体系,满足不同市场

需求。

黑龙江省目前有两个国家住宅产业化基地,一是黑

龙江建工集团,二是宇辉集团。他们将充分发挥其辐射

带动作用,以促进全省住宅生产方式的转变。

吉林省有意启动实施住宅产业化,特别是有大规模

保障性住房建设的可能。但目前吉林省住宅产业化基本

处于空白状态,只有亚泰、新星宇等个别企业探索性地

生产少量住宅部品预制件和高层住宅配筋砌块。

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预制混凝土构件分会 25

东北区域虽有住宅产业化规划及其政策支持,除沈

阳市有实质性进展,其他省市均停留在口头阶段。由于

盾构管片、PC构件等高端混凝土预制产品行业门槛较

高,该地区该领域行业发展和市场竞争相对稳定。排水

管、化粪池、电杆、路面砖等市政工程构件市场相对比

较混乱。

二、调查结果初步分析

(一)构件企业创新不足,商业模式有待完善

从2012年年初以来,很多企业都已经强烈意识到

技术创新对开拓未来市场的重要性,参与新产业的积

极性很高,尤其是针对预制装配式建筑的各项技术创

新。但是受自身条件的制约,多数独立的预制构件企业

不具备技术创新的资金、人才、产业联合条件,但只能

被动适应市场。有些颇具规模的企业虽也准备加大投

入迎接新的产业,但缺乏强有力的背景支持。一些依托

施工集团公司、开发公司转型的构件厂,技术创新的平

台会比较好,积极性也很高,但是目前还没有形成成熟

的商业模式,构件厂在未来产业中的地位还不确定。

传统构件的特点是标准化程度高,技术成熟,与现

浇或者其他结构相比在特定领域有较大优势。但是由

于制造工艺简单,成本比较透明,竞争十分激烈,因此

依靠传统构件生存的构件厂普遍经营状况不理想,处

于盈亏边缘。有的构件厂虽然已经接触并且生产了一部

分新型工业化预制构件,但由于产量太小,短期内也难

以实现盈利。

(二)新产业相关概念逐渐清晰,但利益格局难以

调整

2012年,以住宅产业化和建筑工业化概念为核心的

预制混凝土装配式房屋建造方式,经过多方努力已经

获得各地建设部门以及开发商的普遍认可。对中国建筑

业、房地产业以及相关产业的影响正朝着有利的方向

发展。但预制装配式混凝土建筑具体涉及到的各方包

括政府、开发商、设计院、施工单位等,应该承担哪些

义务和责任,在很多地方的推进过程中仍然存在分歧。

尤其是围绕设计方、施工方和预制构件制造方的利益

调整,目前尚无好的解决方案。一些民营企业机制比较

灵活,可以很快地实现设计—施工—制造一体化实

施。更多的企业从自身利益出发考虑问题,即使是同一

个集团的上下游企业,配合也存在一定难度,比如税收

和重复取费的问题,已成为制约预制混凝土行业发展

的一个重要因素。

(三)预制技术逐步成熟,技术标准还需优化

围绕建筑工业化的预制装配式建筑革命,由于与住

宅产业化一起受到政府部门和开发商的重视,因而出现

了集中围绕住宅建筑的技术革新。截至2012年年底,除

了相关国家标准(设计、施工、验收标准),全国各地的

地方标准也正在陆续出台,但新的技术标准和结构体系

尚有很多不完善之处,直接导致可实施性降低(施工难

度大、施工成本高),阻碍了进一步的应用。住宅之外

的预制构件新产品、新标准目前进展不大,针对新技术

及其标准规范的研究和创新工作仍然任重而道远。

(四)参与主体积极性高,看多做少依然是主流

从此次调研情况看,相关区域参与住宅产业化预制

构件制造的企业数量在急剧增加,其中包括开发商、施

工企业、构件制造企业,甚至包括一些没有建筑业背景

的企业,远在新疆、云南等地的一些企业都表现出了浓

厚兴趣。但是在这些参与主体中,真正品尝到胜利果实

的不多,部分企业新投资的项目都处于亏损状态。造成

亏损的最大原因是没有足够的、具有连续性的订单,而

要产生订单,需要足够大的市场规模。从目前实施较好

的几家公司来看,几乎都是实行开发、建造、制造整体打

包的企业。其他很多企业虽然也积极参与各种活动,但

是在不确定的市场条件下要贸然投资数千万元,压力仍

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预制混凝土构件分会26

然很大。从已经公开的信息来看,有意向投资到新型装

配式预制混凝土构件制造领域的企业很多,尤其是一批

建筑施工类企业很积极,但真正动手做的还是少数。

(五)联盟合作渐成趋势,合作形式更加务实

2012年,参与新型装配式建筑产业的企业越来越

多,各自都在找与新产业的结合点。由于很多参与方

之前都是擅长于在某一领域发展,比如万科的开发能

力,中建等公司的施工能力,北京榆构等公司的制造能

力等,在认识到合作的重要性后纷纷建立产业联盟。

之前全国各地陆续成立的联盟不少,基本上都是在政

府的引导下以开发、设计、施工、制造企业为主体,形

成一种松散的合作方式。但是2012年,多数联盟借鉴

前面的经验,更加注重联盟内部成员的合作,以具体

项目为合作载体,实现成员的互利共赢。例如万科北

京公司与二十二冶的联合,北京远通与北京市设计院

的联合等。如果政府能够合理引导,成员之间着眼未

来,相信联盟的形式将能够最大程度地消除各环节之

间合作的障碍。

(六)构件下游设备厂商积极性很高,进步很快

围绕此次新型工业化建筑革命,一些设备制造厂家

积极性很高,而且有的已经取得不俗的成绩。除了一些

国外知名设备厂商外,国内也逐渐发展起一批具备一定

经验的成套设备厂。这些设备厂之前也参与了相关生

产线的研究制造,具有一定的经验,比如河北新大地之

前是高铁轨道板生产线的主要供应商,深圳华生之前

是地铁盾构管片流水生产线的主要供应商等。从目前

已经建成的生产线来看,各家都有优缺点,还需要逐步

完善。其他下游厂商目前进步也很快,多数也是从相关

领域转过来的,对未来充满期待。

综上所述,2012年,华北、西北、西南区域预制构

件行业发展状况没有预期的理想,多数预制构件企业

还是依靠传统产品生存,但传统产品的市场前景堪忧;

新产品主要是装配式住宅预制构件,尚未形成有效的

市场规模,各种障碍依然存在。业内普遍看好预制装配

式住宅构件的发展前景,纷纷加大了技术创新和投资的

力度,一批有施工、开发经验的大企业正在谋划和建设

大型预制构件厂。下游设备和材料厂商配套能力正在加

强,参与积极性很高。政府支持力度还在加大,有关政

策的调整还需要全行业共同努力。

三、行业发展中存在的主要问题

(一)预制构件的造价问题

尽管目前国内建筑工业化在不断加速,但横向看还

很难在短期内成为建筑生产的主要方式,除了现浇结

构的成熟管理模式具有竞争力,主要还是建筑工业化的

造价还比较高。预制工厂建设一次性投入较大,难以形

成短期效益;在劳动力成本还不是很高的情况下,传统

建筑生产方式的建造成本仍具有一定的优势,尽管“绿

色、节能、环保”的理念得到大家的一致认同,但由于相

关扶持政策不到位,主导市场的开发商积极性并不高,

多数持观望态度,相关考察学习交流虽然增多,但是真

正下决心大干快上的企业并不多。

从生产企业反馈的信息显示,从施工单位反馈的信

息显示,目前用于每个建筑工程的预制率约10%~20%。

平均销售价格除香港地区最高外,北方区域略高于南方

区域,其中上海区域的平均销售价格最低。

(二)预制构件的技术标准问题

相关技术规范和标准不是很完备,增加了项目运作

难度;一些开发企业看到了建筑业未来发展方向,也有

意进行转型尝试,他们往往向一些常规的开发、设计、

施工单位进行咨询,但得到的咨询意见往往是不利于产

业化实施的意见,这一方面说明了国家的新型工业化标

准规范还不够完备,另一方面也说明我们的宣传和技术

交流不到位。

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预制混凝土构件分会 27

(三)预制构件的试点示范问题

预制建筑的专业化实施需要一个长期过程,质量、

工期、成本等优势需要规模化才能体现。对预制建筑

或建筑预制构件行业的潜在价值认识较深的只有个别

企业,很多身在其中的企业认识仅仅来自于企业本身的

样本。个别示范试点项目做得不成功或者不成熟的反作

用往往会被放大,给产业转型带来不利影响。例如:一

些示范项目因为方案不合理造成建安成本比传统项目

高,导致开发商认为只要是预制装配式就会比传统方式

造价高,而且是高出很多。

(四)预制构件的发展问题

目前预制行业的发展除了体制问题,还有从业者的

技术管理水平较差的因素,一直制约着预制产品的质量

改进和新产品开发,必须要明确预制构件的工业化不同

于建材产品的工业化;预制构件的标准化是有限的标准

化,要具有多样化的需求,这是预制技术的灵魂。

四、科技开发与标准规范的编制工作进展

由中国建筑科学研究院负责组织的国家十二五科

技支撑项目新型装配式混凝土建筑集成技术研究与

示范项目已进入实施阶段,该项目集中国内外科研、设

计、生产、施工等单位联合攻关,其成果将对预制混凝

土技术在我国的推广应用产生重要作用。

目前我国正在编制的相关标准规范除了国家和行

业标准外,全国各地也在编制地方的标准,比较领先的

有北京、上海、江苏、辽宁、广东等。以下是近期编制的

国家标准计划:

·2012年8月颁布实施的国家标准《混凝土结构工

程施工规范》(GB50666-2011);

·正在修订中的国家标准《混凝土结构工程施工

质量验收规范》(GB50204);

·行业标准《装配式混凝土结构应用技术规程》

(JGJ-1X)已完成报批稿;

·行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》在

编制过程中;

·行业标准《钢筋套筒灌浆连接用灌浆料》已完成

报批稿;

·行业标准《灌浆连接用钢筋套筒》已颁布实施。

五、结论

据不完全统计2012年全国规模以上的建筑构件生

产企业总产量出现下滑,预制混凝土构件行业发展的

状况总体上不容乐观,但局部领域也有新突破。北京、

上海、广东等区域预制混凝土行业相对成熟稳定,沈

阳、合肥等城市预制构件行业在政府推动下发展较快;

住宅产业化和建筑工业化在万科等企业持续推动下,越

来越多地企业开始关注和进入,这是我国新型建筑工业

化的希望所在。

预制混凝土构件行业发展的状况总体上不容乐观,

但局部领域也有新突破,未来仍值得期待。目前我国的

预制构件企业主要还是以基础设施类构件加工为主,尤

其是地铁管片、桥梁、排水管等为主导产品,但总体开工

率较低,北京上海等城市的预制构件产能已经过剩。

目前我国构件生产还普遍采用机械化水平比较落

后的生产线,未来需要进行必要的工艺技术改造,提高

劳动生产率,减少用工成本。

预制构件行业的发展需要国家制订相应鼓励政

策,扶持一批具有施工安装和生产一体化的企业来带

动建筑工业化的持续发展。

作者简介

蒋勤俭,毕业于东南大学建筑材料与制品专业,2006年获得清

华大学建筑与土木工程专业硕士学位。现任北京预制建筑工程研究

院院长、北京榆构有限公司总工程师,兼任中国混凝土与水泥制品协

会预制混凝土构件分会理事长。

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预制混凝土构件分会28

1 概述

改革开放以来,特别是20世纪90年代以来,随着我

国城市化建设的迅猛发展,带来了住宅和基础设施建设

的大发展,使建筑业在国民经济中的地位日益凸显;建

筑工业化作为当前世界建筑技术的八大发展趋势之一,

它的技术发展和进步也是衡量一国家或地区建筑业发

展水平的一个重要标志之一,采用预制混凝土技术是实

现建筑工业化的重要途径之一,使用预制混凝土结构

具有诸多优点:施工速度快、建造质量高、可持续发展

等。预制混凝土构件技术在基础设施和住宅产业化的

发展也达到一个全新的高度,与传统的预制混凝土技

术相比具备产品精度高、体量大、生产自动化程度高、

混凝土高性能化的特点。

上海建工集团股份有限公司作为上海建筑业代表

性企业,顺应建筑发展的趋势,在预制构件方面做了

大量的研究、开发和示范工作,推动上海地区市政工业

化、建筑工业化和住宅产业化的发展。本文就上海建工

在预制构件方面的进展和发展方向作一介绍。

2 上海建工预制构件发展情况

2.1 预制构件应用领域

2.1.1 住宅产业化领域

上海地区住宅产业化在政府的大力支持下,上海建

工整合集团内科研、设计、预制构件制造和施工力量开

展相关的科研和建设,新的预制结构体系技术逐步成

熟,包括各类型的预制框架结构体系、预制剪力墙结构

体系、叠合式预制剪力墙体系等等;随着这些预制建筑

技术的发展,大量预制构件如预制外墙板、预制楼梯、

预制阳台板等(图1)在工程中得到应用,新的预制产品

也逐步推出,如:叠合式预制剪力墙和预制楼板、带保

温、外装饰的预制住宅外墙板。我们还负责编制了标准

《装配整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收

规程》和《装配整体式混凝土结构施工及质量验收规

范》,到目前为止上海建工参与产业化住宅工程建筑面

积达100余万平方米。

2.1.2 大型基础设施和公共建筑领域

上海建工预制混凝土构件广泛用于城市轨道交

上海建工预制构件新进展

吴 杰

摘 要:上海建工预制构件主要应用在产业化住宅、大型基础设施和公共建筑中。从预制

构件的发展来看,呈现高精度、结构功能装饰一体化、混凝土高性能化等特点;从设计和

生产技术来看标准化、模数化和自动化高效生产、预制构件节段化、装饰构件高品质化和

构件应用领域的细分化是发展趋势。

关键词:预制构件 高精度 标准化 模数化

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预制混凝土构件分会 29

通、高架桥等大型基础设施和公共建筑中。如磁悬浮

轨道梁(图2)、高架节段梁(图3)、轨道交通地铁管片

(图4)、U型梁(图5)、矩形管节(图6)、F1国际赛车场

看台板(图7)、虹桥交通枢纽清水外墙板(图8)等。这

些产品的技术已具有了相当的国际水平,有的甚至达到

了国际领先的水平。

图 1 各种形式的PC产品

(d)阳台板

(a)PC外墙板(面砖装饰) (b)PC外墙板(砂浆装饰)

(c)预制楼梯

图 2 磁浮轨道梁 图 3 节段梁

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预制混凝土构件分会30

2.2 预制技术呈现的主要技术特点

就目前预制技术发展情况而言,其预制混凝土构件

产品呈现的主要技术特点有:高精度、结构功能装饰一

体化、混凝土高性能化、大型化以及先张法预应力技术

图 4 地铁管片 图 5 U型梁

图 6 矩形管节 图 7 F1看台板

图 8 虹桥清水外墙板

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预制混凝土构件分会 31

应用面的不断扩展等等,简要介绍如下:

2.2.1 产品尺寸高精度

由于目前预制混凝土构件在各类轨道交通、城市

高架和整体装配式建筑等领域的不断拓展,其在现场

装配和功能组件的定位的精度要求都非常高,因此对产

品的制造精度就提出了相当高的要求。以下为一些主要

高精度预制混凝土构件的精度要求(见表1)。

2.2.2 结构功能装饰一体化

随着预制技术的发展,预制混凝土构件已非单纯

的结构构件,往往设计成结构、功能、安装和装饰一体

化。例如磁悬浮轨道梁主体结构在生产时就集成了关

键部件连接件,定位精度极高需要用专用机床后加工;

装配整体式住宅产用的外墙板集成了保温和装饰工程;

为世博生态家园开发的多功能一体化预制阳台集成了

绿化组件、装饰组件、光伏组件和光热组件。

2.2.3 混凝土高性能化

高性能混凝土技术的应用得到了业内的普遍认可,

其应用于预拌混凝土和预制构件中有技术共同点,例

如混凝土的工作性、设计要求的最终产品的力学性能、

耐久性能等等;也有不同点,例如预制混凝土往往基于

高效生产的要求,技术对早期强度的要求比较高,往往

需要选用早强型的矿物和化学外加剂和采用蒸汽养护

等工艺,选用这些材料和工艺需同时考虑混凝土的力学

性能和耐久性能;如在U型梁的生产中,基于其100年的

设计寿命,我们配制了C55高性能混凝土,56天电通量

小于1000C。

2.2.4 先张法预应力技术应用的发展

在预应力预制混凝土构件的预应力施工方面,主

要存在先张法和后张法两种工艺;由于后张法工艺对预

制场地和设备的要求较低,该工艺在我国市政工程和

基础设施建设领域应用面要远高于先张法工艺。但是

后张法工艺需要孔道压浆、封锚等工序,由于这些工序

所需要的材料质量问题和工序完成质量问题,例如材

料因素如压浆混凝土泌水问题、塑料波纹管强度问题、

表 1 高精度预制混凝土构件尺寸精度要求

序号 产品名称 精度要求

1 装配整体式住宅构件 主要外形尺寸允许偏差要求在±4mm以内

2 高架节段梁 相邻节段弧底高差小于1mm,缝隙小于2mm

3 磁悬浮轨道梁 各支座、连接件在x、y、z三个方向面上的空间位置,误差控制为±1mm

4 地铁管片 最小允许偏差±0.5mm以内

图 9 2000吨先张法预应力构件生产台座

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预制混凝土构件分会32

波纹管热胀系数与混凝土不一致,施工因素如锚固区

封锚不足、压浆混凝土不密实、排水和防水设施的施工

不力等等,都将严重影响预制预应力混凝土构件的耐久

性;而先张法预应力构件的生产工艺可大大减少上述弊

端的发生。因此,基于预制构件的全寿命期结构性能考

虑,先张法预应力技术的应用推广越来越受到政府相

关部门和混凝土行业重视,上海建工构件公司为此投

入巨资开发了最大张拉应力达2000吨的先张法预应力

构件生产台座(图9)和相关设施,为上海城市基础设施

高质量建设保驾护航。

3 预制构件生产关键技术特点

3.1 模具与构件的虚拟加工与拼装

由于高精度是现代预制混凝土技术的主要特点之

一,因此,为确保预制构件的高精度,开发更高精度预

制混凝土模具是关键技术之一,高精度预制混凝土构

件的钢模除了具备足够的强度、刚度和稳定性外,为保

证产品的外形和尺寸精度,一般要求钢模的制造公差不

得大于产品尺寸偏差的1/2,因此高精度构件模具的制

造公差基本上在1mm以内;目前,计算机辅助设计在预

制构件和模具设计方面得到广泛应用,构件公司还正

在开发计算机虚拟模具制造技术以应对高精度复杂预

制构件的生产。图10为采用计算机软件生成的预制阳台

板的构件图。图11是采用BIM技术对工厂生成的预制梁

板柱构件进行预拼装。

3.2 生产自动化、智能化

随着工业化现代化的不断进步,预制构件生产技术

不断融入现代先进制造技术、预制构件的自动化生产、

在线监控等智能化技术不断发展,在实际生产中得以

成功应用,以下举例介绍。

3.2.1 流水线自动化生产线

随着预制构件的发展,为了提高预制构件生产的

效率和质量,提高劳动生产率,预制构件的生产开始

大量采用高效的流水线自动化生产方式。如预制混凝

土管片生产,管片生产工艺是保证管片质量的主要方面

之一,其预制技术的日趋成熟使管片向着标准化、自动

化、规模化的方向发展,使管片的质量和产量更能适应

我国地铁和隧道建设。图12为我们下属管片厂研发的环

图 10 预制阳台板

图 11 预制梁板柱的预拼装

图 12 管片自动化生产线工艺示意图

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预制混凝土构件分会 33

保节能管片自动化生产线工艺示意图。

3.2.2 关键生产工序自动化

1)蒸汽养护自动化

高精度预制混凝土构件往往对混凝土的各龄期的

力学性能、收缩徐变等耐久性的要求比较高;在高精度

预制混凝土构件生产过程中,当混凝土配合比和蒸汽养

护工艺确定后,蒸汽养护工序对的混凝土力学性能和耐

久性能的影响是相当大的,因此有必要采用自动化蒸汽

养护技术,按照既定的养护工艺对高精度预制混凝土构

件进行精确养护。因此自动化养护工艺在地铁管片、高

铁轨道板等高精度预制构件中的应用越来越广泛。

2)预应力张拉监控自动化

预应力张拉工艺是预应力混凝土构件生产过程的

最关键技术,预应力张拉是否按设计要求进行将影响

预制构件的整体结构性能甚至导致构件失效报废。预

应力张拉工艺技术历程经历了三代,目前主要应用第

一代传统的张拉工艺中,应力和应变的监视以及控制

都由人员控制,存在张拉质量着受人为影响因素多,张

拉数据可靠性和张拉质量低缺点;现在正在推广应用

的第二代张拉系统,其应力和应变的监视由计算机自动

监控,但需要操作人员根据监控数据和定好的张拉要

求进行控制;目前构件公司与相关单位合作开发成功了

第三代自动化张拉系统,该系统具备张拉应力和应变自

动监测和自动控制张拉的功能,将大大提高预应力张拉

质量和确保张拉数据的可追溯性。

4 预制构件技术发展方向

4.1 标准化、模数化和通用化生产系统的开发

我们的住宅产业化和建筑工业化结构体系还没有

完全确定,通用结构体系和专用结构体系的协调配合

还没有解决,标准化概念和设计技术还没有得到足够

的重视和实施。导致了目前工业化住宅设计方案实施成

本高、周期长,从而使得预制构件的模具利用率低下,

构件生产加工费用高,效率也有待进一步提高。

上海建工在预制剪力墙体系中应用SP板作为楼板

(如图13、图14所示)。SP板作为标准化程度非常高的

预制构件,具有跨度大、承载力高、质量高、安装快捷

等优点。其在楼板中的应用能大大提高施工效率、降

图 14 基于SP板的预制剪力墙结构体系图 13 SP板

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预制混凝土构件分会34

低成本,同时具有增大开间面积的效果,满足人们对住

宅空间二次设计的需求,在当下人们对住宅要求越来越

高的形势下,SP板能很好的解决这些问题,是促进构件

标准化、模数化的很好选择。

4.2 构件生产节能环保化

预制构件的生产在保证质量的同时,应注重节能

环保工艺和技术的开发和应用。如在管桩混凝土中开

展的免高压蒸养技术;在管片生产自动流水线中,开发

微振捣和免蒸压混凝土的配制与应用,改变蒸汽养护

用能方式等都是体现节能环保技术在构件生产中的应

用。在国家大力倡导节能减排的当下,预制构件的节能

生产将是该行业势在必行的发展方向。

4.3 大型构件节段化

在大型基础设施建设中,由于建造结构庞大,当采

用预制方案时,往往使预制构件节段化,如沪闵高架节

段梁。在虹梅路高架的建设中,预将构件的节段化更进

一步,除了采用节段梁外,支持柱亦采用节段预制的方

案,这将大大推荐构件预制节段化。大型预制构件的节

段化也是今后预制构件技术发展的重要方向。

4.4 装饰构件的高品质化

随着生活水平的不断提高,人们对住宅的要求越来

越高,产业化住宅用装饰构件如装饰保温结构一体化

墙板的装饰品质需不断提高提高以满足人们的需要,在

传统面砖、装饰砂浆装饰的基础上,像GRC、GRP、水

磨石凳装饰材料在预制构件中的应用以提高构件装饰

品质是装饰性构件的发展方向,我们在这方面也做了大

量的开发工作,以GRC为装饰层开发了GRC-PC构件(图

15),并在示范楼中得到应用。

装饰构件的高品质化需要我们寻求高档装饰材料的

同时,也要研究相应的与PC构件结合的生产工艺技术。

4.5 其他专业应用领域

目前,预制构件的应用主要在市政工程、公共建筑

和产业化住宅中,随着预制技术的不断发展,在很多细

分领域也开始采用预制技术。如在电信基础设施领域,

我们最近开发出一种新型的基于工业化生产的预制混凝

图 15 GRC-PC构件

图 16 预制装配混凝土电信塔基础块构件

图 17 电信塔基础安装

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预制混凝土构件分会 35

土电信塔基础(图16和图17),革新了电线塔基础的建造

方式。通过工业化的建造方式,大大缩短了现场施工的

周期,尤其是偏远山区,体现了该构件的巨大优势。

在风力发电领域风电塔的预制上,我们也在进行大

量的研究工作,风力发电塔采用预制的方式将大大提高

其建设效率,图18为国外风力发电塔的预制环片构件,

这种大型的预制构件也是我们今后重点开发的方向。

结语

综上所述,上海建工预制构件在产业化住宅、大型

基础设施和公共建筑中得到广泛应用。预制构件近年

来呈现高精度、结构功能装饰一体化、混凝土高性能化

等技术特点;另外从设计和生产技术来看标准化、模数

化和自动化高效生产、预制构件节段化、装饰构件高品

质化和预制构件领域多样化的发展趋势。

同时,国内预制技术在基础设施应用领域具备了国

际水平;在住宅产业化领域,虽然近年来技术水平有较

大的提升,但是在如何结合我国国情并参考国外技术和

经验设计适宜采用标准化、模数化预制构件的住宅产

品和相应的工厂化预制构件高效生产技术以降低生产

施工综合成本是住宅产业化的重要发展方向。

图 18 风力发电塔预制环片构件

作者简介

吴 杰,男,48岁,教授级高级工程师。上海市建筑构件制品有

限公司总工程师。

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预制混凝土构件分会36

1 概述

随着国家城镇化建设的不断推进,广大民众对住

宅的需求量急剧上升,品质要求不断提高,近年来全国

住宅建设总量不断攀升。但从国家整体环境保护的要

求出发,对住宅建设所耗费的社会和自然资源、工地环

境又提出了更高的要求,加之目前建筑工地劳动力的稀

缺及用工成本的上升,住宅产业化已必然成为我国今后

住宅建设发展的趋势。

近年来各地政府也相继出台了一些地方性的鼓励

政策,大力推行住宅产业化建设。由于预制外墙是一种

不仅能够将建筑饰面、门、窗框甚至外墙保温进行一体

化制作,并且可以基本杜绝外墙面渗水和门、窗漏水这

一目前住宅质量通病,真正体现产业化优势的产品,所

以一般产业化政策的扶持对象,必须是采用预制外墙

的项目。

预制外墙一般指在工厂预制,在建筑工地通过机

械或湿作业形式与建筑结构形成可靠连接,充当建筑

外墙功能的预制构件。

由于预制外墙不仅仅要承担建筑物的围护或承重

功能,更要满足建筑物的外观效果及耐久性需要,所以

给外墙的生产和质量控制提出了更高的要求。

产业化预制外墙一般按功能可分为承重和非承重,

按饰面可分为瓷砖饰面、花岗岩饰面、清水饰面、艺术

造型饰面、涂料饰面等。

上海城建物资有限公司自90年代初期就开始了产

业化外墙板的制作,是我国最早获得日本PC协会和美

国PCI认证的企业,产品自1992年起出口日本和美国,目

前是日本清水建设和上海万科长期合作伙伴。在20年

的生产过程中,遇到过一些问题,积累了一些经验。下

面就产业化预制外墙生产技术和质量控制谈谈一些看

法和体会。

2 预制饰面外墙板生产技术

1. 饰面制作技术:预制外墙饰面不仅要体现建筑

物的外观效果,更需要粘结牢固、安全可靠和较高的耐

久性。

a)瓷砖饰面:在瓷砖饰面预制外墙生产中,瓷砖一

般采用反打成型技术,即先要将瓷砖根据墙板饰面分布

图,制成瓷砖套件,然后将套件铺贴在模具上,再放入

预制饰面外墙板生产技术与新产品研发

朱永明

预制外墙

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预制混凝土构件分会 37

钢筋、预埋件等,然后浇注混凝土。墙板成型、养护后,

去除套件贴膜和海绵条,冲洗瓷砖表面水泥浆即可。

在生产过程中,应避免钢筋骨架移动而引起瓷砖

错位,避免振动棒触及瓷砖,同时应根据瓷砖表面情

况,选择不同粘度和功能的贴膜。瓷砖应尽可能选择表

面上釉、易清洗的品种,背面应开有燕尾槽。成型28天

后,瓷砖应做拉拔试验,强度不应低于0.6MPa。

b)花岗岩石材饰面:在花岗岩石材饰面预制外墙板

生产中,一般也是采用反打工艺。花岗岩厚度一般采用

2.5cm~3.0cm,由于花岗岩石材的多孔结构,为了防止混

凝土中的碱性物质渗透至石材表面而引起表面污染,石

材背面需做封闭处理,同时为增强石材和混凝土的结

合强度,需在石材背面打45度斜孔,安装不锈钢卡钩,

一般每平方米不少于8个。

在生产中需注意的是也是由于花岗岩的多孔结

构,在整个生产过程中,应绝对避免污染,特别是油污

及钢模上的铁锈,否则很难清洗干净。还有由于花岗岩

板材一般是非标尺寸,需在搬运、混凝土成型、成品驳

运过程中加强保护。

c)涂料饰面:在涂料饰面预制外墙板生产中,一般

是构件生产完成后再进行涂料涂刷,涂料一般分外墙

防水涂料和金属漆涂料,对外墙防水涂料而言,因涂层

较厚,对混凝土构件表面要求不高。而金属漆涂料因涂

层较薄且有金属质感,构件表面稍有不平整,上涂料后

马上就能反映出来,影响外墙效果。

在生产过程中要特别注意模板表面的平整度和拼

装质量,同时对产品的修补质量也有更高的要求。

d)艺术造型饰面:艺术造型饰面一般通过特殊橡

胶成型各种造型作为底模,通过混凝土浇捣成型后,脱

去橡胶模而在混凝土外墙板上留下各种艺术造型。

在生产过程中应使用特制脱模剂,严格控制养护

温度,注意橡胶模的清洁和维护。

e)清水混凝土饰面:由于混凝土的颜色受到各种

原材料、混凝土坍落度、养护方式、养护时间、模具的

材料等诸多因素影响,如果按国人对色差的容忍度来

讲,它是最难加工的一种饰面。

在生产过程中应尽可能保证材料和工艺的一致性,

避免破损,修补材料应配色后才能使用。

2. 质量控制:从饰面外墙板来讲,饰面的观感、预

埋窗框的方向、尺寸的偏差、预埋件跑位都可能导致墙

板报废,而往往一块墙板有几百个尺寸需要控制,质量

管理应慎之又慎。

首先是过程控制,我们采用将每天生产的板型、品

名、涉及的每道工序打印成表放置在车间内,每道工序

必须有操作人员和质检人员签字后,下道工序才能进

行。

清水混凝土饰面

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预制混凝土构件分会38

其次是三道检查制度,即:

a)模具检查:模具拼装结束,除自检外,需质检人

员检查;

b)浇捣前检查:由质检人员对外墙板所有项目包

括钢筋、预埋件、门窗框、等进行检查,完毕后拍照留

档;

c)成品检查:对脱模后成品再一次检查。其中最关

键的是每一次的检查都必须将实际测量数据记录在图

纸相应位置上,这样可最大限度地避免漏检和错检。

还有是成品保护,包括防止油污等污染和饰面的损

坏。在堆放过程中需注意的是要经常观察墙板的平整

度,当变形过大时应及时调整搁置点位置来纠偏。

3 新产品研发

3.1 无机夹心保温墙板

该产品是我公司和同济大学共同开发的新一代保

温外墙,由于目前广泛使用的外墙外保温和外墙内保温

均存在耐久性和家庭装修困难等弊端,而夹心保温墙

体是解决这些问题的最好途径。但有机材料充当夹心

保温材料,虽然保温效果较好,但防火性能差、材料耐

久性等问题一直无法解决。但新一代无机夹心保温外

墙板采用无机的水泥基发泡材料,辅以绝热FRP连接

件,彻底解决了外墙保温、防火和耐久性问题,产品已应

用于城建海港基地2#试验楼。

3.2 再生骨料预制墙板

随着国家生态环境保护力度的加强,天然资源开采

将受到限制,工业和建筑废弃物的利用越来越受到重

视,再生骨料混凝土的应用也越来越广泛,早在2010年

上海世博会的“沪上·生态家”已使用我公司的再生骨

料混凝土。但再生混凝土一直未应用于预制构件领域。

我们公司和同济大学联合开发再生骨料混凝土预制构

件,通过梁、板抗弯、剪切等试验,证明其受力性能等

和普通混凝土一致。我们在城建海港基地的2#试验楼

中,用再生骨料混凝土制作了梁、叠合楼板、柱、夹心保

温外墙、阳台等,效果良好。

3. RFID芯片应用

随着建筑业BIM系统的应用,结合物联网,我们也

尝试在混凝土构件中埋入RFID芯片技术,该芯片包含

了构件名称、在建筑物上的位置、生产各环节和质量检

验、场地存储位置等大量信息,通过手持机来读取信息

以及上传,给工程管理和建筑物后期维护带来了极大的

方便。该方法已应用与集团的保障房建设。

总之,预制饰面外墙板的制作涉及范围广、精度要

求高,需周详的统筹安排、精细的施工管理、严格的质

量管理,是对传统预制构件生产领域制作水平的一个

提升。

作者简介

朱永明,工学学士,高级工程师。上海城建物资有限公司副总经

理,中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会副理事长。

2010年上海世博会的“沪上·生态家”

