全預製混凝土結構技術手冊（1）

從1949年開始，中國工業體系一邊倒，向前蘇聯學習。

我國的裝配式建築一開始也是學習前蘇聯技術，1959年首次在北京推廣，1970年以後，在計劃經濟體制下，北京開發了大模板住宅。1976年唐山大地震後，北京又引進了南斯拉夫的預製建築體系（基本還是屬於社會主義陣營的技術），建造了很多大板樓。現在北京市仍然保存很多這種大板樓。

由於技術不成熟，這些大板樓漏水和抗震性能比較差，而且住宅不保溫，唐山大地震時大板樓建築倒塌嚴重。

因此在（19676年）改革開放之後，尤其是住房分配市場化之後，中國建築界研發出一種高層現澆混凝土剪力牆住宅建築體系，現在中國從南到北，從東到西，從北上廣深到偏遠小鎮，所有的住宅幾乎都是千篇一律，採用現澆混凝土剪力牆住宅建築體系建造。

現澆混凝土剪力牆住宅建築體系把中國建築界（1976年）前30年在預製裝配式建築的研究努力和技術儲備全部打回原點。

但是，全球範圍內的預製預應力混凝土建築研究並沒有像中國建築界這樣停下腳步，而是大踏步地向前邁進。

也就是說，我們原來在預製預應力混凝土建築領域就與別人差距很大。而我們又停止研究30年，別人仍然繼續研究30年，那麼我們與發達國家在預製預應力混凝土建築領域的技術差距也就至少有60年以上。

2008年之前，我收集了大量鋼結構、木結構、預製預應力混凝土建築結構的技術資料。由於精力有限，以及當時預製預應力混凝土建築的市場行情現狀（10多年前，預製預應力混凝土建築在中國基本沒有任何市場），所以我只好把收集到的預製預應力混凝土建築的所有技術資料束之高閣，放在深圳家中。

而是把所有精力放在了輕骨架（冷軋薄壁輕鋼建築、輕木建築、SIP建築等）建築技術的研究和實踐上。出版了8本專著，幾十篇論文，以及數百萬字的博客、微博，以及微信公眾號文章，並在國內外實踐並建造了幾百棟冷軋薄壁輕鋼建築、輕木建築、SIP建築等。

2016年，黨中央、國務院、全國人大共同發聲，強力推進預製裝配式建築。

看似好像預製預應力混凝土建築的春天來了？

但是，我卻看到了一些非常不好的現象，而且似曾相識。在20世紀90年代中國建築界發起的住宅產業化浪潮時，一些人就曾經玩弄過糊弄領導和老百姓的手法，例如各種偷換住宅產業化概念，現在又故伎重演。

官員、學者、專家們不是去鑽研技術，而是玩弄起數字（裝配率）遊戲和偷換概念（把「等同現澆」和「全裝修」與預製預應力混凝土建造技術混為一談），糊弄領導和老百姓。

實際上，我們現在的預製預應力混凝土建築技術是從「零」開始起步。而且是基礎理論缺乏、實驗方法缺乏、產業實踐缺乏。而且還「閉關自守」，不思進取。

改革開放已經40多年，已經進入深水區，而且河上已經有橋，沒有必要繼續「摸著石頭過河」，那會淹死人的。

發達國家已經在我們前面研究和實踐預製預應力混凝土建築60多年以上，已經在預製預應力建築領域積累了無數的成功和失敗的經驗。

我們要充分利用這種「後發優勢，彎道超車」。而不是「埋頭苦幹，從零開始」研發預應力混凝土建築技術。

今後一段時間，我將逐漸把我多年來所收集的一些預製預應力混凝土建築技術資料整理出來，供深圳和國內同行們參考。

全預製混凝土結構

技術手冊

加拿大預製預應力混凝土協會

目錄

一、全預製混凝土結構

二、長跨度停車庫

三、住宅建築

四、教育建築

五、工業建築

六、商業建築

七、體育場館和演出場館

一、全預製混凝土結構

對於很多建築項目來說，全預製混凝土建築系統正在成為越來越流行的選擇。把建築學、結構預製、預應力混凝土部件結合起來建造整棟建築。

可以採取多種設計方法，包括帶有外掛板的預製柱和梁，或承重預製牆，以及雙T板和空心樓板（SP板）。

建築師：除了滿足業主的目標，全預製混凝土系統還為建築師提供了具體的優點，使得設計過程順暢。

結構工程師：結構工程師認為學習採用預製混凝土結構進行設計並不困難。

承包商：普通承包商發現採用全預製混凝土部件使得他們在現場的工作更加容易，確保業主和設計師能夠順利完成短期項目和長期項目。採用預製建築不需要過多的溝通協調。

（一）快速建造

採用全預製系統的開發商說，和鋼結構比較，預製可以縮短項目周期6~8周，和現澆混凝土建造比較，則更加快速。在把一個新的建築帶進一個競爭激烈的市場，或在特別緊的時間內滿足承租人居住需求，這種時間節省就顯得特別重要。全預製系統的速度有助於保證項目進展順利。

（二）進度優勢

n在大量的建築物中，預製合同可以實現一站式服務。

n在允許的情況下製造，或提前準備好預製件，可以節省時間，從而可以快速、有效、不受天氣影響的建造。

n由於加拿大預製混凝土協會（CPCI）會員的工程部的幫助，設計預製系統就很容易了。

n冬天也可以豎立預製部件，時間進度可以安排的很緊湊。

n全預製系統可以讓承包商快速建造起建築圍合，讓內部裝修承包商快速進場。

n因為預製部件不會燃燒，所以他們天然防火。對於鋼結構，以及其他專業引起的後續維修來說，預製件內在的阻燃性避免了麻煩耗時的防火要求。

（三）美學多樣性

預製混凝土板提供了廣泛的風格。可以生產各種色彩、質感、外觀的板，提供幾乎無限範圍的美學選擇。預製板可以仿大理石、磚和石材，只需要很少的成本，就可以獲得一個強有力的視覺衝擊。

