图说典范——北京1959~1992年的装配式建筑

一、最早的装配式建筑——北京民族饭店

民族饭店于1959年建成，是我国第一座高层装配式框架结构的建筑。

张镈先生在1984 年的《建筑学报》第九期《回顾与前瞻——国庆随想》一文中回顾:“在 20世纪50年代末期，通过吃堑长智，在大型宾馆向现代化发展上已迈出一步，跻于先进之林。结构、施工釆取全装配体系，也迈开了新步。”民族饭店由于要满足首都接待人民代表大会代表的功能，工期倒排，边设计边施工，施工与设计密切协作，采用装配式框架结构，短短十个月就完成了工程，如图3-1、图3-2所示。

为了简化构造及利于抗震要求，基础、地下室、一层及部分二层采用现浇钢筋混凝土结构(看来当时的抗震设计和当前 JGJ-12014规范中“底部加强区”的规定很相近)。标准层(3~10层)都采用了装配式结构，装配化程度达到 60.47%。所有装配的构件都是在预制厂制作完成。(很遗憾，笔者尚未考证出其预制方法)，如图3-3、图3-4所示。

节点连接采用全干式节点，装配式框架结构外柱2层一根，整间密肋大楼板，接头焊接，从当时工地的照片以及图纸资料可以看出是在预制柱与梁的节口部位预埋了型钢作为结构传力构造节点。在建国初期就有这种“钢和混凝土组合结构”干法连接的装配式建筑，说明当年新中国建筑一起步就已经具备国际先进的技术水平，如图3-5~图3-8所示。

民族饭店显露出了预制装配式建筑与现浇建筑相比的多项优点:

(1)工期短:全部构件用7台塔式起重机36个工作日完成吊装，平均三天半安装一层，保证了十个月交付使用的进度目标。

(2)质量高:民族饭店至今已经建成使用了半个多世纪，按照目前的平均建筑寿命是应该“寿终正寝，拆除重建”的建筑，其中经历过唐山地震波及的“中震”以及本地的几次“小震”。2006年进行过一次改造工程，迄今使用状况良好，并获评20世纪50年代北京十大建筑。

(3)节约劳动力:20世纪50年代和60年代没有“农民工”，建筑工人是“国家的主人”是工人阶级的一分子，装配式建筑对劳动力的节约有两个方面: 一是通过工期缩短和节省了劳动工时，二是通过工厂预制减少了现场人工。

(4)节约木材模板，20世纪50年代还没有胶合板，也没有现场钢模或铝模，现浇混凝土主要是用天然的木板来加工制作，工厂化预制减少了现场支模，也节约了支模所用的模板。

(5)节约建设用地，项目建设用地南临长安大街，北侧与老北京的居民区隔一条小路相望，由于主要结构构件在工厂生产，现场取消了钢筋加工及堆放、模板加工及堆放、水泥、砂石存放及混凝土搅拌等需要的场地，使工程能够顺利开展。

(6)污染少，木模、散装水泥、砂石、钢筋加工等高污染环节从现场搬到工厂，必然会保证现场的环境远离污染。

该工程也有一些教训:首先是构件规格类型多，据统计有836种(6915件)，给制作、储藏、运输和安装都带来不少困难;其次是建筑装修和设备未能相应地配合;还有当时采用了型钢节点，用钢量大，造价高。但从节省时间和长寿命使用的角度，该建筑的经济性还是不错的。

二、最早的装配整体式钢筋混凝土框架结构——北京民航大厦

北京民航大厦1964年1月竣工，位于东城区东四西大街路北，建筑面积23000m2，是一座综合性办公楼。平面呈U形，最高(I 段)54.5m，本工程为国内第一幢装配整体式钢筋混凝土框架结构的高层建筑，采用预制抗震框架施工。上下柱主筋用熔杯焊接后现浇接头，在国内首次采用整间预制贴面砖外墙挂板和内爬式塔式起重机施工，如图3-9所示。

在民航大厦工程中，用了浆锚叠压型框架节点，节省钢材，施工更加便捷，如图3-10所示。

除基础、地下室及1层结构为现浇钢筋混凝土外(当时或考虑了“底部加强区”)，自2层以上所有的柱、梁、楼板、楼梯、内外墙壁板以及外墙饰面均为预制装配，装配面积占总建筑面积的78.58%。后由于唐山大地震的影响以及建筑物本身年久失修，在2000年左右进行了一次加固改造。

三、最早引进预制薄板迭合板技术的建筑——北京西苑饭店

北京西苑饭店新楼于1984年建成，共有709套客房，总建筑面积 61367m2。引进法国预制薄板叠合板技术。主楼A段平面呈L形，地下3层，地上23层，顶部旋转餐厅塔楼6层，地面以上高度93.51m，如图 3-11所示。

