基于標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)造體系的裝配式混凝土住宅設(shè)計(jì)

  1 引言

  裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件通過鋼筋、連接件或施加預(yù)應(yīng)力加以連接并現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土而形成整體的結(jié)構(gòu)，又簡(jiǎn)稱為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)（precast concrete，PC結(jié)構(gòu)），按照此工藝建造的建筑，稱為裝配式建筑，亦可稱為PC建筑。由此體系建造的住宅為裝配式混凝土住宅。裝配式混凝土住宅是住宅生產(chǎn)方式的變革，住宅產(chǎn)業(yè)化是住宅建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的必然需求。當(dāng)今世界，能源緊張、節(jié)能減排已是全球共同的話題，住宅建筑的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化勢(shì)在必行。

  裝配式住宅工業(yè)化生產(chǎn)，這與國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、節(jié)能減排、原材料的循環(huán)利用、提升建筑質(zhì)量等是密切相關(guān)的，政府在管理層面上也出臺(tái)了一系列政策大力支持。裝配式混凝土住宅已逐步在全國(guó)各地進(jìn)行推廣，各地也初步形成了符合當(dāng)?shù)靥厣难b配式混凝土住宅體系，也有相關(guān)的地方規(guī)范出臺(tái)。但從目前裝配式混凝土住宅的實(shí)際情況來(lái)看，存在的一個(gè)重要的問題是，標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化沒有充分體現(xiàn)；建筑形式與裝配式、工業(yè)化的關(guān)系不緊密。產(chǎn)生此問題的根本原因是缺少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的營(yíng)造體系。

  2 營(yíng)造體系的標(biāo)準(zhǔn)化需求

  國(guó)內(nèi)的PC技術(shù)有很多種，各地不盡相同。萬(wàn)科在全國(guó)各地推廣的PC也有多種體系，北京萬(wàn)科的是預(yù)制整體式剪力墻技術(shù)（豎向套筒連接），深圳萬(wàn)科是內(nèi)澆外掛體系，上海萬(wàn)科是PCF體系，上海城建（集團(tuán)）采用的是框架體系。體系眾多，裝配式住宅產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的概念不強(qiáng)，和現(xiàn)澆的住宅產(chǎn)品比沒有實(shí)質(zhì)性的變化。標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的缺失，導(dǎo)致裝配式住宅的建造成本大幅度提升。同時(shí)也存在為了預(yù)制而預(yù)制，或者象征性的采用部分的PC技術(shù)。達(dá)到此目的很容易，造價(jià)也不會(huì)太高。然而建立一套成熟的技術(shù)體系則需要長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐和堅(jiān)持，只有不斷改進(jìn)和優(yōu)化才能進(jìn)一步降低成本，將技術(shù)的推廣應(yīng)用推向成熟。

  2.1 裝配式建筑的技術(shù)策略

  基于對(duì)裝配式建筑多年研究和實(shí)踐，建議可采用如下技術(shù)策略。

  2.1.1向制造業(yè)學(xué)習(xí)

  我國(guó)建筑行業(yè)一直走的是粗放型的發(fā)展道路，標(biāo)準(zhǔn)化缺失，模數(shù)化沒有真正推廣開，建筑部品在推廣和應(yīng)用模數(shù)協(xié)調(diào)方面貫徹不力，導(dǎo)致住宅產(chǎn)業(yè)化長(zhǎng)期形不成，開發(fā)成本、效率和效益低下。住宅開發(fā)及部品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化概念淡薄，模數(shù)協(xié)調(diào)理論早丟到腦后。部品設(shè)備無(wú)序化生產(chǎn)，技術(shù)引進(jìn)名目混亂。我們一直號(hào)召向制造業(yè)學(xué)習(xí)，像造汽車那樣造房子，向機(jī)械行業(yè)、計(jì)算機(jī)行業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)什么？首要的就是要學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化思想，用標(biāo)準(zhǔn)化的理論知識(shí)武裝頭腦，結(jié)合建筑行業(yè)的實(shí)際，解決PC技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的成本居高不下、難以標(biāo)準(zhǔn)化的問題。同時(shí)需要建立標(biāo)準(zhǔn)化的一系列標(biāo)準(zhǔn)文件，占據(jù)行業(yè)發(fā)展的高端地位，引領(lǐng)社會(huì)化大協(xié)作生產(chǎn)模式的技術(shù)發(fā)展方向。

