与现浇混凝土结构相比,装配式混凝土结构将部分现场工作量移入工厂,可节约大量劳动力、减少施工耗材消耗、缩短工期,但预制构件的连接费用、运输费用及预制构件生产的管理费用、税费等也会增加。混凝土结构是否采用装配方式建造及预制构件的应用比例(预制率指标),主要由建筑综合成本来决定。发达国家劳动力成本高,施工现场环保要求高,很多情况下预制装配的建造方式其经济效益就明显。
我国的住宅大多为高层、多层混凝土结构,而国外普遍为独栋或低层(美国90%的住宅为木结构House),我们可借鉴的国外经验并不多。在地震烈度相当的条件下,日本与我国台湾地区有高层装配式混凝土结构住宅的工程实例,且均为装配式框架结构。
从设计到建造的各个环节,装配式结构都对从业人员提出了更高的专业技术要求。建筑装配式结构,无论在设计费,还是专业工人的薪酬方面都比现有水平更高,并需要投入更多的管理与监控措施。
从预制构件自身角度来看,产生直接经济效益的两个必要条件是预应力技术与高强混凝土,这两者的应用能减小构件截面、减少构件配筋。如果将现浇混凝土结构方案直接拆分为非预应力混凝土构件,工程土建造价很难低于现浇结构。
我国研发并应用装配式混凝土结构(以下简称“装配式结构”)始于上世纪50年代末,开始主要学习苏联经验,到上世纪70年代末80年代初,基本建立了以标准预制构件为基础的应用技术体系,包括以空心板等为基础的砖混住宅、大板住宅、装配式框架及单层工业厂房等技术体系。由于当时的技术体系成本控制过低,存在整体性差、使用功能不良等问题,再加上装配式结构建造的各个环节无法满足上世纪90年代开始的大规模建设需求,最终使装配式结构的比例迅速降低并造成行业萎缩,预制构件生产企业数量急剧减少。
本世纪以来,北京榆构公司等单位完成了多项公共建筑外墙挂板、预制体育场看台工程。2005年之后,国内万科集团、瑞安集团、中南集团、宇辉集团等单位在借鉴国外(境外)技术及工程经验的基础上,从应用住宅预制外墙板开始,成功开发了具有中国特色的装配式剪力墙住宅结构体系。近年来,随着全社会、全行业对资源、环境问题的不断关注,装配式结构被赋予了更多的意义,并真正成为行业的热点。
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