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一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師眼中的建筑工業(yè)化

2014年05月30日

打印專業(yè)人士：王曉鋒來(lái)源：《施工技術(shù)資訊》2014年5月刊之《特別策劃》

從行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，將新型（現(xiàn)代）建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化作為發(fā)展目標(biāo)的出發(fā)點(diǎn)是好的，但這些“大事兒”涉及的領(lǐng)域與方向很多，不是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)所能承載。

我國(guó)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題

1、技術(shù)體系仍不完備

目前行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)主要集中在裝配式混凝土剪力墻住宅，框架結(jié)構(gòu)及其他房屋類型的裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展并不均衡，無(wú)法支撐整個(gè)預(yù)制混凝土行業(yè)的健康發(fā)展。

裝配式剪力墻住宅發(fā)展為主流，主要原因是其動(dòng)力源于房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)，并受到我國(guó)住宅多采用剪力墻結(jié)構(gòu)的習(xí)慣影響，根源還在于按“現(xiàn)澆改預(yù)制”的思路。目前國(guó)內(nèi)裝配式剪力墻住宅大多采用底部豎向鋼筋套筒灌漿或漿錨搭接連接，邊緣構(gòu)件現(xiàn)澆的技術(shù)方案，此技術(shù)方案在其他國(guó)家基本沒(méi)有使用。圖1方案的優(yōu)點(diǎn)在于傳力方式、受力性能接近現(xiàn)澆剪力墻，便于設(shè)計(jì)與拆分，不足在于關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題仍需明確、連接施工手工作業(yè)多、施工操作與質(zhì)量控制難度大、無(wú)法充分發(fā)揮裝配式結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)等。在工程造價(jià)方面，也很難低于現(xiàn)澆剪力墻，根據(jù)《關(guān)于確認(rèn)保障性住房實(shí)施住宅產(chǎn)業(yè)化增量成本的通知》（京建發(fā)[2013]138號(hào)），采用夾心墻板的剪力墻住宅成本增加400元/平方米左右。

墻體構(gòu)件

墻體端部連接方式

2、基礎(chǔ)研究缺乏

如裝配式剪力墻體系中的鋼筋豎向連接、夾心墻板連接件兩個(gè)核心應(yīng)用技術(shù)仍不完善。作為主流的裝配剪力墻豎向鋼筋連接方式，套筒灌漿連接相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)作為一種機(jī)械連接形式應(yīng)用，但在接頭受力機(jī)理與性能指標(biāo)要求、施工控制、質(zhì)量驗(yàn)收等方面對(duì)三種材料（鋼筋、灌漿套筒、灌漿料）共同作用考慮并不周全。施工及驗(yàn)收僅能參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》JGJ107，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋連接用灌漿套筒》JG/T 398-2012、《鋼筋連接用套筒灌漿料》JG/T 408-2013完成編制后，針對(duì)其特性編制的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》預(yù)計(jì)2014年底才會(huì)正式頒布實(shí)施。而對(duì)鋼筋漿錨搭接連接方式，其實(shí)際搭接長(zhǎng)度普遍小于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010中關(guān)于鋼筋100%搭接的具體規(guī)定，雖然《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014對(duì)漿錨搭接適用范圍略有加嚴(yán)，但其設(shè)計(jì)依據(jù)、構(gòu)造要求、施工操作及驗(yàn)收要求在工程界并無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

夾心墻板連接件是保證“三明治”夾心保溫墻板內(nèi)外層共同受力的關(guān)鍵配件。在此領(lǐng)域，國(guó)外在研發(fā)與工程應(yīng)用方面積累了幾十年的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，連接件產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅要考慮單向抗拉力，還要承受夾心墻板在重力、風(fēng)力、地震力、溫度等作用下傳來(lái)的復(fù)雜受力，且長(zhǎng)期老化、熱漲收縮等性能要求很高。

3、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐不夠

目前行業(yè)主要的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1，由于缺乏基礎(chǔ)性研究與足夠的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)中部分技術(shù)內(nèi)容仍處于空白，亟需補(bǔ)充完善。筆者建議我國(guó)裝配式結(jié)構(gòu)需要補(bǔ)充完善的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范項(xiàng)目主要如表2，無(wú)論是工程標(biāo)準(zhǔn)，還是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，需要完善的內(nèi)容還很多。

4、行業(yè)可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)不良

一個(gè)行業(yè)是否能夠可持續(xù)發(fā)展，與行業(yè)內(nèi)的企業(yè)是否有持續(xù)的盈利能力有關(guān)。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)本身的造價(jià)一定時(shí)期內(nèi)不會(huì)低于現(xiàn)澆剪力墻，在不考慮政策補(bǔ)貼的情況下，此種技術(shù)是很難發(fā)展的。此外，采用先進(jìn)的建造方式，需要更先進(jìn)的行業(yè)管理機(jī)制、技術(shù)人員與操作者。設(shè)計(jì)同樣也需要專業(yè)化。裝配式結(jié)構(gòu)需要設(shè)計(jì)人員投入更多的精力，需要建設(shè)方給予更多的時(shí)間與設(shè)計(jì)費(fèi)。

5、鼓勵(lì)政策尚不夠完善

在各項(xiàng)政策中，面積或容積率獎(jiǎng)勵(lì)最為直接，各地基本為按裝配式建筑面積獎(jiǎng)勵(lì)開(kāi)發(fā)商3%的面積（不支付土地出讓金或很少的費(fèi)用）。雖然多省市均出臺(tái)了政策，但目前3%獎(jiǎng)勵(lì)真正落地的只有北京。