  2.1.2熟悉各種不同的技術(shù)體系，吸取各種技術(shù)體系的長(zhǎng)處，尋找技術(shù)實(shí)施和研發(fā)的現(xiàn)實(shí)條件

  技術(shù)體系的成熟不是一天兩天的事情，各種結(jié)構(gòu)技術(shù)體系均存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，沒有完美的技術(shù)體系。但可以結(jié)合規(guī)范的允許范圍，促進(jìn)成熟可靠技術(shù)的實(shí)施推廣；并聯(lián)合社會(huì)各界技術(shù)研發(fā)力量，搭建尚未成熟的技術(shù)的研發(fā)平臺(tái)，熟悉掌握各種可能出現(xiàn)的技術(shù)，在有條件時(shí)開展試驗(yàn)。

  2.1.3以成本為導(dǎo)向研發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品，同時(shí)注意技術(shù)體系的延展性

  宜家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)有一個(gè)特色，那就是“先制訂價(jià)格，再進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)”，所以出現(xiàn)很多價(jià)格低廉、非常具有設(shè)計(jì)感的家居產(chǎn)品。宜家憑這樣的設(shè)計(jì)理念讓宜家的產(chǎn)品走進(jìn)了干家萬(wàn)戶，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得一席之地。

  做裝配式住宅也可以根據(jù)售價(jià)未開始設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的受眾群體來(lái)設(shè)計(jì)適合他們的裝配式住宅。但同時(shí)還要考慮到裝配式技術(shù)的延展性，縱向是自身技術(shù)的發(fā)展的脈絡(luò)要清晰，在質(zhì)量穩(wěn)定和成本可控的同時(shí)逐步提升預(yù)制率，提供更加高質(zhì)量的產(chǎn)品，橫向是將裝配式住宅技術(shù)向其他領(lǐng)域擴(kuò)展到辦公、商業(yè)乃至于各種業(yè)態(tài)的綜合集群建筑。

  2.2 關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的研究

  2.2.1標(biāo)準(zhǔn)化

  標(biāo)準(zhǔn)定義為“在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)活動(dòng)或其結(jié)果規(guī)定共同的和重復(fù)使用的規(guī)則，導(dǎo)則或特征的文件。該文件經(jīng)協(xié)商一致并經(jīng)一個(gè)公認(rèn)的機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)?！睒?biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以科學(xué)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為技術(shù)，以促進(jìn)最佳社會(huì)效益為目的。制定標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象是重復(fù)性事物或概念；制定標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象，包含生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)工作和社會(huì)活動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域，但并不是所有的事物或概念，而是比較穩(wěn)定的重復(fù)性的事物或概念；標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的客觀基礎(chǔ)是“科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果”；標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)生過程中要“經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致”；標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)特征是統(tǒng)一；標(biāo)準(zhǔn)“由標(biāo)準(zhǔn)主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)以特定的形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)”的統(tǒng)一規(guī)定?！皹?biāo)準(zhǔn)”是一個(gè)廣義的概念，有文件標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)等。