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预制混凝土构件分会 39

1 引言

装配式混凝土结构指由预制混凝土构件或部件装

配、连接而成的混凝土结构[1,2]。建筑工程中采用装配

式混凝土结构,具有工业化水平高、建造速度快、施工

质量佳、减少工地扬尘和减少建筑垃圾等优点,可以

提高建筑质量和生产效率,降低成本,有效实现“四

节一环保”的绿色发展要求[3~5]。装配式混凝土建筑结

构(下文简称“装配式结构”)在美国、欧洲、日本、新

西兰等以及我国的台湾、香港地区都有广泛应用。近

年来,在我国大陆地区的应用也开始摆脱低谷,并呈

上升趋势[5]。国务院办公厅关于转发发展改革委、住房

城乡建设部绿色建筑行动方案的通知(国办发[2013]1

号)中,将“推动建筑工业化”作为绿色建筑行动方案

一项重要任务,并明确指出要“推广适合工业化生产的

预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设

工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水

平”[6]。本报告对装配式结构相关的国内外标准进行梳

理,讨论相关的设计、施工和验收等关键技术问题,并

分析我国现行标准体系存在的不足,可为相关标准的制

订、完善以及工程应用提供参考。

2 国内外相关标准体系

2.1 中国标准

我国现行的工程建设标准包括国家标准、行业标

准、地方标准和协会标准等级别,我国的装配式结构

设计、施工、验收等相关的主要技术标准见表1[7~34]。工

程建设标准与相关技术在工程中推广应用状况密切相

关,有较强的时代烙印。上世纪70~80年代,特别在改

革开放初期,装配式结构的应用曾经有过一个高潮,大

量的住宅建筑和工业建筑采用了装配式技术。结合我

国当时的应用情况,原建设部组织修编了国家标准《预

制混凝土构件质量检验评定标准》、行业标准《装配式

大板居住建筑设计和施工规程》以及协会标准《钢筋

混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程》等,并

与上世纪90年代出相继发布实施。之后,由于种种原

装配式混凝土建筑结构技术标准综述

赵 勇 王晓锋

摘 要:对中国、美国、欧洲、日本、新西兰以及PCI、fib等国内外装配式混凝土建筑结构

相关的技术标准体系进行了梳理,比较了我国规程JGJ 1、美国PCI手册、新西兰装配式结

构指南等相关专业技术标准的内容,并对结构体系设计、预制构件设计、结构构件的连接

技术、装配式结构施工与质量控制以及绿色建筑评定标准等展开讨论,最后提出了有待

进一步研究的问题,可为相关标准的修编以及工程应用提供参考。

关键词:装配式混凝土结构;预制混凝土构件;技术标准;等同现浇型

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预制混凝土构件分会40

因,装配式结构的应用,尤其是在民用建筑中的应用逐

渐减少,迎来了一个相对低潮阶段。但随着国民经济的

持续快速发展、节能环保要求的提高、劳动力成本的

不断增长,近十年来,我国在装配式结构方面的研究

与应用逐渐升温。为了满足我国装配式结构工程应用

的需求,根据原建设部建标[2003]104号文的要求,由

中国建筑标准设计研究院和中国建筑科学研究院会同

有关单位编制了行业标准《装配式混凝土结构技术规

程》(JGJ 1),该规程目前已经进入了报批阶段。此外,

上海市、北京市、深圳市、辽宁省、黑龙江省、安徽省以

表 1 中国装配式混凝土结构相关标准

类别 编号 名称

国家标准

GB 50010-2010 混凝土结构设计规范

GB 50666-2011 混凝土结构工程施工规范

GB 50204-2002(2011年修订版) 混凝土结构工程施工质量验收规范(2013年征求意见稿)

GB 50009-2012 建筑结构荷载规范

GB 50011-2010 建筑抗震设计规范

GBJ 321-90 预制混凝土构件质量检验评定标准(已废止)

GBJ 130-90 钢筋混凝土升板结构技术规范

GB/T 14040-2007 预应力混凝土空心板

行业标准

JGJ 1 装配式混凝土结构技术规程(报批稿,2013)

JGJ 1-91 装配式大板居住建筑设计和施工规程

JGJ 3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程

JGJ 224-2010 预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程

协会标准

CECS 40:92 混凝土及预制混凝土构件质量控制规程

CECS 43:92 钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程

CECS 52:2010 整体预应力装配式板柱结构技术规程

/ 约束混凝土柱组合梁框架结构技术规程(报批稿,2013)

地方标准

香港(2003) 装配式混凝土结构应用规范

上海DG/TJ08-2071-2010 装配整体式混凝土住宅体系设计规程

上海DG/TJ08-2069-2010 装配整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收规程

上海DBJ/CT082-2010 润泰预制装配整体式混凝土房屋结构体系技术规程

北京 装配式混凝土结构施工与质量验收规程(报批稿,2013)

北京 装配式剪力墙结构设计规程(报批稿,2013)

深圳SJG 18-2009 预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规程

深圳SJG 24-2012 预制装配钢筋混凝土外墙技术规程

辽宁DB21/T1868-2010 装配整体式混凝土结构技术规程(暂行)

辽宁DB21/T1872-2011 预制混凝土构件制作与验收规程(暂行)

黑龙江DB23/T1400-2010 预制装配式房屋混凝土剪力墙结构技术规程

安徽DB34/T810-2008 叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程

江苏DGJ32/TJ125-2011 预制装配整体式剪力墙结构体系技术规程

江苏DJG32/TJ133-2011 装配整体式自保温混凝土建筑技术规程

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预制混凝土构件分会 41

及江苏省也相继编制了相关的地方标准。由表1可以看

出,我国各种专项技术标准大多是以“结构体系”为主

体编制,如南斯拉夫“INS”体系、世构体系、润泰体系

等,各技术标准又都包含了设计、施工及验收等内容,

但其中有些内容是重复的,甚至有些规定还不协调,这

是有待解决的问题。

2.2 美国标准

美国的标准分为四类,即国家标准、政府技术文件

(标准)、协会标准、企业标准,这些标准由政府机构

和非政政府组织两个系统制定。在美国标准与规范是

两个有区别的概念。其中标准采用standard一词,是指

产品生产、经营的技术准则,是衡量技术规格、指标的

尺度或水准,是自愿采用的;规范采用code一词,是对

工程活动中的行为方法要求,在设计、施工过程中的技

术要求、规定,经批准作为法规,严格执行[35]。《国际建

筑规范》(International Building Code)IBC[36]是美国各

州和地方的立法机构批准的法规性文件。IBC 2012采纳

《建筑及其他结构的最小设计荷载》(ASCE 7-05)[37]

和《建筑结构混凝土规范》(ACI 318-11)[38],因此,规

范ACI 318也成为美国混凝土结构设计基础性规范。另

外,尽管NEHRP[40](国家地震减灾规划)并不具有规范

效力,但由于其是联邦应急管理局的技术文件,在美国

也被当做规范采用。

美国混凝土协会ACI有多个技术委员会组成,各技

术委员会还编制了相应的标准、指南或技术报告,为混

凝土结构的设计、施工、验收等提供依据或参考,其中

与装配式结构相关的部分见表2[41]。

2.3 预制与预应力混凝土协会PCI标准

总部位于美国的预制与预应力混凝土协会PCI编

制的《PCI 设计手册》(以下简称“PCI手册”)[42],不仅

在美国,而且整个国际上也是具有非常广泛的影响力

的。从1971年的第一版开始,PCI手册已经编制到了第7

版,该版手册与IBC 2006、ACI 318-05、ASCE 7-05等

标准协调。除了PCI手册外,PCI还编制了一系列的技术

文件,包括设计方法、施工技术和施工质量控制等方

面,如表3所示[43]。

表 2 美国ACI的装配式混凝土结构相关标准、指南与技术报告

编号 名称

ACIBuilding Code Requirements for Structural Concrete and Commentary建筑结构混凝土规范

ACI117-10Specification for Tolerances for Concrete Construction and Materials and Commentary混凝土施工和材料的偏差规程

ACI374.1-05Acceptance Criteria for Moment Frames Based on Structural Testing and Commentary基于结构试验的框架验证标准

ACIT1.2-03Special Hybrid Moment Frames Composed of Discretely Jointed Precast and Post-Tensioned Concrete Members预制和后张混凝土构件组成的混合框架

ACI523.2R-96Guide for Precast Cellular Concrete Floor, Roof, and Wall Units蜂窝混凝土楼盖、屋盖和墙指南

ACI523.4R-09Guide for Design and Construction with Autoclaved Aerated Concrete Panels蒸压加气混凝土板的设计与施工指南

ACI533R-11Guide for Precast Concrete Wall Panels预制混凝土墙板指南

ACI550.1R-09Guide to Emulating Cast-in-Place Detailing for Seismic Design of Precast Concrete Structures等同现浇预制混凝土结构抗震设计指南

ACI551.1R-05Tilt-Up Concrete Construction Guide立墙平浇施工指南

ACI551.2R-10Design Guide for Tilt-Up Concrete Panels立墙平浇设计指南

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预制混凝土构件分会42

2.4 欧洲标准

1975年,欧洲共同体委员会决定在土建领域实施

一个联合行动项目。项目的目的是削除对贸易的技术障

碍,协调各国的技术规范。在该联合行动项目中,委员

会采取一系列措施来建立一套协调的用于土建工程设

计的技术规范,最终将取代国家规范。1980年产生了第

一代欧洲规范,包括EN 1990~EN 1999(欧洲规范0~欧

洲规范9)等。1989年,委员会将欧洲规范的出版交予欧

洲标准化委员会,使之与欧洲标准具有同等地位。其中

EN 1992-1-1(欧洲规范2)[44]的第一部分为混凝土结构

设计的一般规则和对建筑结构的规则,是由代表处设

在英国标准化协会的《欧洲规范》技术委员会编制的,

另外还有预制构件质量控制相关的标准,如《预制混凝

土构件质量统一标准》EN 13369等。

2.5 国际结构混凝土协会fib标准

总部位于瑞士的国际结构混凝土协会fib于2012

年发布了新版的《模式规范》(MC 2010)[45]。模式规

范MC90在国际上有非常大的影响,经历20年,汇集了

5大洲44个国家和地区的专家的努力,修订完成了MC

2010。相较于MC 90,MC 2010的体系更为完善和系统,

反映了混凝土结构材料的最新进展及性能优化设计的

新思路,将会起到引领的作用,为今后的混凝土结构规

范的修订提供一个模式。MC 2010建立了完整的混凝土

结构全寿命设计方法,包括结构设计、施工、运行及拆

除等阶段。此外,fib还出版了大量的技术报告,为理解

模式规范MC 2010提供了参考,其中与装配式混凝土结

构相关的技术报告见表4,涉及了结构、构件、连接节点

等设计的内容[46]。

2.6 日本标准

日本是装配式混凝土结构应用最为成熟、广泛的

国家之一,并由非常完善的相关标准体系。日本的标准

包括建筑标准法、建筑标准法实施令、国土交通省告示

及通令、协会(学会)标准、企业标准等,涵盖了设计、

施工等内容,其中由日本建筑学会AIJ制定的装配式结

构相关技术标准和指南见表5[47]。1963年成立日本预

制建筑协会在推进日本预制技术的发展方面做出了巨

表 3 PCI的装配式混凝土结构相关技术标准

编号 名称

MNL-116-99Manual for Quality Control for Plants and Production of Structural Precast Concrete Products结构预制构件的制作质量控制手册

MNL-117-96Manual for Quality Control for Plants and Production of Architectural Precast Concrete Products建筑预制构件的制作质量控制手册

MNL-122-07Architectural Precast Concrete (3rd Edition)建筑预制混凝土(第3版)

MNL-123-88Design and Typical Details of Connections for Precast and Prestressed Concrete (2nd Edition)预制和预应力混凝土连接设计与典型构造

MNL-126-98Manual for the Design of Hollow Core Slabs空心板设计手册

MNL-127-99Erectors Manual - Standards and Guideline for the Erection of Precast Concrete Products安装手册—预制构件的安装指南和标准

MNL-129-98Precast, Prestressed Parking Structures: Recommended Practice for Design and Construction预制预应力车库设计与施工

MNL-135-00Tolerance Manual for Precast and Prestressed Concrete Construction预制和预应力混凝土施工偏差手册

MNL-138-08PCI Connection Manual for Precast and Prestressed Concrete Construction (1st Edition, 2008)PCI 预制和预应力混凝土结构连接手册

MNL-140-07Seismic Design of Precast/Prestressed Concrete Structures预制和预应力混凝土结构抗震设计

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预制混凝土构件分会 43

大贡献,该协会先后建立PC工法焊接技术资格认证制

度、预制装配住宅装潢设计师资格认证制度、PC构件质

量认证制度、PC结构审查制度等,编写了《预制建筑技

术集成》丛书,包括剪力墙预制混凝土(W-PC)[48]、剪

力墙式框架预制钢筋混凝土(WR-PC)[49]及现浇同等

型框架预制钢筋混凝土(R-PC)[50]等。上海市城市建设

设计研究总院已获得《预制建筑技术集成》丛书的中文

版的版权,并将其翻译、出版。

2.7 新西兰标准

新西兰的装配式结构的设计和施工主要按《混凝

土结构标准》(第1、2部分)[51](NZS 3101)、《混凝土

施工规程》(NZS 3109)[52]及《一般结构设计及建筑设

计荷载规范》(NZS 4203)[53]实施的。1991年,由位于

基督城坎特伯雷大学的高等工程中心编制的《装配式

混凝土建筑结构应用指南》出版发行,并于1999年发

行了第2版[54]。

3 国内外标准主要技术内容

上述相关标准和技术文件可分为混凝土结构通用

标准和装配式混凝土结构专用标准。相关标准主要技

术内容比较见表6、7。可以看出:

(1)各标准体系均涵盖了设计、施工的相关内容,

但我国的设计规范GB50010的装配式混凝土结构内容相

对较少且分散,整体结构设计、构件连接、施工阶段验算

等方面的规定不够充分、具体,有待进一步修订完善。

(2)从装配式结构体系上看,各标准主要针对的

是刚性楼盖、框架结构体系、剪力墙(结构墙)体系,另

外还会包括建筑外挂墙板体系。各标准都非常重视结

构的整体抗震性能,而且都有等同现浇型或装配整体

表 4 fib的装配式混凝土结构相关技术报告

编号 名称

No.6 Special Design Considerations for Precast Prestressed Hollow Core Floors(2000)//预制预应力圆孔板楼盖

No.19 Precast Concrete in Mixed Construction (2004)//组合结构中的预制混凝土

No.27 Seismic Design of Precast Concrete Building Structures (2004)//预制混凝土建筑结构抗震设计

No.41 Treatment of Imperfection in Precast Structural Elements (2007)//预制结构构件的缺陷处理

No.43 Structural Connection for Precast Concrete Buildings (2008)//预制混凝土建筑结构的连接

No.60 Prefabrication for affordable Housing (2011)//预制保障性住房

No.63 Design of Precast Concrete Structures against Accidental Actions (2012)//预制混凝土结构抵抗偶然作用设计

表 5 日本建筑学会AIJ的装配式混凝土结构相关技术标准和指南

发布年份 名称

1982 壁式预制钢筋混凝土建筑设计标准及解说

1986 预制钢筋混凝土结构的设计与施工

1987 壁式钢筋混凝土结构构造配筋指南

1989 壁式预制混凝土竖向结合部的工作状况和设计方法

1990 钢筋混凝土建筑的极限强度型抗震设计指南及解说

1990 建筑抗震设计的极限承载力和变形性能

1994 预应力混凝土叠合楼板设计施工指南及解说

1997 建筑工程标准使用说明书及解说JASS5钢筋混凝土工程

1997 壁式结构相关设计标准及解说(壁式钢筋混凝土建筑篇)

1999 钢筋混凝土建筑的延性保证型抗震设计指南及解说

1999 钢筋混凝土结构计算标准及解说

2002 现浇同等型钢筋混凝土预制结构方针(案)及解说

2003 壁式钢筋混凝土建筑设计施工指南

2003 建筑工程标准使用说明书及解说JASS10预制混凝土工程

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预制混凝土构件分会44

式结构设计要求。但是我国标准对其他类型的装配式

结构的技术规定仍有不足。

(3)在我国的行业标准JGJ 1从内容框架上相对

较为完整,但与PCI手册相比,在装配式结构的抗火设

计、温度作用及隔声性能、楼盖振动控制等方面仍有待

加强。

4 关键技术规定评析

4.1 结构体系设计

(1)等同现浇型

等同现浇型装配式混凝土结构,其构件及结构性

能与现浇混凝土结构等同,因此从结构分析方法到构

件设计方法、结构施工质量控制要求均可参照现浇混

凝土结构的有关标准规定执行,可将其视为为采用装

配式施工的结构,而不是一种新型的或特殊的结构。我

国相关标准中的装配整体式混凝土结构即属于等同现

浇型。等同现浇型装配式混凝土结构的关键是节点的

构造,目前较为常用做法的特点为:

1)节点区域的钢筋构造(纵筋的锚固、连接以及箍

筋的配置等)与现浇结构相同;

2)纵向钢筋采用机械连接和焊接技术,特别是钢

筋灌浆套筒连接;

3)节点区域的混凝土现浇;

4)采用刚性楼盖,如叠合楼盖等。但对于一些情

况,如高层建筑装配式剪力墙的边缘构件,会带来施工

难度的增大。当然,随着今后研究深入开展,将可以真

正从结构性能的角度去评价相关结构构造做法是否达

到等同现浇。

表 7 专业标准的装配式结构技术内容比较

国家 标准编号或名称 章节数 主要内容

中国 JGJ 1(报批稿) 13章,2附录总则、术语和符号、基本规定、材料、建筑设计、结构设计基本规定、框架结构设计、剪力墙结构设计、墙板结构设计、外挂墙板设计、构件制作与储运、构件安装与连接、工程验收等

美国

PCI手册(第7版) 15章,1附录预制预应力混凝土应用、符号、结构初步设计、结构分析与设计、构件设计、连接设计、建筑构件设计、构件吊装与安装、材料、抗火设计、温度作用及隔声性能、楼盖振动控制、偏差控制、应用标准、一般设计资料等

ACI 550.1R-09 9章应用范围、符合和术语、一般设计流程、构件设计、预制构件的连接(结构墙体系、框架体系、刚性楼盖、专用材料和设备)、施工指南(制作、运输、安装及检测)、应用实例、总结、参考文献等

欧洲FIP装配式建筑结构设

计手册8章

应用范围、初步设计、装配式建筑实例、一般设计原则、框架和排架结构、预制楼盖、承重墙、外挂墙板

新西兰装配式混凝土建筑结构

应用指南8章,10附录

应用范围、楼板单元及连接、框架结构体系、结构墙体系、刚性楼盖、采用灌浆和焊接连接钢筋技术、预埋钢件、偏差

表 6 通用标准的装配式结构技术内容比较

国家 标准编号 所在章节 主要内容

中国

GB 50010-2010第9.6、9.7节

及附录H预制构件和连接节点设计原则、施工验算、预制板楼盖构造措施、预埋吊件设计、叠合楼盖设计等

GB 50666-2011 第9章装配式结构的施工,包括一般规定、施工验算、构件制作、构件运输与堆放、构件安装与连接等

GB 50204(2013征求意见稿)

第9章 装配式结构分项工程的验收,包括一般规定、预制构件、安装与连接等

美国 ACI 318-11 第16和17章“预制混凝土”章节包括一般规定、力在构件之间的分配、构件设计、结构整体性、接头及局部承压设计、在混凝土浇筑后埋入的元件、标记及标识、制作与搬运、预制构件的强度评价等;“混凝土叠合式受弯构件”包括一般规定、支撑、竖向和水平抗剪强度等

欧洲 EN 1992-1-1:2004 第10章预制混凝土构件及结构的附加规定,包括一般规定、设计基本要求、材料、结构分析、构造要求、预制构件的连接与支座等

新西兰 NZS 3101-2006 第18章预制混凝土和叠合受弯构件,包括一般规定、力在构件中的分配、构件设计、结构整体性与鲁棒性、连接与支座设计、结构延性设计的附加要求等

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预制混凝土构件分会 45

(2)结构类型

根据我国行业标准JGJ 1,装配式结构可采用以下

结构类型:

1)装配式混凝土结构:由预制混凝土构件或部件

通过各种可靠的连接方式装配而成的混凝土结构;

2)装配整体式混凝土结构:由预制混凝土构件或

部件通过采用各种可靠的方式进行连接,并与现场浇

筑的混凝土形成整体的装配式结构;

3)装配整体式混凝土框架结构:框架梁、柱全部

或部分采用预制构件的装配整体式混凝土结构;

4)装配整体式混凝土剪力墙结构:剪力墙全部或

部分采用预制构件的装配整体式混凝土结构;

