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PC

装配式混凝土结构建筑也被称为PC（PrecastConcrete）建筑，预制混凝土构件被称为PC构件。

装配式建筑的分类

1）按结构材料分类，有裝配式钢结构建筑、装配式混凝土结构建筑、装配式轻钢结构建筑、装配式木结构建筑和装配式复合材料建筑（钢结构、轻钢结构与混凝土结合的装配式建筑）等。

2）按预制率分类，有超高预制率（70%以上）、高预制率（50%〜70%）、普通预制率（20%~50%）、低预制率（5%〜20%）和局部使用预制构件（0%~5%）几种类型。

什么是装配式混凝土建筑

按照国家标准《装标》的定义，装配式混凝土建筑指“建筑的结构系统由混凝土部件（预制构件）构成的装配式建筑。

”

1）装配整体式混凝土结构。

装配整体式混凝土结构的定义是：

“由预制混凝土构件通过可靠方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。

”简言之，装配整体式混凝土结构的连接以“湿连接”为主要连接方式。

装配整体式混凝土结构具有较好的整体性和抗震性。

目前，大多数多层和全部高层装配式混凝土结构建筑是装配整体式，有抗震要求的低层装配式建筑也多是装配整体式结构。

2）全装配混凝土结构。

全装配混凝土结构是指预制混凝土构件以干法连接（如螺栓连接、焊接等）形成混凝土结构。

国内许多预制钢筋混凝土单层厂房就属于全装配混凝土结构。

国外一些低层建筑或非抗震地区的多层建筑常采用全装配混凝土结构。

什么结构体系适合做装配式建筑

一般而言，任何结构体系的钢筋混凝土建筑，框架结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、无梁板结构等都可以做装配式。

但是，有的结构体系更适宜一些，有的结构体系则勉强一些；有的结构体系技术与经验已经成熟，有的结构体系则正在摸索之中。

1）框架结构。

框架结构是由柱、梁为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。

框架结构是空间刚性连接的杆系结构。

目前框架结构的柱网尺寸可做到12m，可形成较大的无柱空间，平面布置灵活，适合办公、商业、公寓和住宅。

在我国，框架结构较多地用于办公楼和商业，住宅用得比较少。

日本多层和高层住宅大都是框架结构（日本60m以上算超髙层）。

日本住宅为什么喜用框架结构和其他柱梁体系结构，而很少用剪力墙结构？

主要基于以下考虑：

①他们比较信任柔性抗震，混凝土框架结构建筑经历了地震的考验。

日本人把柱梁结构建筑叫作“拉面”结构。

②框架结构布置灵活。

日本建筑寿命为65年、100年和100年以上。

高层和超高层建筑寿命大都是100年和100年以上。

框架结构可以使不同年代不同年龄段的居住者根据需要和偏好地进行户内布置。

关于柱子与梁凸入房屋空间对布置不利问题，从日本的实践看，一方面，目前框架结构很少有6m以下的小柱网，大都是大跨度柱网，柱子间距可达12m。

大柱网布置基本削弱了这个不利影响；另一方面，合理的户型设计也会削弱不利影响；还有，日本住宅都是精装修，上有吊顶、下有架空，室内布置比较多的收纳柜，自然而然地遮掩了柱梁凸出问题。

装配整体式框架结构的结构构件包括柱、梁、叠合梁、柱梁一体构件和叠合楼板等。

还有外墙挂板、楼梯、阳台板、挑檐板、遮阳板和低层框架结构有柱板一体化构件，板边缘是暗柱。

装配整体式框架结构的连接主要采用套简连接，楼板一般采用叠合楼板或预应力叠合楼板。

框架PC建筑的外围护结构或采用pc外墙挂板，或直接用结构柱、梁与玻璃窗组成围护结构，或用带翼缘的结构柱、带翼缘的梁与玻璃窗组成围护结构；多层建筑外墙和高层建筑凹式阳台的外墙，也用ALC墙板。