  2.2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化的定義

  標(biāo)準(zhǔn)化為在一定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，對(duì)實(shí)際的或潛在的問題制定共同的重復(fù)使用的規(guī)則活動(dòng)。上述活動(dòng)主要是包括制定、發(fā)布及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的過程。標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義是改進(jìn)產(chǎn)品、過程或服務(wù)的適用性，防止貿(mào)易壁壘，并促進(jìn)技術(shù)合作。標(biāo)準(zhǔn)化的總目的是為了在一定的范圍內(nèi)獲得最佳秩序并促進(jìn)最佳的社會(huì)效益。除此之外，標(biāo)準(zhǔn)化還有一個(gè)或多個(gè)特定目的，以適應(yīng)某種需要或選擇。標(biāo)準(zhǔn)化的方法原理：標(biāo)準(zhǔn)化的基本原理通常是通行的八字原理：“統(tǒng)一、簡(jiǎn)化、選優(yōu)、協(xié)調(diào)”。

  2.2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

  標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是指標(biāo)準(zhǔn)件的選用和常用件的設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)中提高效率的最簡(jiǎn)便的方法是建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和常用件庫(kù)。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)具有優(yōu)良的性能才能確立為標(biāo)準(zhǔn)件，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以無(wú)須對(duì)其結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。在標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了信息傳遞的單向性，即設(shè)計(jì)者只能選用不能修改。標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)如下：采用統(tǒng)一的描述格式，不同系統(tǒng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)可以進(jìn)行信息交換，最大限度地減少重復(fù)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)造成的資源浪費(fèi)，并提高了系統(tǒng)的可靠性；為設(shè)計(jì)人員提供盡可能完整的標(biāo)準(zhǔn)件信息，該信息不僅包含尺寸、圖形信息，還包括材料、功能信息等?；谑挛锾匦员淼臉?biāo)準(zhǔn)件庫(kù)體系是開放的，易于擴(kuò)充。

  2.2.2模塊化

  模塊的本意就是“組件、預(yù)制件或預(yù)制住房單元”等，人們采用標(biāo)準(zhǔn)的尺寸的磚、石和黏結(jié)劑，通過不同的組合，可建成形狀、風(fēng)格各異的建筑物。磚、石的形狀雖然簡(jiǎn)單，但是他們的組合是多變的。Module的形容詞modular則表示有節(jié)奏的進(jìn)行測(cè)量，含有積木化或組裝式等含義，模塊化（modularization）一詞就兼有積木化的意義。由若干塊“積木”，可以組合成不同形狀和風(fēng)格的建筑物，雖然他們的元素不多，但它具有快速組合和形式多變的特點(diǎn)，這正是人們所需要的優(yōu)點(diǎn)。模塊化是在通用化、系列化、組合化等標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上引入系統(tǒng)工程原理而發(fā)展起來(lái)的一種標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，表現(xiàn)特征為尺寸模數(shù)化、結(jié)構(gòu)典型化、部件通用化、參數(shù)系列化，組裝積木化。作為組合化發(fā)展的高級(jí)階段，模塊化的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)的分解與組合原理。

  2.2.2.1 模塊化的涵義

  所謂模塊化設(shè)計(jì)，就是在標(biāo)準(zhǔn)化理論的基礎(chǔ)上運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理，將一復(fù)雜的工程產(chǎn)品分解成層次合理的簡(jiǎn)化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化單元模塊，并用這些標(biāo)準(zhǔn)化模塊組合成各種不同產(chǎn)品的過程。它是以功能分析為基礎(chǔ)，通過功能、用途不同的各模塊的互聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)基型產(chǎn)品和變型產(chǎn)品，主要包括模塊劃分與模塊組合兩個(gè)過程，模塊劃分是功能模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，模塊組合則是根據(jù)具體的功能要求，選擇合適的模塊組成產(chǎn)品。根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思想，產(chǎn)品的構(gòu)成層次發(fā)生了重大的變化。模塊成了設(shè)計(jì)制造單元，要設(shè)計(jì)并建立標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)、專用模塊庫(kù)與相似的零部件庫(kù)。生產(chǎn)時(shí)，查找標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)、專用模塊庫(kù)，對(duì)無(wú)法直接利用的模塊可在其基礎(chǔ)上進(jìn)行變性設(shè)計(jì)形成新的模塊，重新拼合模塊使之成品化，縮短了設(shè)計(jì)周期。