5)装配式混凝土墙板结构:全部或部分采用预制

墙板装配而成的多层混凝土结构。

美国标准ACI550.1R-09指出[39],等同现浇型装

配式结构可采用:结构墙体系(Structural Walls)、盒

子结构体系(Box Structure)、框架结构体系(Moment

Resisting Frames)和剪力墙-框架结构体系等,并且可根

据建筑所处的地震情况采用整体结构、延性连接、延

性构造等连接方法。

(3)结构高度限制

对装配整体式结构的适用高度,行业标准JGJ 1参

照了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3)中的规

定并适当调整。根据国内外多年的研究成果,在地震区

的装配式框架结构,当采取了可靠的节点连接方式和

合理的构造措施后,装配式框架结构性能可以等同现

浇混凝土框架结构。因此,对装配整体式框架结构及

装配整体式框架-现浇剪力墙结构中的框架部分,当节

点及接缝采用适当的构造并满足本规程中相关条文的

要求时,可认为其性能与现浇结构基本一致,其最大适

用高度与现浇结构相同。装配整体式剪力墙结构中,墙

体之间的接缝数量多且构造复杂,接缝的构造措施及

施工质量对结构整体的抗震性能影响较大,使装配整

体式剪力墙结构抗震性能很难完全等同于现浇结构,

另外,由于装配式剪力墙结构的研究相对较少且工程

应用也不多,因此,有必要对装配式剪力墙结构采取从

严要求的态度,与现浇结构相比适当降低其最大适用

高度。

(4)结构整体稳固性

对于装配式结构应加强结构整体稳固性,保证当

发生火灾、爆炸、撞击或人为错误等偶然事件时,结

构整体能保持稳固且不出现与起因不相称的破坏后果

的能力,如应防止其连续倒塌。保证结构整体稳固性

的措施主要有:减小偶然作用效应,避免重要构件及

关键传力部位直接遭受偶然作用,在结构容易遭受偶

然作用影响的区域增加冗余约束、布置备用的传力途

径,配置贯通水平、竖向构件的钢筋并与周边构件可

靠地锚固,设置结构缝已控制可能发生连续倒塌的范

围等。

4.2 结构设计的作用与作用组合

对于工程结构设计,需要考虑持久、短暂、偶然和

地震等四个设计状况。装配式混凝土结构的分析方法

与现浇混凝土结构的主要区别在于短暂设计状况,即

施工阶段的验算。对于施工阶段,预制构件在脱模、翻

转、运输、安装等各工况的施工验算,应将构件自重标

准值乘以动力系数后或附加脱模吸附力后作为等效静

力荷载标准值进行分析。装配式结构上的作用及作用

组合应根据国家现行标准《建筑结构荷载规范》(GB

50009)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011)、《高层建

筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3)和《混凝土结构工程

施工规范》(GB 50666)等确定。

4.3 预制构件设计

(1)构件拆分

对预制构件进行正确、合理的拆分是装配式结构

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预制混凝土构件分会46

设计的重要工作,它对建筑立面、结构受力、工程造价

等都会产生影响。构件拆分时,预制构件的设计应满

足建筑模数协调,预制构件的连接部位尽量设置在构

件受力较小的部位,并应尽量减少预制构件的种类,保

证模板能够多次重复使用,使预制构件便于生产、运

输、堆放、安装及质量控制。图1为某框架结构的拆分

示意,预制构件的形式可为一字形、T形、十字形、Г形、

├形及竖向树形和水平树形等,框架梁柱节点可为现浇

或预制[39]。

(2)构件设计

预制构件的设计方法与现浇结构构件的基本相

同,其主要区别在于施工阶段的验算。施工阶段的预制

构件主要承受自重的作用,并将自重标准值乘以脱模

吸附系数或动力系数得到等效荷载的标准值,以考虑

脱模、振动等不利影响。在国内外现行规范中,大多采

用控制荷载标准组合下的应力进行预制构件的施工验

算。采用应力控制法进行预制构件施工验算,一方面,

可以回避自重荷载分项系数取值问题;另一方面,控制

混凝土应力或钢筋应力,既可控制裂缝,又可起到保证

承载力安全的作用。

在装配式结构中,经常会采用一些特殊的构件,如

L形梁、倒T型梁以及端部缺口梁等,在我国的设计规范

GB 50010并未给出这些构件的设计方法,行业标准JGJ

1则参考了PCI手册及过往的研究成果,补充了这些特殊

构件的设计方法。在装配整体式结构中,楼盖大多采用

叠合楼盖,叠合楼盖除了要满足自身的承载力、裂缝和

变形性能要求外,尚需满足传递水平荷载、保证刚性楼

板的要求。

在装配式结构施工中,钢筋的位置不像现浇结构

那样容易调整,因此在设计时应准确考虑钢筋布放位

置及排放顺序,特别是框架梁柱节点处纵向钢筋、箍筋

的相对位置应理清。由于钢筋位置局部调整或采用机

械连接时,钢筋的保护层厚度会变得比较大,应采取措

施控制裂缝和避免大块混凝土剥落。

(3)构件结合面的设计

预制构件与现浇结构的结合面应进行预留键槽、

拉毛或凿毛处理,也可采用露骨料粗糙面,在浇筑混凝

土前,应对结合面进行清洁处理,并晒水润湿。除留设

键槽外,我们相关现行标准中缺少具体的粗糙面处理工

艺要求及评价要求,模式规范MC 2010提供的评价方法

可供参考。结合面是结构的薄弱环节,应验算其受剪承

载力。过往研究表明,结合面的受剪承载力主要由摩擦

作用和销栓作用提供,相应的有摩擦抗剪、销栓抗剪的

计算模式。美国规范ACI 318、欧洲规范EN 1992-1-1、

PCI手册以及模式规范MC 2010均给出了统一的结合面

受剪承载力计算公式,但我国的标准GB 50010和JGJ 1

却区分了梁端结合面、叠合梁水平结合面、墙(柱)根结

合面分别给出了3套计算公式,因此对该问题仍需进一

步研究。

4.4 结构构件的连接技术

(1)连接技术分类

从施工方法上,预制构件的连接可分为干连接和

湿连接两种。其中采用干连接时,不需浇筑混凝土,而

是通过在连接的构件内植入钢板或其他钢部件,通过

图 1 预制框架的拆分示意

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预制混凝土构件分会 47

螺栓连接或焊接,从而达到连接的目的;采用湿连接

时,需在连接节点处浇筑混凝土或水泥浆,钢筋一般采

用机械连接或焊接。

(2)连接节点分类

根据节点两端构件类别,可将连接节点分为:板-

板、板-梁、板-墙;梁-梁,梁-柱、梁-墙;柱-柱、柱-基

础;墙-墙、墙-基础等。根据节点的受力特点、抗震性

能要求、施工条件等,选择合适的连接方式。图2为装

配式结构的连接示意[31]。

(3)钢筋连接技术

预制构件连接节点是装配式混凝土结构的理论上

的薄弱环节,而纵向钢筋的连接又是预制构件连接的关

键。现浇混凝土结构中常用的纵向钢筋连接方式有绑

扎搭接、焊接连接以及机械连接等(图3),由于装配式

混凝土结构的连接部位较小,采用这些传统的钢筋连

接方式有时不便于施工。上世纪60年代,余占疏(Alfred

图 3 水平构件的钢筋连接

(a)板-板钢筋搭接连接 (b)梁-梁箍筋机械连接

图 4 灌浆套筒连接

(a)框架柱 (b)剪力墙

1-内部楼板;2-周边楼板;3-楼板与墙;4-内部梁;5-周边梁;6-角柱;7-边柱;8-竖向柱;9-竖向墙

图 2 装配式结构的连接示意

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预制混凝土构件分会48

A. Yee)[55]发明了钢筋套筒灌浆连接接头,该接头是使

用专门加工的套筒,通过快硬无收缩灌浆料的传力作

用,将钢筋锚固连接的一种接头,具有性能可靠、适用

性广、安装简便等优点,很好地解决了装配式结构中的

纵向钢筋连接问题,可有效实现等同现浇的设计要求。

套筒灌浆接头在美国、日本等国家及我国台湾地区已有

较成熟的应用经验,在我国内地的应用刚刚起步,且套

筒灌浆接头主要被用于柱、剪力墙等竖向构件中,也有

少量应用于梁、板等水平构件。使用套筒灌浆连接的装

配式结构在过去几十年中经受住了若干次大地震的考

验,美国和日本相关标准均认为它可以在地震区和高层

建筑中安全地使用。图4为框架柱和剪力墙采用钢筋套

筒灌浆连接接头示意[2]。

4.5 装配式结构施工与质量控制

装配式结构的施工过程主要包括预制构件制作、

预制构件运输与堆放、预制构件的安装与连接三个阶

段。其中预制构件可分在工厂生产和施工现场制作,

包括模板制作、钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护、脱模

起吊、预应力张拉和放张、翻转、临时堆放等工序。装

配式结构作为混凝土结构子分部工程的一个分项进

行验收。装配式结构分项工程的验收包括预制构件进

场、预制构件安装以及装配式结构特有的钢筋连接和

构件连接等内容。对于装配式结构现场施工中涉及的

钢筋绑扎、混凝土浇筑等内容,应分别纳入钢筋、混

凝土等分项工程进行验收。装配式结构分项工程可按

楼层、结构缝或施工段划分检验批。我国施工规范GB

50666和行业标准JGJ 1对装配式结构的施工过程提出

了较为完整的技术要求,验收规范GB 50204也将总结

我国近年来工程应用的经验进行局部修订,可为装配

式结构施工与质量控制构筑构筑完善的标准体系。与

美国规范ACI 117和PCI手册相比,我国的施工规范GB

50666、施工验收规范GB 50204及行业标准JGJ 1在施

工偏差控制方面仍有不足,如对构件的分类不够细、

对偏差控制指标规定不够全面、偏差控制指标与工程

实际有脱节等。

4.6 绿色建筑评定标准

为鼓励采用工厂化生产的预制构、配件设计建造

工业化建筑,我国正在修订的国家标准《绿色建筑评价

标准》(GB/T 50378)(报批稿)[56]增加了预制装配式结

构的评分要求,初步方案如下:

采用工厂化生产的建筑预制构、配件。评分规则如下:

1 预制装配率不小于15%,得3分;

2 预制装配率不小于30%,得4分;

3 预制装配率不小于50%,得5分。

评价分值:5分。

条文所指工厂化生产的预制构、配件主要指在结

构中受力的构件,不包括雨棚、栏杆等非受力构件。在

保证安全的前提下,使用工厂化方式生产的预制构、配

件(如预制梁、预制柱、预制外墙板、预制阳台板、预制

楼梯等),既能减少材料浪费,又能减少施工对环境的

影响,同时可为将来建筑拆除后构、配件的替换和再利

用创造条件。本条的评价方法为:设计阶段查阅施工

图、工程材料用量概预算清单;运行阶段查阅竣工图、

工程材料用量决算清单。

5 有待进一步研究的问题

5.1 加强规范对比研究

美国、欧洲、日本、新西兰等国家和地区的装配式

结构应用非常广泛,所编制的标准体系较为完整、内容

也较为丰富,具有很强的借鉴作用。因此,有必要开展

国内外规范比较,完善国内标准体系和技术内容。

5.2 完善相关的试验检验方法

针对装配式结构工程应用特点,对相关专项技术

展开试验研究和理论分析,完善其试验检验方法以及

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预制混凝土构件分会 49

设计、选用方法,例如:

·钢筋套筒灌浆连接接头性能检验方法,与直螺

纹等一般钢筋机械连接相比,套筒灌浆接头产品形式

各异,连接机理也较复杂,且连接性能受到更多产品参

数的影响,如钢筋锚固长度、锚固偏差、灌浆料龄期、

灌浆环境、套筒内部构造等。现有机械连接标准(如中

国的JGJ 107[57]和美国的ASTM A1034 [58]等)并未充分考

虑套筒灌浆接头的这些特点,如直接套用一般钢筋机

械连接的性能要求、试验方法和施工操作要求可能出

在不足。

·夹心保温外墙板拉结件性能检验方法,目前国内

外采用的拉结件的材质、形状及工作机理不尽相同,其

受力性能、耐久性能、导热性能等不可简单计算得到,

因此有必要研究确定其相关性能的试验检验方法和合

格标准。

·预埋吊件性能检验方法,为了节约材料、方便施

工、避免外露金属件引起耐久性问题,预制构件宜采用

内埋式螺母、内埋式吊杆或预留吊装孔等专用预埋吊

件(图5),并采用配套的专用吊具实现吊装,但这些预

埋吊件的材质、形状及工作机理不尽相同,其承载能力

尚与周围混凝土强度、配筋情况等有关系,难以准确计

算,因此有必要研究确定其相关性能的试验检验方法

和合格标准。

5.3 完善设计内容和计算方法

在装配式结构中存在大量的新旧混凝土接缝或预

制构件灌浆接缝,这些接缝的承载力和抗震性能对整

体结构的性能有直接的影响,但我国现行相关标准中,

对结合面的受剪承载力计算尚未建立统一的计算方

法,对结合面的抗震性能的了解还明显不足,有必要开

展专题研究,完善相关的计算方法。

预制预应力构件的跨度往往比较大,可以应用于

大跨度的工业厂房、车库、商场等工业和民用建筑中。

我国现行标准规范对大跨度楼盖的振动舒适度控制并

不完善,特别是在有叉车作用情况下的振动控制基本是

空白,导致了部分预制预应力双T板工业厂房出现使用

振动过大的问题。因此,对于大跨度的预制预应力楼盖

的振动控制问题值得进一步研究。另外,对于大跨度结

构,在季节温差作用下,会产生较大的温度效应,如何

考虑温度作用和控制温度作用效应值得商榷。

5.4 高强混凝土和高强钢筋的应用技术

推广使用高强混凝土和高强钢筋是国家政策所鼓

励的。合理使用高强混凝土和高强钢筋,可以有效减少

构件的截面尺寸、减少构件的自重、利于吊装,并能减

少钢筋的用量。从使用条件上看,工厂生产的预制构件

更有利于使用高强材料,一方面,可以保证混凝土材料

的稳定性和施工质量,另一方面,也可以使用高强连续

复合螺旋箍等方式提高构件的抗震性能。

5.5 可再利用、可再循环建筑材料以及废弃物利用

技术

建筑材料的循环利用和废弃物的利用是建筑节材

与材料资源利用的重要内容,是《绿色建筑评价标准》

(报批稿)主要评价内容。建筑中采用的可再循环建筑

材料和可再利用建筑材料,可以减少生产加工新材料带

来的资源、能源消耗和环境污染,具有良好的经济、社

会和环境效益。在满足使用性能的前提下,可利用建筑

废弃混凝土,生产再生骨料,制作成混凝土砌块、水泥

制品或配制再生混凝土;可利用生活或工业废料、农作

物秸秆、建筑垃圾、淤泥为原料制作成墙体材料、保温

图 5 各种专用预埋吊件

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预制混凝土构件分会50

材料等建筑材料。

5.6 研究新型结构体系和施工技术

装配式建筑结构设计的关键是节点连接,应该考

虑结构的性能需求来设计连接节点。特别是针对抗震

设防烈度较低、层数较少的工业与民用建筑,研究新型

结构体系,如多层大跨度双T板框架、多层剪力墙结构、

大型外墙板(tilt-up)[59]及盒子模块建筑(module)[60]

(图6)等,以性能要求为控制目标,适当放松节点连接

的要求,简化施工工艺,以利于装配式建筑结构的推广

应用。

5.7 编制协会标准和指南

我国国家标准和行业标准的编制或修订的周期都

比较长,比如施工规范GB 50666编制时间为4年、行业

标准JGJ 1时间更长,不能及时的将最新研究成果和工

程实践经验转化为技术标准。因此,可以考虑有协会组

织,编制相关的协会标准或指南,并建议成立专业技术

委员会,针对相关技术议题开展研究并形成研究报告,

为标准编制工作的进一步开展打下基础。

结语

对国内外装配式混凝土建筑结构相关的技术标准

体系进行了梳理,比较了相关专业技术标准的内容框

参考文献:

[1] 中国建筑科学研究院.GB 50666-2011混凝土结构工程施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2] 中国建筑标准设计研究院,中国建筑科学研究院.JGJ 1装配式混凝土结构技术规程(报批稿).2013.

[3] 李晓明.装配式混凝土结构技术规程编制概述[J].住宅产业,(7),2012:26-27.

[4] 黄小坤,田春雨.预制装配式混凝土结构研究[J].住宅产业,(9),2010:28-32.

[5] 蒋勤俭.国内外装配式混凝土建筑发展综述[J].建筑技术,41(12),2010:1074-1077.

[6] 国务院办公厅关于转发发展改革委、住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知国办发〔2013〕1号.

[7] 住房与城乡建设部网站:http://www.mohurd.gov.cn/[8] 中国工程建设标准化协会网站:http://www.cecs.org.cn/[9] 中国建筑科学研究院.GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].

北京:中国建筑工业出版社,2010.[10] 中国建筑科学研究院.GB 50204-2002混凝土结构工程施工质

量验收规范(2011年修订版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[11] 中国建筑科学研究院.GB 50153-2008工程结构可靠性设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[12] 中国建筑科学研究院.GB 50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[13] 中国建筑科学研究院.GBJ 321-90预制混凝土构件质量检验评定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,1991.

[14] 中国建筑科学研究院.GBJ 130-90钢筋混凝土升板结构技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1991.

[15] 中国建筑技术发展研究中心,中国建筑科学研究院.JGJ 1-91装配式大板居住建筑设计和施工规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1991.

[16] 南京大地建设集团有限责任公司,启东建筑集团有限公司.JGJ 224-2010预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程.北京:中国建筑工业出版社,2011.

[17] 北京市建筑设计研究院,东南大学.CECS 43:92钢筋混凝土装配整体式框架节点与连接设计规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1994.

[18] 北京中建建筑科学研究院有限公司,四川省建筑科学研究院.CECS 52:2010整体预应力装配式板柱结构技术规程[S].北京:中国计划出版社,2011.

[19] 中国建筑科学研究院.CECS 40:92混凝土及预制混凝土构件质

架,并对相关问题展开了讨论。由于作者学识水平和能

力有限,所收集的标准及相关文献不全且不是最新版

本,对相关标准和文献的理解可能不完全正确,文中观

点恐有不妥或错误,期待批评指正。

图 6 新型装配式结构体系

(a)tilt-up (b)module

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第三届中国预制混凝土技术论坛

预制混凝土构件分会 51

量控制规程[S].北京:中国工程建设标准化协会,1992.[20] 河北合创建筑节能科技有限公司.约束混凝土柱组合梁框架结

构技术规程(报批稿)(中国工程建设标准化协会标准).2013.[21] 上海建工(集团)总公司,上海市建筑科学研究院(集团)有限

公司.DG/TJ08-2069-2010装配整体式住宅混凝土构件制作、施工及质量验收规程[S].上海:上海市建筑建材业市场管理总站,2010.

[22] 同济大学.DG/TJ08-2071-2010装配整体式混凝土住宅体系设计规程[S].上海:上海市建筑建材业市场管理总站,2010.

[23] 同济大学.DBJ/CT082-2010润泰预制装配整体式混凝土房屋结构体系技术规程[S].上海:上海市建筑建材业市场管理总站,2010.

[24] 万科企业股份有限公司.SJG 18-2009预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规程(深圳市地方标准)[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[25] 万科企业股份有限公司.SJG 24-2012预制装配钢筋混凝土外墙技术规程(深圳市地方标准)[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[26] 南通建筑工程总承包有限公司,东南大学.DGJ32/TJ125—2011预制装配整体式剪力墙结构体系技术规程[S].南京:江苏省住房和城乡建设厅,2011.

[27] 南京华韵建筑科技发展有限公司.DJG32/TJ133-2011装配整体式自保温混凝土建筑技术规程[S].江苏省住房和城乡建设厅,2011.

[28] 沈阳建筑大学.DB21/T1868-2010装配整体式混凝土结构技术规程(暂行)[S].辽宁省住房和城乡建设厅,2011.

[29] 沈阳市城乡建设委员会.DB21/T1872-2011预制混凝土构件制作与验收规程(暂行)[S].辽宁省住房和城乡建设厅,2011.

[30] 中国建筑标准设计研究院,中国建筑科学研究院.GB/T 14040-2007预应力混凝土空心板[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[31] Building Department of Hong Kong. Code of practice for precast concrete construction[S].2003.

[32] 中国建筑科学研究院.JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[33] 哈尔滨工业大学,黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司.DB23/T1400-2010预制装配式房屋混凝土剪力墙结构技术规程(黑龙江省地方标准)[S].黑龙江省住房和城乡建设厅,2011.

[34] 安徽建筑工业学院.DB34/T810-2008叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程(安徽省地方标准)[S].安徽省住房和城乡建设厅,2011.

[35] 卫明.美国的建筑标准与规范(下)[J].世界建筑,(10),2001:43-45.

[36] International Conference officials. 2012. International Building Code (IBC 2012) [S]. Falls Church, VA.

[37] American Society of Civil Engineers (ASCE), 2005. Minimum Design Loads for Buildings and other Structures, including Supplement No.2 (SEI/ASCE 7-05) [S], Reston, VA.

[38] ACI Committee 318. Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-11) and Commentary (ACI 318R-11) [S]. Farmington Hills, MI, American Concrete Institute, 2011.

[39] ACI Committee 550. Guide to Emulating Cast-in-Place Detailing in Precast Concrete Structures (ACI 550.1R-09) [R]. Farmington Hills, MI, American Concrete Institute, 2009.

[40] National Earthquake Hazards Reduction Program. Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures (NEHRP 2003) [R]. Washington DC: Building Seismic

Safety Council. 2003.[41] 美国混凝土协会ACI网站:http://www.concrete.org/[42] Precast/Prestressed Concrete Institute. PCI Design Handbook(7th

Edition) [M]. Chicago. 2010.[43] 预制与预应力混凝土协会网站:http://www.pci.org/[44] European Standard.Euro-code 2:Design for concrete structures -

Part 1:General rules and rules for buildings (BS EN1992-1-1) [S].European Committee for Standardization,2004.

[45] The International Federation for Structural Concrete( fib) [S]. Model Code 2010. Lausane, 2012.

[46] 国际结构混凝土协会网站:http://www.fib-international.org/[47] [日]社团法人预制建筑协会,朱邦范译.预制建筑技术集成,第

一册 预制建筑总论[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.[48] [日]社团法人预制建筑协会,薛伟辰、胡伟译.预制建筑技术集

成,第二册 W-PC的设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.[49] [日]社团法人预制建筑协会,郑振鹏、卢家森译.预制建筑技术

集成,第三册 WR-PC的设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[50] [日]社团法人预制建筑协会,李峰译.预制建筑技术集成,第四册 R-PC的设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[51] Standard Associate of New Zealand. NZS 3101 Concrete Structures Standard, Part 1 and 2[S]. Wellington, 2006.

[52] Standard Associate of New Zealand. NZS 3109 Specification for Concrete Construction[S]. Wellington, 1997

[53] Standard Associate of New Zealand. NZS 4203 Code of Practice for General Structural Design and Design Loading for Buildings, Part 1 and 2[S]. Wellington, 1992.

[54] Centre for Advanced Engineering. Guidelines for the Use of Structural Precast Concrete in Buildings (2nd Edition)[M]. Christchurch, 1999.

[55] 吴子良.钢筋套筒灌浆连接技术[J].住宅产业,2011,06:59-61.[56] 中国建筑科学研究院,上海市建筑科学研究院(集团)有限公

司.GB/T 50378绿色建筑评价标准(报批稿)[S],2013.[57] A S T M . A10 3 4 -10 a . S t a nd a r d t e s t me t ho d fo r t e s t i n g

mechanical splices for steel reinforcing bars [S]. ASTM,West Conshohocken,PA,2010.

[58] 中国建筑科学研究院.JGJ107-2010 钢筋连接技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[59] http://www.tilt-up.org/[60] http://www.oldcastleprecast.com/

作者简介

赵 勇,同济大学土木工程学院副教授,博士,兼任中国混凝土

与水泥制品协会预制混凝土构件分会副秘书长,国家标准《混凝土

结构工程施工规范》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》和行业

标准《装配式混凝土结构技术规程》等编委。

王晓锋,中国建筑科学研究院标准规范处副研究员,兼任中国

混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会秘书长、住房和城乡建

设部建筑结构标准化技术委员会副秘书长,国家标准《混凝土结构

设计规范》、《混凝土结构工程施工规范》、《混凝土结构工程施工

质量验收规范》等编委。

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预制混凝土构件分会52

将预应力的概念用于混凝土结构是美国工程师

P.H.杰克孙于1886年首先提出的,1928年法国工程师

E.弗雷西内提出必须采用高强钢材和高强混凝土以减

少混凝土收缩与徐变(蠕变)所造成的预应力损失,使

混凝土构件长期保持预压应力之后,预应力混凝土才

开始进入实用阶段。1939年奥地利的V.恩佩格提出对普

通钢筋混凝土附加少量预应力高强钢丝以改善裂缝和

挠度性状的部分预应力新概念。1940年,英国的埃伯利

斯进一步提出预应力混凝土结构的预应力与非预应力

配筋都可以采用高强钢丝的建议。

预应力混凝土的大量采用是在1945年第二次世界大

战结束之后,当时西欧面临大量战后恢复工作。由于钢

材奇缺,一些传统上采用钢结构的工程以预应力混凝土

代替。开始用于公路桥梁和工业厂房,逐步扩大到公共建

筑和其他工程领域。但真正大量的应用是从美国开始,

同时对美国预制业也是非常重要的一环,至今仍没有改

变。而美国PCI协会的原名是“预应力混凝土协会”。直到

1989年才正式改成“预制-预应力混凝土协会”。

根据制作、设计和施工的特点,预应力混凝土可

以有不同的分类。一般分为先张法与后张法。先张法

(pretensioning type)是制作预应力混凝土构件时,先张

拉预应力钢筋后浇混凝土的一种方法;而后张法(post-

先张法预应力在美国的应用

及对中国预制业的建议

宗德林

立体停车场

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预制混凝土构件分会 53

tensioning type)是先浇灌混凝土,待混凝土达到规定强

度后再张拉预应力钢筋的一种预加应力方法。

先张法预应力产品在美国的应用

先张法预应力的应用是美国预制业在高度竞争的

自由市场能继续发展的重要因素。利用预应力增加板,

梁,墙的跨度,简化结构体,提供大开间,降低成本,缩

短工期,增加经济效益成了业主选择使用预制构件的

要素。而板、梁、墙、柱的先张法预应力长生产线成了美

国预制厂必备的生产工具。

预制预应力结构体系也成为一个重要的体系,有

着现浇混凝土及钢结构无法比较的优点。主要的产品

是预应力空心楼板、双T板及预应力梁组成的水平结构

体系。预应力空心楼板由Hnry Nagy在1953年发展出来。

图 1 双T板

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预制混凝土构件分会54

当时最大板厚是20公分,最大跨度约9米。经过60年的

发展,现在最大板厚达到40公分,最大跨度约20米。预

应力空心楼板已发展成欧美二十米跨度以下主要的楼

板。不论在防振、防火、隔音方面都是一种高级结构材

料。而现在中国发展的叠合板在美国是完全绝迹的,主

要也是在经济性及使用性能上无法与预应力空心楼板

相比。很可惜因为空心楼板在中国的滥用及早期结构体

系的不完善使得另一种在欧美广泛使用的高级结构材

料成了一种大家不认可的建材,而在大家现在最关注的

住宅产业化中,叠合板及预应力空心楼板应该有共存的

可能。叠合板用在厕所及厨房跨度小及管线较多的地

方,而预应力空心楼板用在其他房间,可以完全取消次

梁及一些内墙,增加房屋隔间的灵活度及降低造价。

双T板由Harry Edwards在1952年发展出来,当时宽

图 2 预应力空心楼板

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预制混凝土构件分会 55

度2.4米,最大跨度大约15米。经过近60年的发展,宽度

从2.4米、3米、3.6米达到4.5米,跨度也达到40米。现今

已成为工业建筑及立体停车场主要的楼板。尤其是使

用双T板的全预制立体停车场在美国有其独占性,至今

仍没有其他建材能有效的取代它。中国近期的双T板发

展的很快,可惜仍是单一模具生产方式及加了一些加强

措施,不能像美国长线生产的灵活使用。

我建议下一步应与美国接轨,简化设计,成为一个

真正没有模具限制的预应力材料,中国的双T板很可能

发展成预制工厂的必备生产线之一。

美国长线生产产品简介

除了重型预力梁及空心楼板以外,下列介绍的先张

法预应力生产长线生产模具本身就是张拉台,不需要

图 3 梁

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预制混凝土构件分会56

另外的张拉座,模具本身可以移至其他地方生产。美国

的生产方式与欧洲的机械化流水线另外最大的不同是

只要气侯许可都可在室外生产,而生产线本身是零故障

的生产模具(图1~图5)。

工程实例-立体停车场

美国立体停车场最能显示出先张法预制构件的

优势。例如一栋九层楼(图6),是当地儿童医院只供

员工停车的停车场,大约百分之九十的构件都用了预

应力,结构件和装饰件都合而为一。柱距10.8m,使用

19m的双T板,所有的粱大约10.5m,所有内墙(水平或

垂重)大约230mm厚,长度为6.4m~12.8m,柱子高度为

6.4m~12.8m,使用剪力墙承受所有的水平力。梁和柱使

用简支节点,只承受垂直力不承受水平力。这与中国的

图 4 柱

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预制混凝土构件分会 57

设计规定并不相同,但美国有完整的理论来支持,所以

没有安全问题,结构体系对地震的反应不会因为任何规

范而有所改变。

结论

近几年由于政府对住宅产业化的推动,使快要消

失的预制业重新又有了第二生命的机会,如果我们希

望这次能正常的成长,一定要改变发展方式,不能够

只将住宅尤其是公租房做为建厂的目标。要在工业、

商业、公共建筑方面同时发展。工厂一定要有灵活性,

不要太相信靠自动化机器的流水线,其实那是一种华

而不实的生产工艺,而人力的流水线才是最可靠的方

式,而预应力的充分使用,发展出现浇混凝土及钢结

构无法抗衡及有经济力的体系也非常重要。一窝蜂的

图 5 墙板

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预制混凝土构件分会58

追求自动化的流水线,生产出没有变化及没有竞争力

的产品,这种形式的预制工厂将变成大企业下一个可

有可无的附属品,而以预制业为专一事业的企业没有

了生存的空间。

最后,希望我们能借鉴美国预制协会成功的例子,

利用中国预制协会的力量推动全国通用、统一、认可的

预制结构体。

图 6 立体停车场

作者简介

宗德林,美国PCI资深会员。

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预制混凝土构件分会 59

1 概述

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。从抗震安全、经济合理等

方面考虑,装配整体式混凝土建筑是目前建筑工业化

重要表现形式,它具有整体性好、适应性强、施工方

便、缩短工期、降低造价、节约能源、减少消耗、清洁

生产、提高工程质量等许多优点。装配整体式结构是

在现浇结构和装配式结构的基础上发展的一种结构形

式,它是把主要承重构件的一部分交工厂预制生产,另

一部分在现场浇注而形成整体结构。目前装配式建筑

结构的种类繁多,如装配整体式混凝土框架结构、剪

力墙结构等。

混凝土柱-钢与混凝土组合梁框架结构能够合理

发挥混凝土抗压和钢材抗拉的优势,克服钢材受压屈

曲和受拉区混凝土不能抗拉且增加构件自重的劣势。

采用高强螺旋箍筋约束钢筋混凝土柱与钢-混凝土组

合梁框架,可求得框架结构的优化。本文提出约束混凝

土柱装配整体式框架结构—由预制高强箍筋约束混凝

土柱、组合梁、预制楼板组成的整体式框架(如图1、图

2所示),并对其主要性能和相关技术问题进行研究,为

实际工程应用提供参考。

2 约束混凝土柱

传统的钢筋混凝土柱中混凝土、钢筋及箍筋的强

度都偏低,建筑工程中多出现胖柱、自重大,地震作用

约束混凝土柱装配整体式框架结构

技术发展与研究

于庆荣

图 2 约束混凝土柱装配整体式框架结构图 1 预制约束混凝土柱(带节点)

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预制混凝土构件分会60

大,占用空间大,耗费材料多,施工工作量大,施工效

率低等问题。解决胖柱的首选措施是发展使用高强度

材料(高强度混凝土和高强度钢)。普通混凝土的压

剪都是脆性破坏,高强度混凝土脆性破坏性质更加严

重。解决混凝土脆性破坏的有效方法是采用高强复合

螺旋箍筋约束混凝土,使混凝土的单轴受力变为多轴

受力。如高强箍筋约束高强混凝土试验,当箍筋强度为

1300MPa且φ6@40时,混凝土的压应变在ε=0.03时承

载力仍无下降(图3)。同时,箍筋强度高,大变形时强

度不下降或少许下降,提高延性。

2.1 约束混凝土的峰值应力、峰值应变及极限应变

约束混凝土的轴压性能是建立约束混凝土本构关

系的基础,通过大量高强箍筋约束高强混凝土的大量

试验分析,高强箍筋约束混凝土的应力比与应变和配箍

特征值λv有关。依据试验数据描绘出图4、图5、图6配

箍特征值与应力、峰值应变、极限应变之间的关系。试

验证明高强箍筋约束混凝土的受压峰值应变为普通箍

筋非约束混凝土受压峰值应变的22倍,而其极限压应

变高达60倍。

回归分析可得约束混凝土峰值应力、峰值应变及

极限应变的计算关系如表1所示。

图 3 不同箍筋强度下承载力与变关应系曲线

图 6 配箍特征值λv与极限应变εu的关系图 4 配箍特征值λv与fcc/fc的关系

图 5 配箍特征值λv与峰值应变εm的关系

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预制混凝土构件分会 61

2.2 高强箍筋约束混凝土柱的弹塑性转角

数十年来,人们进行钢筋混凝土结构设计偏重于

承载力的分析与计算,当然是必要的,但是在抗震安全

方面,急需解决的问题是塑性变形能力问题。唯有将混

凝土的脆性破坏转变为塑性变形,耗散地震能量是减

少地震灾害的有效措施。为此,对混凝土构件要有满足

变形能力的计算与分析。混凝土柱变形能力的大小与

轴压比和剪跨比有关,至今认识到它和配箍约束应力有

关,特别是在高轴压比时,它的影响是关键性的。在大

变形阶段,箍筋对混凝土的约束效果才明显体现,从而

使约束混凝土柱变形能力比普通混凝土柱的变形能力

大幅度提高,能实现坏而不倒的目标。高强连续螺旋箍

筋约束高强混凝土柱试验如图7所示,轴向变形很大,

承压力仍在增加,转角达到1/20,纵向承压力不变。

按试验统计得到混凝土层间弹塑性位移角:

(1)

式中, 为层间弹塑性位移角; 为剪跨比; 为平

均约束应力,即 (N/mm2); 为轴压比。

2.3 最小配箍特征值

试验表明,约束混凝土柱在抗震方面最大的优越

性在于变形能力的提高。采用约束混凝土的关键在于

能几十倍地增加其应变能力,能大量耗散地震能量。

减少箍筋间距,提高箍筋强度,使极限弹塑性转角达

1/40~1/20,确保实现强震下坏而不倒,保证抗震安全,

是抓住关键问题。为确保罕遇地震时结构坏而不倒,重

要的问题之一是约束混凝土裂而不碎、不剥落。采用密

配高强箍筋约束混凝土是有效的办法。

抗震规范要求弹塑性转角 =1/50,是防止坏而不

倒的必要条件,而与配箍特征值主要相关的因素如下:

(2)

表 1 约束混凝土应力应变表达式

mv mv≤0.55 mv>0.55

峰值应力

峰值应变

极限应变

图 7 高强连续螺旋箍筋约束高强混凝土柱试验

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预制混凝土构件分会62

式中: 为柱总截面面积; 为核心混凝土截面

面积; 为配箍特征值; 为轴压比。

分析试验资料及国内外规范对 的规定认识高强

箍筋约束混凝土的配箍特征值的规律和数量满足 时,

数值要提高,我们建议对 进行提高,如表2所示。

2.4 轴压比

通过与普通混凝土柱对比分析普通的钢筋混凝土

柱大小偏心受压的界限轴压比大约在0.3左右,当轴压

比增加较大时,构件的滞回曲线会有很大的变化滞回

性能会明显劣化;当采用高强箍筋约束混凝土时,当试

验轴压比为0.6(计算轴压比接近1.1)时,滞回曲线仍然

很饱满,纵筋屈服(如图8所示)。轴压比限值的存在,

加大混凝土截面,变成短柱,由小偏压破坏变成剪切破

坏,仍为脆性破坏,既不安全又浪费。约束混凝土会使

构件由小偏压破坏转变为大偏压破坏,且配箍特征值

越大约束越强,大小偏心受压破坏的界限轴压比越大。

如图9所示。

试验表明,计算轴压比接近1.1时,短柱极限转角

仍能满足1/50的要求,甚至部分试件极限转角还大于

1/50。因此框架柱轴压比限值可比现有国家标准提高。

表 2 约束混凝土柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值

抗震等级轴压比

≤0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1

一级 0.10 0.12 0.15 0.18 0.24 0.31 0.37 0.45 0.55

二级 0.08 0.11 0.13 0.16 0.21 0.26 0.32 0.40 0.45

三、四级 0.06 0.10 0.12 0.15 0.18 0.21 0.27 0.35 0.40

图 8 高轴压比时约束混凝土柱的滞回曲线

图 9 n-抗弯能力关系曲线 图 10 箍筋间距与承载力、延性系数关系

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预制混凝土构件分会 63

2.5 约束混凝土柱的构造

高强箍筋约束混凝土的核心是,提高混凝土的塑

性变形能力。箍筋间距、配箍率和箍筋强度是三个主要

因素。依据试验,箍筋间距与承载力和变形能力关系如

图10所示。

图10(a)表明在箍筋间距小于80mm才能使混凝土

承载力有所增加,箍筋间距越小,约束效果越好,混凝

土承载力增大速度越快,但考虑施工、纵向钢筋跟混凝

土保护层粘结因素,箍筋最小间距不宜小于40mm。图10

(b)表示箍筋间距小于70mm时延性系数的增加。基于

如上规律,为使弹塑性转角满足1/50的要求,建议梁端

塑性铰区箍筋的构造要求如表3所示。

3 预制约束混凝土柱节点

发展装配式建筑,节点是关键。通过充分调研和试

验研究,建议装配整体式约束混凝土柱连接宜采用钢

筋套筒灌浆连接(如图11所示),外包钢管连接(如图

12所示)。

通过33个足尺试件试验,研究柱接头的可靠性和

抗震性能,弹塑性转角达1/25时,承压力均不降低。试

验破坏如图13所示,滞回曲线如图14所示。

试验表明纵筋屈服条件下,柱接头传力良好,如图

15所示。钢筋弯钩锚固、钢筋墩头接头构件的性能与现

浇构件大体相同,而且稍微优于现浇钢筋混凝土构件,

因此,可以取代现浇整体混凝土构件。

表 3 箍筋加密区的构造要求

抗震等级 箍筋最大间距(mm) 箍筋最小直径(mm)

一级 60 7

二级 60 6

三、四级 70 5

1-灌浆料;2-套筒;3-接缝

图 11 钢筋套筒灌浆连接示意 图 12 外包钢管连接示意

1-钢管;2-栓杆;3-接缝;4-灌浆料

图 13 预制约束混凝土柱节点试验破坏图

图 14 预制约束混凝土柱节点滞回曲线

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预制混凝土构件分会64

4 梁柱节点

梁、柱节点的试验研究,在日本进行过将近50种不

同构造的节点试验,取得大量的成果。对约束混凝土装

配整体式框架结构,建议采用以下三种构造节点的试

验:端板螺拴连接节点(图16)、钢筋连接节点(图17)、

角钢桁架节点(图18)。

试验结果表明,端板螺栓连接节点与角钢桁架节点

的抗震性能较好。实尺寸模型试验的滞回曲线如图19。滞

回曲线在大变形时由于钢板箍或角钢桁架的约束承载力

图 15 预制约束混凝土柱节点与现浇构件荷载-位移曲线对比

图 16 端板螺栓连接节点

图 17 钢筋连接节点

图 18 角钢桁架连接节点

图 19 端板螺栓连接节点滞回曲线

图 20 钢筋连接节点滞回曲线

图 21 角钢桁架连接节点滞回曲线

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预制混凝土构件分会 65

很少下降,而且滞回环饱满。它和相同尺寸的方形钢管混

凝土柱钢梁节点的滞回曲线相比,是比较优越的。

钢筋连接节点实尺寸模型试验的滞回曲线如图

20,承载力在峰值后很少下降,只是有钢筋粘接破坏的

滑移现象。

角钢桁架节点试验的滞回曲线如图21,滞回环十分

饱满。梁I字型钢可以直通或切断翼缘。对于边节点I型

钢伸入节点混凝土内部应设计为机械锚固。角钢伸出节

点外宜取1.5hc,hc为柱截面高度,是加强柱端承载力。

节点核心区内部配箍筋施工困难,前两种节点用宽

钢板箍代替箍筋,施工方便。

5 混凝土柱钢梁框架的抗震性能试验

图22、图23分别为约束混凝土柱装配整体式框架

图 22 结构模型塑性铰分布与破坏

(a)塑性铰分布 (b)破坏 (b)顶层拟动力反应时程曲线(520gal)

图 23 拟静力和拟动力试验结果

(a)顶层拟静力V-Δ曲线

图 24 白沟箱包交易中心工程

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预制混凝土构件分会66

结构的破坏图以及相应拟静力与拟动力的试验曲线,

由图可知,该框架的破坏为梁铰破坏,其破坏过程满足

强柱弱梁和节点更强的抗震原则,具有良好的变形能

力和延性。

6 约束混凝土柱装配整体式框架结构的效益

以50万m2工程—白沟箱包交易中心工程为例说明,

如图24所示。

工程概况:该工程位于河北省保定市白沟经济开发

区,地下一层,层高5.2米;地上四层,首层层高5.7米,二

至四层层高5.2米,室内外高差0.45米,主体高度21.75米。

结构东西长772米,南北长134米,通过变形缝将结构分

为16个结构单元区。经过多次分析比较,以满足建筑使

用功能的要求为主,同时考虑到平面布局、立面形式、建

筑物高度、层高等多方面因素,最终选择符合各方面要

求的结构型式:约束混凝土柱装配整体式框架结构。

采用约束混凝土柱装配整体式框架结构后的效益:

节能减排效果:采用约束混凝土柱装配整体式框

架结构比传统的钢筋混凝土现浇结构建筑每m2可节约

竹胶板约0.2473m2,节约混凝土约0.23mm3,节约木材约

0.0197m3,节约钢材约20kg,综合计算每平方米减少CO2

排放量为193.75kg(生产1吨水泥排放1吨CO2,生产1吨

钢材排放2.2吨CO2)。

以此类推,按全国每年框架结构建筑总面积4亿m2

计算,则全国将减少木材用量为1.068亿m3(相当于少

砍伐14亿棵树),减少混凝土用量2.3亿吨,减少钢材用

量800万吨,减少CO2排放7750万吨。这样减少了对森林

的砍伐,减少了砂、石等天然资源的用量,为当代人类和

国家节约大量能源和资源。

提高抗震等级:由于约束混凝土柱装配整体式框

架结构的梁采用钢梁,楼板采用预制空心楼板,大大降

低了结构的自重(经测算可降低自重50%),大家都了

解地震力是由质量和地震加速度决定的,结构重量的

降低就可提高结构的抗震安全,装配整体式混合框架

结构可比传统的现浇钢筋混凝土结构抗震等级提高一

级,建筑结构的抗震安全性大大提高。

节约劳动成本:约束混凝土柱装配整体式框架结

构的梁板柱是在工厂预制加工后在现场装配施工,因

此现场除板缝、楼梯位置,基本取消湿作业,不再采用

传统的支模板的施工工艺,这样节约了大量的劳动力,

在目前面临劳动力资源短缺,劳动成本大幅提升的情况

下,装配式建筑的优势更加明显。

提高建筑质量:构件在工厂预制生产比传统的建

造工艺更易于控制施工质量,大部分构件实现了工厂化

制作,减少了因手工现场操作而产生的质量通病。

缩短施工周期:由于约束混凝土柱装配整体式框

架结构是梁板柱在工厂进行标准化规模化预制生产,

然后在现场吊装完成,减少了施工工序,节约了工期。就

白沟箱包广场50万m2工程量而言,采用传统的钢筋混凝

土现浇结构施工需1年以上而采用装配施工则只需6个

多月,可节约工期六个月以上。

结语

约束混凝土柱装配整体式框架结构统一考虑结构

合理、约束混凝土、使用高强材料、减轻结构自重等理

念,合理发挥钢材与混凝土的力学性能,用高强箍筋约

束混凝土,变混凝土的脆性为塑性,不增加材料用量而

提高抗震性能。同时,约束混凝土柱装配整体式框架结

构对国家和社会具有节能减排、低碳降耗、绿色环保

的优势,对企业来讲能够达到多、快、好、省的目的。

作者简介

于庆荣,教授,原天津大学土木工程系系主任。

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预制混凝土构件分会 67

在我国,钢筋混凝土工程在多层建筑中占主导地

位,而且就其成本和成型方面的优势而言,在寻找到

更经济、更便于施工的替代材料之前,它仍将占主导地

位。不过,目前钢筋混凝土工程的施工多采用现浇体

系。这一体系在工程界得到广泛的认可和使用,必然有

它巨大的优越性,但它在工程实施中也存在着明显的

缺陷,如:施工工期长、工程成本难控制、工程质量难

以保证、材料浪费严重等。

1 装配式建筑的技术发展

20世纪80年代初期,建筑业曾经开展了一系列新工

艺,如大板、升板体系、南斯拉夫体系、预制装配整体式

框架体系等等,对建筑工业化发展起到了有益的推进

作用。但这些体系在实践之后,均未有大规模的推广。

究其原因,主要是因为这些工艺在高度、建筑型式、功

能要求等方面存在很大局限,加之受到当时的经济条

件制约,机具设备和运输工具落后,运输道路狭窄,无

法满足相应的工艺要求。另外,受技术水平的限制,体

系接头处理不善,极易造成漏水,而且接头构造处理

不当,削弱了其受力性能,在地震设防区产生的影响更

大。这些客观的技术经济条件遏制了装配整体式结构

体系发展的势头,造成科研机构较少对装配整体式结

构体系进行研究,结构专家们怀疑该体系的结构性能,

认为这种体系有无法弥补的性能缺陷,不值得进行研

究。设计院里的结构设计者由于没有强有力的科研支

持,也只得采用现浇结构体系。

反观 装配整体式钢筋混凝土体系,主体结构的

柱、梁、板,均可完全在工厂加工,实现完全的工业化

大生产,现场只要将其拼装起来即可。工厂化的加工,

就可以利用最先进的现代技术,进行全自动化生产和

计算机控制及管理,行业的监督机制更为规范,工人

的数量较少,可以相对固定和高技能化,这些在客观

上可以保证结构构件的质量。现场的拼装需要工人数

量也较少,可以雇佣熟练工人。由于工序简单,监督管

理相对容易,拼装质量易得到保证。同时,工程的工期

可以大大缩短,使项目可以及早发挥经济效益。工程

成本由于工序简单也易于控制。国家对固定资产投资

的宏观调控更易于实现。另外,长期困扰市民的工地

噪音、粉尘污染等问题迎刃而解,工地更易实现文明

施工。

装配整体式建筑的功能与优点

(1)设计多样化

(2)功能现代化

(3)制造工厂化

(4)施工装配化

由于装配化建筑的自重要比传统建房自重减轻一

半,因此,地基也简化了。工厂预制好的建筑构件运来

后,在现场工人们按图组装,工地上再也不会出现过去

约束混凝土柱装配整体式框架结构

工程应用介绍

潘树宾

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预制混凝土构件分会68

那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作用。装配化施工具

有下列优点:

(1)进度快,可在短期内交付使用;

(2)劳动力减少,交叉作业方便有序;

(3)每道工序都可以像设备安装那样检查精度,

保证质量;

(4)施工现场噪音小,散装物料减少,废物及废水

排放很少,有利于环境保护;

(5)施工成本降低。

2 工程应用

近年来我国开始重视建筑产业化的建设,各单位

分别投入技术力量着手建筑产业化的研究及实验工

作,其中约束混凝土柱组合梁框架结构体系就是建筑

工业化技术里最新也是最先进的科研成果,是由河北

合创建筑节能科技有限责任公司结合国内一流的科研

院所共同研发而成。其工艺是以工厂预制混凝土柱、新

型预制预应力楼板、钢梁为主要构件,经运输至工地现

场装配就位后建造的房屋。该体系使用国内PC工程领

域多项最先进的技术和新型节能材料,共涉及多项国

家专利技术;该体系具备传统现浇结构施工无可比拟

的优势:

1)低碳节能:在施工过程中减少木材、沙、石等天

然资源用量,生产用水能够循环利用;

2)提高抗震:大量采用最先进的专利技术,使用

高强材料、高性能混凝土等新材料,使建筑结构相比传

统工艺的自重减轻30%,从而大大提高了建筑的抗震安

全等级。

3)节约成本缩短工期:与传统现浇结构相比综合

成本降低约15%,工期缩短约50%,施工作业人数减少

60%,而且施工受季节影响因素较小。

2.1 简述约束混凝土柱组合梁框架结构体系节点构

造(见图1)

1)柱与柱节点连接构造。

基础短柱伸出楼面适宜高度,柱伸出部分与上柱用

图 1 约束混凝土柱组合梁框架结构模型 图 2 柱与柱、梁与柱连接节点构造

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预制混凝土构件分会 69

钢板箍连接,钢板箍上下均需安装穿柱栓杆,下柱浇筑

预制前安装,上柱插入下柱钢板箍后安装穿柱栓杆,并

与钢板箍焊接后灌浆。为减少连接节点,预制柱可多层

预制装配。

2)梁与柱节点连接构造。

预制柱箍筋采用高强螺旋箍筋,形成约束混凝土

柱。柱与钢梁连接采用高强螺栓连接。预制柱预制前在

相应位置预埋钢板箍。钢梁的上翼缘焊抗剪栓钉,钢梁

图 3 十字形钢梁与柱连接节点

图 4 丁字形钢梁与柱连接节点

图 5 一字形钢梁与柱连接节点

图 6 预制柱加工

钢板箍

预埋钢牛腿

钢模板

钢筋锚固板

高强螺旋箍筋

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预制混凝土构件分会70

的梁端带端板并预留高强螺栓孔。预制柱与钢梁加工

完成后现场吊装(见图2)。

3)板与梁、板与板节点连接构造(见图3~图5)。

2.2 约束混凝土柱装配式框架结构体系工程施工

目前约束混凝土柱装配式框架结构体系已经与

多家公司合作,进行大量实体工程施工,其中2012年

5月由隆基泰和实业有限公司开发的“国际箱包交易

中心”工程最先采用该体系进行施工,工程单体建筑

面积50万平方米,坐落于河北省保定市白沟新城区

内。50万平方米的单体项目在国内尚属罕见,项目从

开工到主体封顶历时8个月,现在项目主体已经完工,

进入 装修阶段,其取得的综 合效 益非常明显,开发

商、设计单位、施工方等单位都给予很高评价。施工

阶段展示(见图6~图14)。

图 9 项目主体封顶

图 7 预制柱加工厂 图 8 螺旋箍筋加工车间

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预制混凝土构件分会 71

图 10 施工现场柱子吊装

图 11 施工现场吊装 图 12 施工现场

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预制混凝土构件分会72

2.3 此项目测算约束混凝土柱装配式框架结构与传

统现浇框架结构对比:

2.3.1 节能减排(见表1、表2)。

2.3.2 节约成本(见表3)。

综上所述,此结构体系对国家和社会具有节能减

排、低碳降耗、绿色环保的优势。对企业来讲能够达到

多、快、好、省的目的。

表 1 “以建筑每m2 ”计算材料对比

节约建筑材料

材料种类 现浇混凝土框架结构 装配整体式结构 每平米节约材料

木材 0.025m3 0.0053m3 0.197m3

混凝土 0.45m3 0.22m3 0.23m3

竹胶板 0.31m2 0.066m2 0.24m2

钢材 64kg~74kg 44kg~54kg 20kg

表 2 “以建筑面积50万m2”测算材料节省用量

节约建筑材料用量

木材用量 9.85万立方米

水泥用量 4.8万吨

钢材用量 1万吨

减排 CO2排放 7万吨

表 3 “以50万平米主体建筑工程”测算节约成本

节约建筑成本

项目 现浇混凝土框架结构 装配整体式结构

工期 18个月 8个月

人工 7000人/天 1000人/天

综合成本1. 降低15%左右(及每平米降低造价170元)2. 50万平米工程总节约近7500万元

图 14 施工现场图 13 施工现场吊装

作者简介

潘树宾,高级工程师,河北合创建筑节能科技有限责任公司总

经理。

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预制混凝土构件分会 73

1 概述

预制装配式工法(简称预制工法)在20世纪初就

开始引起人们的兴趣,到第二次世界大战后,欧洲国家

以及日本等国房荒严重,迫切要求解决住宅问题,促进

了预制工法的发展,到六十年代,预制工法得到大量推

广。由于预制工法的建造速度快,而且生产成本较低,

迅速在世界各地推广开来。预制工法是指在工厂中预

预制装配式工法在建筑工程上之优势

詹耀裕 黄绸辉

图 2 预制混凝土外观质量

图 1 现浇混凝土与预制混凝土外观质量的比较

图 3 现浇混凝土外观质量

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预制混凝土构件分会74

先制成(如房屋的)全部或多数构件,然后在工地装配

完成的工法。这种建筑的优点是建造速度快,受气候条

件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量。另外可节省

建筑模板,工地整洁安全,减少垃圾、粉尘、噪音,适用

于办公楼、住宅、厂房及大型超市等建筑。

2 预制工法的优点

2.1 预制工法的优点

1. 预制工法的混凝土外观质量优良:由于是在工业

化的工厂生产出来,因此其混凝土的质量管控相对现

浇混凝土容易且外观非常优良,可以不用经过再粉刷的

过程即可施做装饰工程,减少了粉刷所需要的材料、垃

圾、粉尘及人工,如图1、图2、图3预制与现浇混凝土外

观比较。

2. 预制工法可跳脱现浇混凝土的限制:由于预制工

法是将结构体分成不同部位的构件先行在工厂以钢模

浇筑生产,因此可跳脱现浇做不到的方式,如长柱可一

体生产如图4所示、外饰工程先完成如图5所示、高挑空

梁板无支撑如图6所示、弧形复杂线条建筑如图7所示

的建筑限制,而实现比现浇应用更广的建筑方式,更能

符合现代建筑求新求变的设计理念。

3. 预制工法整体工期速度比钢结构快:预制工法

在结构体阶段与钢结构约7天一层速度相同,但可免防

火批覆,免打底粉光,免搭架外装修,比钢结构快的主

要原因是机电工程及装修工程提早同步施工,在台湾一

般可在结构完成后45天完成粗装修申请使用执照(国

内称呼竣工验收)。图8为台湾内湖大润发2店与旁边B

&Q进度比较,当B&Q钢构已完成结构六楼时,预制的

内湖大润发2店才准备施做地下一楼,但最后开幕时间B

&Q为2002年4月1日,采预制工法的内湖大润发2店则提

前2天在2002年3月29日开幕。图9为各楼层同步工程的

施工现场。

图 4 预制长柱一体浇筑的质量确保 图 5 预制外墙外饰先行完成的质量

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预制混凝土构件分会 75

图 6 预制挑高施工室内无支撑施工 图 7 预制施工外围无脚手架及弧形阳台板

图 8 台湾内湖大润发2店与旁边B&Q进度实况

B&Q

RT-Mart(5F/B1F)

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预制混凝土构件分会76

图 9 台湾内湖大润发2店各楼层同步工程施工现场

图 12 台湾台北听障奥运场预制与屋顶钢构施工现场

图 10 台湾杨梅纺三厂施工现场

图 11 台湾台中物流钢构与预制节点

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预制混凝土构件分会 77

5. 预制工法可以很轻易与钢构混合施工实现复合

化工法:目前现代化建筑的趋势已不满足单独采用钢构

或预制混凝土等单一工法,而是希望能复合不同工法的

优点而实现现代化建筑的复杂性,在这点上预制工法

有其独特的包容性,可轻易与钢构混合或其他建材而

实现未来趋势复合化工法的要求。如图10、图11、图12

所示为预制与钢构复合的施工现场。

6. 预制工法可以轻易的复制复杂的外观造型:由于

预制工法是以工业化方式生产出各种结构构件,因此复

杂的钢模生产可以轻易的复制复杂的外观造型构件,但

注意在建筑规划设计时需注意将复杂外观以标准化模

矩化的方式分割综合来规划预制工法的设计外观,才

能得到经济合理的经营成本。如图13、图14为复杂的外

观造型预制板片。

7. 预制工法的预制外墙板表面可以做各种面饰处

理:预制外墙板可配合建筑设计预嵌磁砖、石材、清水

模、特造型清水模等各种面饰处理。如下图15为清水的

树影造型预制外墙板,图16为清水的波纹造型预制外

墙板。

8. 预制夹芯保温外墙板的容易实施,不会有外保

温易脱落及内保温易被破坏的缺点:预制夹心保温外墙

板技术,墙板采用FRP连接件或其他连接件,保温材料

采用改性玻化微珠和泡沫混凝土,均为A级不燃保温材

料,可实现保温材料与结构体同寿命。同时外墙节点根

图 14 台湾中部921地震教育园区预力预制结构图 13 台湾花莲慈济精舍屋顶飞檐

图 16 台湾台北中研院学人宿舍的波纹造型预制外墙板图 15 台湾台北中和地政大楼的树影造型预制外墙板

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预制混凝土构件分会78

据个案情况可采用干式接头或湿式接头都可。如下图17

为预制夹芯保温外墙板的生产,图18为预制夹芯保温外

墙板现场施工现场。

2.2 预制工法在建筑上的其他重要价值

1. 预制工地环保及文明施工良好:由于预制工法

的特性即是在工地组装且外观质量佳不需粉刷,因此

在工地减少了大量现场模板的作业及现场粉刷的作

业,因而较环保,现场的文明施工也较现浇工地良好易

施做。如下图19为采用预制工法的施工,现场湿式作业

少,文明施工较良好。

2. 省力化:相对采用现浇工地需使用大量工人来

说,预制工法现场使用人力较少省力化。如表1为上海

城建浦江PC项目预制率50%四栋实际施工采用人工

数量统计,由表中可知吊装工及钢筋工及模板工学习

适应后人力可大量减少,四栋预制50%结构体平均出

工以十四楼693工/4栋×10hr/8hr=216.56工,另依表2上

海市建筑建材业市场管理总站的实物量与面积人工表

202.73元/250元(实际人工单价)=0.81工/m2,预制结构

体每层楼板面积550m2×0.81=445.5工,预制用工与现浇

用工比例为49%,相对一般现浇同面积约只需约一半现

场人工数量。

3. 预制厂设厂机动性高:预制可因地制宜,只需现

场有一块空地就可于现地预制,不需如钢构厂设厂需有

大量的电力供应及多又重的设备,目前台湾润泰集团最

新推行现场预制采用类似游牧式方式,所有设备包括

垫层都采用可搬迁可移动方式设厂,如同蒙古的蒙古

包游牧方式,搬迁后不影响现场原有土地。

4. 预制工法在国际上公认是绿色环保工法,因此目

前国内政策,如在北京市《的京建法〔2011〕29号文『关

于延续执行<《关于产业化住宅项目实施面积奖励等优

惠措施的暂行办法>的通知》(京建法[2011]29号)中将

《暂行办法》延续》至2015年12月31日』及,上海市的沪

建交联〔2011〕286号文『《关于本市鼓励装配整体式住

图 17 上海预制装配式建筑研发中心城建海港基地2号试点楼 夹芯保温预制外墙板生产

图 18 上海预制装配式建筑研发中心城建海港基地2号试点楼 夹芯保温预制外墙板现场

图 19 台湾台北地政大楼预制施工现场

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预制混凝土构件分会 79

宅项目建设的暂行办法》(沪建交联〔2011〕286号)』也

有相关类似奖励办法以推广预制装配式工法作为未来

国内建筑发展的趋势工法。

3 预制工法的限制厘清及客户投资方关心的

疑问释疑

3.1 预制工法的限制厘清

1. 很复杂的造型预制无法施做:预制工法不怕复杂

的造型,但是若没有经过标准化与模矩化的设计将导

致钢模套数过多变成昂贵的预制造价。如图20为台湾

921地震博物馆采用85片预制板片组装完成。

2. 尺寸很大的建筑预制无法施做:预制工法可以将

尺寸很大的建筑区分成许多不同标准的构件,再利用预

力或连接铁件方式连接,因此就算是尺寸很大的建筑,

只要经过合理的设计分割仍然可以施做预制,例如澳洲

雪梨歌剧院就是最好的例子,当初采用现浇作法无法

表 1 上海城建浦江PC项目25#~28#楼3~18层四栋结构体合计工人数统计

吊装工 钢筋工 木工 泥工 水电工 合计

三层 417 326 329 99 124 1295

四层 345 322 364 97 112 1240

五层 356 273 264 83 81 1057

六层 330 270 247 94 76 1017

七层 275 207 232 69 75 858

八层 275 214 191 70 74 824

九层 271 210 181 73 77 812

十层 262 172 223 68 82 807

十一层 244 178 217 76 82 797

十二层 220 167 164 73 79 703

十三层 215 168 164 72 64 683

十四层 220 168 167 69 69 693

十五层 208 163 163 66 72 672

十六层 205 160 161 70 73 669

十七层 199 161 163 60 70 653

十八层 82 257 257 59 83 738

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0吊装工 钢筋工 水电工木工 泥工

三层 四层 五层 六层 七层 八层 九层 十层

十一层 十二层 十三层 十四层 十五层 十六层 十七层 十八层

25~28#各工种用工统计

表 2 上海市建筑建材业市场管理总站的实物量与面积人工表(元/m2)

