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摘 要：提出在我国发展装配式混凝土结构的重要意义，对装配式混凝土主要的几种结构体系进行了说明；总结了关键技术问题的研究现状及进展，并对我国装配式混凝土结构的研究及应用前景进行展望。
关键词：装配式混凝土结构；结构体系；试验研究
一、前言
近年来，中国每年竣工的城乡建筑总面积约20亿m?，其中城镇住宅超过6亿m?，大量采用了钢筋混凝土结构体系。长期以来，我国混凝土建筑主要采用现场施工的传统生产方式，设计建造粗放、现场作业条件差、劳动强度高、建筑材料损耗及建筑垃圾量大、建筑质量不稳定、建筑全寿命周期能耗高、工业化程度低，与国家推行的节能、减排、环保政策不协调。采用预制装配式混凝土结构，可以有效节约资源和能源，提高材料在实现建筑节能和结构性能方面的效率，减少现场施工对场地等环境条件的要求，减少建筑垃圾和对环境的不良影响，提高建筑功能和结构性能，有效实现“四节一环保”的绿色发展要求，实现低能耗、低排放的建造过程，促进我国建筑业的整体发展，实现预定的节能、减排目标。发展装配式混凝土结构是促进建筑业由粗放向精细发展、提升建筑工程质量和安全、实现建筑业节约资源能源和环保的必然选择，是大规模建设工程量、劳动力短缺以及改善劳动环境的紧迫需求，是实现建筑产业转型升级和建筑产业现代化的主要途径和手段。我国装配式混凝土结构研究和应用始于20世纪50年代，主要借鉴了苏联等国家的技术体系；在工业厂房及住宅中均有较多应用。目前，我国装配式混凝土结构的发展，在结构主体上以接近现浇结构的性能为主要目标，设计方法也主要参照现浇结构，在建筑节点、构件生产、安装施工技术等方面较我国20世纪七、八十年代发展的装配式混凝土建筑进步很大，在建筑外观质量、节能效果、综合经济效益等多方面具有良好性能。本文主要对国内装配式混凝土结构的研究及应用现状进行总结，对其前景进行展望。
二、装配式混凝土结构体系
2.1 结构体系分类
装配式混凝土结构是指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，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。我国20世纪七八十年代采用的预制装配式混凝土结构主要是装配式大阪住宅体系，以及预制圆孔板、大型屋面板、槽形板等预制构件在工业厂房中的应用。由于在结构受力模型、构件连接方式、建筑结构设计、构件生产、安装施工等方面存在的问题，这些结构在抗震性能、保温隔热性能、防水防火性能等方面不同程度地存在着一些问题，已经逐渐地被淘汰。目前所发展的装配式混凝土结构，是完全满足国家现行有关标准（包括抗震规范）的要求，甚至比现浇结构具有更好的安全性、适用性和耐久性的建筑结构体系。从国内外的研究和应用经验来看，装配式混凝土结构可分为：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙（核心筒）结构等几种主要体系。
2.2 装配式混凝土框架结构
装配式混凝土框架结构一般由预制柱（现浇筑）、预制梁、预制楼板、预制楼梯、外挂墙板等构件组成。结构传力路径明确，装配效率高，现浇湿作业少，是最适合进行预制装配化的结构形式。主要用于需要敞开大空间的厂房、仓库、商场、停车场、办公楼、教学楼、医务楼、商务楼等建筑，近年来也逐渐应用于居民住宅等民用建筑。装配式混凝土框架结构按梁柱节点的连接方式可分为两类：等同现浇结构（节点刚性连接）和不等同现浇结构（节点柔性连接）。前者结构性能及设计方法与现浇结构基本一致，但是节点的连接比较复杂；后者以采用快速简单的节点连接方式，但是结构的整体性能、耗能机制及设计方法等需要根据节点性能确定，与现浇混凝土框架区别较大。对于节点刚性连接的装配式混凝土框架结构，按预制构件的拆分及拼装方式可以分为三种。