（四）高品質

加拿大預製混凝土協會（CPCI）會員根據加拿大標準協會（CSA）A23.4預製混凝土——材料和建造，提供預製混凝土部件認證。嚴格質量控制確保生產的部件均勻一致性生產。

（五）維修費用低

與採用其他材料的建築相比，預製結構維修費用低。採用大板尺寸結構的建築物，把節點數量減少到最低。

（六）有效定價

在預製建造過程中，能夠較早的準確預計成本。在設計開發出現變更時，可以通過加拿大預製混凝土協會（CPCI）會員工程部更新的報價快速評估。承包商、業主和設計團隊確保項目預算準確和可控。

（七）安全

預製結構保持現場乾淨，免除了建設區域交叉作業，改善了物流，提高了工人安全。通常不需要現場庫存，由起重機直接從貨車起吊預製部件進入建築物預設位置。在建築物上增加，或現有校園，以及在緊挨著商業中心的密集城市地區建造，整潔的現場特別至關重要，建造期間也可以保持正常的商業活動。

（八）內部設計靈活

長跨度預製混凝土系統有助於建築物業主根據客戶在未來的歲月中的需要進行改變。空心板（SP）和雙T板跨度可達14~16米，配合典型的複合鋼結構，與現澆系統相比，大大減少了內部鋼柱數量。預製跨度可達21米，為改變內部布局提供了靈活性。增加很少的成本，預製就可以提供很高的承載能力。

（九）早期輸入

（十）強化最終審批流程

預製者可以提供完成的樣品，完整的樣品，以及大規模的模型，確保設計概念變成現實。設計師可以檢查窗戶介面、節點連接，以及其它關鍵要素，確保外觀可以接受，以及將來各工種之間的銜接。到工廠參觀，討論技術，審查外觀，不需要沒完沒了的現場監理。

（十一）可持續設計

預製混凝土提供了許多好處，確保環境友好；能源和環境設計（LEED 加拿大）標準不斷增長，非常流行。預製的能源效率、可再生能力、可重複使用，以及在預製工廠里和施工工地上最少的浪費，關鍵是滿足了環境標準，從而贏得了客戶信譽。

預製提供了一個對於建築設計有價值的元素——熱質量。預製有助於滿足能源和環境設計（LEED 加拿大）標準，未來對設計師來說，熱質量的好處將更加明顯。

使用粉煤灰、礦渣，以及其它廢材料，都有助於環境友好。預製的高耐久性產品建築物具有的全壽命周期遠遠超過其他設計。

（十二）全天候施工

由於一年到頭都可以預製生產和豎立，所以承包商可以按進度施工，不受壞天氣影響，以減少了額外的「補助金」。

（十三）高效的安裝

因為預製混凝土件是在環境受到控制的預製工廠里，採用高質量的材料預製的，所以設計非常精確地滿足所需規格。減少了現場調節，以最小的付出產生平穩的安裝過程。

（十四）所有都在一個組件里

全預製混凝土系統允許混合了多種材料和行業的建築板承擔結構功能。兼有建築和結構功能的建築板提供了有效的建築物橫向支撐系統。空心板（SP板）可以支撐樓面系統，並提供建築外部修飾的窗戶。預製的電梯井和樓梯核心筒可以支撐樓面系統，而且提供安全的防火圍合。

（十五）綜合製圖

全預製混凝土系統確保一次採購全部芯/殼設計。加拿大預製混凝土協會（CPCI）會員可以設計和支持整個系統，提供全套圖紙，讓建造過程更加高效。當採用由不同的供應商來控制的混合系統時，需要協調各個專業，全預製混凝土系統就避免了這些麻煩。

（十六）形狀和設計

定製生產預製/預應力部件，以匹配設計要求。在加拿大預製混凝土協會（CPCI）會員預製工廠里熟練的製造獨特的形狀、尺寸和特殊的技術要求。形狀和尺寸的重複將大大提高使用預製部件的經濟性。

（十七）預製結構部件

對於想在一個結構系統里獲得完全開放的跨度、阻燃、節能和精美設計的業主和建造商來說，預製混凝土梁、柱和樓梯就是一個理想的解決方案。

預製梁既可以是帶有單層柱的連續梁，也可以是帶有多層柱的單跨度梁。採用標準形式可以加快製造進程。

在預製工廠里生產光滑品質的裝修面既省錢，也讓設計師在完工的建築物里裸露結構（清水混凝土，譯者注）。

（十八）Pc-3D

現在可以採用PC-3D軟體建模全預製項目。該軟體允許製造商、設計師和顧問快速開發和可視預製結構的許多方面。建造、方法、布局、詳圖、加固，以及安裝過程都能夠在模型里快速可視。生產單獨預製件需要的圖紙，以及安裝布置圖都可以由軟體直接生成。

項目可以在BIM軟體的虛擬世界裡「預製建造」。幾何形狀、詳圖和節點都可以開發。設計問題也可以在製造和安裝之前容易的識別和解決。潛在的項目困難也可以在模型里檢查出來，並在出建造圖之前解決掉。PC-3D模型自身可以排除掉可能出現的不正確連接、幾何衝突，並為評估、生產和安裝提供有用的信息資料庫。

所有顯示的連接都只能用於概念設計

所有顯示的連接都只能用於概念設計

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