④框架结构柱梁属于细长构件，截面形式一般都是规则矩形，构件种类少，适合装配式建筑。

⑤框架结构与剪力墙结构相比，混凝土用量少，主体结构自重轻，预制构件数量和结构连

接点都少，做装配式不会增加成本，只会降低成本。

⑥框架结构侧向刚度低，日本高层和超高层建筑多为框架筒体，也采用框架-剪力墙结构。

没有全剪力墙结构。

2）框架-剪力墙结构。

框架-剪力墙结构是由柱、梁和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

由于在结构框架中增加了剪力墙，弥补了框架结构侧向刚度不足的缺点；又由于只在局部设置剪力墙，不失框架结构空间布罝灵活的优点。

框架-剪力墙结构的建筑适用高度比框架结构大大提高。

A级高层无抗震设计时最大适用高度为150m,有抗震设计根据设防烈度最大适用高度为80~130m。

PC框架-剪力墙结构，在框架部分为装配式、剪力墙部分为现浇的情况下，最大适用高度与现浇框-剪结构完全一样。

框架-剪力墙结构适用于高层和超高层建筑。

装配整体式框架-剪力墙结构，《装规》要求剪力墙部分现浇。

日本的框架-剪力墙结构，剪力墙部分也是现浇。

框架-剪力墙结构框架部分的装配整体式与框架结构装配整体式一样，构件类型、连接方式和外围护做法没有区别。

筒体结构„

定义。

筒体结构是由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的建筑结构。

筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等。

筒体结构还包括框架核心筒结构和筒中筒结构等，框架核心筒结构为由核心筒与外围稀疏框架组成的筒体结构。

简中筒结构是由核心筒与外围框筒组成的筒体结构。

筒体结构相当于固定于基础的封闭箱形悬臂构件，具有良好的抗弯抗扭性，比框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构具有更高的强度和刚度，可以建更高的建筑。