编码 名称 低位价~高位价 平均像 走势图 备注

04001高层信宅(15层

以上)一结构179.95~226.16 202.73

机械挖土配合、基础回填土、钢筋混凝土模板、钢筋制作、绑扎、浇捣混凝土、文明施工、其他零星作业等。

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预制混凝土构件分会80

施做四对大风帆,后来经过如图21的预制分割,再采用

预力钢键连接才完成如今的雪梨歌剧院。

3. 预制容许误差太小工人无法施做:预制工法由

于组装的需求需要较精密的误差,但只要利用合理的

治理控制精度的工具(简称治具)及训练通过的工人就

可容易的安装,一旦熟悉了施工工序,就可容易并快速

的施工,施工的难度比钢结构容易许多。

4. 建筑结构太重无法施做:经过合理的设计分割,

可将很重的建筑结构分割成许多构件,再经过事先计

算过的起重机具将构件现场组装,因此不存在太重无

法施做的情况。

5. 预制过于轻薄无法施做;靠著生产事先养护及高

强度混凝土及钢筋,反而可将预制构件做到比现浇更

轻薄的特殊造型,并且预制容易搭配不同材料预嵌的复

合化工法,如搭配金属线条预埋,就可做到特殊的轻薄

表 3 上海浦江PC项目四栋预制50%结构体预制用工数与现浇用工数的比较图

图 20 采用85片预制板片组装的台湾921地震博物馆 图 21 预制预力薄壳结构的代表─雪梨歌剧院预制分割设计

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预制混凝土构件分会 81

造型。

6. 当运输坡度很陡,无法预制运输:若现场项目的

道路运输坡度很陡,无法运输,那仍可考虑现场预制,

免除预制构件运输的困扰。

7. 预制不容易变更设计:由于预制是事先生产,因

此需提前至少两个月深化设计再开钢模生产,但并不是

说预制就不能变更设计,只要在生产前确定变更设计

的细节,预制可变更设计的幅度还是蛮大的,只是太多

的变更设计会影响施工成本而已。

3.2 客户投资方关心的疑问释疑

1. 预制够不够安全:预制工法从六十年代大量推

广使用后,其间经历过日本1995年阪神大地震及台湾

1999年921大地震的检测,在这两个大地震中,都发现

预制比现浇及钢构有更良好的安全性,在这两个地区,

主要是使用球状石墨铸铁套筒钢筋连接技术的刚性接

头方式,如图22所示,此方式已证实有优异良好的安全

性。而台湾润泰集团更于921大地震后自主研发独有的

柱多螺箍钢筋专利,如图23所示,并于2008年台湾台大

图 22 预制柱钢筋连接采用球状石墨铸铁钢筋续接器

图 23 多螺箍与传统箍筋应力应变图比较

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预制混凝土构件分会82

图 24 改良式半预制隔震工法

图 25 预制外墙板水平与垂直接缝节点标准设计

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预制混凝土构件分会 83

土研所教学大楼采用预制观念改良隔震工法,将隔震

与预制结合,发表了半预制隔震工法专利,完成了比日

本更快的隔震层完成速度,如图24所示。

2. 预制工法会不会漏水:只要经过合理的防水节

点设计及材料搭配及严格的现场管理,从设计角度来

看预制各构件中间预留板缝以软性材料吸收变位是非

常良好的设计,但由于预制比起现浇需要较高的精度

及相对较严格的现场管理,才能打造不会漏水的预制

建筑。如图25为台湾润泰集团所使用的预制标准防水

接头设计。

3. 预制外墙板抗震好不好:预制外墙板主要设计

理念是比照帷幕墙外挂板的方式设计,即不承受结构

体的荷重,板片本身靠与结构体相连的钢筋及铁件承担

自重及抵抗地震的影响,因此相对现浇外墙,更能抵抗

地震的影响而不会产生裂缝。

4. 预制的成本贵不贵:一般而言,工厂生产的预制

会比现浇贵,比钢构便宜,水泥、砂的成本是比钢钣便

宜很多。基本上,在总结构造价上,工厂生产的预制比

传统贵10%,但节省工期的利息,足以涵盖这些金额。

如下表4为一个实例关于局部钢构改成预制的成本降

低比较。

5. 预制有没有机会比现浇便宜:在国内若将工厂成

本的摊提取消,并采用游牧式预制的观念(目前台湾润

泰集团推广中的观念),游牧式预制可以比现浇便宜的

表 4 少量钢柱改成预制柱的成本降低比较表

预制柱 钢构

型号 材料单价(元/T) 工资(元/T) 合计 型号 材料单价(元/T) 工资(元/T) 合计

HRB235 3600 650 4250 Q235 4100 4750 8850

HRB335 3750 650 4400 Q345 4300 4750 9050

说明

1. 加工费、防锈漆、运输2600元/T2. 吊装1000元/T3. 零星杂费300元/T4. 防火涂料850元/T

预制柱(650×650) 钢柱(□500×500×25×11m) 差异金额 百分比

单支柱子总价(元/支) 10916 37105 -26189 -71%

表 5 同一个案分别以现浇传统混凝土与游牧式预制计算成本比较表

项次 项目传统RC 预制

单价 平米价 百分比 单价 平米价 百分比

一 下部结构体工程 7709056 373 12.0% 7709056 373 13.0%

二 上部结构体工程 20889670 1011 32.5% 2322039 112 3.9%

二-1 预制结构 0.0% 15979370 773 26.9%

三 外装工程 10561008 511 16.4% 10561008 511 17.8%

四 内装工程 3345687 162 5.2% 3345687 162 5.6%

五 假设工程 2125271 103 3.3% 1196890 58 2.0%

六 杂项工程 850108 41 1.3% 478756 23 0.8%

七 门窗工程 2125271 103 3.3% 1196890 58 2.0%

八 中庭景观工程 88800 4 0.1% 88800 4 0.1%

九 电梯设备工程 0 0 0.0% 0 0 0.0%

十 机电工程 16537840 800 25.7% 16537840 800 27.8%

合计 64232713 3107 59416336 2874

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预制混凝土构件分会84

原因说明如下:

(1)不施做临时性硬铺面,采可回收的预制板;

(2)储存区采可回收的预制枕板;

(3)运输费极少只有小搬运;

(4)无增值税,自办工程,无外买构件;

(5)不用蒸汽养护,采电毯保温,成本低;

(6)建材使用效率高、精简。

表5为一个个案关于现浇传统混凝土改为游牧式

预制的成本比较表,在一定的规模及设计标准化及模

矩化等有利条件下,游牧式预制有机会实现比现浇更便

宜的成本。

6. 预制如何与机电安装工程配合:依据台湾我们润

泰的经验,预制与机电安装工程的配合主要需注意以下

方面:

(1)所有管线尽量采明管原则;

(2)用3D方式检讨管线,并提供穿梁图面,图26;

(3)所有压力管线不预埋于预制构件内;

(4)安装的垂直干管先行完成,尽量搭配在楼板

灌浆时即先行预埋,如图27所示;

(5)管线尽量预组化,尽量可吊装施工。

结语

早期预制工艺因为系统认识不清,如将不适合地

震区的简支预制系统使用在地震区,或者对防水细节

的不讲究,造成国内早期对预制工法不抗震容易漏水

的印象,但随著近年来国际间的交流,才又重新认识到

预制工法其实是一种建造速度快、成本低(在已发达国

家)、节能环保的工法,在国内目前人工费用增加,人民

居住住房需求激增的经济保障房尤其适用,因此国内

从2010年开始由中央制订政策开始推广,我们台湾润泰

集团期望经由一系列的预制施工技术介绍来抛砖引玉,

达到合理的施工成本、改善国内工作环境及增加管理

效能,将国内营造产业推向国际一流水准。

图 27 台湾中和地政大楼采用垂直干管先行于楼板灌浆预埋

图 26 3D方式检讨机电管线并考虑风管高度及穿梁位置

作者简介

詹耀裕,台湾润泰集团上海沛丰工程与江苏润泰精密工程总经

理。1961年1月生于台湾省,1989年毕业于台湾国立中央大学土木工程

研究所,取得硕士学位,主修结构。毕业后曾任职润泰营造技术研发

科经理、润弘工程预制设计部经理与施工部经理、协理、润弘精密

工程事业处副总经理。主要专长为预制施工与生产技术、复合化建

筑工法、建筑工法与系统规划与营建管理。

黄绸辉,台湾润泰集团润弘精密工程工程处协理。1970年4月生

于台湾省,1983年毕业于台湾中央大学土木工程研究所,取得硕士学

位。1985年取得台湾地区土木技师执照。毕业后任职润弘精密工程

工程师、主任工程师、主任、襄理、副理、经理、协理。主要专长为预

制施工技术、复合化建筑工法。曾担任台湾多项大型预制工地项目

经理,包含宏盛帝宝PC外墙板预制项目负责人、蓝海红树林38层预

制结构项目负责人等。

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预制混凝土构件分会 85

中国经济的快速发展为公共设施的不断完善提供

了保障,在确保公共设施项目的安全性和经济性的同

时,对环境的保护以及充分利用资源越来越引起人们的

重视。预制混凝土构件不仅在功能方面和安全方面而且

在经济性和创造舒适环境节省资源方面发挥优势。本

文试图通过介绍一些市政、水利及护岸工程中预制构件

的应用,希望起到抛砖引玉为同行开拓思路的作用。

1. 共通沟产品

用于的基础设施共同沟、道路下的涵洞、小型隧

道。有一体型和分体型两种。制品上层填土后不影响农

耕、通车、土地利用率高等优点。

2. 排水沟产品

用于农用排水,有开放式和封闭式两种,并且有挡

土功能,可以有效地利用耕地,便于日常维护。

市政、水利及护岸工程中预制构件的应用

刘 强

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预制混凝土构件分会86

用于道路的雨水收集和排水,每隔一定距离设置检

查口,便于日常维护,有一体型和分体型两种。既不影响

道路有效宽度,又能有效利用道路收集雨水节省资源。

3. 挡土墙产品

用于平整土地和道路维护等,外形美观、路基稳定。

大型拼装式挡土墙,表面可设计图案,现场的施工

作业量少,施工周期短。

广泛应用于道路、河川、堤坝、防砂、山体治理等

方面的大型预制混凝土重力式挡土墙。各种式样可与自

然景观相吻合。

4. 护岸产品

大型缓坡护岸构件的藏土部分保有丰富的土壤,

植物可以繁茂地生长。构件尺寸大使施工周期缩短。构

件之间的金属连接件使构件连成整体稳定性可靠。

河边的护岸构件为鱼类藏身设置有孔洞,鱼类可以

在空洞间自由活动。构件的露出部分尺寸大使施工周期

缩短。

河床预制混凝土块重心低稳定性好,纵横尺寸相

同便于施工。

大型防浪护岸构件,可以大量减少现场的作业,水

平摆放施工方便。

5. 道路产品

用于道路的构件强度能够满足车辆通行荷载。既

美观又有雨水收集和排水功能。

6. 施工设备

作者简介

刘 强,上海兴邦建筑技术有限公司总经理。

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预制混凝土构件分会 87

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预制混凝土构件分会88

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预制混凝土构件分会 89

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预制混凝土构件分会90

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预制混凝土构件分会 91

1 概述

当前,国内许多城市住房城乡建设管理部门积极响

应今年国务院办公厅关于转发发展改革委、住房城乡部

绿色建筑行动方案的通知(国办发〔2013〕1号)提出的要

求,致力于推动本地区的建筑工业化进程,推广适合工业

化生产的预制装配式混凝土建筑体系,加快发展建设工

程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平,

开展工业化建筑示范试点。江苏作为建筑业大省也积极

行动,江苏省住房和城乡建设厅科技处起草了“关于加

快江苏省建筑工业化发展的指导意见”,南京市也在积

极跟进。表1列出江苏省代表性的建筑企业近几年致力

于推广应用的预制装配混凝土结构体系及相应的特点。

从表1可以看出,南京大地建设集团是建筑工程施

工一级企业,有房地产公司,也有预制构件厂,是一个

多元化的能够有力推进建筑工业化的综合企业。2000

年从法国引进的预制装配框架体系经过了十多年的推

广应用,取得了成熟的工程应用经验,并编制了国家行

业标准《 预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术

规程》(JGJ 224-2010)。

中南建设集团的南通建筑工程总承包公司是建筑

工程特级企业,有房地产公司和预制构件厂,还有钢

大模板厂,也是一个多元化的综合企业,多个试点工程

的应用积累了一定的经验,编制了江苏省工程建设地

新型预制装配混凝土结构规模

推广应用的思考

郭正兴

表 1 江苏推广应用的预制装配混凝土结构体系一览

企业名称预制装配混凝土

结构体系推广应用起始年代

装配结构体系特点 试点工程应用现状

南京大地建设集团引进法国的预制世构体系

2000年

先张法预应力梁和叠合板、预制柱,通过节点放置U形钢筋与梁端键槽内预应力钢绞线搭接连接现浇混凝土形成整体装配框架

推广应用十多年,主要应用在南京地区的多层大面积建材城、厂房等框架结构,也有采用直接现浇混凝土框架柱。2012年试点应用了南京的15层预制装配框架廉租房

中南建设集团引进澳大利亚的预制结构体系

2008年预制装配剪力墙结构,墙体竖向钢筋采用金属波纹管留孔,浆锚钢筋搭接连接

推广应用了5年,在南通海门试点用用了10层住宅4幢,17层1幢,7层9幢

江苏元大建筑科技有限公司

引进德国的双板墙结构体系

2011年

预制装配剪力墙结构体系,墙体采用两侧各为50mm预制混凝土板通过钢筋桁架连系,中间填芯浇筑混凝土,楼板为带钢筋桁架的叠合板

2012年底在江苏宿迁开始施工11层的试点住宅楼

江苏苏南万科房地产有限公司、南京万科置业有限公司

得到日本预制装配企业技术指导的预制装配框架和PCF剪力墙结构体系

2010年外墙的PCF叠合墙和内墙现浇的剪力墙体。在南京基于世构预制装配结构体系的改进预制装配框架结构体系

2010年苏州园区玲珑湾2幢18层预制装配住宅试点工程;2011年南京上坊18层经济适用房剪力墙住宅和15层框架廉租房试点工程

宜兴赛特新型建筑材料有限公司

自主研发 2011

预制装配框架结构及短肢剪力墙体系,采用梁端预埋型钢与预制柱芯部预埋型钢采用临时螺栓连接,节点现浇混凝土;预制墙顶及底预埋型钢,上下墙采用螺栓临时连接,连接部位现浇混凝土

2010年12月宜兴大溪河北岸公建项地上层装配框架;2012年7月宜兴市高塍镇拆迁安置小区 北花园一幢装配短肢剪力墙安置房

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预制混凝土构件分会92

方标准《预制装配整体式剪力墙结构体系技术规程》

(DGJ32/TJ125-2011),在沈阳正雄心勃勃新建预制构

件厂和规模推进高层预制装配住宅工程建设。

江苏元大建筑科技有限公司是建筑工程施工一级

企业,有房地产公司和预制构件厂,也是一个多元化的

综合企业,并开始着手编制与预制装配结构体系匹配的

相关地方技术标准。

江苏苏南万科房地产有限公司和南京万科置业有限

公司均属地产公司,尽管与多元化的综合企业不同,在推

进建筑工业化和住宅产业化中遇到的协调问题多一些,但

万科企业的努力得到的强有力的体现,在苏州和南京的高

层住宅楼工程上,推进了外墙的PCF叠合墙和内墙现浇剪

力墙体系的应用,也推进了高层预制装配框架的应用。

宜兴赛特新型建筑材料有限公司依托了江苏赛特

钢结构有限公司的钢结构加工能力,有混凝土预制构件

厂,试点应用了多层预制装配框架和短肢剪力墙结构。

因此,要推动建筑工业化进程,推进规模应用新型

预制装配混凝土的框架结构和剪力墙结构,从江苏的成

功经验来看,集建筑设计公司、建筑工程施工公司、房

地产开发公司和预制构件厂的多元化的集团公司有一定

的优势,也有利于减小从装配房屋设计、构件预制到现

场安装各过程的多单位多部门协调配合的执行难度。

2 预制装配混凝土剪力墙结构试验研究得到

的一些启发

国内一些从事推进建筑工业化和住宅产业的企业,

在积极引进国外先进预制装配混凝土结构的同时,为了与

国内相应的规范标准规定接轨,与高校合作展开了预制

装配结构的试验研究。南京大地建设集团的是世构预制

装配框架体系与东南大学开展的合作研究,台湾润泰的

预制装配框架结构体系与同济大学和东南大学开展了合

作研究,中南建设集团的预制装配剪力墙结构体系也与

东南大学开展了合作研究,黑龙剑宇辉建设集团与哈尔

滨工业大学开展了合作研究,北京万科企业有限公司的

预制装配结构与清华大学开展了研究。由此,可以看出,

要规模推广应用新型预制装配混凝土结构体系,必须编

制能够得到地方工程建设质量监督部门认可的相应的技

术标准和质量验收标准,而标准的编制必须有一定数量

的包括装配结构节点及部分结构的试验研究,证明其新

型预制装配结构的可靠性,这就需要与位于不同地区的

土建类高校开展产、学、研紧密结合的试验研究工作。

通过笔者研究团队近几年与南通建筑工程总承包

公司和江苏元大建筑科技有限公司的开展为推进各具

特色的新型预制装配混凝土剪力墙结构体系的大量的

试验研究工作,得到一些有益的启发。

江苏最近又有一些兼有房地产公司的建筑工程施

工企业在担忧未来不断上涨的建筑民工工资,居安思

危,想上马筹建混凝土预制构件厂和积极开展落实应

用预制装配房屋的试点工程,但也面临巨大的迷惑和困

惑。即对于面广量大的高层剪力墙住宅楼工程,该推广

应用什么样的预制装配混凝土剪力墙结构。与此同时,

国内土建类高校中,也有相当多的老师正带领一批研究

生开展体现新材料、新连接方法和减震耗能的前瞻性

预制装配混凝土结构的研究。在新型预制装配结构项

目上,企业务实的需求和高校研究人员为发表高级别

研究论文的目标不完全一致。

2013年1月26日中南建设集团在江苏南通海门召开

了集团关于“预制装配整体式剪力墙结构边缘构件加强

与浆锚连接技术体系论证会”,为推进将预制装配剪力

墙结构的层数增加至25层做准备。预制装配剪力墙结构

的边缘构件如何加强,需要创新的思维和相应的试验研

究证明。笔者的研究团队与南通建筑工程总承包公司共

同承担了国家十二五支撑计划的新型预制混凝土装配剪

力墙结构研究工作,为了改进边缘构件的构造,开展了

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预制混凝土构件分会 93

(1)矩形螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接(图1);(2)基

于钢板网成孔、U型钢筋或镦头钢筋对插搭接连接(图

2);(3)基于大金属波纹管成孔的浆锚钢筋间接搭接连

接等三种剪力墙边缘构造(图3)的优化方法及相应的抗

震性能试验研究,并与现浇试件进行对比。通过试验研

究并分析认为矩形螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接、钢

板网成孔、U型筋搭接连接方式具有与现浇试件相似的

抗震性能;大金属波纹管成孔效果并不好。

总结前一阶段近耗时一年的基本预制装配剪力墙

结构的边缘构件加强改性的多种方式试验研究,更加体

会到边缘构造改进的必要性。2013年4月下旬,在东南大

学土木结构试验室又进行了改进完善的新的预制装配

剪力墙的验证性试验研究,主要将边缘构件的浆锚钢筋

搭接连接区的构件进行了改进,其箍筋采用扣搭连接并

进行间距加密处理,并与同条件现浇剪力墙构件作了对

比。新的试验墙体构件保留了体现中南建设集团特色的

采用金属波纹管留孔的浆锚钢筋搭接连接方式。试验加

载的图片见图4,初步试验结果分析见表2、表3。

从低周反复加载的滞回曲线看,改进后的预制装配

构件试验研究结果与现浇构件基本相同。从表2和表3的

1—上层预制剪力墙;2—下层预制剪力墙;3—矩形螺旋箍筋;4—水平分布筋;5—暗柱箍筋;6—竖向受力钢筋;7—注浆管

图 1 矩形螺旋箍筋约束波纹管浆锚连接

1—上层预制剪力墙;2—下层预制剪力墙;3—矩形螺旋箍筋;4—水平分布筋;5—暗柱箍筋;6—U型筋;7—注浆管:8—钢板网

图 2 基于钢板网成孔、U型筋或镦头钢筋对插搭接连接

1—上层预制剪力墙;2—下层预制剪力墙;3—圆形螺旋箍筋;4—水平分布筋;5—暗柱箍筋;6—竖向受力钢筋;7—注浆管:8—大金属波纹管

图 3 基于抽大金属波纹管成孔的浆锚钢筋间接搭接连

a.现浇试件XJ-1滞回曲线;b. 装配试件ZP-1滞回曲线;c. 装配试件ZP-2滞回曲线

图 4 现浇构件与预制构件的低周反复加载对比试验

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预制混凝土构件分会94

试验研究结果分析看,预制构件与现浇构件的开裂荷载

相同,屈服荷载基本相同;极限荷载由于剪力墙边缘构

件构造的加强改进,预制构件的极限荷载略高于现浇。

特别是以往预制装配剪力墙构件的位移延性系数往往小

于现浇构件,但在边缘构件构造改进后也能达到基本相

同。新的验证性试验研究结果增加了能提高预制装配结

构抗震性能的信心和给增加装配层数带来新的希望。

3 预制装配混凝土结构规模推广应用面临的

难题与对策

3.1 预制构件生产线与预制构件品种的匹配

笔者看过一些高校的研究生所做的预制装配混凝

土结构的节点或整榀构件的试验,但也不得不承认试

验室的新节点试验与预制构件生产线的规模生产要求

是完全不同的。一般来说,要达到试验的构件能与预制

构件生产线许可条件一致是有难度的,但两者能结合

起来,更能体现产、学、研结合研究对规模推广新型预

制装配混凝土结构的真正意义上的技术支撑作用。

在混凝土预制构件生产线与预制构件的匹配上,

其充分的协调是不可忽视的问题。以南京大地集团

2000年引进的法国预制构件生产线与匹配的预制装配

框架结构体系为例,体现了两者之间的完美协调。

图5为世构预制装配框架结构体系。该结构体系的

混凝土框架柱、框架梁均为预制,但梁主要形式为先张

法预制预应力梁。楼板为先张法预应力混凝土叠合板。

梁柱拼接节点与楼板的叠合层共同现浇装配成整体结

构。图6为预制柱和先张法预应力梁共用的长线法预制

构件生产线,属固定台座工人沿生产线流动的作业方

式。图7为先张法预应力叠合板的流水生产线,属固定

台座工人坐在作业机械上沿生产线流动的作业方式。

表 2 剪力墙试件承载能力

模型 开裂荷载(kN) 屈服荷载(kN) 极限荷载(kN) 备注

XJ-1 200 320 580 现浇

ZP-1(改进) 200 340 605 装配

ZP-2(改进) 200 320 598 装配

表 3 剪力墙试件加载特征值、延性和刚度

模型 屈服位移△y(mm) 屈服位移角θy 极限位移△u(mm) 极限位移角θu 位移延性系数μ

XJ-1 15 1/227 90 1/38 6

ZP-1(改进) 18.5 1/184 92.5 1/37 5

ZP-2(改进) 17.8 1/191 106.8 1/32 6

图 5 南京大地建设集团的世构预制装配框架结构体系

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预制混凝土构件分会 95

法国的预制装配混凝土构件的生产线总体上是长

线法预制构件生产工艺,与当年我国在二十世纪70年代

的单层工业厂房预制大型屋面板的长线台座法生产工

艺类似,作为一种要求不高,能达到一定预制构件量的

规模推广应用成功案例是值得借鉴的。其先张法预应

力梁和预应力叠合板能达到节省梁板内钢筋用量的目

的。先张法预制预应力梁在日本黑泽建筑公司的北海道

预制构件上也得到应用。

作为对比,国内剪力墙预制构件如中南建设集团在

沈阳新建预制构件厂的生产线,多为多个台模沿流水生

产线流动,作业工人固定不动的短线法生产工艺,并且

能实现墙板生产线与叠合板生产线的合一使用。这种

生产线的自动化程度高于法国世构的预制构件生产线,

典型的案例为建于江苏宿迁元大建筑科技有限公司的

双板叠合墙和钢筋桁架叠合板的生产线,达到了国内

最高的自动化流水生产效率,而流水线上作业工厂工人

人数可减至20人左右。

在与法国预制装配构件生产线技术专家交流中,他

们强调了预制构件的生产应保持较高的自动化流水生产

效率,将预制构件厂的工人人数降至最低,应避免将现

场的建筑工人大量的转移到预制构件厂进行构件预制作

业。因此,在预制构件设计时,应有效减少构件品种和注

意适应在自动化程度高的流水生产线上进行预制。

3.2 预制构件连接节点的创新

新型装配混凝土结构的预制构件间的连接节点都

认为十分重要,也是制约规模推广应用的关键因素。

图 6 预制柱和先张法预应力梁构件的生产线 图 7 先张法预应力叠合板构件的自动化流水生产线

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预制混凝土构件分会96

3.2.1 预制装配框架结构的构件连接节点

总结国内能够得到规模推广应用的预制装配框架代

表性之一的连接节点有源于法国的南京世构预制装配框

架连接节点。该连接节点的特色是预制预应力梁端留有U

形键槽,预制柱两侧梁的U形键槽内放置带90度弯钩的U

形钢筋,该钢筋与梁端键槽内的带90度弯钩的预应力钢

绞线形成搭接连接(图8),梁柱节点通过与叠合板一起

现浇成预制装配整体结构。东南大学对该形式预制装配

框架的节点试验表明其位移延性系数为3.5~4。从工厂预

制到施工现场装配安装的工艺流程分析该形式的预制装

配框架节点,它具有工厂预制柱、预制梁及预制叠合板均

构件形式简洁,预制构件的标准化强,预制模具的变化

小,构件运输的效率也高,施工现场安装快捷,从南京上

坊15层的廉租房预制装配框架试点工程实践来看,受到

参与安装施工的中建二局现场建筑工人的欢迎。

在国内能够规模试点应用的预制装配框架代表性

连接节点之二是源于台湾润泰集团的预制装配框架连

接节点。该连接节点形式的特色为对预制柱内钢筋排列

进行了调整,向四个柱角部靠拢,柱每边中间留出空挡,

便于预制梁端部伸出的带90度弯钩筋直接锚入柱节点

区域内(图9),梁柱节点区与叠合板一起现浇混凝土形

成预制装配整体结构。该连接节点形式与南京大地建

设集团世构体系的连接节点具有类似的优点,从上海

城建PC高层试点工程小规模推广应用的效果来看,也

受到施工现场建筑工人的欢迎,比较符合中国建筑工

人的作业习惯。

图 8 南京的世构预制装配框架结构体系梁柱连接节点 图 9 台湾润泰集团的预制装配框架结构体系梁柱连接节点

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预制混凝土构件分会 97

笔者在日本看到的得到小规模推广应用的预制装

配框架代表性节点之三是预制柱和预制梁采用预应力

压接连接节点(图10)。这种连接节点抗震性无疑是好

的,预应力的导入,增加了连接节点的抗震耗能能力。

但外露的锚头对建筑外观处理有一定难度。

日本的还有一种预制装配框架连接节点为梁柱节点

采用预制,将构件间的连接设置的框架梁的中部剪力较小

的部位。在国内沈阳的由日本鹿岛建设提供技术支撑的预

制装配高层框架住宅楼采用了该连接节点形式(图11)。

通过对比国内外的已得到一定规模推广应用的新

型预制装配混凝土框架结构体系的连接节点形式,可以

预测梁柱预制构件采用节点现浇连接成整体结构的形

式符合中国建筑工人的作业习惯,更容易得到可持续的

规模推广应用。笔者的研究团队将在后续的研究中致

力于综合各家优势,推出新的预制装配框架连接节点形

式,并开展相应的试验研究。

3.2.2 预制装配剪力墙结构的构件连接节点

总结国内能够得到一定规模推广应用的预制装配

剪力墙结构体系的连接节点主要有南通建筑工程总承

包公司的预制墙板构件内预埋金属波纹管,上下层预制

墙体竖向钢筋一一对应进行浆锚钢筋的搭接连接(图

12)。黑龙江宇辉建设集团的预制装配剪力墙结构体系

的上下层预制墙板间的竖向钢筋连接方式与南通建筑工

程总承包公司的有类似之处,预制墙体构件内浆锚钢筋

连接孔采用预制时抽芯成孔,并将搭接连接钢筋设置在

外周的螺旋筋内(图13)。北京万科的上下层预制装配墙

图 10 日本的预制装配框架结构体系的梁柱预应力压接连接节点 图 11 日本的预制框架结构体系的梁柱节点预制

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预制混凝土构件分会98

板的竖向钢筋连接方式主要为浆锚钢套筒。这三种预制

墙板间竖向钢筋连接方式各有千秋,浆锚钢套筒的连接

方式传力直接,但经济性指标较差,连接费用较高,不

便于规模推广应用。其余两种连接方式在构造优化改

进后,近期能进行一定规模的推广应用,远期还需进行

探索试验,寻求更为优秀的双向钢筋连接方式。

结语

在“十二五”期间,各地的城乡建设规模总量大、资

源能源消耗高、节能减排任务重、就业形势严峻,节约

型城乡建设面临十分繁重的任务。2012年,江苏建筑业

产值达到1.92万亿元,创历史新高。然而,作为建筑业大

省,江苏建筑业面临着:从业人员严重不足、专业技术

工人老龄化、劳动力成本居高不下、工程质量下滑、重

大安全事故时有发生、施工工地的噪音、扬尘依然存在

等现象。这就促使各地方政府下决心出台相应的鼓励

政策,加大力度推进建筑工业化和住宅产业化,其中新

型预制装配混凝土结构无疑将会得到持续的青睐。相

信在众多科研机构、高校和致力于发展和应用新型预

制混凝土结构体系企业的多方共同努力下,在中国规模

应用体现绿色建造的新型预制装配混凝土结构体系的

时代一定会到来。

图 12 中南建设集团的预制装配剪力墙预埋金属波纹管的浆锚 钢筋搭接连接节点

图 13 宇辉建设集团的预制装配剪力墙抽芯成孔浆锚钢筋搭接 连接节点

作者简介

郭正兴,教授 博士生导师,东南大学土木工程学院施工研究所

所长。

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预制混凝土构件分会 99

前言

随着经济的发展,国内大中城市的交通越来越繁

忙。在此背景下,作为公共交通的首选-地铁进入了高速

建设期。盾构法施工作为地铁建设的一种常用施工方

法,由于其施工速度快、对地面交通干扰小、环保性等

特点,成为了首选;管片作为盾构法施工工艺的重要结

构组成部分也得到了大力发展。据不完全统计,国内现

有管片厂约100家。

管片生产形式主要分两种:钢模固定式和流水线

式。钢模固定式主要特点是产量稳定、质量可控性高,

但效率较低、工人劳动强度较大;流水线最大优点是厂

房占地小、模具利用率高、企业生产效率高。因此近几

年新建的管片厂基本上都是流水线形式。

采用流水线形式的管片厂有成功的案例,也有不尽

如人意的案例。流水线成功与否主要取决于生产效率

和产品的质量。生产效率主要靠流水线的运转效率、故

障率、工人素质来保证。产品质量和生产效率有时就是

一个矛盾体,生产效率高意味着工位时间短,将一定程

度上影响管片的质量。特别是从浇注工位开始,产品质

量一方面受制于工人熟练程度和操作时间,另一方面受

混凝土特性与流水线工艺匹配性的制约。本文重点结

合南京铁隧公司铜井基地的生产实际,讨论混凝土性

能与整体振动式流水线工艺匹配性。

1 项目概况

南京铁隧轨道交通配套工程有限公司2012年最

主要的任务就是为南京青奥会重点工程-南京地铁

机场线提供管片。管片采用环宽1.2m的标准环及左转

弯楔形环和右转弯楔形环三种管片,楔形环的楔形

量为37.20mm;管片混凝土强度等级为C50,抗渗等

级P10;钢筋为Ⅰ(HPB300)、Ⅱ级(HRB335)、Ⅲ级

(HRB400)。管环外径6.2m,内径5.5m,宽1.2m,每环

由6片管片组成,砼量7.72m3。

南京地铁机场线项目工程,共需管片约21000环,要

求2013年5月底前盾构推进必须全部结束。这就要求公

司在2012年必须完成约15000环的管片生产,因此每月

的平均产量必须达到1600环,平均每天要完成50环~60

混凝土性能与整体振动式管片

流水线工艺匹配性探索

李开建

摘 要:文章介绍了不同管片生产形式对混凝土的不同要求,并依据南京地铁机场线管片

生产的技术和进度要求,结合整体振动台的振动特性、工位布置、生产节拍等工况条件,

在配合比上进行了充分考虑。并针对过程中出现的问题,对配合比进行了相应的优化。

关键词:管片;整体振动式管片流水线;混凝土;配合比;工艺匹配性

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预制混凝土构件分会100

环。公司铜井管片厂总占地约30亩,在这相对狭小的空

间内,要完成这么大体量的生产任务,唯有选择土地利

用率高,模具周转快,产量大的流水线生产形式。

2 管片生产形式(流水线)简介

南京铁隧轨道交通配套工程有限公司采用2条广

铿设计制造的整体振动台振动流水线。流水线采用

“3+2”模式(3条养护线,2条浇捣线),每线可放置

13只钢模,单条流水线可放置11套地铁钢模(流水线

各功能区域布置如图1)。

流水线的整体操控采用PLC集成控制系统,模具的

行走通过平移小车上的顶推油缸推动。其特点主要是:

(1)设置两个浇捣点,延长了每道工序操作时间,使得生

产效率和管片质量得到更大的保障;(2)混凝土浇捣采

用整体振捣(振动平台)的方式进行,每个振动平台采用

2个电机,电机频率和振幅均可调,一方面满足下料速度

和保证密实度,另一方面可以尽多的排除混凝土气泡。

3 混凝土配合比

3.1 管片生产形式对混凝土的要求

目前管片生产形式主要分为两种:钢模固定式和钢

模流转式。钢模固定式的混凝土浇注采用插入式振动

棒;钢模流转式的混凝土浇注又可分为附着式振动器

振捣和整体振动台振动。不同的混凝土浇注形式对混

凝土的塌落度、流动性、初凝时间等特性也有所区别:

插入式振动棒振动:振动棒作用范围一般为以振

动棒中心半径350mm范围内,采用分层摊铺多点插入形

式捣实混凝土。插入式振动形式每天产量基本为1模~2

模,在不同气温和钢模数量的情况下,每模时间约为

10h~16h。混凝土为干硬性半干硬性,塌落度要求一般

为30mm±10mm。单从生产方面考虑,由于钢模落地固

定,工序时间弹性大,因此对振动时间、塌落度、流动

性、初凝时间、早强等特性敏感度小。

附着式振动器振动:附着式振动器安装在钢模内弧

面下面,按振动器的选型和钢模大小,一般为2只~5只。

振动器以压缩空气为气源,叶片式气动马达为动力,靠激

振装置产生振动,并通过安装接触面将振动传递给整只

钢模,使混凝土密实。由于不同位置振动器的振动干涉和

离振动器距离的大小,不同位置存在振动力高低的情况,

为了防止离析、漏振、欠振等情况出现,对振动时间、塌

落度(一般要求大于70mm)、流动性敏感性高。而初凝时

间和早强,则需根据流水线工位布置和生产节拍确定。

整体振动台振动:整体振动台振动采用电振动马达

直接驱动,电动马达作用于振动台,传递给钢模行走台

车,再传至钢模本体,由于传递介质较多,振动力存在

一定的递减,对马达选型很关键,但钢模内各区域混凝

图 1 流水线工位示意图

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预制混凝土构件分会 101

土激振力的频率、振幅和相位一致性好,混凝土的均质

性好,局部漏振、欠振、离析情况不易产生。从生产来

说,塌落度介于前两者之间,流动性要求高;初凝时间

和早强,则需根据流水线工位布置和生产节拍确定。

3.2 本项目混凝土配合比情况

混凝土强度等级C50,抗渗等级P10,胶凝材料用量

为360kg/m3~480kg/m3,粉煤灰掺量不宜超过30%,最

大水胶比0.36,业主甲供水泥为盘固厂生产的PII52.5,

用量不超过380kg/m3。高温季节施工时入模温度不宜超

过30℃,低温季节施工时入模温度不低于5℃。

国内生产管片至今,在管片特别是地铁管片混凝土

配合比方面积累了相当的经验,形成了许多成熟的配合

比,总的来说胶凝材料在420kg/m3,水灰比控制在0.35

左右,均可保证C50P10的基本要求。

考虑到机场线管片生产工期的紧迫性和配合比

的经济性,选择了适合南京地区的常用配合比,水泥

用量基本为甲供上限,掺约15%具有改善混凝土和易

性的Ⅰ级粉煤灰,水灰比为0.36。外加剂选用减水效

果好的聚羧酸系,掺量约为0.8%,基准塌落度设计为

40mm~60mm,通过调节外加剂掺量,混凝土坍落度可

在20mm~120mm间变化。混凝土其他材料选用符合管

片生产规范要求。

本配合比R1为19MPa,R28为60MPa,初凝时间为

2h,终凝时间为4h,由于采用特制的聚羧酸系外加剂,

混凝土在受到外界振动力影响时,尽管坍落度较小,仅

为40mm~60mm,但混凝土还是能明显液化,具有一定

的流动性,在从模具中央集中投料的情况下,对提高流

水线振捣效率有较好效果。

4 混凝土工艺匹配性探索

4.1 流水线运转及整体振动台基本情况

本厂根据进度要求,设定流水线运转为每天3模,

在浇捣线上钢模流动节拍约为10min,扣除钢模行走、就

位、固定,盖板的夹紧固定以及可能存在的等料时间,混

凝土实际浇注时间约为6.5min。从振动台后一个工位算

起,在进蒸养窑之前还余9个工位,时间约为90min。

整体振动台振动马达为活动偏心块式振动马达,

通过转换强弱开关(转换马达的旋转方向),使内侧的

偏心块开始移动,离心力随之改变,另外结合变频器使

用,使离心力的调节范围更广。本次管片生产中设定强

振振动频率为60Hz(正旋转,离心力最大达到100%);

弱振频率75Hz(反旋转,离心力为最大离心力的64%)。

4.2 振动时间、塌落度及振动效果试验

经 过 调 研,在 南 京 地 区根 据 流 水 线 的 不 同 振

动方式以及塌落度的不同要求,塌落度要求一般为

50mm~100mm,振动时间一般设置为3min~6min。参

照此经验,结合生产节拍(浇注时间约为6.5min),在6

月底开始的一周试生产时间里进行了振动时间、塌落度

及振动效果的试验探索,见表1及表2。

从表1和表2可以看出,振动时间和塌落度是影响振

动效果的两个关键因素,并且两者是相互关联的。振动

时间低于3min,混凝土振捣不充分,密实效果不佳,振

动时间过长,混凝土出现过振离析情况;混凝土坍落度

大于80mm,极易出现过振,坍落度小于40mm,混凝土

流动性基本没有,振动时间要求长,易产生过振,并导

致工艺节拍延长。综合考虑振捣效果和噪声控制等因

素,我们采用5min(3强振+2弱振)的振动时间为主,结

合生产过程中混凝土的坍落度变化,以人工振捣棒辅

助向模具端头喂料,效果比较理想。

4.3 生产实施

根据试生产期间的试验情况,在7月底开始的正式

生产期间,相关参数设置如下:

塌落度 40mm~60mm,极端不超过70mm

振动时间 强振3min~3.5min、弱振1.5min~2.5min

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预制混凝土构件分会102

(根据塌落度的波动和下料时间的长短调整)

在生产过程中,混凝土入模温度在30℃左右,混凝

土保水性、粘聚性、流动性均良好,易于浇注,表面无泌

水,混凝土组成成分均匀分布,管片成型后表面气泡少,

无蜂窝麻面。混凝土初凝时间能保证芯棒拆除后不塌

孔,外弧面存在较微弱的波浪情况,主要是由于流水线

钢模行走时存在一定的撞击(局部轨道存在高差加剧了

撞击力),导致混凝土未初凝时存在一定“流淌”现象。

4.4 存在问题及改进措施

进入9月下旬后,气温明显下降特别是夜间气温基

本在20℃以下,此时测定入模温度在15℃左右,导致混

凝土凝结时间延长,开始慢慢出现塌孔现象,外弧面波

浪现象明显增多,极大影响了管片的外观质量和使用性

能。为了解决该问题在混凝土方面采取了以下措施:

(1)采取措施尽量缩小入模塌落度的波动范围,

并控制在40mm~50mm之间,同时为了确保混凝土密

实,相应提高振动时间。

(2)提高混凝土入模温度,加快混凝土水化热,缩

短初凝时间:通过热水搅拌混凝土,将混凝土入模温度

保持高温季节施工时的水准(入模温度在30℃左右)。

(3)要求外加剂厂商改善外加剂性能,尽量缩短

初凝时间,以满足生产工艺要求。

表 1 同一振动时间不同塌落度的振动效果

振动时间(min) 塌落(流动性)(mm) 振动效果

3(强振)80mm~100mm 骨料下沉明显,外弧面浮浆较多,同时振捣时间少,气泡多

<80mm 振动时间不足,模具端头易出现混凝土未布满的情况

4(强振)

80mm~100mm 骨料下沉明显,混凝土密实,外弧面浮浆过多管片上沿(靠外弧面)气泡较多

60mm~80mm 混凝土较为密实,但振捣时间少,管片上沿(靠外弧面)小气泡较多

40mm~60mm 气泡多,偶尔局部欠振

5(强振)>60mm 外弧面浮浆严重,混凝土过振

40mm~60mm 混凝土密实,气泡少,外弧面浮浆较多

5(3强振+2弱振)

80mm~100mm 骨料下沉明显,混凝土密实,外弧面浮浆较多

60mm~80mm 混凝土密实,外弧面存在一定的浮浆

40mm~60mm 混凝土密实,分布均匀,外观质量好

6(4强振+2弱振)>60mm 混凝土密实,气泡少,外弧面浮浆多

40mm~60mm 混凝土密实,气泡少

6(3强振+3弱振)>60mm 混凝土密实,气泡少,外弧面浮浆较多

40mm~60mm 混凝土密实,气泡少

表 2 同一塌落度不同振动时间的振动效果

塌落(流动性)(mm) 振动时间(min) 振动效果

80mm~100mm 骨料下沉明显,外弧面浮浆多,容易过振

60mm~80mm

<4 振动时间少,管片上沿气泡多

5(强振) 混凝土密实,外弧面浮浆多

5(3强振+2弱振) 混凝土密实,外弧面存在一定的浮浆

6(3强振+3弱振) 混凝土密实、气泡少,外弧面浮浆较多

6(4强振+2弱振) 混凝土密实、气泡少,外弧面浮浆多

40mm~60mm

<4 振动时间少,气泡多,易出现局部欠振

5(强振) 混凝土密实,气泡少,外弧面浮浆较多

5(3强振+2弱振) 混凝土密实,分布均匀,外观质量好

6(3强振+3弱振) 混凝土密实,气泡少

6(4强振+2弱振) 混凝土密实,气泡少

<40mm 混凝土在钢模中流动很慢,要达到理想的振动效果,总振动时间超过6min,易产生局部过振,并将导致工位操作时间过长。

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预制混凝土构件分会 103

(4)收水区加温装置启用,保持收水区温度在

30℃左右。

采取上述措施后,塌孔现象基本杜绝,外弧面波浪

现象明显好转,管片生产基本恢复高温季节施工时状态。

结语

随着国内城市轨道交通建设的大力发展,管片生产

厂家将会越来越多,而管片生产方式将可能普遍采用流

水线式生产。通过公司铜井管片厂的生产,建议在流水线

工艺和混凝土性能的工艺匹配性上应注意以下几点:

(1)为了保证管片混凝土在预养区结束前基本初

凝,除尽可能缩短混凝土初凝时间外,在流水线设计时

应考虑设置足够多的收水(预养)工位。

(2)采用流水线方式生产管片,对混凝土的塌落

度、初凝时间、粘聚性等特性更为敏感,因此在混凝土

配合比设计上除了满足基本的强度、耐久性要求外,更

要充分考虑与工艺条件的匹配性,使流水线运转更为顺

畅,使得管片质量更为优良。

(3)流水线设计时,宜充分考虑针对不同季节条件

下混凝土性能变化所需要采取的工艺措施,以应对全

年各季节的均衡生产。

(4)在长期的生产过程中,需结合设备状况变化,

工艺参数的调整,及时调整混凝土性能和流水线工艺

的匹配性,使流水线在发挥最大效率的同时能够保证

所生产管片的质量。

作者简介

李开建,工程师职称,现任上海隧道工程股份有限公司构件分

公司副总工,南京铁隧轨道交通配套工程有限公司总工。

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预制混凝土构件分会104

1 概述

为全面贯彻落实国务院《关于进一步加强防震减

灾工作的意见》工作精神,切实提高人民群众的住宅安

全水平和居住品质,北京市政府决定实施房屋建筑抗

震节能综合改造工程。北京大部分80年代以前的住宅

建筑,很多采用了多层单元式砖混结构,受当时的社会

经济制约,其抗震设防水平较低,保温节能性能差。这

些建筑至今已使用30余年,多数未进行过抗震加固和

节能改造,且结构材料老化,部分构件毁坏,难以抵御

6级以上地震。居住舒适性较差,能源消耗量大,与现阶

段要求的保温节能性能有一定的差距。随着近年来地

震等自然灾害的频发,老旧住宅的抗震设防问题越来越

引起大家的重视,而老旧砌体住宅已成为首都防震减

灾工程中的薄弱环节,对这类建筑进行必要的抗震加

固已经迫在眉睫。据统计,北京市约有1700万平方米无

抗震设防的老旧住宅需要进行抗震节能综合改造,所

以改造任务具有很大的紧迫性。而另一方面,国内关于

老旧住宅改造的研究较少,缺乏工程设计施工的理论

和实践。采用何种方法既能满足抗震需要,又能减少对

住户的干扰,提高品质,成为一个重要的课题。本文对

既有砌体建筑外套装配式结构抗震加固施工关键技术

做了介绍。

2 施工主要内容

2.1 新型旋转钻进复合钢桩研发

该桩型由钢桩与注浆体组成,钢桩为焊有叶片的

钢质预制桩,采用专用机械旋转钻进方式成桩,桩端、

桩侧后注浆,形成复合型桩基,具有适应性强、成桩

角度多样化、施工机械化、施工机械小型化、方便快

捷、绿色环保等优点。最大桩基承载力700kN,沉降量

6mm。同时研发的配套专用施工机械,包括钢桩旋转钻

进机车、后注浆环保车等,单桩施工时间不足30min,

满足了桩基贴墙施工的需要,无泥浆、噪音小。该技术

既有砌体建筑外套装配式结构抗震

加固施工关键技术与工程应用

李晨光 谢 婧 杨 洁

摘 要:本文对既有砌体建筑外套装配式结构抗震加固施工关键技术做了介绍,施工中

采用了新型旋转钻进复合钢桩技术、预制混凝土墙片外套加固技术、砌体纵墙外贴预制

混凝土墙板加固技术等关键技术,成功实现了提高既有砌体住宅抗震性能的设计目标,解

决了实际工程中所遇到的难点,编制了施工技术导则,可以为大面积老旧既有砌体建筑房

屋抗震加固提供参考。

关键词:既有砌体建筑;外套装配式结构;抗震加固

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预制混凝土构件分会 105

能很好满足既有建筑改造工程施工场地窄小复杂、障

碍物多、桩基施工的特殊性、市区施工的绿色环保要求

等,满足工业化施工要求。

2.2 装配式抗震预制构件安装技术

工程首次采用新型的抗震加固结构设计体系,在

原有建筑两侧增加1.5m和1.35m宽的装配式抗震预制

构件。因设计受力及沉降要求,需在整体预制结构安装

完成后,才能进行构件与原墙间的混凝土浇筑连接,

这不同于以往预制结构逐层逐段安装后立即连接的方

式,此时的预制结构形成1.35m(1.5m)宽、约60m长、

18m高的扁长结构体,整体极不稳定。施工预先用有限

元分析施工工况,施工中采用逐层安装,逐层对分护

板进行串联拉结,并从外墙板外与原有建筑进行拉结

的方法,有效解决了预制结构连接前不稳定的施工难

题。同时,为了减少对居住居民的影响,预制结构体系

采用螺栓连接,而老旧建筑本身存在施工偏差,这对

安装精度提出了严格的控制要求。施工中,通过拆除前

后两次高精度测量确保预制件尺寸的准确精度,采用

工具式连接板控制预埋件精确就位,与设计协商调整

板缝间隙减少非标板种类,在吊装过程中及时调整、固

定、连接等措施,确保了构件安装100%螺栓连接无焊

接的精度要求。

2.3 砌体纵墙外贴预制混凝土板加固技术

采用外套钢筋混凝土墙加固老旧砌体后的结构为

混凝土-砌体混合结构,其加固设计超出了现行国家规

范与标准的范畴。混合结构的抗震性能与两种结构能

否共同工作有密切联系。在砌体纵墙方向采用外贴钢

筋混凝土墙片,在砌体横墙方向外套钢筋混凝土墙片与

原老旧砌体墙片组成组合结构,砌体主要承受压力,钢

筋混凝土承受拉力,二者组合共同产生弯剪变形,墙片

之间的连接缝直接决定着墙片的抗弯、抗剪承载力,因

此需要通过试验验证加固后的抗震性能。施工前通过

拟静力试验分别研究了三种外贴方式—“灌浆”、“销

键”、“灌浆+销键”的加固性能,并分析比较了不同加

固方式改善抗震性能的差异,试验结果表明它们都能

很好地改善砌体墙的抗震性能,“灌浆+销键”是推荐

的加固选择。同时采用有限元分析软件ABAQUS对加固

墙体进行了数值模拟,在试验和有限元分析的基础上,

详细分析了加固后砌体墙的抗震性能,验证了该加固

方案的有效性。

2.4 外套加固体系屋面施工技术

原屋面楼板为加气混凝土条板,未考虑抗震设防

要求,由于使用时间久远,目前老化程度严重,因此设

计考虑在楼板下增设钢梁,减少其跨距,达到加固楼板

作用;在原屋面增设混凝土卧梁与外套预制墙板形成

一体,对既有建筑形成外套式加固,达到抗震加固作

用。经过施工勘察,原有楼板无法承受施工荷载,故结

合现场情况与设计协商,采取拆建结合的方法,先对屋

面板支撑回顶,再拆除旧屋面,将原设计钢筋混凝土卧

梁改为钢卧梁,与外套预制墙板植筋螺栓连接,楼板加

固方法不变,减少湿作业,降低了楼板施工荷载,确保

了施工安全,实现了抗震加固的设计意图。

鉴于篇幅所限,本文仅介绍预制混凝土墙片外套加

固技术和砌体纵墙外贴预制混凝土墙板加固技术等关

键技术两部分内容。

3 施工关键技术

3.1 预制混凝土墙片外套加固技术

3.1.1 技术概况

本工程所采用的预制墙片对砌体结构进行外套式

加固是指在砌体结构外部构成钢筋混凝土墙体,从而

对砌体结构起到约束作用。根据加固方式的不同,预制

墙片分为纵墙贴墙片和横墙延伸墙片,两种墙片通过预

制楼板组合构成空间体系。其中,预制楼板与横墙墙片

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预制混凝土构件分会106

一起构成阳台;横墙两侧的混凝土空间体系在楼顶用现

浇大梁进行连接,构成约束框架对砌体结构形成外部

约束,顶部大梁也可作为屋面加固改造的基础。

因受力要求及考虑沉降因素,需整体预制结构安装

完成后,才能进行构件与原墙间的混凝土浇筑连接。为

避免预制结构连接前不稳定,施工中采用逐层安装,逐

层对分护板进行串联拉结,并从外墙板外与原有建筑

进行拉结。同时,为了减少对居住居民的影响,预制结

构体系采用螺栓连接,因此,这对安装精度提出了严格

的控制要求。施工中,需通过拆除前后两次高精度测量

确保预制件尺寸的准确精度,采用工具式连接板控制预

埋件精确就位,与设计协商调整板缝间隙减少非标板

种类,在吊装过程中需及时调整、固定、连接等措施,

确保构件安装100%螺栓连接无焊接的精度要求。

3.1.2 施工控制关键点

3.1.2.1 预制构件吊装

(1)整体安装原则

分层进行,楼体两侧同时进行,下一楼层全部安装

完毕并在临时固定安全可靠,同时上下层预制混凝土剪

力墙与预制混凝土阳台板间后浇节点灌注完毕到达设

计要求强度后,方可进行上一楼层安装。

安装竖向预制墙板时,采取临时加固措施,以保证

墙板的垂直度,确保墙板受力特性。预制构件吊装及安

装过程中应注意以下几点:① 构件安装前应按吊装流

程核对构件编号;② 安装外挂板的连接平面应清理干

净,在作业层混凝土顶板及墙板上,弹设控制线以便安

装就位;③ 预防外挂板起吊离地至就位全过程应防止

墙板的边角被撞坏,防止墙板下插甩筋磕碰变形;④ 外

挂板就位的调节和安装精调可借助专用工装;⑤ 采用

经纬仪配合预制墙板安装,保证预制墙板安装的垂直

度;⑥ 每层预制墙板安装完毕后要进行复测,避免垂

直度累计误差过大;⑦ 预制墙板安装垂直度的允许偏

差为5mm/单层,20mm/全高;⑧ 不得在墙板四周的接

缝内放置或填充硬质垫块等刚性材料;⑨ 吊装预制混

凝土外挂板安装到设计位置后,必须进行固定,固定方

法为:外挂板通过其预埋螺栓调节标高,上下外挂墙板

通过下插钢筋连接,通过转角角钢与阳台板和Q墙板栓

接;⑩ 固定后复查板的位置和垂直度是否符合设计要

求,如偏差超过允许值,重新校正。

(2)预埋件埋设

根据实测数据结合深化图纸,确定底板埋件位置,

画出埋件布置图。基础连梁钢筋绑扎施工时配合进行

埋件埋设工作。高强螺栓埋件根据设计图纸加工,地梁

钢筋绑扎完成后合模前开始埋件安设,如图1所示。

图 1 埋件埋设

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预制混凝土构件分会 107

吊装前对墙面处理情况、植筋(图2)、抗剪键进行

整体检查,填写检查记录,符合安装条件后方可进行吊

装工序。

(3)安装预制混凝土墙板(T板)

先吊装预制混凝土贴墙墙板,板距原墙面需符合

设计要求。

板安装到设计位置后,必须进行固定,固定方法

为:板下部埋件与下层板对应埋件采用高强螺栓连接

(首层板下部埋件应与下部承台梁预高强锚栓连接),

板侧上端胡子筋与原楼墙体上的植筋可靠焊接,每侧不

得少于两个焊接点;同时在板上部中间埋件板附近原

墙上打1个M16膨胀螺栓通过角铁与埋件板焊接固定贴

墙板,如图3、4所示。

固定后复查板的位置和垂直度是否符合设计要

求,如偏差超过允许值,重新校正。

(4)安装预制混凝土贴墙板

预制混凝土贴墙板吊装就位后,吊装预制混凝土

分户板。

预制混凝土分户板安装到设计位置后,必须进行

固定,固定方法为:下部埋件应与下层板对应埋件采用

高强螺栓连接(首层板与下部承台梁对应预高强锚栓

连接),板靠近原楼侧上端胡子筋与原楼墙体上的植筋

可靠焊接,焊接至少两点;同时板两侧做好临时支撑,

防止倾覆,如图5所示。

图 2 墙体植筋

图 4 预制混凝土贴墙墙板顶部固定图图 3 预制混凝土贴墙墙板安装图

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预制混凝土构件分会108

固定后复查板的位置和垂直度是否符合要求,如

偏差超过允许值,重新校正。

(5)安装预制混凝土阳台板

阳台板吊装、安装就位并经检查合格后,必须进

行固定,固定方法为:板两侧预留胡子筋与预制混凝

土分户上部预埋件可靠焊接,靠墙侧胡子筋与原墙植

筋可靠焊接,每侧焊接点不少于2点;固定后复查板的

位置是否符合要求,如偏差超过允许值,重新校正,

如图6所示。

3.1.2.2 预制构件临时固定

(1)拉结点

抗震加固施工过程,预制构件采用逐层逐块吊装

的方法,为避免施工过程中的一些施工碰撞等荷载对

已安装墙板的影响,有必要对已安装墙板做临时加固。

要求预制构件厂家在全部分户板面上板高2/3居中

处事先预留A70孔,便于架子管穿入。

从安装第一块分户板开始,每就位一块贴墙板就用

架子管穿入并用卡扣锁牢,依次形成整体。保证分户板

左右方向稳定。

外挂墙板按照设计节点要求与阳台板及分户板连

接,同时脚手架管抱卡穿过其自身窗洞与原墙拉结。

首层利用地面斜撑架子管与穿入分户板架子管拉

结成整体,保证前后方向稳定。

二层以上在原窗、门联窗下槛墙上植入膨胀锚栓,

图 5 安装预制混凝土贴墙板

图 6 安装预制混凝土阳台板

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预制混凝土构件分会 109

并将锚栓与架子管焊接,作为斜撑的拉结点使用(每一

隔间一组)。如图7所示。

(2)临时固定及安全防护

安装脚手架、防护网必须满足施工高度的要求,脚

手架随着预制板吊装,逐层向上施工,如图8、图9、图

10、图11所示。

3.2 砌体纵墙外贴预制混凝土板加固技术

3.2.1 技术概况

在砌体横墙方向上外套钢筋混凝土墙片与原老旧

砌体墙片形成组合结构,砌体主要承受压力,钢筋混凝

土承受拉力,二者组合共同产生弯剪变形,实际工程使

用前需通过试验检测其抗震性能。另外需要注意,采用

外套预制钢筋混凝土墙片时,墙片之间的连接缝直接

决定着墙片的抗弯、抗剪承载力。因此,需通过拟静力图 7 斜撑拉结点

图 11 安装防护网

图 8 首层脚手架安全措施及分户板临时加固 图 9 外挂墙板临时加固

图 10 首层以上脚手架安全措施

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预制混凝土构件分会110

试验测试采用三种预制混凝土板的外贴方式(灌浆、销

键、灌浆+销键)的加固性能,通过分析比较,了解不同

加固方式改善抗震性能的差异。本论文试验结果表明它

们都能很好地改善砌体墙的抗震性能,“灌浆+销键”是

推荐的加固选择。通过试验和有限元分析得出结论:加

固后墙片的抗震性能得到明显改善,结构抗侧刚度、承

载力及延性均有明显的提高,承载力提高5~6倍。

3.2.2 施工控制关键点

吊装预制混凝土板就位时,在素砖墙与预制混凝

土板之间设置垫块,留出灌浆缝隙。预制墙板吊装完成

后,用填充材料封堵预制混凝土板与砖墙间缝隙边缘,

并在顶部留出注浆孔,在其中注入CJ-16加固充填砂

浆,将两者粘接在一起,如图12所示。

(1)施工流程

整个预制结构全部吊装完毕后,采取分层分段分

别进行灌注。

(2)材料选择

① GJ-16加固充填砂浆是通过重力方式快速自

动流平灌注。具有非常优异的自密实性能,不分层,不

泌水,无收缩,防腐,阻锈,具有优异的早期强度和后

期强度。其浆体优异的间隙通过能力能够保证砂浆

顺利的通过原有建筑物与砖墙间的夹缝。该产品适

应性强,在高温或低温条件均能施工。无毒,无害,绿

色,环保。其技术指标可达到:出机流动度≥320mm;