  2.2.2.2 模塊化設(shè)計(jì)

  模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是模塊化標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。它是指結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是模塊接口標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。模塊化設(shè)計(jì)所依賴的模塊化的組合，即連接或接口。顯然，為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換，模塊化應(yīng)具有可組合性和互換性兩個(gè)特征，而這兩個(gè)特征出現(xiàn)在接口上，必須提高其標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、規(guī)格化的程度。例如，具有相同的功能，不同性質(zhì)的單元一定要具有相同的安裝基面和相同的安裝尺寸，才能保證模塊化的有效組合。計(jì)算機(jī)行業(yè)中，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)通用的總線結(jié)構(gòu)，來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)廠家的模塊均能組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并協(xié)調(diào)工作，使這些廠家可以集中精力、大量生辰某些特定的模塊，并不斷進(jìn)行精心改良和研究，促使計(jì)算機(jī)技術(shù)達(dá)到空前的發(fā)展。

  2.2.2.3 模塊化與模數(shù)協(xié)調(diào)

  關(guān)于模塊化與模數(shù)協(xié)調(diào)，模塊化是復(fù)雜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，無(wú)論是組合式的單元模塊還是結(jié)構(gòu)模塊都貫穿一個(gè)基本原則，這就是用型式和型式尺寸數(shù)目很少且有經(jīng)濟(jì)合理的統(tǒng)一化單元一模塊，組合成大量具有各種不同性能的各種復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)綜合體，這一原則成為模塊化原則。為了實(shí)現(xiàn)模塊化原則，保證模塊是由模塊組成的產(chǎn)品在尺寸上的協(xié)調(diào)，必須建立一套模數(shù)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的主尺度、性能參數(shù)以及模塊化的外形尺寸進(jìn)行約束，這就是建筑中的模數(shù)協(xié)調(diào)。

  模數(shù)協(xié)調(diào)工作是各行各業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中最基本的技術(shù)工作，遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，全面實(shí)現(xiàn)尺寸配合，可保證在住宅建設(shè)過程中，在功能、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益方面獲得優(yōu)化，促使住宅建設(shè)從粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為集約型的社會(huì)化協(xié)作生產(chǎn)。

  2.2.2.4 模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)在裝配式混凝土住宅設(shè)計(jì)的目的

  模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)在裝配式混凝土住宅設(shè)計(jì)的目的主要表現(xiàn)在以下幾方面：實(shí)現(xiàn)住宅建筑的設(shè)計(jì)者、制造業(yè)者、經(jīng)銷商、建筑業(yè)者和業(yè)主等人員之間的生產(chǎn)活動(dòng)互相協(xié)調(diào)；能從建筑各部位尺寸進(jìn)行分割，并確定各部件（模塊）的尺寸和邊界條件，是部件（模塊）規(guī)格化，又不限制設(shè)計(jì)自由；優(yōu)選某種類型的標(biāo)準(zhǔn)化方式，達(dá)到使用數(shù)量不多的標(biāo)準(zhǔn)化部件（模塊），建造不同類型的住宅建筑；能使建筑部件（模塊）尺寸的數(shù)量達(dá)到優(yōu)先化；促進(jìn)部件（模塊）的互換性，使部件（模塊）的互換與其材料、外形或生產(chǎn)方式無(wú)關(guān)；采用合理化的方法定位，吊裝和組裝部件（模塊），以簡(jiǎn)化施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

  2.2.3 PC技術(shù)體系選定要訣

  PC技術(shù)體系選定的過程中一定要做到“六化”，即簡(jiǎn)化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。具體可表現(xiàn)為以下九點(diǎn)：

  1）結(jié)構(gòu)布置盡可能的簡(jiǎn)單，構(gòu)件的規(guī)格盡可能的簡(jiǎn)化；

  2）相同通用構(gòu)件體系的住宅產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)多種戶型和樓型，但是具有相同的“基因”，實(shí)現(xiàn)一種統(tǒng)一外部表現(xiàn)，個(gè)性化的表現(xiàn)通過外表面顏色、附加構(gòu)件如陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板等的設(shè)置實(shí)現(xiàn)個(gè)性化；