《高规》关于A级现浇筒体结构的适用高度，框架核心筒结构比框架-剪力墙结构和剪力墙结构高10〜20m（除8度0.2g和9度外），筒中筒结构，髙出20〜50m。

无抗震要求时，高度可达200m，有抗震设防要求时为100〜180m。

《装规》对装配式筒体结构没有规定。

《装标》提出筒体结构也适合做装配式建筑，并且给出了筒体结构的适用高度。

抗震设防烈度6度、7度、8度（0.2g）、8度<0.3g>情况下最大建筑高度是150m、130m、100m和90m。

国外应用装配整体式筒体结构在日本应用较多，超髙层建筑都是筒体结构，最高达208m。

技术成熟，也经历了地震的考验。

从以下几点可以看出筒体结构是装配式建筑的发展方向：

节约用地，超高层建筑具有巨大的优势。

日本最高的装配式建筑高208m。

效率高，超高层建筑标准层多，设计、制作和施工便捷。

成本低，构件标准化程度高，构件种类少，模具成本低，制作和施工成本低。

空间大，使用灵活。

简体结构的主要问题是：

其平面形状多是方形或接近方形，即“点式”建筑。

用于住宅有朝向问题和自然通风问题。

这两个问题，日本的解决方案是：

朝向问题，在背阴面布置小户型公寓。

通风问题，设置微型强制通风系统等。

装配整体式筒体结构与框架结构一样，构件类型、连接方式和外围护做法等没有区别，如果有剪力墙核心筒，则采用现浇方式。

剪力墙结构。

①定义。

剪力墙结构是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

剪力墙与楼盖一起组成空间体系。

剪力墙结构没有梁柱凸入室内空间，但墙体的分布使空间受到限制，无法做成大空间，适宜住宅和旅馆等隔墙较多的空间。

现浇剪力墙结构建筑的高度，无抗震设计时最大适用高度为150m。

有抗震设计要求根据抗震设防烈度最大适用高度为80~140m。

与现浇框架-剪力墙结构基本一样。

②国外应用。

剪力墙结构装配式建筑在国外非常少，髙层建筑几乎没有，没有可供借鉴的

装配式理论与经验。

③优势。

国内多层和高层剪力墙结构住宅很多。

目前装配式结构建筑大都是剪力墙结构。

就装配式而言，比较现浇混凝土有以下优势：

A.构件在工厂制作，比现场浇筑质量要好很多。

B.外墙板可以实现结构保温一体化，防火性能提高，也省去了外墙保温作业环节与工期。

C.石材反打或者瓷砖反打，节省了干挂石材工艺的龙骨费用，也省去了外装修环节和工期；瓷砖的粘接力大大加强，降低了脱落概率。

D.各个环节协调得好，计划合理，调度得当，可以缩短主体结构施工以外的内外装修工期。

E.无需满堂红外架，施工现场整洁干净。

剪力墙结构还有一个优势是可以将预制构件拆分成以板式构件为主，以适于流水线制作工艺。

但按照剪力墙的结构特点和国家标准、行业标准的规定，墙板3边出筋，1边是套筒或浆锚孔，制作麻烦，上了流水线也无法实现自动化。

④现存问题。

A.剪力墙结构混凝土量大，竖向构件连接面积大，钢筋连接节点多，连接点局部加强的构造钢筋也增加较多，连接作业量大。

B.边缘构件处水平现浇带、双向叠合板间现浇带、叠合板现浇等后浇混凝土比较多，工地虽然总的来说比现浇施工方式减少了混凝土现浇量，但作业环节增加，也比较麻烦。

C.剪力墙板和叠合楼板的侧边都出筋，制作环节不仅无法实现自动化，手工作业也非常麻

烦，耗费工时多。

D.剪力墙竖向连接虽然采用套筒灌浆或浆锚搭接方式，但剪力墙之间都有水平现浇带（也应当有），一般在现浇带浇筑第二天，混凝土强度还很低的时候，就开始安装上一层墙板，每一层都是如此。