政策不完善的另一個(gè)方面，是所有獎(jiǎng)勵(lì)均給予開(kāi)發(fā)商，各地政策都與發(fā)展房地產(chǎn)、地方GDP密切相關(guān)，而對(duì)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的培育卻不夠重視。

由第三產(chǎn)業(yè)（房地產(chǎn)）引導(dǎo)第二產(chǎn)業(yè)（建筑業(yè)）的技術(shù)進(jìn)步與行業(yè)發(fā)展，從邏輯上有悖常理。鼓勵(lì)政策應(yīng)能吸引更多的企業(yè)進(jìn)入裝配式混凝土行業(yè)，而不僅僅是開(kāi)發(fā)商、總包單位（多帶有開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)，或者為了承接其他工程而進(jìn)入）。從另一個(gè)角度思考，只有鼓勵(lì)政策撤退后行業(yè)還能持續(xù)發(fā)展，行業(yè)才是健康的。

建議與展望

1、發(fā)展前景看好

雖然前面談到行業(yè)發(fā)展的種種技術(shù)問(wèn)題，但筆者認(rèn)為行業(yè)發(fā)展的前景還是光明的，主要原因就在于綜合成本。從勞動(dòng)力成本方面，勞動(dòng)力價(jià)格增長(zhǎng)后，現(xiàn)場(chǎng)必然會(huì)采用減少手工作業(yè)的施工方式，現(xiàn)在普遍采用的扣件鋼管模板支架（腳手架）、手工綁扎鋼筋都會(huì)減少，裝配化施工也是必然。除了勞動(dòng)力成本，城市作業(yè)場(chǎng)地狹小、環(huán)保要求高也會(huì)促進(jìn)裝配化建筑的應(yīng)用。

世界上最高的裝配式混凝土框架建筑

臺(tái)灣最高的裝配式住宅建筑

2、技術(shù)體系多樣

僅發(fā)展裝配式剪力墻住宅，無(wú)法支撐整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。僅從住宅角度來(lái)看，在考慮各地鼓勵(lì)政策落實(shí)的情況下，鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)也很明顯，鋼結(jié)構(gòu)天然就是“裝配化”的。大開(kāi)間框架結(jié)構(gòu)結(jié)合精裝修任意分割布置，遠(yuǎn)勝剪力墻結(jié)構(gòu)的呆板戶型。

除住宅之外，在公共建筑、工業(yè)建筑、倉(cāng)儲(chǔ)建筑領(lǐng)域，裝配式結(jié)構(gòu)同樣具有更廣闊的發(fā)展空間。在這些建筑中，裝配式結(jié)構(gòu)更便于采用高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)，方便實(shí)現(xiàn)大跨、重載的使用功能要求，與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工相比可節(jié)省大量現(xiàn)場(chǎng)施工的模板及支架費(fèi)用。

應(yīng)用雙T板的裝配式車庫(kù)

3、行業(yè)管理進(jìn)一步完善

發(fā)展裝配式結(jié)構(gòu)，行業(yè)管理同樣與之相適應(yīng)。從現(xiàn)有的行業(yè)管理來(lái)看，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工完全是按照現(xiàn)澆施工來(lái)管理，在上世紀(jì)預(yù)制行業(yè)萎縮后，行業(yè)主管部門對(duì)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的管理也逐漸減弱，行業(yè)管理甚至不如預(yù)拌混凝土、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)完善。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)、安裝企業(yè)資質(zhì)管理、行業(yè)質(zhì)量管理均相對(duì)缺失，在政府部門管理減弱的情況下，相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)可在今后的工作中積極組織，彌補(bǔ)這部分缺失。

發(fā)展裝配式結(jié)構(gòu)的另一個(gè)有效措施是真正落實(shí)設(shè)計(jì)施工一體化，即由施工總包單位根據(jù)建筑方案完成施工圖。設(shè)計(jì)施工一體化是國(guó)際上普遍實(shí)行的工程承包方式，有利于從綜合成本節(jié)約的角度采用裝配方式建造。

4、參與企業(yè)要思考

對(duì)于整個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)行業(yè)，參與的企業(yè)要保持足夠的冷靜，要考慮如何能保證自己的收益與發(fā)展。如果無(wú)法從房地產(chǎn)、總承包等方面得到收益，在目前的情況下是否值得進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，都是值得思考的問(wèn)題。

技術(shù)與質(zhì)量是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，無(wú)論是生產(chǎn)技術(shù)還是應(yīng)用技術(shù)，都是參與企業(yè)必須重視的問(wèn)題，并依靠技術(shù)與管理確保產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。

目前看，裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展最大的動(dòng)力來(lái)自于政策支持，同時(shí)最大的風(fēng)險(xiǎn)也是政策。業(yè)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該了解市場(chǎng)，了解形勢(shì)，既能做到在漲水時(shí)暢游，也能在退潮后自由行走。

以上是筆者從結(jié)構(gòu)專業(yè)從業(yè)者角度提出的個(gè)人看法，其中負(fù)面觀點(diǎn)居多且很多可能都是片面的，部分認(rèn)識(shí)也許早已落后于行業(yè)的發(fā)展，在此僅供各位同仁參考，歡迎給予批評(píng)、指正。筆者一直從事裝配式結(jié)構(gòu)領(lǐng)域研究與標(biāo)準(zhǔn)工作，真心希望在大家共同的努力下，裝配式行業(yè)的明天會(huì)更好。

本文作者：王曉峰，工學(xué)博士，副研究員，中國(guó)建筑科學(xué)研究院標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范處副處長(zhǎng)。主要從事工程建設(shè)領(lǐng)域的科研、標(biāo)準(zhǔn)編制及相關(guān)管理工作；主持多項(xiàng)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，主編、參編多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。