  3）構(gòu)件、戶型應(yīng)該形成事實(shí)上的通用化體系，并具有互換的特性，促進(jìn)產(chǎn)品和部件的標(biāo)準(zhǔn)化；通用構(gòu)件應(yīng)具有很靈活的組合性特點(diǎn)；

  4）按照建筑模數(shù)，形成構(gòu)件、部品的系列化分布，以適應(yīng)更加多樣的需求；

  5）PC建筑首先拆分為標(biāo)準(zhǔn)模塊，然后是標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，形成一定的系統(tǒng)層次關(guān)系；某些非標(biāo)部位形成非標(biāo)模塊，以適應(yīng)部分特殊需求；

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  6）標(biāo)準(zhǔn)化需要形成一定的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件和部品庫(kù)，且這是一個(gè)開放的系統(tǒng)，易于擴(kuò)充；

  7）拆分構(gòu)件時(shí)應(yīng)注意構(gòu)件在整個(gè)系統(tǒng)中的作用及其更換性的可能性以及必要性，并保持構(gòu)件在功能及結(jié)構(gòu)方面有一定的獨(dú)立性和完整性，構(gòu)件問的結(jié)合要素便于連接與分離；

  8）構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化背后其實(shí)就是模板的標(biāo)準(zhǔn)化，目的就是提升鋼模的利用效率，標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件可以由可變模板技術(shù)實(shí)現(xiàn)系列化的構(gòu)件系統(tǒng)；

  9）模塊化數(shù)理方面的支撐就是模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)，模數(shù)協(xié)調(diào)技術(shù)首先利用基本模數(shù)網(wǎng)格控制建筑物的平立剖面，以利于拆分成單元模塊或構(gòu)件，并利用構(gòu)件定位技術(shù)、公差與配合等技術(shù)實(shí)現(xiàn)部件安裝接口的模數(shù)協(xié)調(diào)。

  3 裝配式混凝土住宅相關(guān)體系

  根據(jù)近年未裝配式混凝土住宅按結(jié)構(gòu)體系體可分為預(yù)制框架體系、預(yù)制剪力墻體系、預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)澆外掛體系。

  3.1 預(yù)制框架體系

  預(yù)制框架結(jié)構(gòu)體系的主要特征是將框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件拆分成梁、柱、樓板等基本預(yù)制結(jié)構(gòu)體，單個(gè)構(gòu)件重量較小，有利于預(yù)制和運(yùn)輸。連接處可以選擇在梁柱節(jié)點(diǎn)，也可選擇在梁柱節(jié)點(diǎn)以外，垂直構(gòu)件連接一般采用套筒灌漿連接，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的連接。節(jié)點(diǎn)區(qū)或分段連接區(qū)現(xiàn)澆，樓板疊合層一般現(xiàn)澆，形成整體的剛度，達(dá)到等同現(xiàn)澆、抗震的目的。目前上海地區(qū)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)總高度不應(yīng)大于50m。

  外墻作為結(jié)構(gòu)體的荷載，不作為主要受力構(gòu)件，根據(jù)建筑物的性質(zhì)，可以選擇預(yù)制混凝土墻板或者玻璃幕墻。預(yù)制墻板與結(jié)構(gòu)體的連接采用干法或濕法連接，必定有一個(gè)方向與結(jié)構(gòu)體鉸接。結(jié)構(gòu)體遇到外部荷載發(fā)生形變時(shí)，墻板之間可以發(fā)生變形，但墻體本身不發(fā)生破壞。

  預(yù)制框架可以結(jié)合現(xiàn)澆剪力墻或者預(yù)制剪力墻同時(shí)使用形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。預(yù)制框架結(jié)構(gòu)體系在上海、南京、沈陽(yáng)有部分項(xiàng)目應(yīng)用。

