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装配式钢筋混凝土结构发展现状与关键技术

2013年04月19日

打印专业人士:李晓明   来源:预制建筑网

  由日本建筑学会编制的现浇同等型预制解说中强调了这样一个概念,强调预制混凝土需要跟有现浇混凝土相同的强度、钢度和恢复率特征,也就是它的延性。日本曾经做过一个更深层的调查,在阪神大地震中做了这样一个调查,共计是10952栋楼,其中对普通的混凝土结构大概是判定危险的传统普通混凝土楼占总数的2.6%;钢混结构是22栋,比例是4.7;预制混凝土结构只有2栋,占总数的2%。单把混凝土结构拿出来做比较,钢筋混凝土是220栋楼,占总数的3.7%,在钢混结构当中是21栋,占6.1%,预制构件结构只有1栋,占1.9%。所以从这些数字来看,只要是遵守这样一个设计概念,就是我们要把预制混凝土结构设计成跟现浇混凝土具有相同的稳定性、延性,可以经历大地震的考验,可以做成和现浇混凝土完全等同的效能。


  在这里面我提到有两个关键技术,一个是钢筋套筒的连接技术,这个技术是1970年美国的一个Yee博士工程师,他发明了NMB的连接套筒。1972年日本把这个专利权购买以后,经过几代的改进,现在大部分用这样一个套筒,他们称为X型,这里面灌上高强的灌浆料来进行受力钢筋的连接。最新的套筒连接技术是套筒的一端在钢筋预制通过螺纹完成机械连接,另一端钢筋在施工现场通过灌浆进行连接。这是我们国家在借鉴国外经验的基础上研发的套筒,我们国家比如中冶集团,他们用这样的套筒也有20年的历史,虽然他们当时没有用在建筑工程当中,但是他们在铁路电力工程中得到大量的应用,这个技术是完全可以过关的,我认为可以跟国外技术比美,而且质量非常好的这样一些技术。


  这样的一些钢筋灌浆套筒连接在日本和美国得到了大量的实践,其中包括套筒应力-应变曲线、循环张拉疲劳试验,这样一个技术经过长期实验,而且经过了地震考验,美国和日本的结论都认为它可以在高层建筑中安全使用。这是在美国使用的各种各样的钢筋连接接头,我们国家也是对各种钢筋接头进行了很多的研究,我认为这个技术在我们国家也是一个非常成熟的技术。


  第二个关键的技术是预制和现浇相结合的技术。由于我们不再强调全装配,在预制构件当中,在适当的部位增加一些现浇混凝土,这样使整个装配式混凝土具有很好的延性。这是在日本一个非常典型的节点,虽然日本的剪力墙结构不能盖得太高,但是他采用了实际上就像我们国家所说的边缘构件的概念。各种各样的构件,包括梁板都是这样的概念。我还是拿万科的例子为例,他们也是采用了预制和现浇相结合的技术来完成的,我们所做的各项试验也表现它的性能是非常完好的。


  这是目前装配式混凝土结构所说的两个最关键技术,当然它的技术还有很多,今天由于时间关系,我只能把最关键的两个技术在这里给大家介绍一下。


   最后说一下我们跟国外之间还是有差距,这是我们值得深思的一个问题,就是我刚才提到我们国家到90年代末基本上装配式建筑走到最低谷,到2000年基本走到零。但是在我们走向低谷的这个阶段,可以看到欧洲在高速发展,日本在高速发展,这里我没有美国的曲线,实际上美国也是在高速发展。由于这样的两个情景,形成我们的技术跟美国和欧洲的技术之间还是有很大的差距,虽然我们这两年发展得非常快,我们不断的在迎头赶上,但是差距还是存在。在这里面实际上最后体现到,由于我们各种的质量通病,最后影响的是住宅建筑的寿命。日本人在大力推进住宅产业化之前,他们也把日本的住宅寿命跟美国的住宅寿命做过一个比较,当时的一个统计,比如在34-54年以上的建筑,他的比例数也不是太大。美国如果要从34年开始,一直到75年以上,大家可以看到这个所占的比例是非常大,也就是说实际上一个建筑延续着一个寿命,我认为是最重要的绿色建筑。比如我们在100年当中只盖一次跟在100年当中要盖三次或者两次,它所消耗的社会资源、能源各方面是有很大差距的,所以我们要提高建筑寿命,一定要提高它的质量。日本人也是在这样的一个概念上开始他的住宅产业化进程。


  因此虽然现在我们技术上有了很大的提升,我们有了很大的进步,但是前面还有很多的路要走、还有很多工作要做。这里我简单的说今后从技术上还需要做的工作:一是建筑结构体系还需要完善。要有适应超高层的公共建筑结构体系;还要有适应中小城市的多层建筑结构体系,就是一高一低现在目前研究得还比较少,昨天杨主任在吃饭的时候还提到,实际上我们不仅可以占据国内市场,我们还可以占据国外市场,我觉得说得非常好,如果要同时占据国内外市场,那么我们的结构体系还有待于进一步完善。二是连接方式还需要做一些补充研究,现有套筒灌浆连接技术还需要做深化研究,连接技术的多样化还需要做研究。三是双向叠合板的研究。四是外挂墙板的研究。五是公差体系的建立。六是部品体系的建立。七是标准体系的完善。八是进一步降低造价。在编制规范的过程中我们看了很多国外资料,无论是美国资料还是欧洲资料,他们用装配式混凝土资料没有一个说因为它贵而用,都是比较便宜。他们的人工比我们贵,现在我们的人工也在不断的涨价,在整个制作、施工、设计的环节当中还有很多潜力可以挖掘来降低造价,我想只有降低它的造价,它才有一定的生命力,而且造价不是没有潜力可挖,从我个人来看,只要我们做到像刚才文主任所提到的标准化、模数化、通用化、可置换性。简单的举一个例子,如果我们的模板可以重复使用100次以上,我们的成本就可以大大降低,所以我们的造价还是大有潜力可挖。


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