04、郭学明：不得不面对的装配式！

主讲：郭学明

郭学明，中国混凝土与水泥制品协会装饰混凝土分会专家委员会主任，是中国最早研究和从事装配式建筑的人物之一。著有《装配式混凝土结构建筑设计、制作与施工》《GRC幕墙与建筑装饰构件的设计、制作与施工》《旅途上的建筑——漫步欧洲》《旅途上的建筑——漫步美洲》。

讲座的两大主题：日本钢结构装配式别墅简介、装配式混凝土建筑简介与设计要点。一起来看讲座精彩内容！

 国家大力推广的装配式建筑并非一个新鲜的概念 

关于装配式建筑，最先是20世纪一些著名建筑大师探索、提倡与实践，然后20世纪50年代末60年代初，瑞典保障房5年解决一半国民住宅，效率高、成本低的实践使政府主导大规模装配式建筑。随后北欧和欧洲其他国家效仿，包括美国和日本。20世纪80年代后新加坡、台湾、香港等高层建筑装配式。21世纪中国政府开始大力推广。

虽然装配式建筑的预制构件和现场组装这两个基本特点，因此能缩短建筑工期、提高效率和建筑质量，还能节约资源和成本......具有众多优点，但同时也有限制个性化、技术要求高、对建筑规模或体量的依赖等缺点。所以要正确认识装配式建筑的优缺点，并合理的进行选择和建造。

希腊帕特农神庙-石材装配式建筑

美国凤凰城图书馆-全装配式建筑

 核心技术是连接 

通过采用可靠的连接技术和必要的结构与构造措施，能使装配整体式混凝土结构与现浇混凝土结构的效能基本等同。

连接方式：

全装配式——干连接（焊接、螺栓连接）

装配整体式——湿连接（套筒灌浆、浆锚搭接、后浇筑混凝土连接、锚环+加钢筋连接、绳索+钢筋连接）

 装配式混凝土建筑的八大设计要点 

1.  关于设计的错误认识

尽管PC建筑的设计是以现浇混凝土结构为基础的，比较多的工作也确实是在常规设计完成后展开，但PC建筑设计既不是附加环节深化性质，也不是常规设计完成后才开始的工作，更不能由拆分设计机构或制作厂家承担设计责任或自行其是。

2.  限制条件，如：

•抗震设防烈度9度地区，PC建筑没有规范支持。

•工程所在地附近没有PC工厂，工地现场又没有条件建立临时工厂。

•预制工厂到工地的道路无法通过大型构件运输车辆，或途中有限重桥、限高天桥、限高隧洞等，对能否搞装配式或装配式构件的重量与尺度形成限制。

•PC工厂起重能力、固定或移动模台所能生产的最大构件尺寸等，是PC构件拆分的限制条件。

•现行行业标准规定，有些PC建筑最大适用高度比现浇混凝土结构低一些。剪力墙PC结构比现浇剪力墙结构低10~20米。

•装配式建筑不适宜形体复杂的建筑。

•立面造型复杂，或里出外进，或造型不规则，可能会导致模具成本很高、复杂造型不易脱模、连接和安装节点比较复杂。

•建筑立面有较多的外探大的悬挑构件，与主体结构连接比较麻烦，不宜搞装配式。

•模具周转次数少会大幅度增加成本。

3.  建筑风格的影响

如果是有规律的造型，预制比现浇更有优势，也有不适宜的风格，如：

•体量小的不规则建筑，如果没有复制性，又不是可以忽略造价因素的特殊建筑，不适宜搞装配式。模具周转次数太少，造价太高。

•连续无法用装配式实现。

•墙面直线型凸凹过多，又没有规律可言，预制比现浇就没有优势。直线型凸凹现场支模板相对简单，预制要制作很多模具得不偿失。

4.  结构体系的影响

欧洲、美国装配式建筑多层框架结构比较普遍，或全装配式，或湿连接节点较少，或暗柱板式构件，装配效率比较高。国内装配式结构体系以剪力墙结构为主。

剪力墙结构的优势：平板式构件为主，有利于实现自动化生产；模具成本相对较低。

装配式剪力墙结构目前存在的问题：剪力墙装配式的试验和经验相对较少；边缘构件较多的后浇筑区对装配式效率有较大的影响；建筑立面造型约束较多；结构连接的面积较大，连接点多，连接成本高；装饰装修、机电管线等受结构墙体影响较大。