  3.2 預(yù)制剪力墻體系

  預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系將剪力墻結(jié)構(gòu)體系的建筑拆分成剪力墻、樓板等構(gòu)件，構(gòu)件類型較少，但單個(gè)構(gòu)件重量較大，剪力墻板豎向采用套筒或者漿錨連接，套筒可靠度高但是造價(jià)比較高，漿錨連接理論可行、造價(jià)較低，但施工質(zhì)量保證難度較大；墻板水平向采用預(yù)留現(xiàn)澆段連接。預(yù)制剪力墻的平面布置與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)區(qū)別不大，用于住宅比較容易適合傳統(tǒng)的高層住宅的消費(fèi)習(xí)慣。現(xiàn)行上海地區(qū)沒有規(guī)范出臺(tái)支持本系統(tǒng)。目前在國(guó)內(nèi)預(yù)制剪力墻技術(shù)北京、沈陽(yáng)、哈爾濱有部分項(xiàng)目應(yīng)用。

  3.3 預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系

  預(yù)制疊合剪力墻是為了實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化而生產(chǎn)的一種介于全現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻和全預(yù)制剪力墻之間的一種剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件。預(yù)制墻板工法又稱為PCF工法，日本是較早推廣、應(yīng)用這種剪力墻的國(guó)家，技術(shù)也相對(duì)成熟。目前，預(yù)制疊合剪力墻在日本作為框架填充墻或框架結(jié)構(gòu)中的抗震墻使用，真正作為受力構(gòu)件用于純剪力墻結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例不多見，同時(shí)日本工程界對(duì)于結(jié)構(gòu)高度超過60m的建筑中采用預(yù)制疊合剪力墻態(tài)度謹(jǐn)慎?，F(xiàn)行上海地區(qū)規(guī)范規(guī)定預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)只適用于結(jié)構(gòu)總高度不大于60m，層高不大于5.5m，抗震等級(jí)為三級(jí)以及以下的小高層、高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅外墻。目前在國(guó)內(nèi)預(yù)制疊合剪力墻技術(shù)上海有部分項(xiàng)目應(yīng)用。

  3.4 其他體系

  在國(guó)內(nèi)展開應(yīng)用的其他體系還有NPC體系、預(yù)制疊合墻板體系等，這些體系與前述介紹的三種體系之一無(wú)本質(zhì)區(qū)別。內(nèi)澆外掛體系本質(zhì)上是將部分外墻板當(dāng)成荷載，受力結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的形式，兩者利用現(xiàn)澆連接在一起，本質(zhì)上不屬于結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件采用PC技術(shù)的范疇，不具備技術(shù)延展性，屬于為了預(yù)制而預(yù)制。預(yù)制異形柱結(jié)構(gòu)體系也是一種適合于預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)體系，由于本體系現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的適用范圍（上海地區(qū)異性柱框架結(jié)構(gòu)適用的高度為21m，異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)體系適用的高度為40m）不算大，且尚未開展相應(yīng)預(yù)制工法的研究，預(yù)計(jì)未來(lái)可以作為一種比較有特點(diǎn)的預(yù)制技術(shù)體系加以應(yīng)用。

  4 基于標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)造的技術(shù)體系研究

  基于裝配式混凝土住宅標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)造可以從標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)配件、標(biāo)準(zhǔn)戶型和標(biāo)準(zhǔn)立面三方面人手形成一套完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

  4.1 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)配件

  標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)配件有立柱、疊合梁、墻板、疊合板，樓梯，陽(yáng)臺(tái)六種構(gòu)件，每種構(gòu)件的規(guī)格控制在2種以內(nèi)，可以提高模板的重復(fù)利用率，降低模板的攤銷費(fèi)用，從而降低生產(chǎn)成本。