30min流动保持≥280;6h抗压强度≥10MPa;24h抗压

强度≥25MPa;28d抗压强度≥35MPa;28d粘接强度

≥0.5MPa;24h微膨胀;② 凝结时间可调,根据施工需

要加快或减缓凝结时间;早期强度高,2h~6h内,获得

超过5MPa~20MPa的强度。缩短上下层挂板安装的间隔

时间,加快施工进度;施工方便,简单,加水搅拌即可

使用;优异的自密实性能保证砂浆充填到预留缝隙的每

个角落,实现挂板与墙体紧密粘结,避免空鼓等现象发

生。保证工程质量;优异的粘结强度保证砖墙与预制件

的牢固连接。

(3)加固充填砂浆堵缝

所有超过0.5cm的缝隙均选择直径1cm~6cm的泡沫

棒塞堵并喷涂泡沫胶,加强泡沫棒与挂板或者墙之间的

粘结力,或者用封边砂浆填充泡沫棒与墙面或者挂板面

的切角,以封堵微细缝隙,并可阻止泡沫棒因灌注时产

生的压力而被挤出,导致漏浆。由于灌注砂浆后产生压

力导致原有注浆缝隙加大,封边砂浆预留缝隙可以避免

由于发生微变形导致砂浆与砖墙或者挂板脱开而漏浆,

如果注浆过程中预留缝隙出现漏浆则采用堵漏剂进行

速效封堵。对于挂板与砖墙间的缝隙(10cm~12cm),采

图 12 灌浆示意图

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预制混凝土构件分会 111

取支模板浇筑砂浆的方法连接板并封。

(4)加固充填砂浆灌注

① 浆体灌入夹缝之前,应首先开启注浆泵,当浆

体从注浆管道出口泵送出均匀浆体后,方可开始注浆;

② 注浆应连续施工,注浆过程中应检查灌注的密实

情况,如有不实,应及时补浆,以保证完全密实;③ 注

浆过程中,每注浆半个工作日应制作3组标准养护试件

(40mm×40mm×160mm),进行抗压强度和抗折强度

试验。并对注浆进行记录;④ 为了避免灌注过程中漏

浆现象出现,每层每段灌注时,灌注高度应在1.5m一下;

每灌注指定高度可更换灌注部位,待灌注完毕砂浆稠

化后浇注快硬加固充填砂浆约2cm~5cm厚。快硬加固

充填砂浆硬化后可继续浇注加固充填砂浆;⑤ 突发漏

浆时处理:a 对于能塞入止水带的缝隙可先行塞入止

水带,然后塞入泡沫棒直到止住漏浆为止;b 用堵漏剂

塞在发生漏浆处并按住到完全硬化不漏浆止;c 如果

以上还不能阻止漏浆则需要停止注浆或者改变注浆位

置,用GJ-16快硬加固充填砂浆由漏浆处正上方浇注,

20~30分钟后可继续浇注。

4 工程应用简介

甘家口小区1#、3#、4#楼是国内首例采用《既有砌

体住宅抗震加固工业化成套施工技术》建成的抗震加

固与节能一体化改造的新型住宅。属于北京市海淀区

房屋建筑抗震节能综合改造试点项目。甘家口小区1#、

3#、4#楼是八十年代以前建成的住宅建筑,其结构材料

已经老化,很多外饰材料脱落,且受当时的社会经济制

约,其抗震性能也不能满足当前北京市设防烈度为8度

的要求。设计、施工单位共同针对老旧楼房抗震性能的

研究,从设计、材料、施工等多方面多角度分析,最后确

定采用了在建筑物南北两侧增加外套预制钢筋混凝土

墙加固技术。通过从预制构件的连接方式、预制构件与

原建筑的衔接、以及屋顶圈梁浇筑形式等共同作用来

约束原有砌体,最终形成科学、合理、可行、适用的抗

震加固技术,实现了老旧楼房通过加固改造后达到国

家抗震标准。

该技术实现了对既有建筑的抗震加固设计意图,

减少了对住户的干扰,提高了住宅品质。研发应用了新

型旋转钻进复合钢桩技术,成桩角度多样化、施工机

械化、施工机械小型化、施工方便快捷、绿色环保;外

套钢筋混凝土墙由工厂预制生产,产品质量高,规格精

度高,构件现场安装,劳动强度小,湿作业少,施工周

期快,对环境影响小;保温节能及外立面装饰改造一体

化,显著改善建筑的热工性能,增加居住的舒适度,提

高建筑物外观环境效果。相对于拆除重建,能避免产生

大量建筑垃圾,降低成本。通过研究应用最终形成了施

工导则和施工工法,对大面积实施既有建筑的抗震加

固改造工作具有借鉴作用。

结语

既有砌体建筑外套装配式结构抗震加固施工可以

增加建筑的使用面积,改善房屋抗震能力,延长建筑物

使用年限,达到老旧楼房通过加固改造后达到国家抗

震标准的目的。将抗震加固和节能改造结合起来,具有

显著的社会和经济效益,采用加层改造技术是旧房改

造的发展方向之一,对缓解城市建设用地紧张、改善人

民居住条件都具有现实意义。

作者简介

李晨光,建筑结构硕士,教授级高工,北京市建筑工程研究院

有限责任公司总工程师,中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构

件分会副理事长。

谢 婧,总工程师,北京建工博海建设有限公司。

杨 洁,工程师,北京市建筑工程研究院有限责任公司。

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预制混凝土构件分会112

1 问题的提出

随着我国经济建设的高速发展,以加工、制造为主

的工业园区迅速发展起来,在建筑领域,传统的施工

工艺不再是一枝独秀,现代建筑工业的工厂化生产安

装集成工艺,走上历史舞台。特别是各地区建材行业的

大型企业集团,看好市场发展机遇,开始从粗放型产品

生产转向深加工产品生产;原有的生产模式发生变化,

新的生产工艺,生产模式需要建立,因此市场产生了新

型工业园区的建设需求,投资回报率较高,投资愿望迫

切,但同时产生的市场风险也较高。

传统的项目投资依据是项目建议书和项目的可研

报告,但由于工业项目前期规划不深入而导致项目概算

与实际结算误差较大,本文试从概念规划设计的工作

方法提出强化前期设计工作,为项目可研工作打好基

础,为项目投资和决策,提供充分依据。

2 工业园区概念规划设计

概述:在项目可研编制过程中,为节省投资,常采用

类比的方法进行投资估算,即选择一个与投资项目类似

的项目对比参照,简单修改,作为依据;这种方法对于

投资规模较大的项目,风险是很大的:看似节省概念设

工业园区概念规划设计浅析

刘大胜

提 要:提出工业园区概念设计必要性,以及概念设计在项目投资过程中的作用,同时说

明概念设计的影响因素,通过工程实例,简介工业园区概念设计的基本内容。

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预制混凝土构件分会 113

计费用,实际投资偏差较大,不利于投资决策。

工业园区概念设计的意义:第一是可研编制,特别

是投资预算的基础;第二是规划设计创新的必要阶段;

第三是明确了项目建设的标准;第四是与经营管理部

门、规划审批部门、营销策划部门沟通的桥梁;第五是

编制项目详细规划的依据。

2.1 概念规划设计与详细规划的区别

(1)从控规条件方面来看:开始进行项目的概念

规划设计时,有可能项目的控制性规划条件还未完成,

从而可以依据概念规划反推规划条件,争取项目的有利

控规条件,依据现行政策,与规划审批部门沟通并提出

良好建议;而详规开始时,控规已经下达,需要严格执

行,没有修改规划条件的可能。

(2)概念设计与详规的深度要求不同:概念设计

目的是实现构想,实施企业的宏观发展战略,鼓励和发

挥设计师的创新、创作能力,激发创新灵感;详规目标

是成熟概念规划设计完整的明确落实。因此概念设计

阶段更加具有挑战性,需要反复研讨修改,综合平衡,

关注整体,不注重细节;而详规注重实现,追求深入细

致,具体到位。可以说概念设计是详规设计的第一步,

详规是概念设计的成果。

(3)概念设计与详规分属两个设计阶段,紧密相

关,目的一致:概念设计的成果用于实现企业初步的投

资设想,详规是最终确认这种设想。

2.2 概念设计需解决的问题

共有五个方面的问题,要在概念规 划设计中解

决。第一,依据市场长期需求而确定的规 划功能定

位;第二,依据用地分析和上位规划要求而确定的规

划条件;第三,依据投资回报确定的分期开发、经营管

理策略;第四,完善的现代化科学技术的产品生产、

运输工艺生产线,建筑安装以及设备 供应系统;第

五,生态策略。

2.3 概念设计与详规基本内容的区别

概念设计关注的重点是:项目市场需求与策划定

位、场地选择及用地分析、工艺布置、多个规划方案比

选及分析图、功能分区、分期实施、空间形态、品牌形

象、产品展示、建筑方案意向图、结构选型、设备等辅

助用房及管线策略、生态及交通、环保策略、项目概算

等项内容;

详规关注的重点是:控规条件图、总平面布置图

(包括坐标图、标高、定位、竖向等)、单体方案平立剖

面图、基础布置图、管网综合图,鸟瞰图、效果图、交通

评价、环保评价等方面,同时满足当前政府土地、规划

部门的宏观调控政策规定。

3 工业园区概念规划设计的不确定因素

概念规划设计最终实施,受很多因素的制约,其中

主要有以下因素:

3.1 市场因素

市场长期稳定的需求是影响项目定位的重要因素,

因此,概念规划设计的功能定位,需要有客观的市场

调研、市场需求分析作为依据,保障项目后期能有稳定

的经营回报;其次,选址基地现状条件,包括拆迁、市

政规划、交通环境、产业配套、生活设施等现有资源因

素,对于概念设计的影响巨大。

3.2 政策因素

政府制定的宏观经济政策,很大程度上影响项目

的功能定位和今后发展方向,通过对于政府行业政策

的分析,特别是生态、绿色、环保等方面政策的研究,

实施相关工程措施,可以得到政府政策性支持,和经济

上的资助,起到事半功倍的效果。

3.3 企业经营管理因素

工业园区的概念 设计不单是设计研发机构的工

作,一定要结合企业的具体的实际经营管理状况才

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预制混凝土构件分会114

可完成,因此企业必须对于工业园区的经营管理工

作有充分的研究和论证,通过双方的互动,明确项目

定位、建设标准、企业经营管理模式、阶段目标等内

容,才能保证工业园区的概念设计的各项工作得到最

终实现。

3.4 其他因素

例如科技进步带来的技术改造因素,资金投入因

素等,所以概念规划要为今后发展充分考虑,实现动态

规划,有利于项目发展。

4 项目工程实例简介

2013年有机会接受国内一家大型建材投资公司的

委托,对于工业产业园项目进行了概念性规划设计工

作。配合投资方共同开展了工业产业园的项目策划、项

目定位、选址、项目建议书和可研等方面工作,在项目概

念设计方面进行了场地整理、用地分析及功能分区、生

产工艺及规划方案比选、分期建设、单体方案设计、结

构选型、项目概算、生态及环保策略等项工作。

需要说明的是:该项目采用了预制装配整体式建造

技术。项目用地面积28公顷,建筑面积20万平方米,目

前该项目已经完成概念设计阶段,正在进行详规设计

工作。

作者简介

刘大胜,北京预制建筑工程研究院副院长,教授级高级工程

师,从事建筑设计研发工作24年。

工业园区鸟瞰图

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预制混凝土构件分会 115

1 概述

这个演讲是基于三十多年的美国预制工厂经营管

理经验来组织内容的,整个演讲将从PC工厂工作流程、

可能存在的问题、如何增加收益并且实现利益最大化

三方面来进行阐述。

2 常规PC工厂的部门划分

● 高级管理层(所有者/总经理)

● 总经理办公室(财务、人力资源等)

● 市场和销售

● 项目管理

● 工程

● PC制造(包括成品储存)

● 质量保证和质量控制

● PC构件运输

● PC构件施工安装

● 现场管理

所有部门和人员最终向最高管理者汇报,进而向公

司所有者(投资人)汇报。

各个主要部门的工作内容和职责简述如下:

市场与销售:同潜在客户取得联系并建立关系。将

获得的项目范围和信息传递到预算部门。预算部门同工

程部门沟通,由工程部做出初步工程设计方案,由预算

部门依据此方案报价。

项目管理部:一旦项目成功的承揽,市场销售部紧接

着会跟项目管理部沟通准备合同,一旦合同签订,会在公

司内部发布文件,使公司其他部门获悉合同范围。(注:

这是第一个在内部工作流程中存在隐患的地方)。

接着项目管理部监督对内对外的沟通,工程部负责

结构设计、绘制施工图,绘制PC构件加工图及其相关

的配件及下料预埋钢板、钢筋等等)。

工程部必须掌握全部生产、运输和装配所涉及到

的技术。

生产制造部:所有员工负责生产高品质PC构件。在

有关产品的生产和工序等方面发生设计变更或者出现

问题时,生产制造部门必须跟工程部门沟通顺畅。(注:

这里是另外一个容易发生问题的地方,此处发生的问题

新建高效率PC工厂的若干建议

Kim Seeber

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预制混凝土构件分会116

是由于生产制造部和工程部缺乏沟通造成的)。

生产制造部还负责合理的成品存放和最终的PC构

件装载。

质保部:负责起草适当的质量控制文件,正确阐述

生产工艺能够被质量控制人员在生产检验和材料测试

过程中运用,准备合理的质量控制文件。

质量控制部:负责检验没一个PC构件的生产环节

(构件尺寸、钢筋型号和配筋、材料配比和预埋件等

等);还负责构件成型后的再次检验,包括检查预埋件

位置、整个产品尺寸、门窗位置等等。质量控制部门要

负责掌握所有工程图纸和操作规程。

PC施工安装部:负责PC建筑的正确施工安装。这

些员工必须清楚的掌握工程图纸,正确无误的照图施

工。(注:这个环节是另一个存在潜在隐患的地方,是由

于施工安装人员和工程部门缺乏沟通造成的)。

项目管理部会就项目验收结束同客户做最后的沟

通,协调各方做一些工作为客户服务,让客户满意。

3 高层管理者的重要性

必须高度重视高层管理者对公司内部工作流程的

合理顺畅所起到的重要作用。PC工厂的所有者及其高

层管理层建立了整个公司文化、理念和态度,既对公司

自身负责也对客户负责。

公司上层对待客户的态度,尤其是对待公司员工

的态度,很大程度上影响着PC构件和PC建筑的整体

品质。

注释:如果高层管理者仅仅关注于利益最大化,从

而不能善待员工,给予苛刻待遇,那么几乎不可能使员

工有效的尽职尽责完成工作。无论员工道德水平高低,

带来的都是延期交付和客户的不满。

最终带给企业所有者的的结果就是最低的利润和

最差的信誉。

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预制混凝土构件分会 117

4 内部交流和培训

高层管理者对公司精神带来好的影响的方法之一是

强调各部门之间的正确沟通和培训。我的经验是:无论

PC公司还是一般公司,缺乏沟通和培训是最大的问题。

从销售部门到项目管理部、工程部以及生产部门,项目

需求经常沟通不畅,通常导致运到施工现场的构件不能

满足业主的意愿和要求,公司信誉受损并产生潜在的经

济损失。面向所有部门展开的合理、综合的多技能培训

使得跨部门员工了解其他部门员工的工作需求。由此建

立起一个鼓励工作流程顺畅合理的内部环境,对全体员

工来说,可能比一个健康开心的工作环境更重要。

5 工程部、生产部和质量控制部门之间的关系

为了使生产能够高效率,工程部的图纸必须是“生

产友好”的,或者图纸表达的生产工艺是正确合理的。

为了达到这个目的,工程部员工必须足够懂生产工艺。

生产、工程和质量控制部的员工接受的综合多技

能培训使员工能够进一步了解他们工作中遇到的任何

困难。

质量控制部必须紧密的与生产部和工程部紧密合

作,我认为,生产部的质量管理体系(QC)和工程部的

质量管理体系必须是独立的。在大多数美国PC工厂,

质量控制报告直接面对工程。

6 项目现场沟通与PC工厂和客户代表之间的

关系

高级管理着建立起一个好的企业文化和氛围,就

会促使沟通更加顺畅,使公司代表(项目管理者)和

客户之间更能够互相理解。良好关系的建立很大程

度提高了PC建筑在预算内,按时高质安全完成项目的

几率。

结论

这个演讲仅仅是PC工厂的建设和工作流程的简单

介绍,PC公司所有者和高层管理者一定要建立一个引

领整个PC公司顺利运营的公司架构,从而使公司走向

成功,获得收益和员工满意度。

作者简介

Seeber先生是一位屡获殊荣的咨询工程师,在美国多个州拥有

注册职业工程师资格。他毕业于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分

校,分别在1972年和1974年获得了学士和硕士学位。Seeber先生在

结构工程方面有33年的从业经验,并且是美国预制/预应力混凝土

研究院(PCI)院士、美国混凝土研究院(ACI)和美国土木工程学会

(ASCE)的执业会员,拥有多个州的执业资格。过去的29年里,Seeber

先生专注于预制/预应力混凝图结构的分析与设计。他曾经在预制厂

中担任过设计工程师、工程经理和总经理,1985年,他曾是T.Y. Lin

在台北的顾问,分析和设计了台北大型快速交通系统。

Seeber先生是PCI技术委员会“预制夹心墙板”的前任主席。在

任主席期间,他是夹心墙板先进设计技术报告的总编。同时,Seeber

先生还曾是PCI手册编制委员会的主席,主编了2004年出版的《PCI

设计手册》第6版。

Seeber先生长期致力于推动中国PC建筑和预应力技术的发展,

从2007年开始多次受邀来华访问,并在北京、上海、昆明、合肥、南

京、成都、重庆等地对预制和预应力技术发表演讲,介绍国际先进经

验。从2013年起,Seeber先生将开始在中国为广大设计师、发展商、

工程师和制造商进行预制混凝土方面的技术服务和交流,并寻求与

相关企业合作的机会,每年在中国停留6个月左右。

www.seaboardservices.com ; [email protected]

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预制混凝土构件分会118

1 建筑工业化技术如何影响建筑的价格和价

值关系

随着国家对住宅产业化的推动,深圳、沈阳、济南

相继成为国家住宅产业化试点城市,30多个“国家住在

产业化示范基地”建成,再加上全国3600万套保障性住

房建设任务的压力,建筑工业化技术得到了重视,预制

装配式混凝土结构建筑(简称PC建筑)不断增多。

但是,笔者通过对北京、沈阳、上海、深圳、南京、

合肥、长沙等城市的走访调查发现:与传统施工方法相

比,PC建筑普遍存在“快”而“不省”的局面,建安成本

增量高达20%~50%。在此前提下,一些地方政府出台了

相应的扶持鼓励和补贴政策,但如果短期内PC建筑的

经济性问题得不到解决,地方政府和企业后续参与及

推进的积极性将大幅下降,建筑工业化将错过大量保

障性住房建设的发展机遇期,建筑工业化的技术经济

性亟待破解。

1.1 正确理解建筑造价与房屋价值的平衡关系

房屋建筑工程建设是投入有限的资源、通过建设

活动形成房屋的使用价值,资源和人力的消耗构成了建

筑的成本,因此建设过程中需要对“质量、进度、成本、

安全”等目标进行控制,而这些目标之间存在相互制约

和相互影响的关系,是矛盾的统一体。从所有制造行业

的发展历史来看,唯有依靠技术进步形成“工业化”才

能破解这些目标之间的矛盾。

建筑工业化也不例外。利用技术的进步和生产方

式的变革,可以达到提高房屋质量、加快建设进度、降

低造价成本、保证建筑安全的效果,从建筑的全生命

周期来看提升了房屋的使用价值,同时具有降低资源

消耗、减少环境污染、降低劳动强度的社会价值,这些

在国外发达国家都已经得到了充分的印证,本文不再

赘述。

从目前国内建筑工业化发展的情况来看,由于生

产方式的变革打破了传统的建筑产业链,对设计、审

批、生产、施工、验收等环节的运行形成了很大的冲

击,加之相关法规、标准的不完善,行政管理与企业管

理、各环节之间的配合能力欠缺,建筑工业化的优势不

仅难以显现,建筑造价也大幅推高,严重影响了建筑

的经济性。

我们进一步来分析工业化对房屋建筑造价和价值

浅谈建筑工业化技术与经济性的关系

谷明旺

摘 要:目前国内装配式混凝土结构建筑的建设成本普遍偏高,严重影响到住宅产业

化发展和建筑工业化的推进,“如何正确利用建筑工业化技术提高装配式建筑的经济

性?”已经引起业界普遍关注,本文重点讨论建筑工业化技术对价格和价值关系的影响,

并结合多年研究经验,从多角度阐述建筑工业化技术与建筑成本的关系,寻求合理的解

决之道。

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预制混凝土构件分会 119

的几个关联因素的影响:

假定建筑造价由“原材料和机械成本(A价格)”和

“劳动成本(B价格)”(B由人的活动构成)组成,获取

的的建筑价值由“使用功能价值(C价值)”和“时间价

值(D价值)”组成,传统的建筑生产方式可以形成一个

公式“1A+1B=1C+1D”,类似于“1+1=2”的原理。

建筑工业化的目的和作用就是减少A、B价格的

支出,增加C、D价值的收益。与传统施工方法相比,

当然A价格不可能无限的减少,甚至会略高于传统施

工,而B价格与生产施工的效率有关,按照同样的设

计标准,C价值是基本固定的,D价值与建筑寿命和

使用过程中维护成本 有关,目前国内建筑工业化 水

平投入的价格是1.2A+1.2B,获取到的价值只相当于

1.1C+1.1D,投入的加大已经反映在眼前工程造价的

提高,而增加的价值需要一定的时间才可以证明并获

得人们的认可。

随着国内建筑工业化技术的不断进步和发展,PC

建筑的成本已经开始逐渐下降,必定达到以更少的投

入获得更大的价值;即使在现阶段水平下,仍存在降低

造价和提升价值的空间,用发展的眼光来看待短时的

困局,不应由于造价的上升而影响建筑工业化的推进。

1.2 工业化技术手段对建筑经济性的影响

工业化的特点是通过大规模生产方式提高生产效

率来减少人工和管理成本(B价格),采取标准化的流程

提高成品合格率(C价值),利用先进技术手段减少物

料消耗来降低原料成本(减少A价格,提高D价值),以

达到“快、好、省”为目的;建筑工业化也是如此:在工

厂生产“以空间的转换赢得时间”,能加快施工速度来

达到“快”的目的,设计方法、生产条件、作业程序的标

准化能有效保证构件质量的“好”,构件质量的提升不

但节省了人工还可减少装饰材料的消耗,可达到“省”

的目的,“快”和“好”还间接地带来了提高资金利用率

的价值,毋庸置疑“建筑工业化技术”既是建筑技术进

步的表现,也是提升建筑价值和降低工程造价的重要

手段。

2 国内PC建筑的造价普遍偏高的原因分析

住宅产业化和建筑工业化的内容丰富,我国在基础

性建材和建筑部品的生产上已经普遍实现工业化,例如

水泥、商品混凝土、钢材以及门窗、瓷砖、洁具、橱柜、

电器等,唯有建筑主体的施工生产仍以现浇方式为主;

近几年来采用建筑工业化技术的PC建筑造价上升,都

是主体结构的工业化所导致,这与国外建筑工业化的发

展情况相悖,经过深入调查和研究发现,主要是经验不

足并存在以下因素影响:

2.1 产业链上下游分裂对建筑造价的影响

我国建筑设计、构件生产、施工安装的企业相互

独立,即使大型集团同时拥有多个业务板块也多是独

立法人,相互之间的配合不但丧失了效率,重复缴税

和不同的税率推高了建筑造价。例如传统施工每立方

钢筋混凝土的价格为1000元/m3左右,预制构件价格

为3000元/m3左右,多交的增值税高达300元以上,按

照每平米建筑使用0.4m3构件估算,建安成本增加在

120元/m2,因此建筑工业化发展必须串联起上下游的

业务板块,提高效率降低成本,形成全产业链的建筑

工业化经营模式。目前,宇辉集团、远大住工、西伟德

宝业、山东万斯达集团、中南建设集团等企业同时具

备设计、生产、施工能力,国内税制“营改增”等,都为

发挥建筑工业化整体的经济性优势创造条件。

2.2 结构形式选择不当对建筑造价的影响

用建筑工业化技术来建设住宅,要获得良好的

经济性,合理选择结构形式是必要条件。从国内示范

试点工程的案例来看,不同结构形式的经济性差异很

大,例如沈阳万科春河里项目采用日本鹿岛的结构体

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预制混凝土构件分会120

系,比传统建筑造价几近翻倍,上海市用装配式框架

结构建设的实验楼和试点工程,比传统方法增加造价

30%~50%,而北京万科、宇辉集团、中南建设、西伟德

宝业等采用预制装配式剪力墙结构建设的试点项目,

建筑增量成本都可以控制在10%~20%。产生如此大的

差异是因为:中国的高层住宅普遍是剪力墙结构,而装

配式框架结构对中国式的住宅适应性不好,装配式的

剪力墙既是结构同时也起到围护分隔作用,而框架结

构的墙体只起围护作用,并需要结构框架来背负,等于

增加了A价格的成本,因此采用装配式框架来建设小开

间的住宅造价较高是必然的结果。

2.3 技术路线变化对建筑造价的影响

结构形式和工法构成结构体系,即使是同样的结

构形式,如果采用不同技术路线,也会产生很大的经

济性差异。建筑设计时选定结构形式,等于基本确定

了“原材料和机械成本(A价格)”,不同的技术路线和

工法对“劳动成本(B价格)”起决定作用,并同时影响

A价格的成本。例如同样是“装配式框架+外墙挂板”的

结构,如果采用先主体施工后安装挂板的“日本工法”,

大量增加填缝密封胶材料和人工,同时增加了“A价格”

和“B价格”;深圳万科采用先安装墙板后浇筑结构的

“香港工法”,降低了施工难度并节约材料和人工,两

种工法的差别还体现在对预制构件生产成本(包含在A

价格)的影响非常巨大,因此不同的工法造价成本不同

(见《中国建设报2011-11-24》“PC住宅预制墙体先装

还是后装?”一文)。

合理的技术路线应该追求降低(A+B)价格并提高

(C+D)价值才是正确的理念,按照这种理念合理选择

新技术、新材料、新设备、新工艺(新方法)才会对建筑

工业化的发展起到了良好的促进作用。

万科的香港工法实践万科日本工法实践

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预制混凝土构件分会 121

2.4 不熟悉新技术、新材料、新工法对建筑造价的

影响

新技术和新产品的应用对于提升建筑价值、节约建

设造价起着关键的作用。在众多的工业化建筑的案例

中,很多来自国外的新材料成本较高(A价格),对新技

术和新工艺了解,部分丧失了效率(B价格),而且没有

形成较好的房屋性能(没有提高C、D价值)。例如在上

海试点工程中,采用的是外墙内保温技术,不但节能效

果不好,还减少了室内净面积(降低C价值),如果采用

夹心三明治保温外墙技术,就能够有效断绝冷热桥提

高建筑的节能性,并使保温与建筑同寿命,在提升建筑

品质(增加C价值)的同时降低了后期的维护成本(增加

了D价值);采用日本工法在构件之间形成了大量的宏

观缝隙,需要填缝材料修补(增加A、B成本),填缝材料

老化后会加大渗漏的风险,将提高后期维护成本(降低

了C、D价值),如果采用香港工法并结合露骨料混凝土

技术,使新旧混凝土连接成整体就可以大大降低施工

成本(减少B价格)。

我国的建筑工业化存在历史的断档,在重新起步发

展的初级阶段,有很多的技术手段等待人们去重新认

识,也还有许多问题等待我们进行技术创新。

3 如何进行研究创新才能形成高性价比的建

筑工业化技术?

结合以上因素不难看出,除了研究技术本身,更重

要的是研究对技术的合理应用才是提高建筑经济性的

途径,需要注意以下几点:

首先要研究现有技术,在充分认识其特点及适

用性的基础上形成的技术方能为我所用。任何先进的

技术手段都有局限性,国外技术的先进性也是体现在

Thermomass夹心三明治外墙保温效果好 露骨料技术有利于新旧混凝土连接成整体

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预制混凝土构件分会122

其国情基础之上,由于各种基础条件的差异,生搬硬

套而造成适应性不足将注定失败。例如发达国家的人

力成本高于材料成本,已经发展到追求高预制率的阶

段,而我国劳动力价格还相对偏低,原材料的增加对

造价影响敏感,因此提高装配化率的意义要大于提高

预制率。同时对国外技术要加以灵活运用,例如日本、

台湾的装配式框架结构技术虽不符合我国住宅特点,

但可以取其优点用于写字楼、酒店的建设,发挥其经

济性。

其次应该从我国建筑特点出发研究合理的工法

以提高技术经济性。例如按照日本工法在外墙安装时

采用4根斜撑和两个调节器,与会学习香港工法采用

2根斜撑,安装省时省力省成本50%,现代营造和快而

居经过深入研究后,利用“三点决定一个平面”的原

理使用1根斜撑和2只角码,进一步提高安装效率并减

少斜撑费用(同时减少A、B价格),技术上超越了国

外水平。

再次应该研究以往国内建筑工业化的技术,从历

现代营造和快而居一根搞定

万科四根撑杆

宇辉两根撑杆

磁性固定装置保护和延长模台寿命

粗牙螺杆安装效率高

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预制混凝土构件分会 123

史中学习继承发扬优点,并进行再创新,既不能因循守

旧,也不宜盲目媚外。国内上世纪80年代“土洋结合”的

装配式大板住宅并非一无是处,特别是在经济性方面

已经有一定的优势,只是因为当时经济水平、装备水平、

基础性材料不足导致性能不能满足市场要求才没落下

去,应该选择性地吸收其优点,对不足之处进行改良以

适应当前的需要。传统构件生产普遍采用在模板上钻

洞,用普通标准螺栓固定边摸的方法,不但安装速度

慢,而且模板很快就报废,如果采用粗牙螺栓则模板安

装速度可以提高3倍(减少B价格),即使沾上水泥也不

容易损坏,采用磁性装置固定边模则可以使模台延长

寿命5倍以上(减少A价格)。

建筑是一门综合应用学科,大到总体的方案,小到

操作人员的某个动作,都可能对质量、效率、成本起到

关键性的作用。我国建筑业的工业化道路还很漫长,可

以向其它行业学习借鉴、吸取营养。

4 如何正确应用建筑工业化技术手段提升PC

建筑的经济性?