主楼4~23层为标准层，楼板采用了预制预应力混凝土薄板叠合板，在当时为国内首次在高层建筑中大面积采用此种楼板。预应力薄板作为模板与上部现浇混凝土组成一个整体，20世纪40年代末到50年代初，在英国、苏联、瑞士、瑞典、法国、波兰、奥地利等欧洲各国开始采用。20世纪60年代到70年代迅速发展，并广泛应用于各类房屋建筑中。我国于1980年进行试制。经过多种跨度和不同荷载的结构试验，1981年在北京西苑饭店工程首次采用，面积约2万m2。此后，在一些高层旅游宾馆、办公楼、外交公寓、仓库等工程中得到推广。此种楼板既有预制板不需要支模、施工快捷的优点，又有现浇楼板整体性好、抗震性能强的优点。在西苑饭店工程中，板的宽度为1.5m，一个房间在进深方向要用三、四块，摆放好了再现浇。后来20世纪80年代后亚运村公寓的时候，延续了西苑饭店的技术，那时预制板改良成大块板，一个房间一块，铺完板上面再做现浇。可惜后来随着大板建筑的突然消失，这些技术都没有延续下来。与之相对比的是，该项技术在欧洲和北美洲的很多公共建筑中持续得到应用，现在已经发展出了系列化的产品，技术愈加先进和成熟，成本也愈加节省。此外，本工程还采用了陶粒混凝土面层内夹加气混凝土预制复合外墙板。获得了全国结构优秀设计一等奖。

四、最早的模块化钢结构建筑——丽都假日饭店一期(1982— 1983 年)

5层客房楼的500间标准客房是由新加坡预制的钢木拼装盒子结构，所有装修、设备已在工厂配套组装完成，每个重约8t，如图3-12~图3-16所示。

当时已经形成了专门的构造节点和做法，如图3-17、图3-18所示。

五、最早的陶粒混凝土轻质预制外墙建筑——国家海洋局和中国国际贸易促进委员会办公楼

1980年建成，办公楼结构为预制框架剪力墙体系，标准柱网7.20×5.10m，标准层高3.60m。外墙为预制外挂陶粒混凝土墙板，如图3-19所示。

同时期建成的燕京饭店(1980年)、西苑饭店(1984年)、农业部办公楼(1986年)等均采用了轻质陶粒混凝土外墙板，如图3-20、图3-21所示。

六、第一套住宅通用图——二型住宅实践案例

1955年，在苏联专家的指导下，北京市建筑设计院设计了第一套住宅通用图——二型住宅问世，建成的西便门住宅是其中一个代表。单元平面一种为五开间一梯二户，另一种为一梯三户。在预制结构与标准化设计方面，二型住宅为苏式密排屋架坡顶，楼板为30cm厚的预制钢筋混凝土方孔板，楼梯踏步板、休息板均为预制。因强调“标准化”，“工业化”，“减少构件规格”，只用了3.20m一种开间，6.00m一种进深，以及一种窗。房间、厨房、楼梯间均较大，每个单元只三层以上设一个小阳台，如图3-22所示。

“二型住宅”首次提出了住宅的标准化设计，为工业化住宅的户型设计提供了借鉴。然而，单纯的模仿苏联的住宅设计经验，并不适于当时北京的城市住宅需求。设计过度强调统一的尺寸，因此楼梯也采用与房间同样的开间，房间面积普遍偏大，在使用上的造成浪费。此后专家结合当时条件，对二型住宅的设计进行了合理的修改，从而适应建国初期北京市的经济条件。

七、一个时代的记忆——建国门外外交公寓

1973年，朝阳区建国门外大街北侧的2栋16层塔式外交公寓建成，为本市第一栋10层以上的高层住宅，由2栋16层塔式公寓和2栋4-6层板式公寓及附属建筑组成，如图3-23所示。

16层塔式公寓平面为错叠的双矩形，地下1层，地上16层，标准层每层4户。采用装配式整体式钢筋混凝土双向框架装配整体式框架结构——板、梁、柱及抗震墙等结构构件预制，接头处现浇成为整体。柱网纵横向的总尺寸依据施工机械自升塔式起重机安装位置、起吊能力、回转半径而确定。为了尽量减少预制构件规格，同时使公寓用房具有不同的开间，进一步将柱网进深均设为5m，而开间为3m、4m和5m三种，如图 3-24所示。

16层公寓在预制结构构件的构造方面，具有一些新的特点:一个柱网间一块双向预应力大型井字梁式楼板，加强了平面刚度;迭合梁为不带牛腿的矩形截面，将楼板施工时伸入梁支座4cm，使板梁交接简洁美观;双向框架系统的梁柱节点，经过大量实验采用高强度的混凝土，抗弯和抗压都具有较好的效果;预制墙板系平模生产，钢门窗安装以及马赛克贴面和窗套、腰线等水刷石饰面，一并在工厂加工制成，如图3-25所示。