  4.1.1標(biāo)準(zhǔn)立柱

  規(guī)格600x600，可采用預(yù)制柱或現(xiàn)澆柱。

  方柱VS扁柱：方柱形狀和受力性能I-IN個(gè)方向完全相同，更有利于構(gòu)件梁、墻體的標(biāo)準(zhǔn)化，提高模板的利用率；扁柱在角部設(shè)置帶來(lái)了多種非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，處理難度較大。

  4.1.2標(biāo)準(zhǔn)墻板

  150厚預(yù)制混凝土外墻板或200厚預(yù)制夾心保溫墻板，造價(jià)要求高時(shí)采用單板，造價(jià)允許時(shí)可采用夾心墻板。

  4.1.3標(biāo)準(zhǔn)樓板

  采用疊合樓板，板厚140（60預(yù)制+80現(xiàn)澆）。

  4.1.4標(biāo)準(zhǔn)樓梯

  采用預(yù)制樓梯。

  4.1.5標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)臺(tái)板

  采用懸挑疊合陽(yáng)臺(tái)板。

  4.2 標(biāo)準(zhǔn)戶型設(shè)計(jì)

  4.2.1戶型設(shè)計(jì)原則

  裝配式混凝土住宅設(shè)計(jì)應(yīng)該充分體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì)理念。筆者結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)戶型的設(shè)計(jì)總結(jié)出若干原則：

  1）裝配式框架一剪力墻體系的預(yù)制率的高低可調(diào)節(jié)性大，且此體系還可以用于辦公、商業(yè)、學(xué)校等一系列的公共建筑中，市場(chǎng)前景廣闊。因此，新的戶型設(shè)計(jì)依舊選用裝配式框架一剪力墻體系；

  2）針對(duì)中小戶型設(shè)計(jì)，提出將梁柱外凸到室外，以減弱凸梁凸柱對(duì)室內(nèi)的影響；

  3）建筑尺寸盡量統(tǒng)一，從而可以較少預(yù)制構(gòu)件的種類和規(guī)格。通過構(gòu)件之間不同的組合來(lái)達(dá)到各種戶型的使用要求；

  4）廚房、衛(wèi)生間、陽(yáng)臺(tái)等小構(gòu)件尺寸盡可能一致。

  4.2.2標(biāo)準(zhǔn)戶型設(shè)計(jì)

  在上述原則的指導(dǎo)下，提出了標(biāo)準(zhǔn)戶型設(shè)計(jì)。  此戶型構(gòu)件的種類少，大部分的構(gòu)建是以6.6m和3.3m為基本尺寸。平面規(guī)則，基本沒有凹凸，體形系數(shù)小，對(duì)節(jié)能有利。柱網(wǎng)規(guī)則，縱橫兩個(gè)方向均能對(duì)齊，對(duì)結(jié)構(gòu)受力有利。沒有凹口，對(duì)房間采光有利。梁柱外凸，減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)平面的影響。此戶型設(shè)計(jì)成一房、二房、三房，三種不同戶型的組合形式，可滿足中小戶型的住房基本功能需求。戶型單元之間可分可合。

  此戶型的建筑構(gòu)（部）件可拆分為：交通核剪力墻部分、樓梯、框架柱、框架梁、外圍護(hù)墻體、陽(yáng)臺(tái)、樓板、空調(diào)板等。剪力墻為現(xiàn)澆構(gòu)件、樓板和陽(yáng)臺(tái)為疊合構(gòu)件、其它的均可做成預(yù)制構(gòu)件?？筛鶕?jù)工程實(shí)際情況，自主選擇預(yù)制構(gòu)件。

  4.2.3戶型的可延展性設(shè)計(jì)

  僅一種戶型是不可能滿足市場(chǎng)的需求。在上述對(duì)裝配式建筑的認(rèn)識(shí)、實(shí)踐和設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，提出了一系列的戶型設(shè)計(jì)方案。同樣的建筑構(gòu)件，通過不同的組合，再配以不同的現(xiàn)澆的交通核，未滿足不同住宅需求，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化設(shè)計(jì)，衍生出三種系列的戶型平面。