1）梁柱以“一”字形构件为主，主要在梁柱节点位置进行构件的拼接。这种方式的优点是构件生产及施工方便，结构整体性较好；缺点是接缝位于受力关键部位，连接要求高，节点区钢筋交错，构件截面较大。
2）基于二维的预制构件，采用平面T型和十字型或一字形构件通过一定的方法连接。优点是节点性能较好，接头位于受力较小部分；缺点是生产、运输、堆放以及安装施工不方便。
3）基于三维构件，采用三维双T型和双十字形构件通过一定的方法连接。这种方式能减少施工现场布筋、浇筑混凝土等工作，接头数量较少；缺点是构件是三维构件，质量大，不便于生产、运输、堆放以及安装施工。
实际应用最多的是基于一维构件、节点刚性连接的装配式框架结构体系，其具有和现浇结构等同的性能，结构的适用高度、抗震等级与设计方法与现浇结构基本相同，可以结合预制外挂墙板应用，尽量减少现场的湿作业。从结构分析、结构性能、构件生产及施工安装等方面考虑，预制装配式框架结构是最简单、最适合的结构体系，其瓶颈是我国现行规范中关于框架结构的最大适用高度偏低。采用框架—支撑结构，可以提高框架结构的适用高度，增加框架结构的刚度、延性、承载力以及耗能能力。支撑能消耗地震能量，使主体结构免于倒塌，甚至仅经过轻微修复便可继续使用。
2.3 裝配式剪力墙结构
国内的装配式剪力墙结构体系主要包括：
1）部分或者全部剪力墙预制的装配整体式剪力墙结构体系。该体系中，部分或者全部剪力墙采用预制构件，预制剪力墙之间的接缝采用湿式连接，水平接缝处钢筋可采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接和底部预留后浇区内钢筋搭接连接的形式。该结构体系主要用于高层建筑。按照使用的预制墙体部位，可分为全预制装配式剪力墙结构和部分预制剪力墙结构。全预制装配式剪力墙指全部剪力墙均采用预制构件，该结构体系的预制化率高，但拼缝较多、施工难度较大。部分预制剪力墙结构主要指内墙现浇、外墙预制的结构。由于内墙现浇，结构性能和现浇结构类似，适用高度较大、适用性好；采用预制外墙可以与保温、饰面、防水、门窗、阳台等一体化生产，充分发挥预制结构的优势。按照水平拼缝的钢筋连接形式，装配整体式剪力墙结构可分为以下3个主要技术体系：竖向钢筋采用套筒灌浆连接；竖向钢筋采用浆锚搭接连接；竖向钢筋采用底部预留后浇区搭接连接。三种方式有其各自的优缺点及适用范围，目前在国内均有实际的工程应用。
2）叠合板式混凝土剪力墙结构。由叠合式墙板和叠合式楼板，辅以必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、梁、板等构件共同形成的装配整体式剪力墙结构。
结束语
目前我国装配式混凝土结构的研究及应用已经有了很大发展，但是还存在一些发展瓶颈，主要问题有：①装配式混凝土结构主要参照现浇结构的设计理论及施工经验进行设计施工，未充分发挥成本及效率优势，创新性明显不足；②缺乏全生命周期信息化设计及施工管理、运维一体化软件；③现场施工管理水平低；④缺乏对装配式混凝土结构建筑的绿色性能评价研究，不能量化装配式混凝土结构建筑的效率、效益及节能减排效果；⑤产业组织模式及参与各方协同创新机制研究不足；⑥高强高性能混凝土材料等新技术应用不足，没有形成规模效益。
参考文献
[1]余弦.预制装配式混凝土空心墙板结构在新农村建设中的研究与应用[D].西南交通大学，2015.
[2]张伟.装配整体式混凝土结构钢筋连接技术研究[D].长安大学，2015.