这可能存在结构安全隐患。

如果等现浇带达到一定强度再开始安装上层构件，装配式工期将比现浇混凝土工期成倍增加，塔式起重机租金和工地窝工也会造成很大损失。

以上问题致使剪力墙结构装配式建筑效率低，工期难以压缩，结构成本增加较多。

而这些问题多是剪力墙结构自身特性带来的，不是短期内可以解决的。

笔者认为，设计人员在进行装配式建筑设计时，首先应当改变“住宅只能做剪力墙结构”的心理定式，通过综合的、定量分析对比，选择安全可靠、合理经济的结构体系。

无梁板结构。

①定义。

无梁板结构是由柱、柱帽和楼板组成的承受竖向与水平作用的结构。

无梁板结构由于没有梁，空间通畅，适用于多层公共建筑和厂房、仓库等。

我国80年代前就有装配整体式无梁板结构建筑的成功实践

②结构。

A先安装预制杯形基础。

B柱子通长预制，也就是5层建筑就做成5层髙的柱子，柱子是整根的不存在结构连接问题，将柱子立起即可。

C在柱帽位置下方插入承托柱帽的型钢横档，柱子在该位置有预留孔。

D像插糖葫芦一样，将柱帽从柱子顶部插入。

柱帽中心是方孔。

落在型钢横档上。

E将预制柱帽从柱子顶部套入柱子，下移到型钢横档处。

F安装叠合楼板预制板。

G绑扎钢筋，浇筑叠合楼板后浇筑混凝土，形成整体楼板。

H继续安装上一层的横档、柱帽、叠合板，浇筑混凝土直到屋顶。

单层钢筋混凝土柱厂房。

①定义。

单层钢筋混凝土柱厂房是由钢筋混凝土柱、轨道梁、钢屋架（或预应力混凝土屋架）组成的承受竖向和水平作用的结构。

②应用。

单层钢筋混凝土柱厂房在中国工厂中应用较多，大多为全装配结构，干法连接。

装配式单层钢筋混凝土柱厂房预制结构构件包括柱、轨道梁、屋架（双T板）、外墙板等，有的工程还包括预制杯形基础。

空间薄壁结构。

装配式工艺不仅可以实现工业化生产，以标准化构件装配建筑，还可以建造现浇工艺难以实现的造型复杂的建筑。

悉尼歌剧院双曲面屋面，就是由于现浇工艺无法施工，在拖了很长工期之后，用预制叠合曲面肋板装配的办法，建造出了现代建筑史上杰出的建筑艺术作品。

悬索结构

悬索结构在大型公共建筑中也有很多，属于装配式建筑干式连接，华盛顿杜勒斯机场候机楼就是悬索-PC屋面板结构。

装配式混凝土结构受到哪些条件制约？

尽管从理论上讲，现浇混凝土都可以搞装配式，实际上环境条件不允许、技术条件不具备或增加成本太多，都可能使装配式不可行。

所以，一个建筑是不是搞装配式，哪些部分搞装配式，必须先进行必要性和可行性研究，对限制条件进行定量分析。

环境条件

1）抗震设防烈度。

抗震设防9度区装配式建筑目前没有规范支持。

2）构件工厂与工地的距离。

如果工程附近没有PC工厂，工地现场又没有条件建立临时工厂，该工程就不具备装配式条件。

3）道路。

如果预制工厂到工地的道路无法通过大型构件运输车辆；或道路过窄、大型车辆无法转弯调头；或途中有限重桥、限高天桥、限髙隧洞等，都对装配式构件重量与尺寸形成限制。

4）PC工厂生产条件。

PC工厂的生产条件，如起重能力、固定或移动模台所能生产的最大构件尺寸等，是PC构件拆分的限制条件。

5）施工企业安装能力和设备条件，项目所在地能找到的装配式施工企业的经验和设备条件特别是塔式起重机等设备条件是节点设计与构件拆分的限制条件。

技术条件

1）高度限制。

现行行业标准规定，有些PC建筑的最大适用高度比现浇混凝土结构要低一些。

如剪力墙PC结构就比现浇剪力墙结构低10~20m。

2）形体限制。

装配式建筑不适宜形体复杂的建筑。

不规则的建筑会有各种非标准构件，且在地震作用下内力分布比较复杂，不适宜采用装配式。

3）立面造型限制。

建筑立面造型复杂，或里出外进，或造型不规则，可能会导致：

模具成本很高、复杂造型不易脱模、连接和安装节点比较复杂等，所以，立面造型复杂的建筑搞装配式要慎重。

外探较大的悬挑构件。

建筑立面有较多的外探较大的悬挑构件，与主体结构的连接比较麻烦，不宜搞装配式。

成本约束

1）结构体系的经济性。

有的结构体系做装配式可以降低成本，至少是持平，如柱梁体系结构；有的结构体系或因经验不足，或因技术不成熟，或因规范保守而增加成本，如剪力墙结构。

剪力墙结构装配式相对于现浇混凝土结构成本高，也与剪力墙结构体系在现浇方面较为成熟，有较大优势有关。

2）模具。

模具是PC建筑成本大项，模具周转次数少会大幅度增加成本。

一栋多层建筑，一套模具周转次数只有几次，不宜搞装配式建筑。

如果多栋一样的多层建筑，模具周转次数提高，成本就会降下来。

高层和超高层建筑就模具成本而言比较适合做装配式建筑。

装配式混凝土结构连接方式概述

连接是各种类型的装配式建筑——钢筋混凝土结构、钢结构、木结构和混合结构装配式建

筑最关键的环节，也是最核心的技术。

装配式混凝土结构的连接方式分为两类：

湿连接和干连接。

湿连接是混凝土或水泥基浆料与钢筋结合形成的连接，如套筒灌浆、后浇混凝土等，适于装配整体式混凝土结构的连接；干连接主要借助于金属连接，如螺栓连接、焊接等，适用于全装配式混凝土结构的连接和装配整体式混凝土结构中的外挂墙板等非主体结构构件的连接。