另外，在预制外墙板水平连接处的板缝构造设计为高低企口缝，高低口相差6cm。为了保证防水材料在不同温度下都具有较好的韧性，因此选用了上海沥青嵌缝膏，这种油膏在-20~+60°C之间，稳定性良好。油膏外用加5%聚醋酸乙烯的1∶2.5水泥砂浆勾缝，勾缝以外，再刷一道有机硅，起到双重保护作用，如图3-26所示。

八、“内浇外挂”大模板体系—— 前三门大街南侧住宅

1976~1979年，市中心前三门大街南侧集中兴建了34栋9至15层高层住宅，有板式和塔式两种，共39万多m2，标志着建造高层住宅高潮的来临。前三门高层住宅结构采取“内浇外挂”做法，大模现浇内墙，预制外墙板，构配件标准化，如图3-27所示。

在预制构件方面:外纵墙板起围护和承自重作用，并承受部分地震力;山墙板为承重墙板，材料有膨珠和加气填芯混凝土两种。为了加强预制墙板之间、预制墙板与内墙之间的连接，加强抗震能力，外墙板两侧埋有环筋销键，墙板上部的吊环伸入上墙板下部的焊接口内与竖向主筋焊牢。楼板普遍采用预制元孔抽芯小楼板，上做现浇地面，在少数幢号试验整间大楼板。另外，部分隔墙、阳台、楼梯以及垃圾道、通风道、女儿墙等均为混凝土预制构件。

住宅设计打破了使用过去的标准定型图概念，为了满足多样化的户型需求，同时尽量降低预制构件的种类，初步的尝试用统一的建筑参数和构配件来组织多样的平立面。在户型平面设计上，将各项建筑参数尺寸统一为三模制，从而确立建筑标准化的基础标准。接着采用三种基本的开间(2.7m、3.3m、3.9m)和两种基本的进深(4.8m、5.1m)，层高为2.9m(保证净高不小于2.7m)。基本尺寸的确定都经过理性的分析:3.3m开间是最常用的，2.7m开间主要用作交通部分，而3.9m开间则是北京市大规模采用的13cm厚元孔短向楼板的最大开间。最终，墙板的种类由不同的开间和进深确定，种类大体分为实心板和带门窗洞口的墙板;山墙板按4.8m和5.1m进深各分为两块，轴线尺寸为2.4m和2.7m两种。可见，当时为了批量快速生产构配件，节省材料，保证现场的顺利安装，设计做到了提前对各种构配件进行定型化、标准化，值得我们学习。但是，当时过于强调节约和标准，也影响了其灵活性和多样性，这也是造成大板住宅突然消失的关键因素之一，我们需要研究好标准化和灵活性以及标准化和多样化的关系，避免再犯同样的错误，如图3-28、图 3-29所示。

九、高层装配式大板体系——天坛小区

1975年在北京天坛南小区进行试点，市建院与建筑工程公司、构件厂、科研单位共同合作，新建两万多m²两栋十一层大板住宅。这项工程按照北京市住宅一类标准进行设计，为市统建的一般职工住宅，如图3-30所示。

北京是地震区，结构设计考虑8度设防。因此，大板住宅的设计要点除要求各层墙板等构件类型尽量做到统一，更重要的是要加强结构的整体性和抗震能力。为了克服高层水平地震力逐层变化和构件规格统一的矛盾，住宅设计采取了以下措施:1控制建筑物的体型和高宽比，将住宅层数定为11层，总高为 31.35m，总宽为10.60m，尽可能缩小住宅首层与顶层所承担的地震力差距;2将某一层墙板计算值作为配筋标准，不足部分的楼层钢筋在竖缝的插筋中补充，减少预制墙板类型;此外，为了加强结构整体刚度，还采取了以下措施:平面选择了凹凸变化较少的矩形平面，内外纵横墙基本拉通对直;纵墙和两道外纵墙设计上仍然采用了承重壁板，抵抗纵向地震力;板材接缝处通过预留钢筋和现浇混凝土进行共同连接作用;楼板与屋面板四边入墙，并与雨罩、阳台等挑出构件连成一块，如图3-30所示。

在板缝防水问题上，综合考虑结构、保温隔热、施工安装和防水问题，将外墙接缝的水平缝采用企口缝;立缝采用双空腔排水的构造做法;十字缝采用分层与通腔结合的构造方案。经过气候变化的考验，这种构造做法具有可靠的防水效果。

1976年7月工程刚刚竣工，唐山地区发生强烈地震，波及京津地区。此住宅经受住了地震的考验。震后，对高层大板进行了检查，除发现首层、内纵墙在端开间、楼板下皮和内纵墙顶，造成一条发丝裂缝，其他结构完好无损。所以今天有人说，装配式建筑在我国还没有经过大地震考验的说法是不对的。

应该说，以上的这些实践，在我国建筑业的发展史上提出了很多的新问题和新挑战，也留下了很多珍贵的建筑作品和宝贵的工程经验。可惜，20世纪90年代之后停滞了，由于没有继续实践，这些问题也就没有得到继续改进。这就客观造成了我们今天在装配式建造方式方面与先进国家的差距。

（编辑：奚雅青）