[3]兰兆红.装配式建筑的施工项目管理及发展问题研究[D].昆明理工大学，2017.
关键词：装配式混凝土结构；结构体系；试验研究
一、前言
近年来，中国每年竣工的城乡建筑总面积约20亿m?，其中城镇住宅超过6亿m?，大量采用了钢筋混凝土结构体系。长期以来，我国混凝土建筑主要采用现场施工的传统生产方式，设计建造粗放、现场作业条件差、劳动强度高、建筑材料损耗及建筑垃圾量大、建筑质量不稳定、建筑全寿命周期能耗高、工业化程度低，与国家推行的节能、减排、环保政策不协调。采用预制装配式混凝土结构，可以有效节约资源和能源，提高材料在实现建筑节能和结构性能方面的效率，减少现场施工对场地等环境条件的要求，减少建筑垃圾和对环境的不良影响，提高建筑功能和结构性能，有效实现“四节一环保”的绿色发展要求，实现低能耗、低排放的建造过程，促进我国建筑业的整体发展，实现预定的节能、减排目标。发展装配式混凝土结构是促进建筑业由粗放向精细发展、提升建筑工程质量和安全、实现建筑业节约资源能源和环保的必然选择，是大规模建设工程量、劳动力短缺以及改善劳动环境的紧迫需求，是实现建筑产业转型升级和建筑产业现代化的主要途径和手段。我国装配式混凝土结构研究和应用始于20世纪50年代，主要借鉴了苏联等国家的技术体系；在工业厂房及住宅中均有较多应用。目前，我国装配式混凝土结构的发展，在结构主体上以接近现浇结构的性能为主要目标，设计方法也主要参照现浇结构，在建筑节点、构件生产、安装施工技术等方面较我国20世纪七、八十年代发展的装配式混凝土建筑进步很大，在建筑外观质量、节能效果、综合经济效益等多方面具有良好性能。本文主要对国内装配式混凝土结构的研究及应用现状进行总结，对其前景进行展望。
二、装配式混凝土结构体系
2.1 结构体系分类
装配式混凝土结构是指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，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。我国20世纪七八十年代采用的预制装配式混凝土结构主要是装配式大阪住宅体系，以及预制圆孔板、大型屋面板、槽形板等预制构件在工业厂房中的应用。由于在结构受力模型、构件连接方式、建筑结构设计、构件生产、安装施工等方面存在的问题，这些结构在抗震性能、保温隔热性能、防水防火性能等方面不同程度地存在着一些问题，已经逐渐地被淘汰。目前所发展的装配式混凝土结构，是完全满足国家现行有关标准（包括抗震规范）的要求，甚至比现浇结构具有更好的安全性、适用性和耐久性的建筑结构体系。从国内外的研究和应用经验来看，装配式混凝土结构可分为：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙（核心筒）结构等几种主要体系。
2.2 装配式混凝土框架结构
装配式混凝土框架结构一般由预制柱（现浇筑）、预制梁、预制楼板、预制楼梯、外挂墙板等构件组成。结构传力路径明确，装配效率高，现浇湿作业少，是最适合进行预制装配化的结构形式。主要用于需要敞开大空间的厂房、仓库、商场、停车场、办公楼、教学楼、医务楼、商务楼等建筑，近年来也逐渐应用于居民住宅等民用建筑。装配式混凝土框架结构按梁柱节点的连接方式可分为两类：等同现浇结构（节点刚性连接）和不等同现浇结构（节点柔性连接）。前者结构性能及设计方法与现浇结构基本一致，但是节点的连接比较复杂；后者以采用快速简单的节点连接方式，但是结构的整体性能、耗能机制及设计方法等需要根据节点性能确定，与现浇混凝土框架区别较大。对于节点刚性连接的装配式混凝土框架结构，按预制构件的拆分及拼装方式可以分为三种。