建筑工业化与传统施工的区别在于“技术前移、

管理前移”,项目策划时就决定了经济性结果,因此,

建筑的技术经济性是由技术所决定的,而不能简单地

用经济决策技术,需要用全局思维来掌控设计、生产、

安装之间的关系。设计阶段必须清楚不同的技术方案

立体异形构件模具复杂、生产难度大、运输效率低

平板构件磨具简单、生产成本低,平躺运输的效率高

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预制混凝土构件分会124

对模具投入、生产效率、运输方式、安装速度、质量保

证的影响,与构件厂家、施工单位密切配合,在结构体

系、技术路线方面对方案进行合理优化方能获得良好

的经济性,方法不当只会适得其反。主要应考虑以下技

术手段:

(1)对建筑方案和结构体系进行优化,提高预制

构件的重复率和装配化率,采取适当的预制率,合理拆

解和设计构件,提高生产效率、降低施工难度。由于工

厂设备和模具投入巨大,具有“规模出效益”的特点,

从设计上提高构件重复率和装配化率可以降低构件成

本并减少现场施工的措施费用(减少A、B价格),构件

平板化、简单化有利于提高生产效率(减少B价格),预

制率过高有可能导致安装成本及辅料成本过高(增加

A、B价格)。

(2)合理选取预制范围和技术方案,可以提升房

屋品质、降低工程造价。主要应遵循如下原则:

1)能够提高房屋性能和质量,有利于提高建筑价值

带外装饰的飘窗一体预制的带门窗转角外墙

陶粒空心条板减少抹灰

免装饰清水混凝土构件

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预制混凝土构件分会 125

(C、D价值)的原则。对于一些现场施工难度较大,预

制生产有优势的构件应该转移到工厂生产,例如飘窗、

转角外墙等异形构件,现场支模困难,装饰质量不好保

证,可以将多道工序在工厂集成生产。

2)能够综合降低物料和人工消耗,降低直接成本

(A、B)的原则。将现场施工废时、废工、废料的工作

集中起来,转移到工厂能够降低现场施工措施费用,

并减少抹灰和装饰的费用,减少施工成本、降低物料

消耗。

3)能够减少措施费用(减少A、B价格),加快施

工进度,有利于发挥资金利用效率的原则(提高D价

值)。

建筑工业化技术优势以预制技术、大模板技术、免

模板和免拆模技术为主。装配化率的提高有利于发挥

机械化施工的优势,降低现场施工难度,是节省施工费

用的重要手段;传统现浇方式在水平承重构件施工时

没有作业面宜采用预制的方式,外墙构件的预制不但提

香港预制构件与大钢模组合

万斯达PK板取消脚手架

外墙安装没有外脚手架

合肥西伟德生产有序

远大住工整洁的车间

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预制混凝土构件分会126

升建筑质量还能够取消外脚手架,高层建筑的楼梯阳

台构件可以采用全预制,现场施工难度大且重复率高

的构件应该预制,装配化施工对提高施工效率、降低措

施成本有明显作用。

但同时要认识到除了预制技术外,大模板技术和免

模板技术也是一种发展方向,现阶段如果预制率过高,

将造成处理构件之间缝隙连接的人工费增高,而且我

国由于抗震要求对房屋整体性的要求,即将发布的《装

配式混凝土结构技术规程》是以预制与现浇相结合为

主的技术路线,在设计阶段应合理确定预制范围,不可

“为预制而预制”盲目追求预制率,也不可“有条件而

不预制”。

4)能够保证施工安全、减少排放,有利于文明施工

和环境保护的原则,可以带来巨大的社会价值。对于主

体的梁板柱结构、内外墙体等工序,用传统现浇施工往

往“跑冒滴漏”严重,浪费了原材料还容易产生垃圾、废

水、扬尘和噪音等污染,宜转移到工厂生产。

SP大跨度预应力空心板

万斯达PK预应力带肋叠合板

国外的一体化装饰艺术外墙

Thermomass断桥保温连接器

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预制混凝土构件分会 127

(3)适当运用“四新”技术,对于提升建筑品质、

增加使用价值、降低建设成本方面具有重要的意义。

我国传统的建筑技术水平已经不能适应当前经济发展

的需要,必须利用“四新”技术为建筑工业化发展做支

撑,才能为建筑业“转方式、调结构”创造有利条件。一

些建筑工业化的新技术亟待在国内推广,必将破解工业

化建筑的经济性难题。

1)预制预应力和空心技术是综合的节材技术(减

少A、B价格)。预应力和空心技术是充分发挥高强度钢

筋和混凝土材料强度,降低材料消耗的重要技术,一般

建筑预应力钢筋强度为1570MPa和1860MPa,与现浇板

400MPa强度的钢筋相比可节省钢材50%以上,并减少

脚手架和模板80%以上。

2)预制夹心三明治外墙可提高保温层寿命(提高

C价值),结合表面装饰一体化技术,可节省装饰材料

费用和后期维护成本。其中Thermomass的GFRP断桥

保温连接器和造型硅胶模具是关键材料。夹心三明治

解决了保温材料防火和耐久性问题,构件装饰一体化

技术节省了外墙装饰材料成本(提高D价值),杜绝了

瓷砖脱落的风险,在建筑的全生命周期内可节约成本

200元/m2。

3)用性价比较高的国产材料替代进口材料可节约

一部分造价。预制剪力墙和预制柱需采用灌浆套筒、外

墙防水使用的耐候密封胶、装饰一体化技术专用的造

型硅胶模具等,这些产品长期被国外市场垄断价格高

昂,国产材料已经在使用效果和经济性上具有相当的

优势,每平米建筑面积节省可造价100元以上。

由于国内建筑工业化规模化的发展,在政策、标

准、技术、管理和产业链方面将日臻完善,只要正确理

解技术与价格和价值的关系,做到技术适当、应用得

法,在提升建筑品质、加快建设进度的同时,造价成本

也必将不断下降。一些具备全产业链条件的建筑工业

化企业经过了数年的磨练,按照目前的技术水平,已经

在按照传统的建筑造价水平承接工程,挑战保障房建

设任务,凸显出建筑工业化的技术经济性优势,未来

3~5年内,其市场竞争力将得到进一步放大,即将引起

建筑行业的一场巨大革命。

国产“砼的”牌灌浆套筒

“砼的”牌装饰造型模具

作者简介

谷明旺,一级注册结构工程师,深圳市现代营造科技有限公

司总经理,中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会副秘

书长。

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预制混凝土构件分会128

前言

预制构件连接节点是装配式混凝土结构的理论上

的薄弱环节,而纵向钢筋的连接又是预制构件连接的关

键。现浇混凝土结构中常用的纵向钢筋连接方式有绑扎

搭接、焊接连接以及机械连接等,由于装配式混凝土结

构的连接部位较小,采用这些传统的钢筋连接方式不便

于施工。上世纪60年代,余占疏(Alfred A. Yee)[1]在美国

发明了钢筋套筒灌浆连接接头(以下简称“套筒灌浆接

头”),很好地解决了装配式结构中的纵向钢筋连接问

题,可有效实现“装配等同现浇”的设计要求[2]。

套筒灌浆接头是是由专门加工的套筒、配套灌浆料

和钢筋组装的组合体,在连接钢筋时通过注入快硬无收

缩灌浆料,依靠材料之间的粘结咬合作用将钢筋与套筒

进行连接。套筒灌浆接头具有性能可靠、适用性广、安

装简便等优点。过去几十年,美国、日本等国家及我国台

湾地区的多家公司致力于套筒灌浆接头的研发,取得了

多项专利,使其获得了较为广泛的应用。近年来,随着

装配式结构在国内的再次兴起,套筒灌浆接头在我国内

地也开始有了应用,而且正在修订的行业标准《装配式

混凝土结构技术规程》(JGJ 1)中对套筒灌浆接头的设

计、施工提出了要求[3],另外行业产品标准《钢筋连接用

套筒灌浆料》、《钢筋连接用灌浆套筒》也已编制完成,

将为套筒灌浆接头的推广提供技术依据。

1 套筒灌浆接头的分类和构造

套筒灌浆接头所使用的套筒一般由球墨铸铁或优

质碳素结构钢铸造而成,其形状大多为圆柱形或纺锤

形。灌浆料是一种以水泥为基本材料,配以适当的细骨

料以及少量的混凝土外加剂和其它材料组成的干混料,

加水搅拌后具有大流动度、早强、高强、微膨胀等性能。

国内外已有很多种套筒灌浆接头,且其形式多种

多样,但按套筒的形式,总体上可分为全套筒灌浆接头

和半套筒灌浆接头两大类。全套筒灌浆接头的两端均

采用灌浆方式连接钢筋(图1(a)),其适用性广,是目前

使用最广泛的一类套筒灌浆接头形式。半套筒灌浆接

头构造如图1(b)所示,这类接头在预制构件端接头一

般采用直螺纹方式连接钢筋,现场装配端采用灌浆方

钢筋套筒灌浆连接技术研究与应用进展

韩 超 郑毅敏 赵 勇

摘 要:钢筋套筒灌浆连接是一种性能可靠、施工方便的机械连接技术,主要适用于

装配式混凝土结构。评述了钢筋套筒灌浆连接接头的构造、工作机理、试验验证标准

以及施工工艺,讨论了配置套筒灌浆连接的预制构件的试验研究进展,并介绍了套筒灌

浆接头在建筑工程、桥梁工程等中的应用进展。最后对该项技术的研究及应用提出了

建议。

关键词:装配式混凝土结构;纵向钢筋;钢筋套筒灌浆连接;钢筋机械连接

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预制混凝土构件分会 129

式连接。由于直螺纹连接端所需要的钢筋锚固长度小

于灌浆连接端所需的钢筋锚固长度,半套筒灌浆接头

尺寸较小,但对所使用的套筒材料有较高要求,且对预

制端连接钢筋型号要求也较严,成本较全套筒灌浆接

头高。

如图1所示,套筒产品的主要外形参数包括:长度

L、壁厚t、预制端开口直径D1、装配端开口直径D2。在

套筒两端设有灌浆孔和出浆孔,全套筒灌浆接头预制

端还设置有封浆橡胶。为增强灌浆料与套筒之间的粘

结咬合力,在套筒内部大多设有剪力键。为了控制钢筋

伸入套筒的长度,在套筒内部设置钢筋限位挡板。套筒

构造及两端钢筋锚固长度L1、L2与连接钢筋的直径、强

度、外形以及灌浆料性能、施工偏差要求等因素有关,

需要由产品型式检验试验确定。表1给出了润泰、NMB

SPLICE-SLEEVE、LENTON INTERLOK三种25mm直径

钢筋套筒灌浆接头的套筒与灌浆料主要参数。由表1可

以看出,不同厂家的产品参数差别较大,故建议套筒与

灌浆料配套使用。

2 套筒灌浆连接的性能

2.1 套筒灌浆接头的工作机理

套筒灌浆连接可视为一种钢筋机械连接,但与直

螺纹等接头的工作机理不同,套筒灌浆接头是依靠材

料间的粘结来达到钢筋锚固连接作用的。当钢筋受拉

时,拉力P通过钢筋-灌浆料结合面的粘结作用传递给

灌浆料,灌浆料再通过其与套筒内壁结合面的粘结作

用传递给套筒。

如图2(a)所示,钢筋与灌浆料的结合面的粘结作

用由材料粘附力f1、表面摩擦力f2和钢筋表面肋部与灌

浆料之间的机械咬合力f3三者构成,钢筋中的应力通过

该结合面传递到灌浆料中。灌浆料与套筒内壁结合面

的粘结作用同样由材料粘附力f1、表面摩擦力f2和套筒

内剪力键与灌浆料之间的机械咬合力f3三者构成,灌浆

料中的应力再通过该结合面传递到套筒中。同时,套筒

外混凝土和套筒能分别为灌浆料提供有效的侧向约束

Fn1和Fn2(图2(b)),可以有效增强材料结合面的粘结锚

图 1 套筒灌浆接头的分类和构造示意

1—灌浆孔;2—排浆孔; 3—剪力槽; 4—钢筋限位挡板;5—封浆橡胶环;6—预留插入钢筋;7—预制端钢筋

(a)全套筒灌浆接头 (b)半套筒灌浆接头

表 1 25mm直径钢筋套筒灌浆接头产品参数比较

套筒灌浆接头产品套筒(mm) 灌浆料

L D2 L1 L2 28d龄期强度(MPa) 流动度(mm)

全套筒灌浆接头润泰[6] 320 47 141 124 85 180~300

NMB SPLICE-SLEEVE[1] 370 48 156 163 75 127~152

半套筒灌浆接头 LENTON INTERLOK [4] 219 51 35 178 60 127~152

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预制混凝土构件分会130

固作用,确保接头的传力能力[7]。

套筒灌浆接头的理想破坏模式为套筒外钢筋被拉

断破坏(图3(a)),接头起到了有效的钢筋连接作用。

除此之外,套筒灌浆接头也会受其他因素影响形成如

下的破坏模式[7][8]:钢筋-灌浆料结合面在钢筋拉断前

失效,会造成钢筋拔出破坏(图3(b)),这种情况下应

增大钢筋锚固长度以避免此类破坏;灌浆料-套筒结

合面在钢筋拉断前失效,会造成灌浆料拔出破坏(图3

(c)),可在套筒上适当配置剪力键以避免此类破坏;

灌浆料强度不够,会导致接头钢筋拉断前发生灌浆料

劈裂破坏(图3(d));套筒强度不够,会导致接头钢筋

拉断前发生套筒拉断破坏。

2.2 套筒灌浆接头的性能要求和检验方法

目前,套筒灌浆接头的性能要求和检验方法主要

执行的是钢筋机械连接的相关标准。美国钢筋机械连

接试验标准ASTM A1034[9]给出了钢筋机械连接的性能

要求和试验方法,并规定套筒灌浆连接需满足美国规

范ACI 318-08[10]中的type 2类接头要求,即满足接头的

抗拉强度应大于125%的钢筋标准屈服强度等性能要

求,且根据实际需要进行重复加载试验、高周疲劳试

验、滑移试验等。由于套筒灌浆接头需要在同一连接区

段内100%连接,因此按我国的《钢筋机械连接技术规

程》(JGJ 107-2010)[11]中的相关规定,应满足I级接头

要求,接头抗拉强度大于钢筋的抗拉强度标准值,并能

图 2 套筒灌浆接头机理图

1—套筒;2—剪力槽;3—钢筋;4—灌浆料

图 3 套筒灌浆连接的典型破坏模式

(a) 钢筋拉断 (b)钢筋拔出 (c)灌浆料拔出 (d)灌浆料劈裂

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预制混凝土构件分会 131

经受规定的高应力和大变形反复拉压试验。

与直螺纹等一般钢筋机械连接相比,套筒灌浆接头

产品形式各异,连接机理也较复杂,且连接性能受到更多

产品参数的影响,如钢筋锚固长度、锚固偏差、灌浆料龄

期、灌浆环境、套筒内部构造等。现有标准并未套筒灌浆

接头的这些特点并未充分考虑,而直接套用一般钢筋机械

连接的性能要求、试验方法和施工操作要求值得商榷。

3 套筒灌浆接头的施工工艺

实际工程应用中,套筒在预制构件制作时预先埋入

构件的连接端,现场施工时另一个连接构件的外露钢筋

插入套筒、构件安装定位后,通过灌浆连接钢筋。与焊

接、直螺纹机械连接等方式相比,采用套筒灌浆连接具

有可减小钢筋预加工工作量、现场施工时钢筋不会产生

二次应力与变形、可接受相对较大的施工偏差等优点,

但施工过程中也存在一些值得注意的问题[5] [11]。

(1)在构件制作预埋套筒时,需采取有效措施保

证套筒位置和构件中纵筋的外伸长度、位置等符合设

计要求,并防止浇筑混凝土时套筒、钢筋移位和套筒漏

浆,例如可采取在柱底模上固定橡胶环和螺杆,再将套

筒套在橡胶环上的措施(图4(a))。

(2)构件现场安装前,需清洁预制构件连接结合

面,并确认套筒内无异物。构件吊装就位后,及时在构

件两个方向设置可调临时斜撑,并对构件垂直度和标高

进行调整。调整后在柱子四角加塞垫片以增加稳定性。

(3)灌浆前,采用吹气法等对套筒进行清孔,并

在构件根部设置封模,且封模材料要求能承受灌浆压

力。灌浆料应按照产品使用说明拌制均匀,其流动度应

符合产品使用要求。灌浆时,将灌浆料从下方灌浆孔注

入,持续到各排浆孔连续流出圆柱状浆液后用橡胶塞

封堵排浆孔(图4(b))。灌浆后,应对构件加强保护,

避免受到冲击、振动,且待灌浆料达到规定强度后方可

进行上部结构施工以及拆除临时斜撑。灌浆操作过程

中,如果出现无法出浆的情况,应立即停止灌浆作业,

查明原因及时排除故障。

4 套筒灌浆连接构件的试验研究

套筒灌浆接头大多设置在构件受力较大的部位,且

同一结构接缝处纵向钢筋是100%连接,此外,与其他的

机械连接接头相比,接头尺寸和刚度均较大,是否会影

响构件的基本静力性能和抗震性能,需要通过相关试验

进行研究。目前,国内外学者进行的试验研究主要集中

1—套筒;2—灌浆孔;3—排浆孔;4—封模;5—预留插入钢筋;6—预制端钢筋;7—柱底垫片;8—预制柱

图 4 套筒灌浆连接预制柱

(a)预埋套筒灌浆的构件制作 (b)灌浆施工工艺

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预制混凝土构件分会132

在框架柱、框架梁柱节点、剪力墙构件抗震性能上。

4.1 框架柱抗震试验

Belleri[12]、Y. Kim[13]以及本文作者[14]等进行了钢筋

套筒灌浆连接的预制柱(以下简称为“预制柱”)低周

反复加载试验。试验结果表明,预制柱的承载力、延性

和耗能能力等能够达到或接近现浇柱;预制柱的破坏

模式与现浇柱有明显区别,例如轴压比较小时,柱和基

础的结合面易开裂并产生直剪破坏;柱根套筒区域形

成刚域,破坏面出现在套筒顶面(图5(a));采用套筒

灌浆连接钢筋的混凝土保护层厚度相对较大,套筒上

部区域混凝土保护层大块剥落后,轴压比会突然增大而

发生受压破坏(图5(b))。因此,在预制柱的设计和施

工中,应考虑套筒灌浆套筒接头不宜在断面尺寸较小的

柱中使用,预制柱的箍筋加密区宜适当延长,在靠近套

筒顶面区域应配置有箍筋,可采取在保护层中配置细

直径网状钢筋防止其大块剥落,接缝结合面应进行粗

糙化处理或留设剪力键等。

4.2 梁柱节点抗震试验

沛丰建筑工程(上海)有限公司[15]、中国建筑科学研

究[16]、同济大学[17]等对柱纵向钢筋采用套筒灌浆连接的

各类装配式框架节点进行了低周反复加载试验,并与相

应的现浇框架节点进行了对比。试验结果表明[15] ~ [17],同样

受力条件下的装配式框架节点与现浇框架节点的抗震性

能主要指标基本相当,部分试件的延性和承载力甚至略

好于现浇节点,节点的破坏模式基本均为梁根弯曲破坏,

柱根接缝结合面未发生破坏;由于装配式框架叠合梁腹

腰筋未伸入节点,梁端结合面的发生了较大的剪切滑移变

形。因此,经适当的设计,装配式框架节点可以符合“强节

点弱构件、强柱弱梁、强剪弱弯”的抗震设计要求,但设

计时应注意验算梁端结合面的直剪承载力,施工时应注

意结合面的处理并应控制节点区域混凝土的浇筑质量。

4.3 剪力墙抗震试验

Khaled[18]等学者对包括五种钢筋连接方式的预制

墙进行了低周反复加载试验。Khaled的试验结果表明,

五种钢筋连接的受力性能和变形性能都能达到使用要

求,采用套筒灌浆接头且在结合面设置剪力键预制墙

的承载力最高,且其延性优于采用直螺纹接头的剪力

墙。清华大学[19]进行的预制剪力墙抗震性能试验,预制

试件纵筋全部采用套筒灌浆方式连接,并且包括了全套

筒灌浆接头和半套筒灌浆接头,试验结果表明,两种类

型的套筒灌浆接头都能够有效传递预制剪力墙中竖向

钢筋的应力;其承载力、破坏形态、试件刚度和耗能能

力与现浇墙试件的基本相当;值得注意的是,由于剪力

墙试件厚度限制,墙根套筒高度范围内并未配置水平

钢筋,导致极限压应变小于箍筋约束混凝土,为了提高

混凝土的受压变形能力和墙的变形能力,建议在墙根

套筒高度范围内设置箍筋。

5 套筒灌浆连接技术的应用

最早应用套筒灌浆接头的是在1966年建成的美国

檀香山38层阿拉莫阿纳酒店(图6(a))。在美国装配式

高层建筑中套筒灌浆接头有较为广泛的应用[1],如纽约

Washington Square酒店、Paramount Tower住宅等。另外,

在工业厂房、机场控制塔台(如奥兰多机场控制塔,图6(a)套筒区刚域效应 (b)非套筒区保护层严重剥落

图 5 预制柱抗震试验破坏情况

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(b))和体育场(如尤金Autzen体育场,图6(c)),预制

桥梁(如梅德福某公路桥预制桥面板连接,图6(d))等

结构中套筒灌浆接头也有应用。

1973年套筒灌浆连接技术首次引入日本且得到日

本建设省的认证。日本的装配式混凝土结构中,墙板结

构仅用于低层、多层结构且墙板以“干式”连接为主,

对于15层以上的高层结构大多为采用隔震技术的装配

式框架结构,而套筒灌浆接头非常适合在框架柱采用,

因此已成为一项普及应用的装配式结构技术。位于东

京的装配式混凝土框架结构住宅“The Tokyo Tower”项

目(图6(e))采用了套筒灌浆连接技术,该建筑地下2

层、地上58层、总高193.5m,是目前世界上最高的装配

式混凝土框架结构建筑[20]。此外,套筒灌浆接头在日本

同样应用在了各种公共建筑和桥梁(如神户某铁路桥预

制墩台连接,图6(f))等基础设施建设中。

在我国的台湾地区,以润泰集团为代表的施工企业

采用与日本相似的技术路线,同样建造了多个采用灌浆

连接的装配式混凝土结构框架结构[11],典型工程有台

湾大学土木楼和蓝海红树林高层住宅(图6(g))等,其

中蓝海红树林高层住宅位于台北,楼高133.2m,建筑面

积65万平方米,地上38层全部采用装配式混凝土框架,

并采用灌浆连接,该楼为台湾岛内目前最高的装配式混

凝土结构。

在我国内地,较早采用套筒灌浆接头的工程是

2008年竣工的上海金山3M厂房项目,该厂房为装配式

框架结构。在2009年竣工的北京万科中粮假日风景住

宅项目(15层),其中三层以上外墙采用预制墙板,钢筋

采用套筒灌浆接头连接[21],结构的整体预制装配化率

达到25%左右[19]。2011年,上海城建集团引进了润泰集

团的装配技术,并在上海浦江住宅项目中应用,其中29

图 6 套筒灌浆连接的应用实例

(a)阿拉莫阿纳酒店(美国檀香山)

(b)机场控制塔预制构件(美国奥兰多)

(c)Autzen体育场(美国尤金)

(d)公路桥预制桥板连接(美国梅德福)

(e) “东京塔”住宅(日本东京)

(g)蓝海红树林高层住宅 (h)浦江住宅项目(中国上海)

(f)铁路桥预制墩台连接(日本神户)

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参考文献:

[1] SPLICE-SLEEVE NORTH AMERICA [EB/OL]:.http://www.splicesleeve.com/

[2] Emulating cast-in-place detailing in precast concrete structures (ACI 550.1R-01) [S]. American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2001

[3] 李晓明.装配式混凝土结构技术规程编制概述[J] .住宅产业,2012.07:26-27.

[4] ERICO LENTON® INTERLOK [EB/OL]: http://www.erico.com/products/INTERLOK.asp

[5] DBJ/CT082-2010润泰预制装配整体式混凝土房屋结构体系技

号楼(14层)装配率达到70%,其框架柱中采用了套筒

灌浆接头[22](图6(h))。近年来,上海市的一些高架桥

梁的桥墩纵筋连接也采用了套筒灌浆接头。

总体而言,套筒灌浆接头主要被用于柱、剪力墙等

竖向构件中,在美国、日本等国家及我国台湾地区已有

较成熟的应用经验,在我国内地的应用刚刚起步。使用

套筒灌浆连接的装配式结构在过去几十年中经受住了

若干次大地震的考验,美国和日本均认为它可以在地震

区和高层建筑中安全地使用[3]。SPLICE SLEEVE公司[23]

和Ghosh等[24]调查了1995年神户地震之后在当地38栋使

用套筒灌浆连接的装配式混凝土结构,其调查结果表

明,这些结构均未出现结构损坏。

结语

套筒灌浆接头是装配式结构中纵向受力钢筋的有

效且可靠的钢筋机械连接方式,可在装配式混凝土结

构中推广应用。结合套筒灌浆接头的技术特点与我国

的工程应用特色,还有一些问题值得进一步研究,例如

套筒灌浆接头的性能试验检验方法、框架柱和剪力墙

中套筒灌浆接头布置形式、大保护层防大块剥落技术、

套筒区域配箍形式以及施工中的灌浆质量控制方法和

验收标准等。

术规程[S].上海:沛丰建筑工程(上海)有限公司.2010.[6] EINEA , YAMANE T, TADROS. Grout-filled pipe splices for

precast concrete construction [J]. PCI Journal, 1995,40(1):82-93.[7] ONG HERN YEE. Experimental study of grout filled splice sleeve

integrated with shear key for precast concrete connection [D]. University Technology MALAYSIA, 2010.

[8] A S T M . A10 3 4 -10 a . S t a nd a r d t e s t me t ho d fo r t e s t i n g mechanical splices for steel reinforcing bars [S]. ASTM,West Conshohocken,PA,2010.

[9] Building code requirements for structural concrete (ACI 318-08) and commentary (ACI 318R-08) [S]. American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2008.

[10] JGJ107-2010 钢筋连接技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[11] 吴子良.钢筋套筒灌浆连接技术[J].住宅产业,2011,06:59-61.[12] BELLERI, RIVA P. Seismic behavior of precast column-to-

foundation grouted sleeve connections [J]. Advances in Engineering Structures, Mechanics & Construction, 2006.

[13] KIM Y. A study of pipe splice sleeves for use in precast beam-column connections [D]. University of Texas at Austin, 2000.

[14] 同济大学,中国建筑科学研究院.钢筋套筒灌浆连接混凝土柱的抗震性能试验研究[R].2012.

[15] 刘炯.新型预制钢筋混凝土梁柱节点抗震性能测试与研究[J].特种结构.2009,01:16-20.

[16] 中国建筑科学研究院.装配式框架梁柱节点力学性能试验研究报告[R].2012.

[17] 张斌.装配式混凝土框架结构抗震性能研究[D].同济大学,2012

[18] KHALED A, RIZKALLA.H. Horizontal connection for precast concrete shear walls subjected to cyclic deformations. PCI Journal, 1995(4):78~96.

[19] 彭媛媛.预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D].清华大学,2010

[20] 前田建设— カタログ [EB/OL]: http://www.maeda.co.jp/works/index.html

[21] 秦珩,万科预制装配整体式剪力墙结构住宅建筑的技术特点与应用[J].建筑技术开发.2011,38(07):55-58

[22] 张凯,预制装配式框架剪力墙住宅技术与实践[J].住宅产业.2012,08:49-52

[23] NMB Splice Sleeve Projects in The Great Hanshin Earthquake[R]. SPLICE SLEEVES JAPAN, LTD, 1995.

[24] GHOSH S. Observations on the performance of structures in the Kobe earthquake of January 17, 1995 [J]. PCI Journal, 40(2): 14-22. 1995.

作者简介

韩 超,同济大学土木工程学院硕士研究生,主要研究方向为

装配式混凝土结构。

郑毅敏,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司副总工程

师,教授级高工,兼任中国钢结构协会预应力结构分会理事,上海市

土木工程学会预应力专业委员会委员, 香港工程师学会会员,上海投

资咨询公司、上海浦东投资咨询公司、上海市建设工程安全质量监

督总站、上海市建委科技委专家库成员。

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