预制混凝土结构与抗震

1、预制混凝土结构与抗震预制商品混凝土结构的初步运用阶段是从预制构件开始的，1891年巴黎公司 Ed.coignet在Biarhtz 的俱乐部建筑中率先使用了预制商品混凝土梁。20世纪 初，美国、德国等西方国家，开始建造由预制商品混凝土构件组成的结构。预制商品混凝土结构的初步运用阶段是从预制构件开始的，1891年巴黎公司Ed.coignet在Biarritz 的俱乐部建筑中率先使用了预制商品混凝土梁。20世纪初，美国、德国等西方国家，开始建造由预制商品混凝土构件组成的结构。 第二次世界大战结束之后，由于战争的破坏，急需建造大量建筑物，促使预制商 品混凝土结构以其施工速度快、建设工期短、产品质量高，

2、并能节约大量劳动力 等优点长期处于发展和应用阶段，在工程领域中发挥着较大的作用。1预制商品混凝土结构的建造和效益评价预制商品混凝土结构的建造方法，简单说来，就是用起重机及其他运载施工 机械将工厂化生产的预制商品混凝土构件（如梁、板、柱）进行组合安装的一种快 速施工技术。其施工分为两个阶段：第一阶段在工厂制作预制构件，第二阶段在 现场安装。预制商品混凝土结构的建造工序为：设计、制作、运输、安装、装饰 等。预制商品混凝土技术的经济优势冏品混凝土预制厂品在工厂控制条件下生广，质量保证率图与传统的建筑工地现场浇筑商品混凝土工艺相比，工厂化生产劳动效率高, 生产环境稳定。由于构件的定型化和标准化，预制构

3、件比用其他施工方法生产的 等效构件可节省较多的材料和人工， 且产品按既定标准严格检验出厂，故质量保 证率图。位于美国夏威夷檀香山的阿拉莫那旅馆，是一座 38层的全预制的商品混凝 土建筑，具楼板的整体厚度为152mm包括63mnS的预制预应力商品混凝土底 板和89 mnB的现浇叠合面层。若使用现场浇筑商品混凝土结构，按照楼面荷载 和跨度计算，楼板厚度要达到229mm由于该建筑总体采用预制商品混凝土结构， 楼板采用预应力商品混凝土叠合结构，仅楼盖结构就节省2 500mnB的商品混凝 土，不仅减轻了结构自重，还节约柱、梁、抗震墙和基础支撑体系的费用。建造速度快，对周围的工作和生活影响小预制构件制作完

4、成后，先临时存放，然后直接运到施工现场安装，可以缓解 现场施工场地紧张的压力，方便快捷。对于闹市区的百货公司、停车场、过街大 桥这类工期紧、施工文明要求高的工程，尤其适用。预制构件可在非交通高峰时 刻运输，如午夜车少的时候，可有效减少对周围工作和生活的影响。 如在洪都拉 斯San Pedro Sula市Bufalo工业园区建造的预制预应力商品混凝土悬索人行挤， 桥中央的桥塔由两根柱支撑，主跨的预制桥面板和梁采用预制结构， 整座桥的组 合安装仅用时一个星期，而且施工过程中始终保证有两个逆向的车道通行。使用材料、人工少，投资回收快国外大量工程实例表明，采用预制商品混凝土结构代替现浇结构可以节约55

5、0%的商品?M凝土和40%的钢筋。据欧洲国家统计，按传统建筑方法，每平 方米建筑面积可节约人工25%30%,降低造价10% 15%,缩短工期约50% 左右。另外，预制商品混凝土结构由于减少了现浇结构的支模、拆模和商品混凝 土养护等时间，施工速度大大加快。从而缩短了贷款建设的还贷时间，缩短了投 资回收周期，减少了整体成本投入，具有明显的经济效益。澳大利亚悉尼有一栋 13层的楼房，上部结构均采用预制构件，梁柱接头采用的是预埋件焊接方法，柱与柱接头采用预应力钢筋连接（即通过施加预应力使柱与柱连接紧密），采用预 制的楼板和墙板，基础采用预制桩基础，仅承台和基础用现浇商品混凝土施工， 其全部施工工期仅用

6、了三个月。预制商品混凝土技术的环境效益建筑材料的节约可减少环境污染建筑材料（如水泥、石子、砂子、钢材、木材等）的节约不仅降低了采矿、加 工和处理过程中的能耗，而且也由于能耗的降低而减轻了空气的污染。 实验表明， 生产一吨水泥大约有一吨的C02会释放到大气中。另外，节省建筑材料不仅节约 了自然资源，也节约了能源，这种节约一直贯穿在建筑材料的开发、生产、运输 和安装的全过程中。例如在现浇商品混凝土结构施工中，临时支撑、脚手架、模 板等会耗费掉大量的木材、钢材。施工技术的革新有利于工厂化生产采用预制及半预制商品混凝土结构， 将减少现浇商品混凝土作业，结构构件 和建筑构件实行工厂化生产，还可以将装修和