1）梁柱以“一”字形构件为主，主要在梁柱节点位置进行构件的拼接。这种方式的优点是构件生产及施工方便，结构整体性较好；缺点是接缝位于受力关键部位，连接要求高，节点区钢筋交错，构件截面较大。
2）基于二维的预制构件，采用平面T型和十字型或一字形构件通过一定的方法连接。优点是节点性能较好，接头位于受力较小部分；缺点是生产、运输、堆放以及安装施工不方便。
3）基于三维构件，采用三维双T型和双十字形构件通过一定的方法连接。这种方式能减少施工现场布筋、浇筑混凝土等工作，接头数量较少；缺点是构件是三维构件，质量大，不便于生产、运输、堆放以及安装施工。
实际应用最多的是基于一维构件、节点刚性连接的装配式框架结构体系，其具有和现浇结构等同的性能，结构的适用高度、抗震等级与设计方法与现浇结构基本相同，可以结合预制外挂墙板应用，尽量减少现场的湿作业。从结构分析、结构性能、构件生产及施工安装等方面考虑，预制装配式框架结构是最简单、最适合的结构体系，其瓶颈是我国现行规范中关于框架结构的最大适用高度偏低。采用框架—支撑结构，可以提高框架结构的适用高度，增加框架结构的刚度、延性、承载力以及耗能能力。支撑能消耗地震能量，使主体结构免于倒塌，甚至仅经过轻微修复便可继续使用。
2.3 裝配式剪力墙结构
国内的装配式剪力墙结构体系主要包括：
1）部分或者全部剪力墙预制的装配整体式剪力墙结构体系。该体系中，部分或者全部剪力墙采用预制构件，预制剪力墙之间的接缝采用湿式连接，水平接缝处钢筋可采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接和底部预留后浇区内钢筋搭接连接的形式。该结构体系主要用于高层建筑。按照使用的预制墙体部位，可分为全预制装配式剪力墙结构和部分预制剪力墙结构。全预制装配式剪力墙指全部剪力墙均采用预制构件，该结构体系的预制化率高，但拼缝较多、施工难度较大。部分预制剪力墙结构主要指内墙现浇、外墙预制的结构。由于内墙现浇，结构性能和现浇结构类似，适用高度较大、适用性好；采用预制外墙可以与保温、饰面、防水、门窗、阳台等一体化生产，充分发挥预制结构的优势。按照水平拼缝的钢筋连接形式，装配整体式剪力墙结构可分为以下3个主要技术体系：竖向钢筋采用套筒灌浆连接；竖向钢筋采用浆锚搭接连接；竖向钢筋采用底部预留后浇区搭接连接。三种方式有其各自的优缺点及适用范围，目前在国内均有实际的工程应用。
2）叠合板式混凝土剪力墙结构。由叠合式墙板和叠合式楼板，辅以必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、梁、板等构件共同形成的装配整体式剪力墙结构。
结束语
目前我国装配式混凝土结构的研究及应用已经有了很大发展，但是还存在一些发展瓶颈，主要问题有：①装配式混凝土结构主要参照现浇结构的设计理论及施工经验进行设计施工，未充分发挥成本及效率优势，创新性明显不足；②缺乏全生命周期信息化设计及施工管理、运维一体化软件；③现场施工管理水平低；④缺乏对装配式混凝土结构建筑的绿色性能评价研究，不能量化装配式混凝土结构建筑的效率、效益及节能减排效果；⑤产业组织模式及参与各方协同创新机制研究不足；⑥高强高性能混凝土材料等新技术应用不足，没有形成规模效益。
参考文献
[1]余弦.预制装配式混凝土空心墙板结构在新农村建设中的研究与应用[D].西南交通大学，2015.
[2]张伟.装配整体式混凝土结构钢筋连接技术研究[D].长安大学，2015.
[3]兰兆红.装配式建筑的施工项目管理及发展问题研究[D].昆明理工大学，2017.