装配式建筑发展研究综述

刘光学，郝军亮，刘 帅 （．山西省煤炭建设监理有限公司， 山西 太原 000；．景洪市城市投资开发有限公司，云南 景洪 66699；．河南碧桂园置业有限公司， 河南 郑州 45006）

0 引 言

传统建筑粗放型的生产方式存在建设周期长、耗能高、污染重、生产效率低和标准化程度低等多种问题。面对日益严峻的环境和资源危机，亟需改变传统建筑原有的生产方式，充分考虑环境保护和资源的合理利用。因此，建筑业的发展迫切需要实现以标准化、工业化、集约化生产和现场装配化施工为特征的现代化生产方式。装配式建筑是以工厂化生产的混凝土预制构件为主要构件，经现场装配、拼接或结合部分现浇而成的建筑。相对于传统建筑高能耗、高污染的特点，装配式建筑更加节能、高效、环保，而且其资源利用率高，部品质量易控制，现场装配施工周期短。在国家倡导发展低碳、环保、节能、绿色建筑理念的背景下，装配式建筑有着很大的竞争优势。

1 国内外装配式建筑研究现状

1.1 国外发展概况与研究现状

装配式整体混凝土结构（Prefabricated Concrete，PC）在国外的发展已经有很多年了。20 世纪 50 年代，为解决第二次世界大战造成的住房问题，以丹麦和瑞典为代表的欧洲国家率先掀起了发展住宅工业化的高潮；美国、加拿大等北美国家在欧洲住宅工业化发展的影响下，在 70年代开始实施机械化生产和装配化施工[1]。目前，欧美国家在技术体系研究上已经取得较多的成果，如：Edward K.Rice[2]归纳总结了装配式建筑预制构件的吊装定位和锚固措施，Melvin.Zimmerma[3]提出了装配式建筑施工建造的新模式；同时也积累了大量的装配式建筑现场施工经验，形成了装配式混凝土结构的专用体系和标准化的预制构件产品系列；并根据高度、体型、跨度等要求，编制了装配式混凝土结构工程标准和应用指导手册，为装配式建筑施工过程的质量、安全及进度管理提供了参考依据。

日本、韩国等亚洲发达国家充分吸收欧美的成功经验，在借鉴其发展模式和技术体系的基础上，根据自身的发展要求，对装配式混凝土结构体系的整体性抗震和隔震设计进行了深入研究，如：E.Lukaszewska 和H.Johnsson[4]着重研究了装配式混凝土组合楼板的连接性能，并提出了抗剪性能较好的干燥连接方法；Alberto pavese[5]对装配式墙体关键部位连接的抗震性能进行了研究和实验，进一步扩充了装配式结构体系的技术研究理论的基础。日本在装配式建筑体系设计、生产及施工的标准规范已相对完善，装配式建筑的预制率也比较高。俄罗斯装配式建筑的发展也比较早，在苏联时期就有所发展，目前也已经形成多种装配式混凝土结构体系，并且在学校和医院等工程中得到了广泛的应用。据有关资料显示[6]，美国、俄罗斯、丹麦等国家的装配式混凝土结构的应用密度分别为 35%、50% 和 35%～40%，在土木工程结构中已经处于主导地位。

1.2 国内发展概况与研究现状

我国从 20 世纪 50 年代开始研究装配式混凝土建筑施工技术，并大力推行构件的标准化、工业化、机械化生产和现场装配化施工；在 80 年代初期，已经形成了装配式框架体系、南斯拉夫体系及装配式大板建筑体系等一系列装配式混凝土建筑体系；同时，各种预制屋面板、预制屋面梁、预制墙体及预制空心板被广泛应用到实际工程中，对我国装配式建筑的发展起到了重要的推动作用。但是，受当时我国装配式混凝土技术落后、现场施工经验匮乏、施工现场管理混乱、施工质量低下（如：外墙防渗、保温性能差）、房屋结构单一、预制构件跨度小及承载能力低等因素的制约，加之配套的法律法规、技术标准、施工管理体系等不完善，无法满足社会需求，致使装配式建筑在应用过程中不断受到人们的抵触，因此，装配式建筑并未实现大规模建造和持续发展，并在以后的 90 年代逐渐被技术比较成熟的现浇混凝土体系所替代。