7、设计、施工一体化，有利于环境保 护和减少施工扰民。建筑自重的减轻，有利于结构防震通过预制商品混凝土技术可建造轻质高强的抗震结构，使结构自重减轻，可以减少灾后救援和灾后重建的能源消耗，有利于生态系统和环境的保护。目前预制商品混凝土结构经过国内外大量的工程研究和实验，已经达到了对任何常用的 框架，都可以采用拼装预制构件的做法来建造具有抗震能力的整体结构，从而解决了预制商品混凝土结构在抗震区建造的难题， 有助于预制商品混凝土结构的推 广应用。2预制商品混凝土结构在我国的发展我国预制商品混凝土结构的应用现状我国预制商品混凝土结构的应用起于 20世纪50年代，借鉴前苏联的经验， 在全国建筑生产企业推行标

8、准化、工厂化和机械化，发展预制构件和预制装配建 筑。从20世纪60年代初到80年代中期，预制商品混凝土构件生产经历了研究、 快速发展、使用、发展停滞等阶段，到20世纪80年代末，全国已有数万家预制 商品混凝土构件厂，全国预制商品混凝土年产量达 2500万m3 20世纪80年代 初期，建筑业曾经开发了一系列新工艺，如大板、升板体系、南斯拉夫体系、预 制装配式框架体系等，但在进行了这些有益的实践之后，均未有大规模的推广。究其原因，主要有以下方面：（1）在建筑高度、建筑形式、建筑功能要求等方面 有较大的局限；（2）受到当时的经济条件制约，建筑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

9、求，（3）受技术水平的限制，体系及构件 接头处理不善，极易造成漏水，影响正常使用；（4）节点构造复杂，受力可靠性 差，尤其在地震设防区对结构产生较大的影响， 如唐山大地震时，大量砖混结构 遭到破坏使人们对预制商品混凝土楼板的应用更加保守；（5）劳动力价格低廉，自20世纪80年代初期我国改革开放后，农村大量劳动者涌向城市，由于这些劳 动者未经过专门技术训练，大部分投入了建筑工地，从事劳动强度大、收入低的 现场浇筑商品混凝土结构现场施工，从而使得需要有一定技术难度的预制商品混 凝土结构发展停滞。总之，这些客观的技术经济条件严重阻碍了预制商品混凝土 结构在我国的发展。目前，我国大部分地区，尤其有抗震

10、设防要求的地区，商品混凝土结构基本 为全现浇结构。工厂化的发展主要使得预拌商品混凝土有了较大发展，大、中城市（尤其是我国东部地区）基本上都已拥有预拌商品混凝土生产企业， 年生产能力 已达到3000万m3以上，部分大城市的预拌商品混凝土产量已超过现浇商品混凝 土总量的80%。预制商品混凝土产品主要是一些初级产品，如预制商品混凝土 楼板等。我国新型预制商品混凝土结构的研究与应用进入21世纪后，伴随着我国城镇化和城市现代化进程的快速发展，能源、 矿产、水、土地等资源不足的矛盾越来越突出，生态建设和环境保护的形势日益 严峻，原来建立在我国劳动力价格相对低廉的基础之上的建筑行业，正在面临劳动力成本的不断

11、上升，逐渐成为制约我国建筑业进一步发展的瓶颈。参照国际上 建筑业的发展过程，当国内生产总值达到人均1000-3000美元后，开发新型的预 制商品混凝土结构体系，实现工厂化生产就成为解决传统建筑人工化生产方式缺 陷、促进建筑业快速发展的主要途径。基于上述观点，作为20052006年参加了国内首栋全预制方案的框架结构建筑试验研究。该项目全部结构及非结构构件都采用预制形式， 并按创新设计方 法设计，该试验楼结构的特点是梁柱采用三维构件的形式预制， 现场通过后浇商 品混凝土将各构件连接形成框架承重体系，楼板采用叠合楼板，并通过延性节点 设计，使其在平面内能够在地震作用下自由变形； 外墙采用了工厂化生产的已进 行了内外装饰的多种形式的商品混凝土墙板、 复合幕墙等，厨房和浴室采用了整 体预制、现场拼装形式。在设计过程中已考虑了机电管道的预留，既满足运输和安装要求，同时减少 了现场的湿作业。由于采用先进预制商品混凝土技术与轻质保温隔声墙板相结合， 提高了结构整体质量和改善了使用功能。通过对国内首栋全预制方案的框架结构建筑的全面试验研究，在设计、施工上对新型预制商品混凝土结掏体均做了有益的探索。试验数据表明：新型预制商品混凝土结构体系使建造过程和住宅产品更环保， 资源利用更合理；工厂化的方式给客户带来品质更高， 性能更优，更个性化的住 宅产品。比如未来实现工厂化可以有效减少现场垃圾，材料损耗