  4.2.3 1A系列

  由三戶組成一個(gè)單元，開間模數(shù)3300，進(jìn)深模數(shù)4500。通過現(xiàn)澆交通核的不同，來(lái)滿足11-24層的戶型要求。

  4.2.3.2 B系列

  由四戶組成一個(gè)單元，開口按摩模數(shù)3300，進(jìn)深模數(shù)3300和3600。通過現(xiàn)澆交通核的不同，未滿足11-24層的戶型要求。

  4.2.3 3C系列

  由四戶組成一個(gè)單元，開間模數(shù)3300，進(jìn)深模數(shù)由三種。通過內(nèi)天井來(lái)實(shí)現(xiàn)中間戶型廚衛(wèi)等房間的通風(fēng)和采光。此設(shè)計(jì)建筑進(jìn)深大，有利于節(jié)約用地。

  4.2.3.4 通廊式戶型

  上述系列的房型都體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、系列化的概念。戶型平面規(guī)整，有利于建筑節(jié)能。但建筑的進(jìn)深不大，對(duì)節(jié)約土地不利。如果能逐步采用暗衛(wèi)生間，對(duì)裝配式建筑的戶型設(shè)計(jì)是非常有利的。既可以減少凹凸和內(nèi)天井，又能加大建筑進(jìn)深。小面寬、大進(jìn)深的建筑可以節(jié)約土地。

  4.3 標(biāo)準(zhǔn)立面設(shè)計(jì)

  裝配式建筑的立面設(shè)計(jì)同樣應(yīng)體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的理念。在二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里“0”和“1”創(chuàng)造了數(shù)字世界，簡(jiǎn)單卻擁有無(wú)限可能。在做立面設(shè)計(jì)時(shí)可以借鑒這個(gè)概念?！?”可以看做裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，“1”可以看做標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的通用部件。兩者相結(jié)合，并以不同的排列和組合未達(dá)到立面設(shè)計(jì)的變化與同一性。

  上述建筑戶型的立面上已經(jīng)存在有四種元素――柱、梁、板、陽(yáng)臺(tái)（欄桿）。此四種元素是建筑的基本構(gòu)件?，F(xiàn)代住宅建筑中通常會(huì)在空調(diào)板外加百葉，來(lái)隱蔽空調(diào)室外機(jī)。因此，立面上總共有柱、梁、板、陽(yáng)臺(tái)（欄桿）、百葉共五種元素。通過五種元素的不同組合方式、柱和墻面的顏色和材質(zhì)的變化，來(lái)到達(dá)立面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、多樣化。

  5 標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)造體系控制造價(jià)的基本心思路

  裝配式混凝土住宅控制造價(jià)的總體思路是：大力推廣標(biāo)準(zhǔn)化工作，促進(jìn)預(yù)制構(gòu)件的社會(huì)化大生產(chǎn)和加強(qiáng)施工操作人員的培訓(xùn)，降低預(yù)制構(gòu)件的造價(jià)和安裝價(jià)格；部分簡(jiǎn)易構(gòu)件，比如疊合樓板推行工地現(xiàn)場(chǎng)就地預(yù)制，減少運(yùn)輸費(fèi)用。而在采用較低PC率的時(shí)候，比如立柱不采用預(yù)制，內(nèi)隔墻全部采用傳統(tǒng)砌塊等靈活措施。

  6 結(jié)語(yǔ)

  在我國(guó)二十世紀(jì)五、六年代，混凝土裝配式住宅曾經(jīng)推廣過，但由于技術(shù)等各種原因，被市場(chǎng)所淘汰。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今混凝土裝配式建筑的技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，但國(guó)內(nèi)發(fā)展較慢。在經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型之際，混凝土裝配式建筑必定會(huì)迎來(lái)大的發(fā)展時(shí)期?；炷裂b配式建筑，尤其是推廣裝配式住宅標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)造體系對(duì)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展有著積極的意義。