随着建筑企业和社会对装配式建筑的认知不断提高，越来越多的企业对发展装配式建筑的态度发生了明显转变。许多企业在政府的鼓励和号召下，由原来的持观望态度到现在的积极推动新型建筑工业化与建筑节能的发展，特别是大型国有企业，对建筑产业化的投入力度逐步加大。据相关数据资料统计，全国已经建立 56 个国家住宅产业基地及 11 个住宅产业化试点城市，全国新建的装配式建筑面积已经超过 1.4 亿 m2。30 多个省、市、自治区出台了发展装配式建筑的针对性指导意见和相关配套措施，一些地方更是针对装配式建筑提出了明确的发展要求。各地政府的积极扶持和激励的政策措施，为装配式建筑的发展提供了新的发展机遇期和平台。

伴随装配式建筑产业水平的不断提高，以及国家对传统建筑业改造升级政策的引导，装配式建筑发展和应用的重新升温，对装配式建筑的研究也掀起了新的热潮。陈建伟、苏幼坡[7]归纳总结了国内外结构体系与结构构件的研究概况及装配式剪力墙分布钢筋连接技术；郭兆军[8]利用实例对装配式整体预应力板柱结构的合理高度和跨度进行了详细的分析；谭平[9]对装配式结构隔震节点的抗震性能进行了深入研究，提出一种新型的装配式隔震节，并验证了应用于装配式隔震结构是可行的；王晓锋[10]对装配式大板结构接缝的详细构造、接缝受力特点及接缝的破坏机理进行了系统分析；李丽红[11]、齐宝库[12]从建造成本、综合效益方面将装配式建筑与现浇结构建筑进行了详细对比，结果表明，装配式建筑的建造成本比现浇结构建筑成本高出约300 元/m2，但是装配式建筑的综合效益要远远高于现浇结构建筑的综合效益；刘美霞[13]从节能效益和碳排放方面对装配式建筑的建造方式进行了研究和评价，研究表明，装配式建筑在碳排放和垃圾排放上有一定的优势。此外，还有诸多专家从预制构件制作、构件运输及安装、现场装配等方面对装配式建筑进行了探讨。国内一些较大的建筑企业，如上海万科集团、黑龙江宇辉集团、远大住工集团等企业均设立专门的装配式建筑技术研发中心，并在开发的项目中采用了装配式建筑，具有重要的示范和实践价值。

1.3 国内外研究现状对比

综上所述，国外对装配式建筑的研究已非常成熟和全面，并且其实践的应用性也比较强，各技术标准体系也已非常完善。而目前我国已经形成的相关的行业标准及技术规程，主要有 JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》、ZJQ08-SGJB 013—2017《装配式混凝土结构施工技术标准》、DB11/T 1030—2013《装配式混凝土结构施工与质量验收规程》、DB37/T 5053—2016《装配式结构独立钢支柱临时支撑系统应用技术规程》、GB 50666—2011《混凝土结构工程施工规范》等。虽然对装配式建筑的研究及颁布的技术规程、规范和标准等已不少，但是存在使用的区域性；并且大多数的研究主要集中于技术、经济、环境影响及综合效益层面，而对管理层面，特别是现场装配化施工管理的研究还比较少。因此，针对装配式建筑标准化施工管理的研究还亟需尽快完善，以丰富装配式建筑研究体系，更好地指导装配式建筑的快速发展。

2 结 语

装配式建筑是建筑业发展的趋势，我国对装配式建筑研究的发展已取得了一定的成果，在政府政策的促进下迎来很好的发展机遇，但是尚未形成完善的研究理论体系，需要在推进装配式建筑发展的同时尽快完善研究的空白区域，并针对在装配式建筑实施过程中的问题提出推进策略，丰富装配式建筑研究体系。