湿连接的核心是钢筋连接，包括套筒灌浆、浆锚搭接、机械套筒连接、注胶套筒连接、绑扎连接、焊接、锚环钢筋连接、钢索钢筋连接、后张法预应力连接等。

湿连接还包括预制构件与现浇接触界面的构造处理，如键槽和粗糙面；以及其他方式的辅助连接，如型钢螺栓连接。

干连接用得最多的方式是螺栓连接、焊接和搭接。

这里需要强调的是，套筒灌浆连接方式是竖向构件最主要的连接方式。

什么是钢筋套筒灌浆连接？

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什么是浆锚搭接？

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什么是干法连接？

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什么是后浇混凝土连接？

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什么是锚环钢筋连接？

什么是钢索连接？

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什么是柔性连接？

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剪力墙结构体系搞装配式存在哪些问题和难点？

现浇剪力墙结构在国内经过数十年发展，技术比较成熟，施工效率较髙，是我国目前住宅最普遍的结构形式。

在此基础上大规模推行装配式建筑，需要技术上的支持和经验积累。

装配式建筑有适宜的结构体系与构造方法。

剪力墙结构体系搞装配式，目前还存在一些问题和难点。

（1）对后浇混凝土依赖较重

由此导致后浇混凝土区域较多，工厂制作、现场钢筋连接、后浇筑混凝土模板、后浇筑混凝土作业环节增多。

（2）剪力墙横向出筋多且复杂，由此无法实现构件自动化生产，施工时很难达到设计要求。

（3）钢筋连接点多

剪力墙纵向钢筋太多，导致连接孔多，墙体构件精度制作要求高，经常出现精度不达标导致现场安装时钢筋和预留孔错位。

套筒灌浆贵。

浆锚搭接技术上可靠度还不放心，一些部位不宜采用。

连接节点的加密箍筋较多

（4）剪力灌浆连接面积大，灌浆料用量大，且灌浆作业时间长，延迟灌浆现象普遍，有安全隐患。

（5）叠合板楼板伸出钢筋

单向板两端伸出钢筋，双向板四边都伸出钢筋。

世界各国叠合板都没有这样做的，无法实现自动化生产和运输，安装麻烦。

（6）水平现浇带存在隐患

上下剪力墙之间的现浇混凝土圈梁一般在浇筑次日强度很小时开始安装上层墙板。

此时，墙板是被垫块支撑的，大多工地无法做到随即灌浆，灌浆分仓作业需要凝固增强时间（框架结构柱的灌浆不需要分仓）。

如此，存在重大安全隐患和结构隐患。

（7）夹心保温板的安全隐患

有的设计人员对拉结件选用随意、布置和锚固没有给出详细设计，或制作方自行做主，制作采取外叶板、内叶板一次性完成工艺，非常容易导致锚固不牢（已经有厂家在夹心保温板脱模时出现外叶板脱落的情况），这是非常严重的安全隐患。

装配式结构与现浇结构在结构设计上有哪些不同？

虽然装配式混凝土建筑强调等同原理，即装配式混凝土建筑与现浇混凝土建筑结构设计原则上一样，只是通过个别系数的调整和采取一些构造措施，使装配式混凝土结构达到与现浇混凝土结构等同的效果，而不需要另起炉灶建立设计体系。

实际上装配式混凝土建筑结构设计也是基于现浇混凝土结构设计展开的。

但两者的结构设计还是有较多不同，设计范围扩大，工作量增加了很多，图样表达方式也发生了较大变化。

当同一层内既有预制又有现浇抗侧力构件时，在地震设计状况下，让现浇构件多承担一些地震作用。

这与现浇结构同层构件均匀承担地震作用不同。

楼盖的结构分析、计算简图和构造设计因拆分方式不同（单向板、双向板），可能与现浇楼盖有区别。

装配式结构用PKPM等软件进行计算时，周期折减系数、梁刚度增大扭矩折减系数等与现浇混凝土结构设计有所差别。

一些结构体系装配式混凝土建筑比现浇混凝土建筑的适用高度降低10~20m。

装配式建筑比现浇建筑增加了3项设计——拆分设汁、预制构件设计和连接节点设计。

其中连接节点设计是装配式结构设计的重点。

装配式建筑结构须根据工程所在地构件制作、运输和安装的约束条件（重量、规格限制等）

进行构件拆分。

预制构件须进行制作、堆放、运输和吊装环节的荷载分析和结构计算。

建筑、装修、水电气各专业所需要的预埋件、预留孔洞和预埋物等，制作、安装环节需要的各种预埋件、吊点、预埋物等，都需要无一遗漏地汇集到构件制作图中。

装配式结构有结构、围护、保温、装饰等多功能集成构件。

由此，结构图须表达其他专业的内容。

例如，夹心保温板的构件图不仅有结构内容，还要有保温层、窗框、装饰面层、避雷引下线等内容。

结构图表达方式与图样类別有较大变化，增加了拆分（装配）图、连接节点图、预制构件图等。

装配式建筑结构设计工作量增加约20%-30%。

PC结构设计的依据与原则是什么?

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PC结构设计的主要内容是什么？

方案设计、施工图设计、拆分设计和构件制作阁设计阶段分别有哪邱设计内容？

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