5.  方案设计阶段关于装配式的设计内容

• 对限制条件进行分析

•在确定建筑风格、造型、质感时分析判断装配式的影响和实现可能性。

•在确定建筑高度时考虑装配式的影响。

•在确定形体时考虑装配式的影响。

•地方政府在土地招拍挂时设定了预制率的刚性要求，建筑师和结构设计师在方案设计时须考虑实现这些要求的做法。

6.  施工图设计阶段关于装配式的设计内容

建筑设计：与结构工程师确定预制范围，哪一层、哪个部分预制；设定建筑模数，确定模数协调原则；在进行平面布置时考虑装配式的特点与要求；在进行立面设计时考虑装配式的特点，确定立面拆分原则；依照装配式特点与优势设计表皮造型和质感；将各专业对建筑构造的要求汇总等等。

结构设计：与建筑师确定预制范围，哪一层、哪个部分预制；因装配式而附加或变化的作用与作用分析；对构件接缝处水平抗剪能力进行计算；因装配式所需要进行的结构加强或改变；因装配式所需要进行的构造设计；依据等同原则和规范确定拆分原则等等。

其他专业设计：内装、给水、排水、暖通、空调、设备、电气、通讯等专业须将与装配式有关的要求，准确定量地提供给建筑师和结构工程师。

7.  拆分设计原则与内容

拆分工作内容：确定现浇与预制范围、边界；结构构件拆分位置；确定构件连接方式；确定后浇筑区、接缝和构件尺寸；确定钢筋连接、加强与锚固构造等。

拆分原则：外墙构件考虑建筑功能和建筑艺术的要求；结构的合理性；接缝位置在应力最小部位；高层建筑套筒连接节点避开塑性铰；尽可能统一或减少构件规格；与相邻的构件拆分协调；符合制作、运输和安装环节的重量限制等等。

8.  构件制作图细目。制作清晰准确的各类图纸，有助于提高施工效率和质量。

 中国发展装配式建筑的难点 

1、粗放传统（设计、制作、施工）

•设计不细•各专业撞车•埋设习惯•后锚固方法•施工太粗•没有精装修，砸墙凿洞。

2、建筑风格的适应性

3、剪力墙的适应性

•没有经验•连接点多，难于减少连接点•后浇混凝土多•三边出筋一边套筒，自动化难于实现

4、外墙外保温

•增加成本•增加无效面积•增加重量

5、建筑层高与装饰习惯（不吊顶不架空）

•管线埋置在混凝土中•板缝无法解决•同层排水难于实现

6、比技术更重要的是意识、经验与管理

因此，以我国目前装配式建筑的发展要实现装配式优点还需­­­要更成熟的技术、经验以及完善的管理措施。

以上知识在郭学明主编的书《装配式混凝土结构建筑设计、制作与施工》中均有详细讲解，该书从混凝土装配式建筑的发展现状、技术特点入手，结合国际先进技术和国内的发展状况，系统地介绍了装配式混凝土结构的材料特点、设计原则、制作要点及施工工艺流程，是当前我国从事装配式混凝土结构设计、施工人员的案头必备工具用书。特向大家推荐此书。

另外，郭学明的建筑类畅销书《旅途上的建筑——漫步欧洲》和《旅途上的建筑——漫步美洲》轻松有趣的写活了欧美建筑，兼具思想深度和艺术品味，也非常值得一看。